Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang menggunakan air dengan kapasitas daya yang dihasilkan berkisar mulai beberapa ratus watt sampai 100 kW. Sedangkan bila daya yang dihasilkan berkisar antara 100 kW sampai 1 MW instalasi tersebut dapat digolongkan sebagai minihidro. Parameter penting dalam pengembangan suatu Pembangkit Listrik Tenaga Mikro/Minihidro (PLTMH) adalah kapasitas aliran air (debit) dan tinggi jatuh (head) dari sungai yang akan dikembangkan menjadi PLTMH.
Tahap awal pengembangan pembangkit listrik mikro/minihidro tersebut dimulai dengan mengadakan survei lapangan untuk mengetahui potensi sungai yang akan dikembangkan menjadi PLTMH. Untuk dapat melakukan survei tersebut perlu dilakukan beberapa persiapan yang matang sehingga survei dapat dilaksanakan dengan baik dengan hasil sesuai yang diharapkan.
Hal-hal yang harus dipersiapkan tersebut meliputi:
1. Jadwal pelaksanaan
Survei harus direncanakan dengan sangat matang sehingga dapat diperoleh hasil yang memuaskan. Pemilihan waktu survei yang tepat adalah sangat penting mengingat di daerah kita terdapat dua musim yang sangat mempengaruhi perilaku aliran sungai, yaitu musim penghujan dan musim kemarau. Pelaksanaan survei untuk satu lokasi tertentu sebaiknya dilakukan minimal sebanyak 2 (dua) kali, yaitu saat puncak musim penghujan dan puncak musim kemarau sehingga laju aliran (debit) sungai maksimum dan minimum dapat diukur.
2. Tenaga pelaksana
Untuk dapat melaksanakan survei dengan baik minimal diperlukan:
a.3 (tiga) orang pelaksana survei yang mempunyai kecakapan mengoperasikan peralatan survei serta melakukan perhitungan dan analisis hasil survei.
b.1 (satu) orang pemandu penduduk setempat/lokal.
c.2 (dua) orang sopir perahu jukung untuk lokasi survei yang jauh ke arah hulu sungai, selain itu mereka juga berfungsi sebagai tenaga perintisan jalan.
3. Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam survei lapangan adalah sebagai berikut:
a. Perahu jukung untuk menjangkau lokasi survei.
b. 1 (satu) set peralatan GPS (Global Positioning System),
misalnya Garmin III Plus yang dipergunakan
untuk mengukur koordinat posisi lokasi survei.
c. 1 (satu) set peralatan Current Meter.
d. 1 (satu) unit Stop Watch.
e. 1 (satu) set peralatan Theodolite atau bisa juga
Rangefinder
f. 1 (satu) buah Bak Ukur.
g. 1 (satu) meteran kecil.
h. 1 (satu) buah Roll Meter Yamayo Million I2 100 m x 300 ft.
i. 2 (dua) buah Patok meter/Yalon.
j. 1 (satu) set alat tulis.
k.1 (satu) pasang radio komunikasi.
l. Perangkat lunak (software) pemetaan
atau program aplikasi Google Earth™.
Metode Pengukuran
1.Pengukuran laju aliran (debit) sungai
Pengukuran debit aliran sungai dilakukan dengan menggunakan alat Current Meter Counter dengan memakai Kincir No. 4-92.02. Mengingat terjadi kerusakan penunjuk/display waktu pada peralatan Current Meter Counter maka digunakan Stop Watch untuk menghitung waktu pengukuran. Pengukuran dilakukan di sepanjang penampang melintang sungai dengan interval pengukuran setiap 1 (satu) meter lebar sungai.
Berdasarkan hasil pengukuran di atas maka dapat dibuat gambar profil melintang sungai yang sedang diukur seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah ini:
Dari pengukuran yang dilakukan dapat diperoleh hasil:
Lebar sungai di Lokasi Q2 = 7,0 m
Kedalaman maksimum = 0,39 m
Laju aliran (debit) air di Lokasi Q2 = 0,574 m3/s
2 .Pengukuran profil/kontur sungai
Pengukuran profil/kontur sungai dilakukan dengan menggunakan Theodolite. Dengan alat ini dapat pula diukur jarak antar titik pengukuran tanpa menggunakan roll meter lagi. Untuk beberapa lokasi pengukuran yang sulit/terkendala kondisi geografis maka pengukuran jarak dilakukan dengan menggunakan Global Positioning System (GPS), walapun akan diperoleh hasil pengukuran yang kurang akurat. Pengukuran ini dilakukan oleh 3 orang petugas, yaitu 1 orang mengoperasikan Thedolite, 1 orang memegang patok meter/Yalon, 1 orang memasang/memegang bak ukur di patok meter/Yalon yang sedang dibidik.
Profil/kontur alur sungai dapat digambarkan sebagai berikut:
3. Pengukuran tinggi jatuh (head)
Pengukuran beda ketinggian (head) dilakukan dengan menggunakan Theodolite merk TOPCON tipe TL-20 DP. Pengukuran dilakukan di sepanjang sungai dari hulu sungai, yang diperkirakan merupakan lokasi dam, sampai hilir, yang diperkirakan tempat instalasi mesin pembangkit. Jalur pengukuran digambarkan sebagai berikut:
Dari pengukuran tersebut dapat diperoleh hasil:
Tinggi jatuh (head) antara titik I dan F1 = 2,68 m
Tinggi jatuh (head) antara titik I dan B = 3,68 m
4. Pengamatan demografis
Lokasi survei terletak 2,5 km arah tenggara dari Desa Belangian atau sekitar 12,8 km arah tenggara dari dam PLTA Ir. P.M. Noor. Desa terdekat lain dari lokasi survei adalah Desa Paau (berjarak sekitar 4 km) dan Desa Kalaan (berjarak sekitar 7 km). Desa Belangian sekarang dihuni oleh sekitar 300 kepala keluarga/KK. Mata pencaharian utama penduduk desa ini adalah bercocok tanam/berladang, mencari ikan, mendulang intan dan berkebun karet. Selama ini penduduk menikmati aliran listrik dari mesin diesel yang diusahakan oleh PT PLN (Persero). Namun aliran listrik ini hanya dapat dinikmati pada waktu malam hari.
Perhitungan dan Analisis Potensi Mikrohidro
1. Perhitungan daya listrik
Secara teoritis daya listrik yang dapat dihasilkan dari tenaga air mengikuti persamaan berikut:
Daya Teoritis (P) = Debit Air (Q) x Head (H) x konstanta gravitasi (g)
Dengan P dalam kW, Q dalam m3/s dan g = 9,81 m/s2
Atau;
P = 9,81 x Q x H (kW)
Bagaimanapun, tidak ada sistem yang sempurna sehingga selalu terjadi kehilangan energi sewaktu energi potensial air diubah menjadi energi listrik. Besarnya energi yang hilang ini dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu:
Kerugian/losses pipa pesat/penstock
- Efisiensi turbin
- Efisiensi generator
- Efisiensi trafo
- Efisiensi jaringan
- Efisiensi sistem kontrol
- Efisiensi konstruksi sipil
Sehingga persamaan di atas menjadi:
Pnetto = 9,81 x Q x H x Et (kW)
Dengan Pnetto adalah Daya listrik yang dapat dimanfaatkan, Et = Efisiensi total sistem
Dari beberapa referensi dapat diketahui bahwa untuk sistem pembangkit kecil, sebagai acuan kasar dapat digunakan harga Et = 50%
Dari hasil pengukuran yang telah dilaksanakan di atas maka dapat dihitung potensi mikrohidro yang dapat dihasilkan:
Pnetto = 9,81 x 0,574 x 3,62 x 50% = 10,4 kW