Di Masa Pandemi Covid-19, Tim Peneliti F MIPA Unsoed Kembangkan PLTA Piko Hidro

SuaraJawaTengah.id - Sepanjang pandemi Covid-19 tak menyurutkan langkah Peneliti dari Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Jenderal Soedirman (Unsoed). Mereka berinovasi demi perkembangan masyarakat sekitar yakni telah berhasil mengembangkan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) skala kecil Piko Hidro (PH).

PLTA PH buatan Unsoed ini merupakan pembangkit listrik yang bisa dipasang di kawasan dengan potensi aliran air kecil seperti saluran irigasi maupun sungai di pedalaman dan pegunungan.

Selain itu, PLTA PH menggunakan turbin sederhana, murah, serta mudah digunakan dalam pengoperasian dan perawatan.

Ketua Tim Peneliti Jamrud Aminuddin mengatakan bahwa PLTA yang telah berhasil direalisasikan dalam kegiatan ini masuk dalam kategori PLTA-Piko Hidro karena daya yang dihasilkan kurang lebih 5.000 W.

"Sistem ini hanya memanfaatkan aliran sungai yang kecil," katanya dalam keterangan tertulis, Minggu (29/8/2021).

"Pada prinsipnya daya keluaran sangat bergantung pada kondisi aliran sungai dimana sistem ini diterapkan," tambahnya.

Selain itu, Aminuddin menjelaskan bahwa dari beberapa literature ilmiah diketahui bahwa berdasarkan output daya listrik yang dihasilkan, PLTA diklasifikasikan menjadi 5 istilah, yaitu: Large-Hydro (> 100 MW), Medium-Hydro (15-100 MW), Small-Hydro (1-15 MW), Mini-Hydro (100–1.000 kW), Micro-Hydro (5-100 kW), dan Pico-Hydro (< 5 kW).

Anggota PSI (Physics Society of Indonesia) Jamrud Aminuddin menjelaskan bahwa sistem ini bisa ditingkatkan daya keluarannya jika kondisi aliran sungai mendukung.

Pembuatan PLTA itu dilaksanakan di Desa Babakan, Kecamatan Karanglewas, Kabupaten Banyumas terletak di arah barat daya kota Purwokerto, Provinsi Jawa Tengah.

Lokasi tersebut berjarak sekitar 15 km dari Kampus Unsoed melewati jalan desa. Berhubung jalan tersebut melewati beberapa desa dalam wilayah Kecamatan Karanglewas, dengan jalan yang relative kecil, maka waktu tempuh dari Kampus Unsoed sekitar 20 menit.

Menurut salah satu anggota tim Sunardi latar belakang kegiatan ini berdasarkan observasi awal di lokasi tersebut.

"Sebelumnya telah dikembangkan sebuah PLTA Piko Hidro oleh masyarakat setempat untuk menunjang proses penggilingan batu," kata Sunardi.

Kemudian Sunardi mengatakan bahwa aliran listrik dari sistem pembangkit dimanfaatkan untuk menggerakkan conveyor belt (saluran pengangkut batu pada mesin penggiling). "Pembangkit listrik skala kecil tersebut juga dimanfaatkan untuk penerangan jalan dan pemakaman,"jelasnya.

Anggota tim yang lain Akmal Ferdiyan, menjelaskan bahwa dari pengamatan langsung yang telah dilakukan diketahui bahwa sistem PLTA yang dikembangkan oleh masyarakat setempat mengalami permasalahan teknis.
Pada sistem PLTA Piko Hidro tersebut, tidak bekerja secara optimal karena debit air yang dialirkan menuju pipa pesat tidak menghasilkan tekanan tinggi.

Masalah lainnya yang ditemukan adalah sistem konverter energi mekanik yang akan memutar generator listrik tidak seimbang. Akibatnya daya listrik yang dihasilkan tidak stabil sehingga rentan terhadap fluktuasi tegangan.

Dalam situasi tertentu, sistem pembangkit tersebut tidak beroperasi karena adanya permasalahan pada debit air dan sistem konverter energi. Konverter energi adalah konfigurasi roda yang terdiri atas kincir dan roda lainnya untuk memutar generator listrik (dinamo listrik).

Tim Peneliti F MIPA Unsoed kembangkan PLTA Piko Hidro. [Dok Unsoed]

Setelah mempertimbangkan permasalahan teknis yang telah dipaparkan sebelumnya, tim ini merencanakan kegiatan untuk mengoptimalkan kinerja sistem PLTA Piko Hidro tersebut.

Kegiatan ini dilaksanakan dalam bentuk bantuan teknis perbaikan komponen PLTA Piko Hidro dengan menerapkan hasil penelitian dan pengabdian yang telah dilaksanakan sebelumnya di Jurusan Fisika FMIPA Unsoed dengan metode komputasi dan eksperimen.

Perbaikan dilakukan dengan menganalisis ulang kemampuan sumber daya air yang akan digunakan untuk memutar kincir air. Gaya dorong tersebut dikaji ulang keseimbangannya untuk memutar turbin dan konverter energi yang terdiri atas beberapa roda.

Konverter energi merupakan bagian penting pada PLTA Piko Hidro untuk mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik untuk memutar generator sehingga membangkitkan energi listrik. Selain itu, generator listrik yang sesuai dengan kondisi putaran yang dihasilkan juga dikaji ulang sebelum proses reparasi dan instalasi.

Alumni S3 Advances Integration Science and Technology, Chiba University, Jepang Jamrud Aminuddin, menambahkan bahwa bagaimana mekanisme kerja PLTA Piko Hidro tersebut. Pembangkitan energi listrik skala kecil umumnya dilakukan melalui 5 (lima) mekanisme :

Pertama, sumber aliran air untuk sistem ini berasal dari aliran sungai kecil, irigasi, selain itu dari peralihan air sungai kecil dengan membuat saluran air atau kanal dialirkan menuju ke bak penampung (head) atau kolam penenang (forebay tank).

Kedua, air dari bak penampung dialirkan melewati pipa pesat (penstock) untuk dipadatkan sehingga menghasilkan kecepatan dan tekanan tinggi sebelum diarahkan untuk memutar turbin.

Ketiga, turbin yang berputar dihubungkan ke generator untuk menghasilkan energi listrik. Hubungan roda dari turbin ke generator telah disimulasikan sebelumnya menggunakan metode komputasi dan eksperimen di Laboratorium.

Keempat, energi listrik dari generator dinormalkan dengan alat kontrol elektronik (stabilizer) untuk mencegah terjadinya fluktuasi tegangan yang dapat merusak peralatan listrik.

Kelima, energi listrik yang telah stabil dapat didistribusikan secara langsung ke pengguna. Arus listrik yang dihasilkan dalam kegiatan ini akan didistribusikan untuk beberapa fasilitas umum di lokasi kegiatan.