Ilmu Alamiah Dasar . Studi Perkara 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 yg dibangun oleh Departemen Pekerjaan Umum seyelah Bendungan Jatiluhur di Purwakarta, Jawa Barat. Bendungan yg diresmikan Presiden Soeharto pada tahun 1977 inu terlatk di Desa Karangkates. Kecamatan Sumber Pucung, Kabupaten Malang. Bendungan terbesar di propinsi Jawa Timur selain didesain bisa mengendalikan banjir juga dirancang sebagai sumber debet air bagi irgasi tempat hilir. Dengan debet mencapai 24 m perditik pada ekspresi dominan kemarau. Itu artinya, Bendungan ini bis,a menjamin ketersediaan pasokan air untuk irigasi 34.000 hektar sawah di wilayah hilir sepanjang tahun. Selain itu bendungan Sutami ini juga berjulukan Bendungan Karangkates ini. Juga merupakan pembangkit listrik dengan daya 2 x 35.000 kwh ( 400 Juta kwh/tahun) dan area publik yg bis,a 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 kerikil 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 yg ramah lingkungan, lantaran memakai air sebagai energi primernya. Energi primer air dengan ketinggian tertentu dipakai untuk menggerakkan turbin yg dikopel dengan generator.
Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan sentra pembangkit tanaga listrik yg mengubah energi potensial air ( energi gravitasi air ) menjadi energi listrik. Mesin penggagas yg dipakai ialah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros yg akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energi listrik.
Air sebagai komponen bsaya PLTA sanggup diperoleh sanggup diperoleh dengan aneka macam tips misalnya, dari sungai setips pribadi disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan tips ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan memakai kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.
Air sebagai komponen bsaya PLTA sanggup diperoleh sanggup diperoleh dengan aneka macam tips misalnya, dari sungai setips pribadi disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan tips ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan memakai kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.
Prinsip kerja PLTA
1. Aliran sungai dengan jumlah debit air sedimikian besar ditampung dalam waduk yg 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 setips otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilsayakan perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yg sudah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip – sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yg terpasang pada turbin
6. Pada turbin , gaya jatuh air yng mendorong baling – baling mengakibatkan turbin berputar . turbin air kebanyakan menyerupai kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling – baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kinetic yg 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 kemudian merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy elektrik. listrik pada generator terjadi lantaran kumparan tembaga yg diberi inti besi digerakkan (diputar) erat 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 yg dihasilkan oleh generator masih rrendah, maka dari itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama
10. Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke sentra beban , tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard
11. Dan kemudian disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat terusan tegangan inggi . lisrtrik kemudian sanggup disalurkan
Komponen PLTA
1. Waduk ,berfungsi untuk menahan air
2. Main gate, katup prmbka
3. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk membuat 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 kolam penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar kolam penenang. Sedangkan ujung yg lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada belahan pipa pesat yg keluar dari kolam penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air kolam penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila belahan 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 dikala 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 yg 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, ganjal (bearing), dan biro listrik. Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja lantaran adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja lantaran kecepatan air yg menghantam sudu.
7. Generator, Generator listrik ialah sebuah alat yg memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua belahan utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yg dililit oleh kawat dan dipasang setips 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 bila turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet yg berputar memproduksi tegangan di kawat tiap kali sebuah kutub melewati "coil" yg terletak di stator. Lalu tegangan inilah yg kemudian menjadi listrik
8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yg mengalir berasla dari turbin
9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan
10. Transformator ialah trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yg lebih tinggi.
11. .Switchyard (controler)
12. Kabel transmisi
13.
Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan sentra industri.
14. Spillway ialah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yg bahwasanya ialah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke tempat hilir.
C. Kajian Fisika Mengenai PLTA
1. Energi Potensial
Energi potensial yaitu energi yg terjadi jawaban adanya beda potensial, yaitu jawaban adanya perbedaan ketinggian.semakin tinggi air berasal semakin besar pula tenaga yg 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)
Energi potensial yaitu energi yg terjadi jawaban adanya beda potensial, yaitu jawaban adanya perbedaan ketinggian.semakin tinggi air berasal semakin besar pula tenaga yg 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 yg dihasilkan dengan rumus yaitu
Q = v . A
dimana
Q = debit air
v = kecepatan air
A = luas penampang aliran
Q = debit air
v = kecepatan air
A = luas penampang aliran
3. Energi Kinetis
Energi kinetis yaitu energi yg dihasilkan jawaban adanya pedoman air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu, yg dirumuskan
Ek = 0,5 m . v2
Dimana:
Ek : Energi kinetis
m : massa (kg)
v : kecepatan (m/s)
Energi kinetis yaitu energi yg dihasilkan jawaban adanya pedoman air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu, yg dirumuskan
Ek = 0,5 m . v2
Dimana:
Ek : Energi kinetis
m : massa (kg)
v : kecepatan (m/s)
4. Energi Mekanis
Energi mekanis yaitu energi yg timbul jawaban 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)
Energi mekanis yaitu energi yg timbul jawaban 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
Sesudah proses pada turbin kemudian pada generator, dikala 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
dimana:
η : putaran
f : frekuensi
P : jumlah pasang kutub
selain itu banyak sedikitya kumparan pada stator juga mempengaruhi besarnya daya istrik yg bias dihasilkan oleh pembangkit. Selain itu kita juga harus membitipskan magnet yg ditemukan oleh fisikawan yaitu Faraday , yaitu ihwal induksi elektromagnetik, . listrik pada generator terjadi lantaran kumparan tembaga yg diberi inti besi digerakkan (diputar) erat 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 sanggup dicari dengan persamaan
Dengan
B = induksi magnetic (Wb/m2=T)
I= besar lengan berkuasa 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, yg bernilai tetap ialah putaran rotor dan kumparan, sehingga semoga beban yg dihasilkan sesuai, maka yg bis,a diatur ialah sifat kemagnetannya, yaitu dengan mengatur jumlah arus yg masuk. Makin besar arus yg masuk, makin besar pula nilai kemagnetannya, sedangkan makin kecil arus yg masuk, makin kecil pula nilai
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, yg bernilai tetap ialah putaran rotor dan kumparan, sehingga semoga beban yg dihasilkan sesuai, maka yg bis,a diatur ialah sifat kemagnetannya, yaitu dengan mengatur jumlah arus yg masuk. Makin besar arus yg masuk, makin besar pula nilai kemagnetannya, sedangkan makin kecil arus yg 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)
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 yg 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 lantaran itu kita mengenal konsep efisiensi:
Namun, tidak semua energi potensial dari air diubah menjadi energi listrik. Oleh lantaran itu kita mengenal konsep efisiensi:
D. Dampak Waduk Pada PLTA Bagi lingkungan
Negatif
Pembangunan bendungan selain menuai permasalahan sosial juga berimbas kepada ekologi yg terdapat di sungai. Dimana sungai merupakan ekosistem yg mempunyai keanekaragaman hayati yg bermacam-macam dari pada di laut. Sungai merupakan lingkungan yg mempunyai kaya akan zat- zat hara dan nutrient yg diperlukan mahluk hidup, dimana tempat- tempat semacam ini merupakan tempat yg subur bagI produsen primer yaitu tumbuhan dan disinilah terdapat bermacam-macam jenis ikan dan binatang air berkembang baik, menyerupai serangga, ikan dan binatang mamalia lainnya. Bendungan-bendungan besar menyerupai ini, sangat mengakibatkan pengrusakan lingkungan yg sangat buruk, diantarannya: Menenggelamkan hutan yg sangat luas, merubah struktur alamiah sungai dan pengerusakan biota sungai, Pembukaan wilayah-wilayah isolasi untuk pengerukan sumber daya alam dan Hilangnnya lahan lembap pertanian yg luas. anyak bukti yg bis,a disaksikan dari perjalanan sejarah pembangunan yg penuh dengan praktek ekstraktif ini, misalnnya Bendungan Tucurui dan Balbina bahu-membahu menenggelamkan 6.400 kilometer persegi hutan hujan tropis di Amazon Brazil, Bendungan Akosombo menenggelamkan yg luas melebihi bendungan manapun diseluruh dunia, yakni 8.500 kilometer persegi.
Tanpa kita sadari pembangunan bendungan berdampak pribadi kepada penurunan kualitas air sungai. Akibat dari itu sanggup mengacam populasi ikan bermanfaat dan mengakibatkan duduk masalah terhadap ternak dan manusia, Karena mengubah sistem dari sungai ke danau juga membuat habitat yg lebih bagi nyamuk dan siput (Lanza, 1971).
Selain itu, perukomponen kualitas air bendungan juga diakibat oleh pembusukan hutan dan vegetasi yg tergenang. Pembakaran hutan pada belahan hulu untuk dijadikan lahan bendungan juga akan menambah polusi udara, termasuk karbon dioksida, ozon dan gas rumah beling lainnya, dan zat beracun menyerupai merkuri. Sesudah terbakar, nutrisi dari debu akan memicu dan mendukung pertumbuhan kuman tiba-tiba kelebihan dan ganggang dalam air sebagai reservoir mengisi, memicu teladas duduk masalah kualitas air, termasuk mengurangi oksigen terlarut sangat, ikan membunuh, pembentukan metabolit beracun oleh cyanobacteria dan pelepasan gas beracun dan logam menyerupai hidrogen sulfida dan merkuri dari sedimen waduk. Meninggalkan biomassa di belakang juga akan bermasalah, kata Lanza, lantaran amis vegetasi akan meningkatkan emisi gas rumah beling dari waduk, memakai oksigen yg tersedia dalam air, mematikan ikan dan menghasilkan air yg tidak cocok untuk di konsumsi dan irigasi.
Bendungan mempengaruhi sistem biofisik terutama dengan mengubah hidroglogi sungai dan dengan sistem langgar domba sungai (Kotchen et al., 2006). Berubahnya hidrologi sungai ke danau mem.buat pedoman air terhambat di waduk. Sehingga nutrient yg diperlukan ikan pada pedoman sungai belahan hilir menjadi terhambat dan menumpuk di waduk. Akibat dari terhalangnya nutrisi di waduk mem.buat populasi ikan- ikan yg berada di hilir menjadi lapar akan gizi.
Bendungan juga akan menghambat ikan-ikan untuk bermigrasi.Ada spesies-spesies ikan yg harus bermigrasi untuk melsayakan proses pembuahan sel telur(fertilisasi) akan tetapi dengan adanya bendungan akan menghalangi mereka untuk melsayakan hal itu dan akan beraakibat kepada punahnya spesies ikan yg melsayakan proses ini.Adanya bendungan juga akan mengakibatkan ikan tidak sanggup bebas untuk mencari makanan di sepanjang pedoman sungai.Adanya ikan-ikan menyerupai salmon yg biasanya hidup mengikuti pedoman sungai tidak sanggup mengalami hal itu dan terancam berkumpul di satu titik hingga nanti terjadi overpopulation ikan spesies ini dan akan mengakibatkan habisnya persediaan makanan pada belahan hulu.
Bendungan juga mengakibatkan penggenangan air terhadap ribuan hektar hutan. Perencanaan bendungan seringkali mengabaikan nilai ekologis yg sulit dinyatakan dari pemeliharaan tanah, pengisian kembali air tanah, stabilisasi iklim, pemurnian air dan udara dan proteksi terhadap kehidupan margasatwa di dalamnya. Pembangunan bendungan nantinya akan mencegah endapan air sungai dibawa ke hilir dan laut. Padahal endapan tersebut mengandung komponen-komponen bergizi tinggi untuk tanah. Menurut hasil penelitian dari Universitas Umea, di Swedia. Yang lebih mengherankan ialah bahwa bendungan juga mempengaruhi tumbuh- tumbuhan yg berada di sepanjang pedoman sungai di belahan hilir. Setidak- tidaknya jenis tumbuhan yg berada dikiri dan kanan sungai. Secukup usang 70 tahun pembangunan bendungan di swedia, jenis tumbuhan yg punah mencapai 15 persen.
Masalah ekologi kemudian yg disebabkan oleh hilangnya kadar sedimen dari air di hilir ialah pengikisan tanah di tempat pantai atau delta. Karena semua hasil pada beban sedimen bendungan hilir berkurang, sungai dibendung dikatakan "lapar" untuk sedimen. Karena laju deposisi sedimen sangat berkurang mem.buat pasokan deposit ( zat- zat nuttrien) untuk sungai berkurang tetapi laju pengikisan tetap hampir konstan, pedoman air menggerogoti di tepi sungai dan dasar sungai, mengancam ekosistem pantai, memperdalam sungai, dan penyempitan sungai. mengurangi kadar air, homogenisasi pedoman sungai dan ekosistem sehingga mengurangi variabilitas, mengurangi pertolongan untuk satwa liar, dan mengurangi jumlah sedimen mencapai dataran pantai dan delta.
Positif
Kita ambil pola salah satu bendungan di kabupaten malang yaitu bendungan karangkates atau nama lainnya ialah bendungan sutami.
Bendungan Sutami merupakan bendungan nasional kedua yg dibangun oleh Departemen Pekerjaan Umum seyelah Bendungan Jatiluhur di Purwakarta, Jawa Barat. Bendungan yg diresmikan Presiden Soeharto pada tahun 1977 inu terlatk di Desa Karangkates. Kecamatan Sumber Pucung, Kabupaten Malang. Bendungan terbesar di propinsi Jawa Timur selain didesain bisa mengendalikan banjir juga dirancang sebagai sumber debet air bagi irgasi tempat hilir. Dengan debet mencapai 24 m perditik pada ekspresi dominan kemarau. Itu artinya, Bendungan ini bis,a menjamin ketersediaan pasokan air untuk irigasi 34.000 hektar sawah di wilayah hilir sepanjang tahun. Selain itu bendungan Sutami ini juga berjulukan Bendungan Karangkates ini. Juga merupakan pembangkit listrik dengan daya 2 x 35.000 kwh ( 400 Juta kwh/tahun) dan area publik yg bis,a dijadikan sebagai tempat pariwisata dan perikanan air tawar.
sumber : diambil dari aneka macam sumber