Pemanfaatan PLTMH Menggunakan Archimedes Screw Dengan Superkapasitor Terintegrasi Sistem Monitoring Sebagai Penyediaan Akses Listrik Daerah Terpencil

Cita-cita Bangsa Indonesia telah tertuang jelas dalam pembukaan UUD 1945, salah satunya yaitu kesejahteraan masyarakat. Pembangunan merupakan salah satu cara untuk dapat menjamin kesejahteraan masyarakat karena dengan adanya pembangunan maka akan ada peningkatan kualitas dari pembangunan tersebut. 

Pembangunan pada sektor energi diarahkan untuk mendorong kegiatan dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat untuk memenuhi kebutuhan energi berupa terjaminnya ketersediaan energi dan peningkatan mutu pelayanannya. 

Faktanya 347.141 rumah tangga belum berlistrik dan sebagian besar tersebar di daerah 3T. Sehingga dibutuhkan pemanfaatan sumber-sumber pembangkit energi yang tersedia di daerah setempat guna memenuhi kebutuhan energi bagi masyarakat di sekitarnya. 

Salah satu pembangunan pembangkit energi terbarukan yang dapat dikembangkan di daerah terpencil yaitu dengan memanfaatkan energi air yang berada di daerah setempat. Indonesia memiliki potensi energi hidro yang cukup besar yang tersebar di seluruh Indonesia. 

Potensi hidro di Indonesia mencapai 75.000 MW dan 19.370 MW adalah potensi Mikrohidro. Hingga saat ini potensi air pada pembangkit mikrohidro belum dimanfaatkan secara optimal baru sekitar 126,4 MW saja pemanfaatannya.

Berdasarkan latar belakang diatas, perlu adanya optimalisasi PLTMH untuk dapat memaksimalkan potensi dan memenuhi kebutuhan energi dari masyarakat daerah terpencil. Optimalisasi pembangkit listrik mikrohidro menggunakan archimedes screw  dengan superkapasitor dan terintegrasi sistem monitoring berbasis iot sebagai penyediaan akses listrik daerah terpencil menjadi solusi yang tepat dari permasalahan yang diangkat. 

Peran PLMTH Pada Pembangunan Nasional

Pembangunan pembangkit listrik mikrohidro menjadi salah satu cara pembangunan energi di daerah terpencil yang sulit dijangkau oleh distribusi energi utama. 

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro didefenisikan sebagai energi terbarukan yang memanfaatkan sumberdaya air sebagai penghasil energi dimana energi yang dihasilkan tergolong pada energi skala kecil kurang dari 200 kW (Yanto & Hadi, 2017). 

Pemanfaatan PLTMH menggunakan aliran air sungai atau disebut dengan run of river. Jadi tidak akan mengurangi volume air dan tidak mempengaruhi lingkungan sekitar.

Baca juga : Pertamina Resmi Gunakan Digitalisasi Terintegrasi di 8 Depot Pengisian Pesawat Udara

PLTMH merupakan sumber energi terbarukan yang dapat mengubah energi air menjadi energi listrik (Astro, Ngapa, et al., 2020). Kebutuhan listrik di daerah terpencil yang belum terpenuhi dapat dipenuhi secara langsung menggunakan PLTMH. Pengembangan PLTMH yang tergolong sederhana memudahkan pembangunan dan tidak memakan biaya yang besar seperti pembangkit lainnya. 

Dalam segi keekonomisan PLTMH termasuk pembangkit yang ekonomis. Kontribusi PLTMH sangat penting di daerah terpencil akan memacu perkembangan ekonomi dan kesejahteraan masyarakat. 

Berdasarkan kebijakan energi, target bauran Energi Baru Terbarukan (EBT) sebesar 23% pada tahun 2025 dan mengupayakan 31% pada tahun 2050 mendatang. Oleh karena itu, PLTMH mendukung penuh pemerintah dalam pengembangan energi bersih terbarukan dan tidak akan mengeluarkan gas emisi karbon. 

Teknologi mikrohidro memanfaatkan potensi energi air untuk menggerakkan turbin yang nantinya akan menghasilkan listrik. Sumber air dalam pembangkit ini dapat berupa arus sungai, saluran irigasi dan lainnya.  Langkah strategis yang dapat diambil adalah studi kelayakan, identifikasi potensi, izin lokasi, pembangunan, pengujian, penyuluhan, dan pemeliharaan.

Pemanfaatan Archimedes Screw 

Pemanfaatan air sebagai potensi energi yang memiliki head dan debit tertentu sebagai penggerak dan dikonversikan menjadi energi listrik sangat cocok dikembangkan di Indonesia. Salah satu pengembangan jenis turbin air adalah dengan pemanfaatan model archimedes screw pada pembangkit listrik tenaga mikrohidro. 

Archimedes srew memiliki dampak lingkungan yang rendah dan merupakan cara untuk yang efisien untuk menghasilkan pembangkit listrik tenaga air di lokasi dengan head sangat rendah dan aliran sedang (Simmons & Lubitz, 2017).

Pemanfaatan archimedes screw digunakan sebagai komponen utama pada PLTMH itu sendiri. Penggunaan turbin ini pertama kali digunakan di Eropa pada akhir tahun 2007, kemudian dikembangkan di Indonesia ditahun 2009. Model turbin ulir memiliki efisiensi tingkat tinggi yang dapat bekerja pada head rendah (H<10m), hal tersebut sesuai dengan kondisi potensi air yang ada di Indonesia. 

Gambar 1. Skema Turbin Air Archimedes Screw

(Harja, dkk , 2014)

Baca juga : Wapres Berikan Penghargaan Kepala Daerah Terhebat

Prinsip kerja turbin air archimedes screw bekerja pada saat air yang berasal dari ujung atas saluran mengalir masuk ke ruang di antara sudu dan keluar melalui outlet area di ujung bawah. 

Berat air yang memeiliki gaya dan perbedaan tekanan dalam bucket  mendorong sudu ulir dan akan memutar rotor pada sumbunya. Kemudian rotor tersebut akan memutar generator listrik yang disambungkan dengan atas poros.

Penyimpanan Energi Menggunakan Superkapasitor

PLTMH merupakan pembangkit listrik yang mengandalkan kondisi alam sebagai faktor masukkannya. Hal tersebut membuat luaran dari pembangkit ini yang memiliki karakteristik yang fluktuaktif. Sehingga, perlu adanya sistem pembangkit yang dapat melakukan charge daya untuk dapat menyuplai daya sesuai kebutuhan beban. 

Superkapasitor akan menyimpan energi yang memiliki kapasitansi dan kerapatan energi yang lebih baik dibandingkan kapasitor seperti biasa dan memiliki ketahanan yang panjang serta mengeluarkan energi dengan sangat cepat. Superkapasitor dinilai efektif dan cocok diaplikasikan pada PLTMH yang akan dibangun pada daerah terpencil. 

Sistem Monitoring Terintegrasi 

Tegangan yang fluktuaktif akan menyebabkan terganggunya distribusi listrik ke masyarakat setempat. Sehingga perlu adanya sistem untuk pemantauan kinerja dari PLTMH itu sendiri. Pemantauan dilakukukan melalui sistem seperti berikut :

Gambar 2. Diagram Blok Sistem

Sistem berjalan diawali dari kedua sensor, yaitu sensor tegangan dan sensor arus yang akan mendekteksi dan data dari kedua sensor tersebut dikirimkan ke mikrokontroler dan ethernet shield yang terkoneksi langsung dengan router. 

Setelah data sampai pada website maka data dapat diakses oleh pengelola. Website akan dilengkapi dengan statistika data kelistrikan dan dilakukan pemantauan. Karena pemanfaatannya menggunakan ethernet shield sehingga cocok diaplikasikan pada daerah terpencil yang tidak terjangkau oleh internet. 

Baca juga : Unas Terima Program Insentif Pengabdian Masyarakat Terintegrasi MBKM

Strategi Konsep Penta Helix

Penta helix adalah sebuah konsep yang menggambarkan interaksi antara 5 kelompok yaitu:

1. Pemerintah, kelompok yang memiliki kewenangan dan tanggung jawab dalam mengelola pembangunan ini.
2. Industri, pihak yang bertanggung jawab atas pengembangan usaha yang mendukung pembangunan.
3. Akademisi, kelompok yang bertanggung jawab guna penyediaan sumber daya manusia yang berkualitas yang memiliki kemampuan dalam proses pembangunan.
4. Masyarakat, berperan sangat penting dalam proses pembangunan, karena mereka adalah pelaku utama dalam proses tersebut.
5. Media, pihak yang akan menjadi wadah bagi masyarakat untuk menyampaikan pendapat dan saran.

Kesimpulan

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro merupakan alternatif yang tepat guna suplai energi listrik pada daerah terpencil yang tidak dapat dijangkau oleh distribusi energi listrik utama. Pemanfaatan archimedes screw sebagai generator menjadikan efisiensi dan optimalisasi dari PLTMH itu sendiri. 

Penyimpanan energi menggunakan superkapasitor dapat menjadi salah satu alternatif yang efektif untuk digunakan untuk menyimpan energi dengan jumlah yang tinggi. Sistem monitoring  yang terintegrasi iot memberikan kemudahan bagi pengelola untuk memantau kinerja PLTMH. Sistem menggunakan ethernal shiled ini tidak memerlukan internet sebagai medianya, sehingga cocok diaplikasikan pada daerah yang tidak terjangkau internet. 

Berdasarkan penjelasan tersebut, maka optimalisasi pembangkit listrik mikrohidro menggunakan archimedes screw dengan superkapasitor dan terintegrasi sistem monitoring berbasis iot menjawab solusi permasalahan yang diangkat.

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.