ILMU ALAMIAH DASAR . Studi Kasus PLTA Bendungan Sutami (Karangkates) Kecamatan Kalipare Kabupaten Malang

ILMU ALAMIAH DASAR

Studi Kasus Terhadap PLTA Pada Bendungan Karangkates (Sutami) Di Kecamatan Kalipare Kabupaten Malang

Dosen Pengampu: M. Khoirul S.Pd

Disusun oleh: Mohamad Ribut Asmara

NIM: 14.1.1.046 - AN

Semester II D

SEKOLAH TINGGI ILMU SOSIAL DAN ILMU POLITIK

(STISOSPOL) WASKITA DHARMA MALANG

PROGRAM STUDI ILMU ADMINISTRASI NEGARA

2015

A.    SDA dalam bentuk Air sungai brantas

Bendungan Sutami merupakan bendungan nasional kedua yang dibangun oleh Departemen Pekerjaan Umum seyelah Bendungan Jatiluhur di Purwakarta, Jawa Barat. Bendungan yang diresmikan Presiden Soeharto pada tahun 1977 inu terlatk di Desa Karangkates. Kecamatan Sumber Pucung, Kabupaten Malang. Bendungan terbesar di propinsi Jawa Timur selain didesain mampu mengendalikan banjir juga dirancang sebagai sumber debet air bagi irgasi daerah hilir. Dengan debet mencapai 24 m perditik pada musim kemarau. Itu artinya, Bendungan ini bisa menjamin ketersediaan pasokan air untuk irigasi 34.000 hektar sawah di wilayah hilir sepanjang tahun. Selain itu bendungan Sutami ini juga bernama Bendungan Karangkates ini. Juga merupakan pembangkit listrik dengan daya 2 x 35.000 kwh ( 400 Juta kwh/tahun) serta area publik yang bisa dijadikan sebagai tempat pariwisata dan perikanan air tawar.

Informasi Infrastruktur

Propinsi                                   : Jawa Timur 

Sektor                                      : Direktorat Jenderal Sumber Daya Air 

Tahun Mulai                            : 1964 

Tahun Selesai                          : 1973 

Tipe                                         : Urugan batu dengan inti tanah 

Tinggi Diatas Dasar Sungai    : 96,00 m

Tinggi Diatas Galian               : 97,50 m

Panjang Puncak                       : 820 m

Lebar Puncak                          : 13,70 m

Volume Tubuh Bendungan     : 6156 m

Biaya                                       :  

Konsultan                                : Nippon Koei Co Ltd 

Kontraktor                              : Nichimen/ Sakai/ Toshiba 

Manfaat                                   : Irigasi 34000 ha, listrik 488 juta KW/thn 

Lokasi                                     : Karangkates/Sumber Pucung, Malang-Jawa Timur 

B.     Penggunaan Teknologi PLTA ( Pembangkit Listrik Tenaga Air)

PLTA merupakan salah satu tipe pembangkit yang ramah lingkungan, karena menggunakan air sebagai energi primernya. Energi primer air dengan ketinggian tertentu digunakan untuk menggerakkan turbin yang dikopel dengan generator.

Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan pusat pembangkit tanaga listrik yang mengubah energi potensial air ( energi gravitasi air ) menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energi listrik.
Air sebagai bahan baku PLTA dapat diperoleh dapat diperoleh dengan berbagai cara misalnya, dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan cara ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.

Prinsip kerja PLTA

1.      Aliran sungai dengan jumlah debit air sedimikian besar ditampung dalam waduk yang ditunjan dalam betuk bangunan bendungan

2.      Air tersebut dialirkan melalui saringan power intake

3.      Kemudian masuk ke dalam pipa pesat (penstock)

4.      Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa dipasang katup utama                                                  (Main Inlet Valve)

5.      Untuk mengalirkan air ke turbin ,katub utama akan diutup secara otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan turbin. Air  yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip – sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin

6.      Pada turbin , gaya jatuh air yng mendorong baling – baling menyebabkan turbin berputar . turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling – baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kinetic yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energy mekanik

7.      Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi – gigi putar sehingga ketika baling – baling turbin berputar maka generator ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy elektrik.  listrik pada generator terjadi karena kumparan tembaga yang diberi inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet. bolak-baliknya kutub magnet akan menggerakkan elektron pada kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat tembaga akan keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik. Air keluar melalui tail race

8.      Selanjutnya kembali ke sungai

9.      Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator masih rrendah, maka dari itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama

10.  Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban , tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard

11.  Dan selanjutnya disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran tegangan inggi . lisrtrik kemudian dapat disalurkan

Komponen PLTA

1.      Waduk ,berfungsi untuk menahan air

2.      Main gate, katup prmbka

3.      Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.

4.       Pipa pesat (penstock) ,berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal PLTMH mulai dioperasikan.  ½ inchÆDiameter pipa udara ±

5.      Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik

6.      Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor listrik. Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja karena kecepatan air yang menghantam sudu. 

7.       Generator, Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil" yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah yang kemudian menjadi listrik

8.      Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla dari turbin

9.      Tailrace atau disebut pipa pembuangan

10.  Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yang lebih tinggi.

11.  .Switchyard (controler)

12.  Kabel transmisi

13. 

Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.

14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir.

C.    Kajian Fisika Mengenai PLTA

1.      Energi Potensial
Energi potensial yaitu energi yang terjadi akibat adanya beda potensial, yaitu akibat adanya perbedaan ketinggian.semakin tinggi air berasal semakin besar pula tenaga yang dihasilkan
Besarnya energi potensial yaitu:
Ep = m . g . h
Dimana:
Ep : Energi Potensial
m : massa (kg)
g : gravitasi (9.8 kg/m2)
h : head (m)

2.      Debit ait

Saat air jat debit air juga menentuka barapa besar listrik yang dihasilkan dengan rumus yaitu

Q = v . A

dimana
 Q = debit air
v = kecepatan air
A = luas penampang aliran

3.      Energi Kinetis
Energi kinetis yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya aliran air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu, yang dirumuskan
Ek = 0,5 m . v²
Dimana:
Ek : Energi kinetis
m : massa (kg)
v : kecepatan (m/s)

4.      Energi Mekanis
Energi mekanis yaitu energi yang timbul akibat adanya pergerakan turbin. Besarnya energi mekanis tergantung dari besarnya energi potensial dan energi kinetis. Besarnya energi mekanis
dirumuskan:
Em = T . ω . t
Dimana:
Em : Energi mekanis
T : torsi
ω : sudut putar
t : waktu (s)

5.      Generator

Setelah proses pada turbin selanjutnya pada generator, saat baling – baling pada turbin bergerak rotor juga ikut berputar sesuai dengan persamaan

η = 60 . f / P
dimana:
η : putaran
f : frekuensi
P : jumlah pasang kutub

selain itu banyak sedikitya kumparan pada stator juga mempengaruhi besarnya daya istrik yang bias dihasilkan oleh pembangkit. Selain itu kita juga harus membicarakan magnet yang ditemukan oleh fisikawan yaitu Faraday , yaitu tentang induksi elektromagnetik, .  listrik pada generator terjadi karena kumparan tembaga yang diberi inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet. bolak-baliknya kutub magnet akan menggerakkan elektron pada kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat tembaga akan keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik

induksi magnet dapat dicari dengan persamaan

Dengan

              B = induksi magnetic (Wb/m2=T)

               I= kuat arus listrik (A)

               a= jarak dari arus listrik (m)

 Jika lilitan tersebut dialiri arus eksitasi dari AVR maka akan timbul magnet dari rotor.
Sehingga didapat persamaan:
E = B . V . L
Dimana:
E : Gaya elektromagnet
B : Kuat medan magnet
V : Kecepatan putar
L : Panjang penghantar
induksi generator
Dari ketiga hal tersebut, yang bernilai tetap adalah putaran rotor dan kumparan, sehingga agar beban yang dihasilkan sesuai, maka yang bisa diatur adalah sifat kemagnetannya, yaitu dengan mengatur jumlah arus yang masuk. Makin besar arus yang masuk, makin besar pula nilai kemagnetannya, sedangkan makin kecil arus yang masuk, makin kecil pula nilai

6.      Energi Listrik
Ketika turbin berputar maka rotor juga berputar sehingga menghasilkan energi listrik sesuai persamaan:
El = V . I . t
Dimana:
El : Energi Listrik
V : tegangan (Volt)
I : Arus (Ampere)
t : waktu (s)

7.      Daya listrik yang dihasilkannya adalah: P = W : t

P  = daya listrik

W = energy listrik

t  = waktu (sekon)
Namun, tidak semua energi potensial dari air diubah menjadi energi listrik. Oleh karena itu kita mengenal konsep efisiensi:

D.    Dampak Waduk Pada PLTA Bagi lingkungan

Negatif

Pembangunan bendungan selain menuai permasalahan sosial juga berimbas kepada ekologi yang terdapat di sungai. Dimana sungai merupakan ekosistem yang memiliki keanekaragaman hayati yang beragam dari pada di laut. Sungai merupakan lingkungan yang memiliki kaya akan zat- zat hara dan  nutrient yang dibutuhkan mahluk hidup, dimana tempat- tempat semacam ini merupakan tempat yang subur bagI produsen primer yaitu tumbuhan dan disinilah terdapat beragam jenis ikan dan hewan air berkembang baik, seperti serangga, ikan dan hewan mamalia lainnya. Bendungan-bendungan besar seperti ini, sangat menimbulkan pengrusakan lingkungan yang sangat buruk, diantarannya: Menenggelamkan hutan yang sangat luas, merubah struktur alamiah sungai dan pengerusakan biota sungai, Pembukaan wilayah-wilayah isolasi untuk pengerukan sumber daya alam dan Hilangnnya lahan basah pertanian yang luas. anyak bukti yang bisa disaksikan dari perjalanan sejarah pembangunan yang penuh dengan praktek ekstraktif ini, misalnnya Bendungan Tucurui dan Balbina bersama-sama menenggelamkan 6.400 kilometer persegi hutan hujan tropis di Amazon Brazil, Bendungan Akosombo menenggelamkan yang luas melebihi bendungan manapun diseluruh dunia, yakni 8.500 kilometer persegi.

Tanpa kita sadari pembangunan bendungan berdampak langsung kepada penurunan kualitas air sungai. Akibat dari itu dapat mengacam populasi ikan bermanfaat dan menimbulkan masalah terhadap ternak dan manusia, Karena mengubah sistem dari sungai ke danau juga menciptakan habitat yang lebih bagi nyamuk dan siput (Lanza, 1971).

Selain itu, perubahan kualitas air bendungan juga diakibat oleh pembusukan hutan dan vegetasi yang tergenang. Pembakaran hutan pada bagian hulu untuk dijadikan lahan bendungan juga akan menambah polusi udara, termasuk karbon dioksida, ozon dan gas rumah kaca lainnya, dan zat beracun seperti merkuri. Setelah terbakar, nutrisi dari abu akan memicu dan mendukung pertumbuhan bakteri tiba-tiba kelebihan dan ganggang dalam air sebagai reservoir mengisi, memicu riam masalah kualitas air, termasuk mengurangi oksigen terlarut sangat, ikan membunuh, pembentukan metabolit beracun oleh cyanobacteria dan pelepasan gas beracun dan logam seperti hidrogen sulfida dan merkuri dari sedimen waduk. Meninggalkan biomassa di belakang juga akan bermasalah, kata Lanza, karena busuk vegetasi akan meningkatkan emisi gas rumah kaca dari waduk, menggunakan oksigen yang tersedia dalam air, mematikan ikan dan menghasilkan air yang tidak cocok untuk di konsumsi dan irigasi.

Bendungan mempengaruhi sistem biofisik terutama dengan mengubah hidroglogi sungai dan dengan sistem memecah-belah sungai (Kotchen et al., 2006). Berubahnya hidrologi sungai ke danau membuat aliran air terhambat di waduk. Sehingga nutrient yang dibutuhkan ikan pada aliran sungai bagian hilir menjadi terhambat dan menumpuk di waduk. Akibat  dari terhalangnya nutrisi di waduk membuat populasi ikan- ikan yang berada di hilir menjadi lapar akan gizi.

Bendungan juga akan menghambat ikan-ikan untuk bermigrasi.Ada spesies-spesies ikan yang harus bermigrasi untuk melakukan proses pembuahan sel telur(fertilisasi) akan tetapi dengan adanya bendungan akan menghalangi mereka untuk melakukan hal itu dan akan beraakibat kepada punahnya spesies ikan yang melakukan proses ini.Adanya bendungan juga akan menyebabkan ikan tidak dapat bebas untuk mencari makanan di sepanjang aliran sungai.Adanya ikan-ikan seperti salmon yang biasanya hidup mengikuti aliran sungai tidak dapat mengalami hal itu dan terancam berkumpul di satu titik sampai nanti terjadi overpopulation ikan spesies ini dan akan menyebabkan habisnya persediaan makanan pada bagian hulu.

Bendungan juga menyebabkan penggenangan air terhadap ribuan hektar hutan. Perencanaan bendungan seringkali mengabaikan nilai ekologis yang sulit dinyatakan dari pemeliharaan tanah, pengisian kembali air tanah, stabilisasi iklim, pemurnian air dan udara serta perlindungan terhadap kehidupan margasatwa di dalamnya. Pembangunan bendungan nantinya akan mencegah endapan air sungai dibawa ke hilir dan laut. Padahal endapan tersebut mengandung bahan-bahan bergizi tinggi untuk tanah. Menurut hasil penelitian dari Universitas Umea, di Swedia. Yang lebih mengherankan adalah bahwa bendungan juga mempengaruhi tumbuh- tumbuhan yang berada di sepanjang aliran sungai di bagian hilir. Setidak- tidaknya jenis tanaman yang berada dikiri dan kanan sungai. Selama 70 tahun pembangunan bendungan di swedia, jenis tumbuhan yang punah mencapai 15 persen.

Masalah ekologi selanjutnya yang disebabkan oleh hilangnya kadar sedimen dari air di hilir adalah erosi tanah di daerah pantai atau delta. Karena semua hasil pada beban sedimen bendungan hilir berkurang, sungai dibendung dikatakan "lapar" untuk sedimen. Karena laju deposisi sedimen sangat berkurang membuat pasokan deposit ( zat- zat nuttrien) untuk sungai berkurang tetapi laju erosi tetap hampir konstan, aliran air menggerogoti di tepi sungai dan dasar sungai, mengancam ekosistem pantai, memperdalam sungai, dan penyempitan sungai. mengurangi kadar air, homogenisasi aliran sungai dan ekosistem sehingga mengurangi variabilitas, mengurangi dukungan untuk satwa liar, dan mengurangi jumlah sedimen mencapai dataran pantai dan delta.

Positif

Kita ambil contoh salah satu bendungan di kabupaten malang yaitu bendungan karangkates atau nama lainnya adalah bendungan sutami.

Bendungan Sutami merupakan bendungan nasional kedua yang dibangun oleh Departemen Pekerjaan Umum seyelah Bendungan Jatiluhur di Purwakarta, Jawa Barat. Bendungan yang diresmikan Presiden Soeharto pada tahun 1977 inu terlatk di Desa Karangkates. Kecamatan Sumber Pucung, Kabupaten Malang. Bendungan terbesar di propinsi Jawa Timur selain didesain mampu mengendalikan banjir juga dirancang sebagai sumber debet air bagi irgasi daerah hilir. Dengan debet mencapai 24 m perditik pada musim kemarau. Itu artinya, Bendungan ini bisa menjamin ketersediaan pasokan air untuk irigasi 34.000 hektar sawah di wilayah hilir sepanjang tahun. Selain itu bendungan Sutami ini juga bernama Bendungan Karangkates ini. Juga merupakan pembangkit listrik dengan daya 2 x 35.000 kwh ( 400 Juta kwh/tahun) serta area publik yang bisa dijadikan sebagai tempat pariwisata dan perikanan air tawar.

sumber : diambil dari berbagai sumber

Share on Google Plus

About mohamad ribut asmara

This is a short description in the author block about the author. You edit it by entering text in the "Biographical Info" field in the user admin panel.