Bab i vi

1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Kebutuhan akan energi yang terus meningkat dan semakin
menipisnya cadangan minyak bumi memaksa manusia untuk mencari
sumber-sumber energi alternatif. Negara-negara maju juga telah bersaing dan
berlomba membuat terobosan-terobosan baru untuk mencari dan menggali
serta menciptakan teknologi baru yang dapat menggantikan minyak bumi
sebagai sumber energi. Semakin menipisnya persediaan energi dan juga
ketergantungan pada salah satu jenis energi dimana hingga saat ini pemakaian
bahan bakar minyak masih menjadi primadona dan hampir semua sector
kehidupan menggunakan bahan bakar ini termasuk menyediakan energi
listrik, sementara hal tersebut belum sepenuhnya dapat dipenuhi oleh
pemerintah, dalam hal ini PT. PLN (Persero).
Sumber energi baru yang dimaksud sebaiknya memenuhi persyaratan
menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, ekonomis dan tidak
berdampak negatif terhadap lingkungan. Sumber daya listrik oleh PT. PLN
selama ini memanfaatkan energi fosil khususnya minyak, batu bara, dan gas
bumi yang merupakan sumber daya energi utama dan merupakan salah satu
income sumber devisa negara. Dua sumber energi di atas juga merupakan
energi yang tak terbarukan. Dampak nyata terjadi BBM (Bahan Bakar
Minyak) mengalami kelonjakan harga yang begitu drastis hingga mencapai
lebih dari 30% di seluruh wilayah Indonesia. Hal ini juga berdampak

2
langsung dengan kebutuhan sumber daya listrik yang masih menggunakan
mesin diesel berbahan bakar minyak yang mengakibatkan beban masyarakat
semakin bertambah. Mengacu pada hal tersebut pemerintah menetapkan
regulasi tentang kewajiban pelaku energi untuk menggunakan energi
terbarukan (renewable energy obligation) dalam jumlah tertentu (Departemen
ESDM, 2004). Bahkan dalam konsiderannya Kepmen ESDM nomor 082
tahun 2004 menyebutkan bahwa untuk mendorong kegiatan konsumsi energi
serta meningkatkan pemanfaatan sumber energi terbarukan untuk penyediaan
tenaga listrik dan non listrik perlu menetapkan kebijakan pengembangan
energi terbarukan dan konservasi energy (Pengembangan Energi Hijau)
(Departemen ESDM, 2003).
Di Dusun Umpungen merupakan salah satu dusun yang tidak
terjangkau oleh listrik PLN sehingga warga desa dengan bantuan pemerintah
setempat membuat instalasi pembangkit listrik tenaga air dengan
menggunakan kincir air. Namun, penggunaan pembangkit listrik tersebut
tidak berfungsi pada musim kemarau disebabkan oleh pemasukan air dari
suangai berkurang. Untuk memenuhi kebutuhan listriknya, warga di desa
umpungeng menggunakan genset. Lain halnya pada musim hujan pemasukan
air lebih banyak sehingga memungkinkan kincir berputar. Untuk memenuhi
kebutuhan listriknya, warga di desa umpungeng menggunakan genset.
Berdasarkan uraian diatas, mendorong penulis meneliti kincir air agar
berfungsi dengan baik pada musim kemarau sebagai tugas akhir dengan

3
judul: Redesain Kincir Air Di Dusun Umpungeng Kec. Lalabata Kab.
Soppeng.
B. Rumusan Masalah
Dari uraian pada latar belakang di atas dapat dirumuskan masalah
dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana meredesain kincir sehingga berfungsi dengan baik ?
2. Bagaimana cara memanajemen waktu pembersihan saluran irirgasi
sampai ke saringan pada instalasi pembangkit listrik ?
C. Tujuan Penelitaan
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
1. Untuk meredesain kincir sehingga berfungsi dengan baik.
2. Untuk memanajemen waktu pembersihan saluran irirgasi sampai ke
saringan pada instalasi pembangkit listrik.
D. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Penelitian dilakukan pada musim kemarau di dusun Umpungeng.
2. Kecepatan air dilakukan pada sungai dan irigasi yang digunakan sebagai
pembangkit listrik.
3. Menghitung debit sungai, irigasi, dan debit yang dibutuhkan kincir air
untuk menghasilkan 10.000 watt
4. Data yang diambil adalah data pada bulan September 2015.

4
E. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Bagi Penulis
a. Menerapkan pengetahuan teori yang telah didapatkan di bangku
kuliah, serta membandingkannya dengan kondisi dilapangan.
b. Mengetahui secara teoritis dan praktek proses pemanfaatan energi air
dengan menggunakan alat eksperimental sehingga dapat menentukan
kinerja terbaik.
2. Bagi Akademik
a. Merupakan pustaka tambahan dalam menunjang proses
pembelajaran.
b. Sebagai referensi untuk dilakukannya penelitian mengenai redesain
kincir air.
3. Bagi Masyarakat
a. Dapat dijadikan acuan untuk memperbaiki instalasi kincir air.
b. Sebagai upaya pengurangan penggunaan energi fosil untuk
pembangkit listrik tenaga listrik.

5
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Energi
Menurut Purwadaminta energi adalah tenaga atau gaya untuk berbuat
sesuatu. Definisi ini merupakan perumusan yang lebih luas daripada
pengertian-pengertian mengenai energi yang pada umumnya dianut di dunia
ilmu pengetahuan. Dalam pengetian sehari-hari energi dapat didefenisikan
sebagai kemampuan untuk melalukan suatu pekerjaan (Abdul Kadir,1982).
B. Energi Air
1. Pengertian
Energi air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang
mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan
dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi
air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang
memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai. Energi air
yang memanfaatkan gerakan air biasanya didapat dari sungai yang
dibendung. Pada bagian bawah dam tersebut terdapat lubang-lubang
saluran air. Pada lubang-lubang tersebut terdapat kincir yang berfungsi
mengubah energi kinetik dari gerakan air menjadi energi mekanik yang
dapat menggerakan generator listrik.
Besarnya energi air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung
pada besarnya head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air

6
maka head adalah beda ketinggian antara muka air pada reservoir dengan
muka air keluar dari kincir air.
Potensi hidrolik adalah potensi energi yang ditimbulkan oleh
tekanan air akibat gaya gravitasi bumi. Potensi energi air yang tersedia di
alam adalah merupakan energi dalam bentuk energi potensial. Besarnya
potensi hidrolik ditentukan oleh besarnya debit air Q dan ketinggian
kemiringan sungai atau head (h).
2. Pengukuran Debit
Debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang
melewati suatu penampang melintang per satuan waktu. Dalam sistem
satuan SI, besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik
(m3/detik) (Asdak, 2002). Syarat-syarat yang harus diperhatikan dalam
pengukuran debit air sungai agar diperoleh debit yang akurat adalah
sebagai berikut:
a) Pilih bagian sungai yang memiliki aliran tenang;
b) Pilih aliran sungai dengan kedalaman dan lebar rata tidak melebar
atau menyempit;
c) Hindari pengukuran pada bagian sungai yang dasarnya miring;
d) Untuk sungai-sungai di pegunungan pada umumnya sulit
diperoleh kondisi tersebut, maka pengukuran dapat dilakukan
dengan membagi lebar sungai menjadi beberapa segmen;
e) Lakukan pengukuran berulang untuk mendapatkan kecepatan rata-
rat aliran sungai yang representatif.

7
3. Pengukuran Beda Tinggi / Head
Energi fluida untuk melakukan kerja yang dinyatakan dalam feet
atau kaki tinggi tekanan (head) fluida yang mengalir. Jadi, head atau
tinggi tekan merupakan ketinggian pada mana kolom fluida harus naik
untuk memperoleh jumlah energi yang mana sam dengan yang
dikandung satu satuan bobot fluida pada kondisi yang sama (Austin H.
Church, 1993)
4. Potensi Energi Air
Total energi yang tersedia dari suatu reservoir air adalah
merupakan energi potensial air dapat dijelaskan secara sistematis
sebagai berikut (Yusri, 2004) :
mghE  .................................................................. (1)
Dimana:
E adalah energi potensial (Joule)
m adalah massa air (Kg)
h adalah head (m)
g adalah percepatan gravitasi (9.81 m/s2)
Daya merupakan energi tiap satuan waktu 





t
E
, sehingga
persamaan (1) dapat dinyatakan sebagai :
gh
t
m
t
E


8
Dengan mensubsitusikan P terhadap 





t
E
dan mensubsitusikan
Q terhadap 





t
m
maka :
QghP  …………………………….................. (2)
Dimana:
P adalah daya potensial air (watt)
Q adalah kapasitas aliran (m3/s)
 adalah densitas air (Kg/m3)
Selain memanfaatkan air jatuh, energi air juga dapat diperoleh
dari aliran air datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan
energi kinetik (Yusri, 2004).
𝐸𝑘 = 1
2⁄ 𝑚 𝑣2
…….……….……………………….(3)
Dimana :
E adalah energi Kinetik (Joule)
v adalah kecepatan aliran air (m/s)
Daya air yang tersedia dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
𝑃 = 1
2⁄ 𝜌 𝑄 𝑣2
(watt) ……………………………(4a)
Atau dengan menggunakan rumus persamaan kontinuitas Q = v A, sehingga :
𝑃 = 1
2⁄ 𝜌 𝐴 𝑣3
(watt) …………………………….(4b)

9
5. Klasifikasi
Energi air mengubah energi potensial yang terdapat di dalam air.
Aliran air yang mengandung energi potensial tersebut, selanjutnya
dialirkan ke kincir yang akan menghasilkan energi listrik. Jenis-jenis
energi air dapat diklasifikasikan berdasarkan head atau ketinggian
jatuhnya air (Yusri, 2004).
a. Klasifikasi berdasarkan head:
Head tinggi : H>100 m
Head menegah : 30-100 m
Head randah : 2- 30 m
b. Klasifikasi berdasarkan kapasitas:
PLTA Pico : <500 W
PLTA Micro : 0.5-100 kW
PLTA Mini : 100-1000 kW
PLTA Kecil : 1MW-10 MW
PLTA Skala Penuh : >10 MW
C. Kincir Air
Kincir dapat didefiniskan sebagai peralatan mekanis berbentuk roda
(wheel), dengan sudu (bucket atau vane) pada sekeliling tepi-tepinya yang
diletakkan pada poros horsintal. Kincir air berarti kincir dengan media kerja
air, disamping ada juga kincir angin dengan media kerja angin. Pada kincir
air, air beroprasi dengan tekanan atmosfer dan mengalir melalui sudu-sudu,
yang mengakibatkan kincir berputar pada putaran tertentu. Air mengalir dari

10
permukaan atas (head race) kepermukaan bawah (tail race) melalui sudu-
sudu tersebut.
Sampai saat sekarang, penggunaan kincir air masih banyak ditemui
karena sifat-sifatnya yang murah, sederhana, serta mudah dan murah dalam
pembuatan dan perawatannya. Walaupun mempunyai banyak kekurangan
dibandingkan dengan turbin air, teknologinya yang sangat sederhana ini
cocok digunakan didaerah pedesaan yang terpencil, asalkan daerah tersebut
memiliki potensi sumber tenaga air yang cukup terjamin.
Data sejarah menunjukkan bahawa prinsip konversi energi aiar
menjadi energi mekanik telah dikenal sejak lebih 2500 tahun yang lalu
dengan memulai digunakannya kincir air sederhana yang terbuat dari kayu
sebagai mesin pembangkit tenaga. Penggunaan kincir air diawali dari India,
kemudian berkembang ke Mesir, dan berlanjut ke Eropa dan seterusnya
meramba ke Amerika.
Rancangan yang sistematik dari kincir air dimulai abad ke 18 dimana
banyak dilakukan riset untuk meningkatkan kinerja kincir air yang dirancang
secara teoritik, dikembangkan oleh poncelet dan banyak digunakan di Inggris
pada awal abad 19 (Prayatmo, 2007).
Secara umum, kincir air dapat diklasifikasikan berdasarkan aliran
datangnya air, yaitu:
1. Kincir air aliran atas (overshot), merupakan kincir air yang memanfaatkan
air jatuh untuk berputar atau aliran air yang berasal dari bagian tas kincir.

11
2. Kincir air aliran tengah (breashot), merupakan kincir air yang
memanfaatkan aliran air dari tengah (berdasarkan posisi kincir) untuk
berputar.
3. Kincir air aliran bawah (undershot), merupakan kincir air yang
memanfaatkan aliran air dari bawah kincir untuk berputar.
1. Kekurangan pada kincir air :
a. Putaran kincir yang dihasilkan sangat rendah (rpm kecil), meskipun
torsinya cenrerung besar. Putaran kincir juga cenderung berkurang
seiring bertambahnya diameter kincir.
b. Menyita tempat yang luas (untuk diameter besar) baik dalam
pemakaiannya, penyimpanan mapun pengangkutan.
c. Tenaga yang dihasilkan relatif kecil.
2. Kelebihan pada kincir air :
a. Kincir air merupakan jenis pembangkit listrik yang ramah lingkungan.
b. Mudah dalam pembuatan dan perakitannya jika dibandingkan dengan
pembangkit listrik yang memanfaatkan energi air.
c. Tidak memerlukan perawatan khusus dalam pemeliharaannya.
D. Jenis-Jenis Kincir Air
Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi
mekanik berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa tipe kincir air yaitu :
1. Kincir Air Overshot
Pada kincir air jenis ini, air dimasukkan ke sudu gerak (bucket)
melalui bagaian tas roda kincir. Kincir air jenis ini murni memanfaatkan

12
gaya berat air untuk beroprasi. Sebenarnya, dapat juga dikatakan ada
sebagian kecil dorongan dari air yang dialirkan ke bucket.
Air dari permukaan atas (head race), masuk ke sudu gerak melalui
pintu air (seluice gate) yang dapat diatur bukaannya. Basar kecilya bukaan
pintu air ini untuk mengatur putaran kincir air sesuai dengan yang
diinginkan, karena pembebanan kincir yang bervariasi pada waktu yang
berbeda. Gaya berat air mendorong sudu gerak ke bawah, dan membuat
kincir berputar. Pada posisi sudu gerak mendekati bagian bawah, isi airnya
berangsur menjadi kosong, karena bentuk geometri sudu gerak yang
dirancang untuk ini. Rancangan kincir air yang dihasilkan kinerja yang
baik, antara lain adalah mengatur sudu gerak sehingga energi air dapat
dimanfaatkan secara optimal. Kadang posisi kincir diatur agak kebawah,
agar pancaran air juga dapat dimanfaatkan. Pada kondisi ini, roda kincir
digerakkan oleh sebagian karena gaya berat air, dan sebagian lain oleh
dorongan air.
Desain overshot dapat menggunakan semua aliran air untuk daya
(kecuali ada kebocoran) dan tidak memerlukan aliran cepat melewati
bagian atas roda, tetapi istilah ini kadang-kadang diterapkan pada roda
backshot atau pitchback mana air turun dibelakang roda air. Sebuah roda
overshot khas memiliki air disalurkan ke roda bagian atas dan sedikit
diluar as roda. Air dalam ember mengumpul pada sisi roda, sehingga berat
dari sisi lain “kosong” dan air mengalir keluar ke dalam air ekor ketika
roda berputar cukup untuk mengembalikan ember (Prayatmo, 2007)

13
Gambar 1. Kincir air overshot
Sumber : https://darwin1797.wordpress.com/
(tanggal akses : 17-September-2015)
Adapun keuntungan dari kincir air overshot adalah sebagai berikut:
a. Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85%.
b. Tidak membutuhkan aliran yang deras.
c. Konstruksi yang sederhana.
d. Mudah dalam perawatan.
e. Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.
Adapun kerugian dari kincir air overshot adalah sebagai berikut:
a. Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau
bendungan air, sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak.
b. Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.
c. Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.
d. Daya yang dihasilkan relatif kecil.

14
2. Kincir Air Undershot
Pada kincir air jenis undershot, air masuk ke dalam bentuk pancaran
air menumbuk sudu gerak yang membentuk vanes, di posisi roda kincir
sewaktu berada di bawah atau dasar.
Roda kincir berputar hanya karena tumbukan air yang berbentuk
pancran air pada sudu gerak. Head potensial dari air mula-mula diubah
mejadi head kecepatan, sebelum air menumbuk sudu gerak. Tipe ini cocok
di pasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata karena aliran yang
dibutuhkan adalah aliran datar. Disini aliran air searah dengan arah putaran
sudu-sudu (Prayatmo, 2007).
Gambar 2. Kincir air undershot
Adapaun keuntungan dari kincir air undershot adalah sebagai berikut:
a. Konstruksi lebih sederhana.
b. Lebih ekonomis.
c. Mudah untuk dipindahkan.

15
Adapaun kerugian dari kincir air undershot adalah sebagai berikut:
a. Efisiensi kecil.
b. Daya yang dihasilkan relatif kecil.
3. Kincir Air Breastshot
Kincir air tipe breadshot, air masuk ke sudu gerak diketinggian
tengah-tengah roda kincir (breast). Roda kincir digerakkan oleh kombinasi
gaya berat air dan dorongan air.
Air dialirkan dari permukaan atas (headrace) masuk ke sudu gerak
dari roda kincir melalaui sejumlah saluran, yang dibuka dan ditutup
melalui mekanisme rack dan pinion, dan dirancang agar tidak timbul
kejutan pada aliran. Bucket bergerak ke arah bawah karena gaya berat air,
dan memutar roda kincir.
Beberapa hal khusus dari rancangan kincir air jenis breadshot adalah
sebagian dari bawah roda kincir terendam atau berada di bawah
permukaan air bawah (tail race) karena gerakan kearah yang sama dari
roda kincir dan aliran permukaan air bawah, maka sewaktu air mengalir
lebih lanjut, juga akam membantu memutar roda kincir. Karena itu dapat
dikatakan roda kincir digerakkan oleh kombinasi gaya berat air dan
sebagian karena dorongan air (Paryatmo, 2007).

16
Gambar 3. Kincir air breastshot
Adapun keuntungan dari kincir air Breastshot adalah sebagai berikut:
a. Tipe ini lebih efisien dari tipe under shot.
b. Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek.
c. Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar.
Adapun kerugian dari kincir air Breastshot adalah sebagai berikut:
a. Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit).
b. Diperlukan dam pada arus aliran datar.
c. Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot.
E. Kincir Air sebagai Pembangkit Listrik
Kincir air digerakkan oleh tenag aliran air yang beraliran deras yang
dapat menyebabkan terdorongnya sudu-sudu kincir sehingga kincir berputar
pada porosnya, yang kemudian pada poros kincir dipasang puli. Dimana
putaran dari puli akan di teruskan ke generator menggunakan sabuk. Putaran
tersebut akan memutar kumparan dari generator yang akan mendorong garis-

17
garis medan magnetnya. Gerakan inilah yang menimbulkan gaya gerak listrik
(GGL).
Ribuan tahun yang lalu manusia telah memanfaatkan tenaga air untuk
beberapa keperluan, misalnya untuk menaikkan air keperluan irigasi,
menggiling padi dan sebagainya. Di daerah, misalnya dari bamboo atau kayu
dengan diameter yang besar masih dpat di lihat di sungai Hoang Ho (China),
sungai Nil (Mesir) sungai Eufrat (Irak). (Patty, 1995)
Efisiensi roda air yang dijalankan oleh aliran air tanpa menggunakan
seluruh potensi air yang terdapat dalam sungai, tertentu kecil sekali.
Perbaikan cara ini dilakukan pada abad ke-15. Untuk menjalankan roda,
dibuat saluran tersendiri dengan tiga macam roda air, sehingga menumbuk
roda pada bagian atas, pada bagian trngah atau bagian bawahnya.
Kalau kita kebetulan sedang pergi ke daerah pedesaan yang letaknya
ada di daerah di kaki pegunungan atau daerah dataran tinggi kadang kita akan
menemuikinci air. Sebuah alat pendistribusian air yang bekerja dengan sistem
rotasi sederhana. Alat utamanya berbentuk lingkaran biasa terbuat dari kayu
atau bamboo dengan dua sisi berseberangan berukuran besar bisa juga kecil
tergangtung kebutuhan dan derasnya air. Pada bagian antara sisi satu dengan
sisi lainnya, biasanya ada bak untuk menampung air dari suangau atau mata
air. Kincir ini akan berputar pada sumbunya karena adanya dorongan air,
putaran ini akan menyambungkan air yang ditampung ke potongan bamboo
yang dibelah-belah menyerupai pipa yang berfungsi sebagai penyalur air ke
rumah-rumah penduduk yang ada di dataran di bawahnya. Kincir ini dengan

18
setianya tetap berputar selama ada air yang mendorongnya, kincir inilah yang
membantu masyarakat untuk mengambil air ke sungai ataupun mata air.
Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi
mekanik berupa torsi pada poros kincir (Suharsono, 2004).
F. Kegunaan Lain dari Kincir Air
Adapun kegunaan lain dari kincir air, yaitu :
1. Mesin Penggilingan Gandum, dengan pengerak kincir air sudah
digunakan sejak abad pertama sebelum masehi, pada zaman kerajaan
romawi. Walupun terkesan kuno tapi mesin penggilingan ini masih
dipakai sampai sekarang.
2. Mesin Pemintal Benang, yang digerakkan kincir air ini pertama kali
diperkenalkan oleh dua insinyur inggris, adalah Richards Arkwrigt dan
James Harveaves pada tahun 1773. Mesin ini mulai dibuat di USA pada
tahun 1780-an penggunaan mesin ini sudah digunakan untuk produksi
secara massal.
3. Mesin Gergaji Kayu, dengan penggerk kincir air ini digunakan oleh
industri yang bahan dasarnya dari kayu pada abad ke-19. Karena sumber
energinya berupa air, maka pengeluaran untuk produksi dapat
diminimalisir. Tetapi seiring dengan perkembangan teknologi, lambat
laun mesin ini mulai ditinggalkan.
4. Mesin tekstil, dengan penggerakkincir air ini digunakan oleh industri
tekstil pada abad ke-19. Karena sumber energinya berupa air, maka

19
pengeluaran untuk produksi dapat diminimalisir. Tetapi seiring dengan
perkembangan teknologi, lambat laun mesin ini mulai ditinggalkan.
5. Untuk memperoleh sumber energi yang murah dan tidak dapat habis.
6. Untuk memperoleh energi yang ramah lingkungan.
7. Untuk mencari energi alternatif pengganti dari energi minyak dan gas.
8. Untuk mengembangkan teknologi tepat guna bagi masyarakat pedesaan.
9. Untuk membantu memecahkan masalah pemerataan listrik bagi
masyarakat pedesaan.
G. Rumus-Rumus yang Digunakan
1. Kecepatan, merupakan besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat
benda berpindah.
v =
𝑠
𝑡
………………………………..…….(5)
Dimana :
V adalah kecepatan aliran air (m/s)
s adalah jarak yang ditempuh oleh air (m)
t adalah waktu yang tempuh aliran air (s)
2. Debit, merupakan banyaknya air yang mengalir tiap satuan waktu (White,
1986)
Q = A v …………………………………………(6)
Dimana :
Q adalah debit air (m3/s)
A adalah luas penampang yang dilalui oleh air (m2)

20
3. Daya kincir air, merupakan daya yang dihasilkan oleh generator sebagai
akibat dari putaran kincir air yang ditrasmisikan oleh sabuk puli. (Yusri,
2004)
P = T ω
P = T
2 π n Z
60
P = F 𝑟𝑥
2 π n Z
60
… … …… … …… … …. … … …… … … (7)
Dimana :
P = daya yang di hasilkan kincir (watt)
F = Gaya yang bekerja pada kincir air (N)
𝑟𝑥= Jari-jari kincir air (m)
n = Putaran kincir air (rpm)
Z = Jumlah Sudu kincir
4. Efisiensi, merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan dengan
daya yang tersedia dalam bentuk persen atau biasa disebut dengan kinerja
(Yusri, 2004).
η =
𝑃 𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
× 100 % ……………………………(8)
Dimana :
η adalah besarnya nilai kinerja (%)
𝑃𝑜𝑢𝑡 adalah besarnya daya yang dihasilkan (watt)
𝑃𝑖𝑛 adalah besarnya daya yang tersedia (watt)

21
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Lokasi Penelitian
Gambar 4. Peta lokasi penelitian
Sumber : http://umpungengecovillage.blogspot.com/
Penelitian ini dilakukan di Desa Umpungeng Kabupaten Soppeng.
(4025’ 46.45” LS 1190 54’00.3” BT) pada tanggal 5 september 2015. Letak
geografis Umpungeng yang diapit oleh dua gunung yakni gunung Laposo dan
gunung Neneconang. Pemilihan lokasi penelitian berdasarkan wilayah
dimana terdapat kincir air yang dapat berfungsi sebagai pembangkit listrik.

22
B. Metode Penelitian
Dalam penelitian ini, data-data yang diperlukan dapat diperoleh
melalui dua metode yaitu :
1. Penelitian lapangan (Field Research)
Dengan menggunkan metode observasi yaitu dengan melakukan
pengamatan secara langsung terhadap objek yang diteliti dalam hal ini
kincir air yang telah ada.
2. Penelitian kepustakaan (Library Research)
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengolah data yang telah diperoleh
dilapangan, memperoleh pengetahuan dan landasan teori dari beberapa
literature dan hasil penelitian yang lain yang mempunyai hubungan
dengan masalah yang diteliti serta dapat di pertanggung jawabkan
kebenarannya.
C. Bahan dan Alat
Peralatan utama yang digunakan dalam pengumpulan data adalah :
1. Stopwatch sebagai pengukur waktu.
2. Bola pimpong sebagai alat pengukur kecepatan air.
3. Benang godam sebagai pengarah bola pimpong agar tidak keluar lintasan.
4. Meteran sebagai alat pengukur panjang dan kedalaman sungai.

23
a. Stopwatch b. Bola pimpong
c. Benang godam d. meteran
Gambar 5. Alat ukur yang dipergunakan
Sumber : Dokumentasi (2015)
D. Prosedur Pengambilan Data
1. Pengukuran kecepatan air di sungai
a. Persiapan
b. Meninjau lokasi sungai yang akan dilakukan pengambilan data.
c. Setelah lokasi ditentukan, mencatat lebar sungai yang akan digunakan
sebagai lintasan bola pimpong.
d. Menentukan titik awal (titik pelepasan) dan titik akhir (pengambilan
bola pimpong).
e. Mengukur panjang titik awal dan titik akhir
f. Membagi 3 bagian lebar sungai, kemudian menghitung dan mencatat
kedalaman setiap bagian (lintasan).

24
g. Memasang benang godam pada setiap bagian di permukaan sungai.
h. Pada lintasan pertama, hitung kecepetan bola pimpong dengan
melepaskan bola pimpong pada titik awal dan pada saat bersamaan
menyalakan stopwatch, ketika bola pimpong smapai pada titik akhir
(pengambilan), matikan stopwatch.
i. Mencatat waktu yang dibutuhkan mulai dari titik awal sampai titik
akhir.
j. Ulangi menghitung kecepatan bola pimpong sebanyak 10 kali agar
data yang diperoleh akurat.
k. Untuk lintasan selanjutnya (lintasan 2-3) mengulangai prosedur h – i.
2. Pengukuran kecepatan air pada saluran air sebelum masuk alat
pembangkit
a. Persiapan
b. Meninjau lokasi saluran air sebelum masuk pembangkit yang akan
dilakukan pengambilan data.
c. Setelah lokasi ditentukan, mencatat lebar saluran air yang akan
digunakan sebagai lintasan bola pimpong.
d. Menentukan titik awal (titik pelepasan) dan titik akhir (pengambilan
bola pimpong).
e. Mengukur panjang titik awal dan titik akhir
f. Membagi 3 bagian lebar saluran air, kemudian menghitung dan
mencatat kedalaman setiap bagian (lintasan).

25
g. Memasang benang godam pada setiap bagian di permukaan air pada
saluran air.
h. Pada lintasan pertama, hitung kecepetan bola pimpong dengan
melepaskan bola pimpong pada titik awal dan pada saat bersamaan
menyalakan stopwatch, ketika bola pimpong smapai pada titik akhir
(pengambilan), matikan stopwatch.
i. Mencatat waktu yang dibutuhkan mulai dari titik awal smpai titik
akhir.
j. Ulangi menghitung kecepatan bola pimpong sebanyak 10 kali agar
data yang diperoleh akurat.
k. Untuk lintasan selanjutnya (lintasan 2-3) mengulangai prosedur h – i.
3. Pengambilan data ukuran-ukuran utama Kincir air
a. Persiapan
b. Menuju lokasi kincir air yang akan diredesain.
c. Setelah sampai di lokasi, mencatat diameter dalam kincir, diameter
luar kincir, lebar sudu, jumlah sudu, diameter puli A, diameter puli B,
diameter puli C, putaran generator, dan daya yang di hasilkan
generator.
d. Ulangi pengukuran sebanyak 10 kali agar data yang diperoleh akurat.

26
E. Flow Chart Penelitian
Ya
Tidak
Mulai
Data yang akan
diteliti/ambil
Pengolahan Data
Waktu : 30,45, 60, 75
menit
Data
Hasil
Analisa/Pembahasan
Selesai
Kesimpulan
Tinjauan Pustaka

27
F. Jadwal Penelitian
Tabel 1. Jadwal Penelitian
No. Kegiatan
Bulan ke-
I II III IV V VI VII VIII
1
Konsultasi
Judul
2
Tinjauan
Pustaka
3
Membuat
Proposal
4
Pengambilan
Data
5
Pengolahan
Data
6 Seminar Akhir
7
Perbaikan
Laporan
8 Ujian Akhir
Keterangan :
I. Septemeber 2014
II. Oktober 2014
III. November 2014
IV. Desember 2014
V. September 2015
VI. Oktober 2015
VII. November 2015
VII. Desember 2015

28
IV. ANALISA PERHITUNGAN
Pengambilan data dilakukan di desa Umpungeng kecamatan Lalabata
kabupaten Soppeng, karena tidak adanya data sebelumnya maka kami melakukan
metode observasi dan kepustakaan dengan berupa pengukuran kecapatan aliran
sungai, kecepatan aliran irirgasi sebelum masuk kincir, dan ukuran utama-utama dari
kincir air, adapun data umum sebagai berikut :
Tabel 2. Hasil pengukuran
No Jenis pengukuran Hasil pengukuran
1 Diameter dalam kincir 60 cm
2 Diameter luar kincir 120 cm
3 Lebar kincir 15 cm
4 Jumlah sudu kincir 16 buah
5 Jumlah puli 4 buah
6 Diameter puli A 10,16 cm
7 Diameter puli B 15,24 cm
8 Diameter puli C 30,48 cm
9 Diameter puli D 60,96 cm
10 Daya alternator 10.000 Watt
11 Putaran alternator 1500 rpm
12 Panjang irigasi 300 m
13 Lebar irigasi 40 cm
14 Tinggi irigasi 45 cm

29
A. Sungai
Gambar 6. Sungai sebelum masuk irigasi
Tabel 3. Pengukuran waktu untuk sungai
No jarak (m) waktu (s)
1 6 485
2 6 489
3 6 481
4 6 490
5 6 478
6 6 488
7 6 473
8 6 472
9 6 480
10 6 477

30
Setelah melakukan pengukuran kecepatan air di lokasi di ketahui
bahwa kecepatan rata-rata air adalah 481,3 detik dengan jarak pengukuran 6
meter, maka :
V =
𝑠
t
V =
6
672,1
V = 0,0125 m/s
Untuk Debit sungai setelah melakukan pengukuran kedalaman sungai
untuk titik kiri sungai, titik tengah sungai, dan titik kanan sungai, maka di
dapatkan untuk titik kiri sungai sebesar 6 cm, tengah 10 cm, kiri 6 cm, maka
debit sungai adalah :
𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑔𝑖 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 + 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑖𝑡𝑖𝑔𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑎 𝑘𝑎𝑘𝑖
𝐴 = 170 𝑥 6+ 0,5 𝑥 4 𝑥 170
𝐴 = 1020 𝑐𝑚2
+ 340 𝑐𝑚2
𝐴 = 1360 𝑐𝑚2
𝐴 = 0,136 𝑚2
170 cm
10 cm
6 cm

31
Jadi debit sungai :
𝑄 = 𝐴 𝑥 𝑉
𝑄 = 0,136 𝑥 0,0125
𝑄 = 0,0017 𝑚3
𝑠⁄
B. Irigasi
Gambar 7. Irigasi sebelum masuk ke pipa penstock

32
Tabel 4. Pengukuran waktu untuk irigasi
No Jarak (m) Waktu (s)
1 8 120
2 8 119
3 8 122
4 8 117
5 8 125
6 8 121
7 8 119
8 8 122
9 8 117
10 8 124
Setelah melakukan pengukuran kecepatan air di lokasi di ketahui
bahwa kecepatan rata-rata air adalah 120,6 detik dengan jarak pengukuran 8
meter, maka :
V =
𝑠
t
V =
8
120,6
V = 0,0663 m/s
Untuk Debit irigasi setelah melakukan pengukuran kedalaman irigasi
untuk titik kiri irigasi, titik tengah irigasi, dan titik kanan irigasi, maka di
dapatkan untuk titik kiri irigasi sebesar 4 cm, tengah 4 cm, kiri 4 cm, maka
debit irigasi pada musim kemarau :

33
𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑔𝑖 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔
𝐴 = 35 𝑥 4
𝐴 = 140 𝑐𝑚2
𝐴 = 0,014 𝑚2
Jadi debit irigasi yang dihasilkan pada musim kemarau :
𝑄 = 0.014 𝑥 0.0663
𝑄 = 0.00093 𝑚3
𝑠⁄
Sedangkan pada musim hujan, air akan memenuhi irigasi :
35 cm
4 cm
35 cm
45 cm

34
𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑔𝑖 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔
𝐴 = 40 𝑥 35
𝐴 = 1400 𝑐𝑚2
𝐴 = 0.14 𝑚2
Jadi debit irigasi yang dihasilkan pada saat saluran penuh atau musim hujan :
𝑄 = 0,14 𝑥 0,0663
𝑄 = 0,0093 𝑚3
𝑠⁄
Di ujung irigasi memiliki pintu saluran pembuangan yang berfungsi
untuk membuang air ketika kincir tidak di oprasikan.
Gambar 8. Pintu saluran pembuangan

35
C. Pipa Penstock
Gambar 9. Pipa penstock
Pipa penstock tersebut memiliki ukuran yaitu berdiameter 15,24 cm
dan panjang 56 meter atau terpasang sebanyak 14 batang pipa. Sebelum
memasuki pipa penstock terdapat kolam penenang yang berukuran panjang
150 cm, lebar 80 cm, dan tinggi 150 cm.
Gambar 10. Kolam penenang

36
D. Kincir Air
Gambar 11. Kincir air
Untuk mengetahui berat dari kincir melalui rumus luas tabung, yaitu :
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔 𝑙𝑢𝑎𝑟 = 𝐴1
𝐴1 = 𝜋𝑟2
𝐴1 = 3,14 𝑥 602
𝐴1 = 11.304 𝑐𝑚2
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 = 𝐴2
𝐴2 = 𝜋𝑟2
𝐴2 = 3,14 𝑥 302
𝐴2 = 2.826 𝑐𝑚2
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐴1 − 𝐴2
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 11.304 − 2.826

37
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 8.478 𝑐𝑚2
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 8.478 𝑥 15
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 127.170 𝑐𝑚3
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 127.170 𝑐𝑚3
x Berat jenis Baja ringan
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 127.170 𝑥 0,0074 x 10%
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 = 94,106 𝐾𝑔
Setelah mendapatkan berat dari kincir, kami mulai melakukan
perhitungan untuk mendapatkan debit yang dibutuhkan untuk memutar kincir
dengan daya 10.000 watt
Z = Jumlah sudu = 16
b = Lebar sudu = 15 cm
D1 = Diameter dalam kincir = 0,6 m
D2 = Diameter luar kincir = 1,2 m
t1 = Jarak antar sudu dalam
t2 = Jarak antar sudu luar
𝑡1 =
𝐷1x π
Z
𝑡1 =
0,6 x 3.14
16
𝑡1 = 0,12 m
𝑡2 =
𝐷2x π
Z
𝑡2 =
1,2 x 3,14
16
𝑡2 = 0,24 m

38
Gambar 12. Gaya yang bekerja pada kincir air
𝑟𝑥 =
r2 − r1
2
+ 𝑟1
𝑟𝑥 =
0,6 − 0,3
2
+ 0,3
𝑟𝑥 = 0.45 𝑚
P = T ω
P = T
2 π n
60
P = F 𝑟𝑥
2 π n Z
60
10.000 = F × 0,45
2 x 3,15 x 125 x 16
60
10.000 = F 0,45
12.560
60
10.000 = 94,2 F
F = 106,157 N
Setelah mendapatkan nilai gaya yang dibutuhkan maka, kami
melanjutkan menghitung debit yang dibutuhkan untuk memutar kincir dengan
daya 10.000 Watt.

39
𝑉𝑡2 = ω 𝑟2
𝑉𝑡2 = 13,09 x 0,6
𝑉𝑡2 = 7,854 m/s
𝑉𝑡1 = ω 𝑟1
𝑉𝑡1 = 13,09 x 0,3
𝑉𝑡1 = 3,927 m/s
𝑇 = 𝜌 𝑄 9,8 ( 𝑉𝑡2 𝑟2 − 𝑉𝑡1 𝑟1 )
𝐹 𝑟𝑥 = 𝜌 𝑄 9,8 ( 𝑉𝑡2 𝑟2 − 𝑉𝑡1 𝑟1 )
106,157 × 0,45 = 1000 × 𝑄 × 9,8 ( 7,854 × 0,6 − 3,927 × 0,3 )
47,7706 = 34668,54 𝑄
𝑄 = 0.0014 𝑚3
/s

40
E. Sistem Transmisi Pulley
Gambar 13. Sistem transmisi pulley
Adapun ukuran-ukuran Pulley adalah sebagai berikut :
a. Diameter 4 inchi (10,16 cm)
b. Diameter 12 inchi (30,48 cm)
c. Diameter 6 inchi (15,24 cm)
d. Diameter 24 inchi (60,96 cm)
e. Putaran Alternator 1500 rpm
Untuk mencari putaran pada puli a yang akan digunakan untuk
menghitung debit yang dibutuhkan kincir

41
Gambar 14. Transmisi pulley 2 tingkat
𝑛1
𝑛4
=
𝑑𝑝2
𝑑𝑝1
×
𝑑𝑝3
𝑑𝑝4
1500
𝑛4
=
12
4
×
24
6
1500
𝑛4
=
288
24
𝑛4 = 125 𝑟𝑝𝑚
125 Rpm = 125
1 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛
1 menit
= 125
2 𝜋 𝑟𝑎𝑑
60 second
= 4.17 𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠
ω = 13,09 𝑟𝑎𝑑/𝑠

42
F. Alternator
Gambar 15. Alternator
Daya yang dihasilkan alternator sebesar 10.000 watt, namun daya
tersebut belum digunakan secara maksimal, akibat dari listrik yang dihasilkan
oleh alternator langsung dialirkan ke rumah-rumah warga, sehingga banyak
peralatan elektronik rumah tangga mengalami kerusakan yang diakibatkan
dari tegangan listrik yang tidak stabil.
G. Kebutuhan Listrik
Untuk mengetahui kebutuhan listrik yang dibutuhkan warga di dusun
umpungeng kami melakukan pendataan di rumah-rumah warga dari hasil
pendataan tersebut di ketahui bahwa kebutuhan utama warga ialah lampu
untuk penerangan rumah, televisi, dan penerangan untuk jalan.

43
Gambar 16. Pendataan kebutuhan listrik
1. Lampu (24 watt) untuk 26 rumah
= 26 x 4 x 24
= 2.496 watt
2. Televisi 21 inch (100 watt) untuk 26 rumah
= 26 x 1 x 100
= 2.600 watt
3. Lampu jalan (32 watt)
= 8 x 32
= 256 watt
Total yang dibutuhkan 5.352 watt atau 5,352 Kwatt
H. Kondisi Irigasi
Pada lokasi saluran irigasi ada beberapa bagian yang memiliki ukuran
berbeda yakni ada yang memiliki saluran yang mengecil dan mengalami
kerusakan di beberapa bagian. Dan pada waktu musim hujan dan musim
kemarau biasanya sampah daun yang dihasilkan oleh pepohonan mengotori

44
irigasi. Sehingga mempengaruhi debit air yang mengalir yang akan
difungsikan untuk memutar kincir air.
Gambar 17. Kerusakan irigasi
Dalam melakukan pembersihan saluran irigasi hanya ada beberapa
anggota masyarakat pada desa tersebut yang melakukan pembersihan
sehingga saluran irigasi tidak selalu bersih bahkan dalam melakukan
pembersihan tersebut tidak terartur karena tidak adanya jadwal pembersihan
saluran irigasi.
Gambar 18. Sampah di irigasi

45
V. PEMBAHASAN
A. Sungai
Pengambilan data dilakukan pada tanggal 5 September 2015 di Dusun
Umpungeng Kecamatan Lalabata Kabupaten Soppeng, karena tidak adanya
data sebelumnya maka kami melakukan metode observasi dan kepustakaan
dengan berupa pengukuran kecapatan aliran sungai, dan kecepatan aliran
irirgasi sebelum masuk kincir air.
Dari hasil pengukuran sebanyak 10 kali pengambilan data, dimana
kecepatan aliran air yang diperoleh dari rumus sebagai berikut:
v =
𝑠
𝑡
Dimana :
V adalah kecepatan aliran air (m/s)
s adalah jarak tempuh (m)
t adalah waktu tempuh (s)
Jarak yang ditempuh sejauh 6 meter dengan waktu rata-rata 481,3
detik maka diperoleh kecepatan air sebesar 0.0125 m/s.
Selanjutnya, untuk mengetahui debit air digunakan rumus:
Q = A v
Dimana :
Q adalah debit air (m3/s)
A adalah luas penampang yang dilalui oleh air (m2)

46
Dari perhitungan tersebut diperoleh kecepatan air sebesar
0,0125 m/s dengan luas pengukuran 0,136 𝑚2
, didapatkan hasil debit aliran
sungai sebesar 0,0017 𝑚3
𝑠⁄ .
Pengukuran ini dilakukan berdasarkan syarat-syarat dalam
pengukuran debit air sungai agar diperoleh debit yang akurat adalah sebagai
berikut:
1. Pilih bagian sungai yang memiliki aliran tenang;
2. Pilih aliran sungai dengan kedalaman dan lebar rata tidak melebar atau
menyempit;
3. Hindari pengukuran pada bagian sungai yang dasarnya miring;
4. Untuk sungai-sungai di pegunungan pada umumnya sulit diperoleh
kondisi tersebut, maka pengukuran dapat dilakukan dengan membagi
lebar sungai menjadi beberapa segmen;
5. Lakukan pengukuran berulang untuk mendapatkan kecepatan rata-rata
aliran sungai yang representatif.
B. Irigasi
Dari hasil pengukuran sebanyak 10 pengambilan data diketahui bahwa
kecepatan air sebesar 0,0663 m/s dengan luas pengukuran sebesar 0,014 𝑚2
dengan menghasilkan debit sebesar 0,00093 𝑚3
𝑠⁄ . Pada musim hujan, air
akan memenuhi irigasi dengan luas irigasi sebesar 0,14 𝑚2
akan
menghasilkan debit sebesar 0,0093 𝑚3
𝑠⁄ .

47
Pada sungai tersebut memiliki pengarah yang tidak efisien karena
hanya sekitar 20% yang masuk menuju irigasi untuk musim hujan sedangkan
pada musim kemarau air yang menuju ke irigasi sekitar 80%.
Gambar 19. Kerugian aliran sungai
Untuk memperoleh debit yang maksimal sebaiknya warga di dusun
umpungeng membuat pengarah sungai berupa bronjong, karena di sungai
tersebut banyak terdapat batu yang bisa dimanfaatkan untuk pembuatan
bronjong.
Gambar 20. Bronjong
Sumber : http://cvaristonkupang.com
(tanggal akses : 10-Oktober-2015)

48
C. Pipa Penstock
Untuk permasalahan yang terjadi pada pipa penstock yang berukuran
6 inch dengan jumlah 14 batang pipa yang keadaannya tertanam dalam tanah
adapun ketinggian dari irigasi menuju kinicir air (head) adalah 40 meter.
Setelah kami mengamati kincir telah di ketahui bahwa ada beberapa
kotoran yang tidak tersaring sehingga memasuki kolam penenang, pipa
penstock dan mengenai kincir air. Sehingga dapat mengganggu kinerja dari
kincir yang saat beroperasi. Kami melihat penyaring yang ada di atas kolam
penenang memiliki banyak sampah. Diharapkan agar warga didusun
umpungeng untuk mengganti penyaring
Gambar 21. Sampah pada saringan kolam penenang

49
Gambar 22. Saringan kolam penenang
D. Kincir air
Pada kincir air yang telah terpasang tersebut tidak dapat beroperasi
pada musim kemarau dikarenakan debit air yang sampai di pipa penstock
tidak cukup untuk memutar kincir tersebut. Sedangkan pada musim hujan
kincir tersebut dioperasikan selama 24 jam.
Dilihat dari pengoperasian kincir air selama 24 jam seharusnya kincir
digunakan hanya pada pukul 18.00 sampai 06.00 wita karena pada waktu pagi
hari sampai sore hari masyarakat tidak terlalu membutuhkan listrik.
Setelah kami melakukan pengukuran ukuran-ukuran utama kincir,
kincir tersebut terbuat dari baja ringan, dengan jumlah sudu 16 buah,
diameter dalam kincir 60 cm, diameter luar kincir 120 cm, dari perhitungan
diketahui bahwa berat kincir air sebesar 94,106 𝐾𝑔.

50
Dari hasil perhitungan bahwa gaya yang dibutuhkan untuk kincir air
sebesar 106,157 N. Dan debit yang dibuthkan untuk menghasilkan 10.000
watt sebesar 0,0014 𝑚3
/s.
Putaran yang dihasilkan akan mempengaruhi besarnya daya kincr air,
dimana semakin rendah putaran maka semakin rendah pula daya kincir air
yang dihasilkan hal ini disebabkan karena pemberian pembebanan sehingga
putaran yang dihasilkan menurun dimana putaran sangat berpengaruh
terhadap nilai dari kecepatan sudut. Dimana kecepatan sudut merupakan salah
satu faktor yang mempengaruhi besarnya daya kincir air. Dimana perumusan
untuk mendapatkan daya roda air sebagai berikut:
P = T ω
P = T
2 π n Z
60
P = F 𝑟𝑥
2 π n Z
60
Dimana :
P = daya yang di hasilkan kincir (watt)
F = Gaya yang bekerja pada kincir air (N)
𝑟𝑥= Jari-jari kincir air (m)
n = Putaran kincir air (rpm)
Z = Jumlah Sudu kincir

51
E. Sistem Transmisi Pulley
Sistem transmisi pulley yang digunakan untuk menghubungkan
putaran dari kincir ke alternator dan berfungsi pula untuk meningkatkan
putaran yang dihasilkan kincir air sehingga dapat menggerakkan alternator.
Adapun sistem transmisi pulley yang digunakan adalah sistem pulley dua
tingkat.
Setelah kami mengamati keadaan sistem transmisi pulley pada kincir
air tersebut terdapat kerugian dimana kedudukan salah satu pulley yang
menghubungkan antara kincir air dan alternator mengalami kemiringan
dikarenakan porosnya tidak terpasang lurus. Sehingga pada saat kincir
beroperasi belt cepat lepas dan bahkan belt juga dapat putus.
Dari hasil perhitungan di ketahui bahwa putaran yang dihasilkan
kincir sebesar 125 rpm untuk menghasilkan daya alternator 10.000 watt.
Gambar 23. Pulley

52
F. Alternator
Daya yang dihasilkan alternator sebesar 10.000 watt, namun daya
tersebut belum digunakan secara maksimal, akibat dari listrik yang dihasilkan
oleh alternator langsung dialirkan ke rumah-rumah warga, sehingga banyak
peralatan elektronik rumah tangga mengalami kerusakan yang diakibatkan
dari tegangan listrik yang tidak stabil.
Gambar 24. Spesifikasi alternator
Untuk menstabilkan listrik yang dihasilkan oleh alternator diharapkan
masyarakat di dusun umpungeng memasang stavol, stavolt yang dipasang
memiliki toleransi 50% untuk daya 10.000 watt, yaitu sebesar 15.000 watt.

53
Gambar 25. Stavolt
Sumber : https://stabilizermatsuyama.wordpress.com
(tanggal akses : 10-Oktober-2015)
G. Kebutuhan Listrik
Adapun kebutuhan listrik masyarakat di dusun umpungeng yang
terdiri dari 26 rumah adalah sebesar 5.352 watt atau 5,352 Kwatt, antara lain
berupa perlatan listrik seperti televisi dan lampu.
Gambar 26. Televisi

54
Ketika musim kemarau, masyarakat menggunakan genset untuk
memenuhi kebutuhan listriknya. Ketika genset mengalami kerusakan warga
harus membawanya ke kota untuk perbaikan karena di dusun tersebut tidak
ada yang mampu memperbaiki genset selain itu jarak dari dusun ke kota
sekitar 20 km. Maka diharapkan dengan adanya penelitian ini, warga dapat
memenuhi kebutuhan listriknya tanpa adanya ketergantungan terhadap
genset.
Gambar 27. Genset
Dilihat dari pemasangan instalasi listrik Masalah yang dialami
masyarakat tersebut berupa banyaknya alat-alat elektronik maupun lampu
penerang mengalami kerusakan.
Agar masyarakat tidak mengalami kerusakan peralatan eletronik,
maka diharapkan warga menggunakan stabiliser untuk menstabilkan tegangan
listrik yang dihasilkan alternator.

55
H. Kondisi Irigasi
Untuk mengatasi masalah yang terjadi pada saluran irigasi agar
menyeragamkan ukuran saluaran irigasi dan memperkuat pondasi sepanjang
irigasi dengan cara di beton serta memasang jaring yang berfungsi sebagai
saringan pada saat dedaunan yang dihasilkan pepohonan masuk ke saluran
irigasi dan sehingga debit air yang mengalir pada irigasi dapat maksimal
digunakan untuk memutar kincir air.
Tabel 5. Jadwal pemelihraan instalasi
No Bagian Instalsi Waktu Pembersihan
1 Saringan antara sungai dan
irigasi
1 kali dalam sebulan
2 Irigasi 3 kali seminggu
3 Saringan Kolam Penenang 1 kali seminggu
Dengan adanya permasalahan jadwal pembersihan, maka diharapkan
setelah adanya penyeragaman ukuran saluran irigasi dan pemasangan jaring
pada saluran irigasi, warga dapat bersosialisasi untuk membagi kelompok-
kelompok pembersihan.
Kelompok yang terbentuk diharapkan membersihakan irigasi minimal
3 kali seminggu.

56
VI. PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan pada 5 September 2015, di
Dusun Umpungeng Kecamatan Lalabata Kabupaten Soppeng maka dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
Tabel 6. Hasil perhitungan
No Sumber air Debit (m3/s)
1 Sungai 0,0017
2 Irigasi (Musim kemarau) 0,00093
3 Irigasi (Musim hujan) 0,0093
4 Debit yang butuhkan kincir untuk 10.000 watt 0,0014
1. Daya yang dibutuhkan untuk 26 rumah sebesar 5.352 watt, daya yang
tersedia pada alternator sebesar 10.000 watt dibutuhakan debit sebesar
0,0014 𝑚3
/s . Debit yang dihasilkan sungai sebesar 0,0017 𝑚3
/
s mampu untuk menghasilkan 10.000 watt, untuk memperoleh debit
tersebut perlunya ada keseragaman saluran irigasi menuju kolam
penenang.
2. Untuk menghasilkan daya 10.000 watt maka diperlukan adanya
pembuatan pengarah berupa bronjong dari sungai ke irigasi.
3. Agar debit yang dihasilkan maksimal, maka dilakukan penyeragaman
saluran irigasi dan pemasangan jaring-jaring pada saluran irigasi dan
kolam penenang.

57
4. Dengan adanya jadwal pembersihan diharapkan warga dapat
melaksanakan pemebersihan irigasi secara rutin.
5. Untuk mengurangi dampak dari kerusakan peralatan elektronik agar
adanya pemasangan stavolt berdaya 15.000 watt.
6. Untuk mengoptimalkan putaran kincir air, poros pulley yang
menghubungkan antara kincir air dengan alternator kiranya dipasang
lurus.
7. Untuk memperpanjang usia kincir air dilakukan perawatn sebagai berikut:
a. Usahakan getaran turbin hulus (tidak berlebihan dari biasanya)
b. Suhu bearing tidak melebihi 500 C, atau rumah bearing dapat disentuh
dengan tangan terbuka.
c. Oli pada bearing harus diganti secara priodik setidaknya selama 2000
jam operasi.
d. Cek kekencangan belt bila ada, kencangkan melalui baut pada
generator apabila kendor.

58
B. Saran
1. Dengan adanya penelitian ini, diharapkan warga di desa umpungeng telah
memiliki acuan untuk memperbaiki kerusakan pada instalasi kincir air.
2. Kiranya ada penelitian lanjutan untuk memanfaatkan debit air yang tersisa
ketika musim hujan untuk turbin air atau kincir air bertingkat.
3. Ada penelitian lanjutan untuk perancangan pembangkit listrik tenaga
surya dan kincir angin.

59
DAFTAR PUSTAKA
1. Himran, Syukri. 2006. Dasar-Dasar Merencanakan Turbin Air. CV Bintang
Lamumpature, Makassar.
2. Patty, O.F. 1995. Tenaga Air. Erlangga, Jakarta.
3. Kementerian ESDM, Publikasi. (2003). Pengembangan Energi Hijau. Jakarta :
Kemetrian ESDM.
4. Prayatmo, Wobowo. 2007. Turbin Air. Graha Ilmu, Yogyakarta.
5. Suharsono. 2004. Kincir Air Pembangkit Listrik. PT Penebar Swadaya, Jakarta.
6. White, Frank., Hariandja., Manahan. 1986. Mekanika Fluida (Terjemahan). Edisi
I, Erlangga, Jakarta.
7. Yusri, Aidil Z, Asmed. 2004. Analisa Daya dan Putaran Kincir Air Tradisional
Sebagai ALternatif Sumber Daya Penggerak. Jurnal Teknik Mesin, Politeknik
Negeri Padang, Vol 1, No 2. Padang
8. Kadir, Abdul. 1995. Energi Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi
Ekonomi. Edisi II. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.
9. Austin H. Church. 1993. Pompa dan blower sentrifugal. Erlangga, Jakarta
10. Darwin. http://wordpress.com. Diakses pada tanggal 17 September 2015.
11. Sudirman. http://umpungengecovillage.bloggspot.com. Diakses pada tanggal 17
September 2015.
12. Noerman. http://www.cvaristonkupang.com. Diakses pada tanggal 10 Oktober
2015.
13. Anonim. https://stabilizermatsuyama.wordpress.com. Diakses pada tanggal 10
Oktober 2015.

60
LAMPIRAN I
Dokumentasi Penelitian
Gambar 28. Pengukuran kecepatan aliran sungai
Gambar 29. Pengukuran kolam penenang

61
Gambar 30. Pertemuan dengan kepala dusun Umpungeng
Gambar 31. Pertemuan 3 sungai

Bab i vi

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (7)

Similar to Bab i vi

Similar to Bab i vi (20)

Bab i vi