1. BAB V
PERENCANAAN PLTMH
5.1 UMUM
Analisa terhadap alternatif pemilihan alat dan jenis turbin, memperoleh
kesimpulan bahwa untuk perencanaan PLTMH di Desa Sadang, Kecamatan
Jekulo, menggunakan jenis turbin kayu tradisional.
Berikut ini adalah foto – foto di lokasi yang akan direncanakan PLTMH :
saluran
irigasi
A
bangunan
terjun
rencana lokasi
pipa pengambil A
tinggi orang
dewasa
1,5 m rencana
lokasi
turbin dan
A generator
A 4m
pipa pengambil
rencana lokasi
bak penenang
tinggi terjun 3 m
rencana lokasi pipa pesat
27 m
Gambar 5.1 Foto Lokasi Perencanaan PLTMH (Kudus, 2007)
36

2. pipa pengambil
saluran irigasi
bangunan terjun
+ 3,00 m
+ 2,00 m
garis kontur
bak penenang
saluran pembuang
L = 12 m
pipa pesat
L = 27 m sungai
+ 1,00 m saluran pembuang
L = 12 m
kabel transmisi
Skema PLTMH dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Rumah generator
pulley tiang transmisi
turbin
+ 0,00 m ke konsumen - 1,00 m
Gambar 5.2 Skema PLTMH Desa Sadang, Kudus
37

3. 38
5.2 DETAIL PLTMH
a. Pipa Pengambil
Pipa pengambil berfungsi mengalirkan air dari saluran irigasi ke bak
penenang.
Pipa ini dibuat dari 3 (tiga) buah drum minyak bekas yang disambung
dengan las. Dimensi drum perbuahnya adalah diameter 50 cm dan panjang
100 cm.
Pemasangan pipa pengambil ini dilaksanakan di akhir pekerjaan,
setelah semua bagian PLTMH selesai dikerjakan, agar air tidak mengganggu
proses pekerjaan dan air irigasi tidak terbuang percuma, tetapi pengelasan
drum dilaksanakan di awal pekerjaan bersamaan dengan pengelasan drum
untuk pipa pesat, untuk menghemat waktu dan penggunaan alat, terutama
peralatan las.
0,25 m
0,06 m
0,19 m
0,5 m 0,44 m
Q = 0,135 m3/s
Cos Ø = 0,19 / 0,25 = 0,76
Ø = 40,53580
A = (360 -2Ø) / 360 . пr2 + 0,5 r2 sin 2Ø
= 0,152 + 0,03087
= 0,182 m2
V = Q/A
= 0,135 / 0,182
= 0,74176 m/s

4. 39
P = (360 -2Ø) / 360 . 2пr
= 1,217 m
R = A/P
= 0,182 / 1,217
= 0,1495 m
1
V = /n . R2/3 . i1/2
i1/2 = V / (1/n . R2/3)
= 0,74176 / (1/0,017 . 0,1495 2/3)
= 0,044
i = 0,0442
= 0,001936
= 0,002

5. 40
Berikut ini adalah gambar detail saluran irigasi dan pipa pengambil
sebagai saluran pembawanya :
40
44
60
A C
40
i = 0,0002
w = 0,4 m
100
100
k = 53
m=1
Potongan A – A
1
1
skala 1 : 100
88
Q1 Q3
10 100
100 Q2
Q = 0,204 m3/s
v = 0,322 m/s
30
15
88
h = 0,44 m
30
b=1m
100
60
70 B B
40 300
A
Q1 = 0,204 m3/s pipa dari drum pipa dari drum
Q2 = 0,135 m3/s
C
Q3 = 0,069 m3/s 50 10
6
Tampak Atas
skala 1 : 100 Q = 0,135 m3/s 44
v = 0,74176 m/s
n = 0,017
i = 0,001936 60
pasangan batu kali
Q = 0,204 m3/s Potongan B – B
v = 0,322 m/s skala 1 : 25 30 10 50 10 30
i = 0,0002
w = 0,4 m Q = 0,135 m3/s
m=1 v = 0,74176 m/s
k = 53 n = 0,017
100 100 las i = 0,001936
15
40
60
50 44
1 60
1 10 100 60 2410
30 30 pipa dari drum
300
Potongan C – C
skala 1 : 100
Gambar 5.3 Detail Saluran Irigasi dan Pipa Pengambil

6. 41
b. Bak Penenang
Bak penenang berfungsi memberi cadangan air ketika terjadi
kekurangan debit yang dibutuhkan untuk membangkitkan listrik akibat
beban puncak pemakaian listrik, juga berfungsi mengendapkan kotoran yang
terkandung dalam air.
jam alat - alat listrik yang digunakan daya (watt)
1-3 lampu kamar tidur orang tua 5
lampu kamar tidur anak 5
lampu teras 5
lampu kandang ternak 5
total 20
4-6 lampu kamar tidur orang tua 5
lampu kamar tidur anak 5
lampu teras 5
lampu kandang ternak 5
lampu kamar mandi 5
lampu sumur 5
lampu dapur 10
total 40
7 - 14 mesin pertanian (penggiling padi) 50
15 - 17 kipas angin 30
18 - 19 lampu teras 5
lampu kandang ternak 5
lampu kamar mandi 5
lampu sumur 5
lampu ruang utama 10
TV 50
total 80
20 - 23 lampu teras 5
lampu kandang ternak 5
lampu kamar mandi 5
lampu sumur 5
lampu ruang utama 10
lampu dapur 10
lampu kamar orang tua 5
lampu kamar anak 5
TV 50
total 100

7. 42
24 lampu teras 5
lampu kandang ternak 5
lampu kamar mandi 5
lampu sumur 5
lampu ruang utama 10
lampu dapur 10
lampu kamar orang tua 5
lampu kamar anak 5
total 50
Tabel 5.1 Rencana Pemakaian Listrik 1 rumah
Dari tabel di atas, dapat diketahui bahwa pemakaian listrik maksimal
untuk 1 rumah adalah 100 watt, bila PLTMH menghasilkan 4000 watt maka
jumlah rumah yang dapat dilayani adalah 4000 : 100 = 40 rumah.
Pemakaian listrik total per jam dalam persen dapat dilihat pada
perhitungan berikut ini :
jam 1 – 3 = 20 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 20 %
jam 4 – 6 = 40 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 40 %
jam 7 – 14 = 50 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 50 %
jam 15 – 17 = 30 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 30 %
jam 18 – 19 = 80 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 80 %
jam 20 – 23 = 100 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 100 %
jam 24 = 50 watt . 40 rumah / 4000 watt . 100 % = 50 %
Gambar 5.4 Grafik Unit Load Curve

8. 43
Unit Load 3 3 Dibuang
Supply = 0,08554 m /s Supply = 0,135 m /s
Curve
( spill )
Absis Ordinat Kebutuhan Kelebihan Kekurangan Kelebihan Kekurangan Capacity
3 3 3 3 3 3 3
( jam ) ( % ) ( m /s ) ( m /s ) ( m /s ) ( m /s ) ( m /s ) ( m /s ) ( m /s )
1 20 0,03208 0,05346 0,10292 0,38494 0,10292
2 20 0,03208 0,05346 0,10292 0,38494 0,10292
3 20 0,03208 0,05346 0,10292 0,38494 0,10292
4 40 0,06416 0,02139 0,07084 0,38494 0,07084
5 40 0,06416 0,02139 0,07084 0,38494 0,07084
6 40 0,06416 0,02139 0,07084 0,38494 0,07084
7 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
8 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
9 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
10 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
11 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
12 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
13 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
14 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
15 30 0,04812 0,03742 0,08688 0,38494 0,08688
16 30 0,04812 0,03742 0,08688 0,38494 0,08688
17 30 0,04812 0,03742 0,08688 0,38494 0,08688
18 80 0,12831 0,04277 0,00669 0,38494 0,00669
19 80 0,12831 0,04277 0,00669 0,38494 0,00669
20 100 0,16039 0,07485 0,02539 0,38494 0,00000
21 100 0,16039 0,07485 0,02539 0,38494 0,00000
22 100 0,16039 0,07485 0,02539 0,38494 0,00000
23 100 0,16039 0,07485 0,02539 0,38494 0,00000
24 50 0,08020 0,00535 0,05480 0,38494 0,05480
1280 0,38494 0,38494 1,28856
Tabel 5.2 Tabel Konstruksi Unit Load Curve
Q puncak = P puncak = 4 kilo Watt = 0,16039 m3/s
η.g.H 0,85.9,78.3
P rt = 1280 % . 4000 / 24 = 2133,333 watt
LF = P rt / P puncak . 100 % = 2133,333 / 4000 . 100 % = 53,333 %
Q rt yang dibutuhkan listrik = LF . Q puncak = 53,333 % . 0,16039
= 0,08554 m3/s.
Volume bak penenang = ( 0,08554 + 0,38494 ) m3/detik x 1 detik =
0,47048 m3.

9. 44
v2
2g hf
pA v2
γ 2g
pB
γ
zA L
zB
Debit (Q) = 0,160 m3/s panjang pipa (L) = 27 m
diameter pipa (D) = 0,5 m f = f pipa baja = 0,017
zA - zB =3m efisiensi turbin(η)= 85 %
V = Q / A = 0,160 / (3,14 / 4 . 0,52) = 0,817 m/s
hf = 8 . f . L . Q2
g . п2 . D5
= 8 . 0,017 . 27 . 0,1602
9,8 . 3,142 .0,55
= 0,03113 m
pB = h . 0,0981 (Maher dan Smith, 2001)
= 3. 0,0981
= 0,2943 bar = 324,31 gr/cm2 = 3243,1 kg/m2
zA + pA / γ + v2/ 2g = zB + pB / γ + v2/ 2g + hf
3 + pA / γ = 0 + 3243,1 / 1000 + 0,03113
pA / γ = 0,27423 m
v2/ 2g = 0,817 2 / 2 . 9,81 = 0,034 m
tinggi bak penenang = 0,5 D + pA / γ + v2/ 2g = 0,25 + 0,27423 + 0,034
= 0,558274 m = 0,56 m

10. 45
Volume bak penenang = 0,47048 m3, maka panjang dan lebar bak
penenang adalah = ( 0,47048 : 0,56 ) 0,5 = 0,916594 = 0,92 m
v2 = 0,034 m
2g
pA
γ = 0,27423 m
0,56 m
0,5 D = 0,25 m
0,92 m
hf = 0,03113 m
hf
Hnetto = H s - hf
L Hs
= 3,56 – 0,03113 H
= 3,52887 m
V
P turbin = Q . H .γ . η
75
= 0,160 . 3,52887 .1000 . 0,85
75
= 6,399018 hp
= 6,399018. 746 Watt
= 4773,667 Watt
Gambar bak penenang dapat dilihat pada gambar berikut ini :

11. 46
20 bak penenang i = 0,081
pipa pesat dari drum f = 0,017
A A
las
92
50
20
Tampak Atas
20 92 20
skala 1 : 25
bak penenang i = 0,081
pipa pesat dari drum f = 0,017
56
50
20
Potangan A - A
20 92 20
skala 1 : 25
bak penenang i = 0,081
pipa pesat dari drum f = 0,017
las
56
50
20
20 92 20 Tampak Samping
skala 1 : 25
bak penenang
56 50 i = 0,081
pipa pesat dari drum f = 0,017
20
Tampak Depan
20 92 20 skala 1 : 25
Gambar 5.5 Detail Bak Penenang PLTMH Sadang, Kudus

12. 47
c. Pipa Pesat
Pipa pesat berfungsi mengalirkan air dari bak penenang untuk
memutar roda turbin.
Pipa ini terbuat dari 27 buah drum minyak yang disambung dengan las.
Diameter drum 50 cm dan panjang perbuah drum 100 cm. Pada ujung pipa
pesat dibuat menyempit sebagai curat dan dilas dengan stop keran yang
berfungsi sebagai keran pengatur.
Drum minyak sebelum difungsikan sebagai pipa pesat mampu
menahan tekanan minyak sebesar 78000 gr/cm2, sedangkan setelah
difungsikan sebagai pipa pesat, tekanan dalam pipa dapat dihitung sebagai
berikut : (Maher dan Smith, 2001)
P (bar) = h (m) . 0,0981
= 3 . 0,0981
= 0,2943 bar = 324,31 gr/cm2
karena tekanan dalam pipa pesat < tekanan minyak (324,31 gr/cm2 < 78000
gr/cm2), maka drum minyak kuat untuk difungsikan sebagai pipa pesat.
d. Turbin Kayu, Pulley, dan Generator
Turbin yang digunakan adalah turbin kayu dengan diameter 2 m, yang
dibuat dari kayu meranti, dan dilengkapi oleh rangkaian roda metal beralur
(pulley) yang berfungsi untuk mendapatkan kecepatan putaran untuk
memutar generator.
Gambar detailnya dapat dilihat pada lampiran.

13. 48
Berikut ini adalah gambar turbin, pulley, dan generator :
200 cm
rumah generator
turbin tiang penyokong
150 cm
pulley
12 cm 50 cm 50 cm
108 cm 100 cm
12 cm
38 cm generator
12 cm
20 cm pondasi
20 cm 20 cm20 cm20 cm 20 cm 20 cm
8 cm 8 cm 8 cm8 cm 10 cm 10 cm
37 110 cm 50 34 50 130 cm
cm cm cm cm
Gambar 5.6 Turbin, Pulley, dan Generator PLTMH Sadang, Kudus
e. Rumah Generator
Rumah generator berfungsi untuk melindungi generator terhadap
kerusakan akibat gangguan – gangguan dari luar, baik terhadap cuaca
maupun pencurian.

14. 49
Berikut ini adalah gambar rumah generatornya :
atap seng gelombang lobang O 5 cm untuk kabel transmisi
BJLS 30
85 atap seng 1 80
15 1 50
1 50 gelombang 1
40 BJLS 30
30
pintu lobang
kayu 90 100 van belt 40
tembok tembok
pasangan 30
bata
60 150
40 20 40
100
TAMPAK DEPAN TAMPAK SAMPING TAMPAK BELAKANG
SKALA 1 : 50 SKALA 1 : 50 SKALA 1 : 50
80 1 kayu meranti 5 / 7
50 1 atap seng gelombang
BJLS 30
100 kolom 10 / 10
lantai plesteran semen, h = 2 cm
12 tanah urug
20 pondasi batu kali
pasir, h = 2 cm
20 20
POTONGAN MELINTANG
SKALA 1 : 50
kayu meranti 5 / 7
50
tembok pasangan bata
kolom 10 / 10
100
lantai plesteran semen, h = 2 cm
12 tanah urug
20 pondasi batu kali
pasir, h = 2 cm
20 20
POTONGAN MEMANJANG
SKALA 1 : 50
Gambar 5.7 Rumah Generator PLTMH Sadang, Kudus

15. 50
f. Kabel Transmisi
Kabel transmisi menggunakan kabel dengan inti kawat tembaga dan
bukan serabut yang dilindungi isolator yang tebal, liat dan kuat dengan
alasan kekuatan menanggung daya listrik sekitar 4000 Watt, keawetan dan
keselamatan.
g. Saluran Pembuang
Saluran pembuang berfungsi mengalirkan limpahan air dari limpahan
bak penenang maupun dari limpahan turbin menuju ke saluran irigasi
kembali.
Berdasarkan tabel 5.2, volume air yang terbuang dari bak penenang =
1,28856 m3/s x 1 s = 1,28856 m3. Bila panjang saluran pembuang 12 m,
maka lebar dan kedalamannya adalah ( 1,28856 : 12 ) 1/2 = 0,32768 = 0,35 m.
Jadi dimensi saluran pembuang dari bak penenang adalah 0,35 m x 0,35 m x
12 m. Sedangkan volume air yang terbuang dari limpahan turbin =
0,160391 m3/s x 1 s = 0,160391 m3. Bila panjang saluran pembuang dari
½
turbin 12 m, maka lebar dan kedalamannya adalah (0,160391 : 12 ) =
0,11561 = 0,15 m. Jadi dimensi saluran pembuang dari turbin adalah
0,15 m x 0,15 m x 12 m.

16. 51
Berikut ini adalah gambar saluran pembuangnya :
35 cm
L =12 m
35 cm
Gambar 5.8 Saluran Pembuang dari Bak Penenang PLTMH Sadang, Kudus
L =12 m 15 cm
15 cm
Gambar 5.9 Saluran Pembuang dari Turbin PLTMH Sadang, Kudus