Panduan Sederhana Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hiro

Saat ini Indonesia masih sepenuhnya bergantung pada bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara dan gas. Bahan bakar fosil di Indonesia digunakan oleh 95 persen penduduk maupun pelaku industri, dengan konsumsi energi meningkat tujuh persen setiap tahunnya. Padahal bahan bakar fosil ini ikut ‘berkontribusi’ terhadap total emisi energi CO2, yang hingga 2008 tercatat mencapai 351 juta ton. Selain itu bahan bakar fosil jelas merupakan energi yang tidak bisa dibarukan. Jika terus digunakan, tentu persediaan bahan bakar akan habis.
Sementara, sumber-sumber energi terbarukan, yang notabene jauh lebih banyak ketimbang bahan bakar fosil, belum dimanfaatkan secara optimal. Energi terbarukan seperti hydrogen, air, panas bumi dan sebagainya masih dianggap sebagai energi alternatif, dimana penggunaannya hanya mencapai lima persen!
Salah satu energi terbarukan yang sangat potensial adalah penggunaan energi air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).  PLTMH adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.
Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan terjemahan bebas bisa dikatakan “energi putih”. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini menggunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik, Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam prakteknya, istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa Mikrohidro pasti mengunakan air sebagai sumber energinya.
Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Miniihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000 W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin).
Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan kopling.
Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban). Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro, merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik. Terdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di sejumlah negara, sebagian untuk mendukung industri-industri, dan sebagian untuk menyediakan penerangan di malam hari.
Gambar 1 menunjukkan betapa ada perbedaan yang berarti antara biaya pembuatan dengan listrik yang dihasilkan.

Gambar 1. Skala Ekonomi dari Mikro-Hidro (berdasarkan data tahun 1985)

Keterangan gambar 1
Average cost for conventional hydro = Biaya rata-rata untuk hidro konvensional.
Band for micro hydro = Kisaran untuk mikro-hidro
Capital cost = Modal Capacity = Kapasitas (kW)
Berikut contoh PLTMH  dengan menggunakan sistem run off river, dimana air tidak ditahan pada sebuah bendungan. Pada sistem run off river, sebagian air sungai diarahkan ke saluran pembawa, kemudian dialirkan melalui pipa pesat (penstock) menuju turbin.

Gambar 2. Komponen-komponen Besar dari sebuah Skema Mikro Hidro

• Diversion Weir dan Intake : (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake) Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalam sebuah bak pengendap (Settling Basin) atau perangkap pasir (Sand Trap).

Intake

 • Settling Basin (Bak Pengendap) : Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.

Sand Trap

  • Headrace (Saluran Pembawa) : Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

Headrace

• Headtank (Bak Penenang) atau Forebay : Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.

Head Tank

• Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.

Penstock

• Turbine dan Generator Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load)

Turbin

Tentu saja ada banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh, air  dapat dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock. Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air, tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah.  Pada beberapa kondisi saluran pembawa (headrace) dapat dihilangkan dan sebuah penstock dapat langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. Variasi seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan-keperluan dari pengguna.
Namun meskipun PLMTH adalah energi alternatif yang potensial, namun kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya terbatas, sering membuat sumber air yang potensial untuk pembangkit listrik terabaikan.  Padahal dalam beberapa kasus  PLTMH juga dapat dijadikan alasan untuk melestarikan lingkungan, minimal di sepanjang Daerah Aliran Sungai (DAS) sumber air ditengah menggebu-gebunya pembalakan hutan dan pembukaan  kawasan perkebunan yang tidak ramah lingkungan.  Sehingga mencari dana dari lembaga donor untuk membangun PLTMH di daerah-daerah terpencil dapat menjadi alternatif pilihan.