Kolom Opini, Berita Online Indonesia Di Online News Indonesia, www.olnewsindonesia.com
Ditulis oleh:
Adinda Franky Nelwan
Dosen Fakultas Teknik -Universitas Sam Ratulangi
afnelwan@unsrat.ac.id
Pendahuluan
Sawangan adalah nama desa di berbagai tempat. Artikel ini memaksudkan Sawangan adalah nama desa di Sulawesi Utara, Minahasa Utara, Airmadidi. Desa Sawangan dialiri Sungai yang behulu di Danau Tondano dan bermuara di Teluk Manado. Sungai itu –sebagaimana Sungai lainnya—mengandung tenaga yang jika direkayasa dapat melahirkan energi listrik. Dengan kata lain, dapatlah didirikan suatu pembangkit listrik tenaga air (PLTA) di sana.
PLTA merupakan kesatuan perangkat keras (hardware) dan lunak (software) yang bekerja untuk merubah energi air menjadi energi listrik. Energi listrik sungguh dibutuhkan oleh hampir semua umat manusia di muka bumi ini. Hanya sebagian kecil saja yang menolak kehadiran energi listrik dalam ruang hidupnya. Perangkat keras suatu PLTA ada begitu banyak, antara lain: bendungan pembelok aliran air sungai asli dan pintu air (intake), bak pengendap sedimen, saluran pembawa air ke bak penenang, pipa air terjun (penstock) lalu rumah pembangkit (power house) dan selalu ada saluran pengembali air ke sungai asli. Serta banyak lagi bangunan penunjang. Peralatan juga begitu banyak, yang pokok: alat pengatur debit air (governor), turbin air, generator listrik, alat pengatur tegangan, seperangkat mesin komputer dan lain sebagainya. Semua alat itu diatur oleh perangkat lunak yang ditanam dalam sistem komputer.
Deskripsi singkat PLTA pada paragraf di atas; adalah PLTA tipe ‘run-off river’ (RoR). Yang mengalihkan aliran sungai asli, lalu mengembalikan air itu ke sungai asli. Pengalihan air sungai dilakukan dengan cara menahan/membendung aliran air dan membelokkannya masuk ke kanal buatan.
Aliran Air Sungai di Sawangan
Air mengalir dari Danau Tondano menuju Teluk Manado, Sulawesi Utara. Pada aliran itu, sudah berdiri 3 PLTA, yaitu berturut-turut dari yang paling tinggi dari permukaan laut adalah: Tonsea Lama, Tanggari 1 dan Tanggari 2. Setelah itu, air menuju Desa Sawangan.
Potensi Daya Listrik
Untuk menduga potensi daya listrik pada air sungai yang melintasi desa Sawangan diperlukan dua buah variabel alamiah dasar. Pertama yaitu beda tinggi (elevasi) antara lokasi di mana akan didirikan bendungan pengalih aliran air sungai, dengan lokasi di mana akan ditempatkan turbin air. Beda elevasi antara lokasi-lokasi itu, diberi simbol huruf H, dengan satuan ukur: meter [m]. Kedua adalah debit air yang mengalir di sungai itu, diberi simbol huruf Q, dengan satuan ukur meter kubik per detik [m3/s].
Selain Q dan H, untuk menduga potensi daya listrik, terdapat variabel ketiga yang dipengaruhi oleh setidaknya 3 hambatan. Tiga hambatan itu adalah: hambatan mekanis yang dialami air yang mengalir dari pintu air sampai dengan turbin, serta hambatan (gesekan) bagian-bagian dinamis terutama pada bagian rotor turbin dan generator. Juga dipengaruhi oleh hambatan magnetis yang dialami oleh flux magnet yang mengalir dari rotor ke stator generator lalu kembali ke rotor, membentuk garis tertutup. Dan sudah barang tentu dipengaruhi oleh hambatan listrik, yang dialami oleh elektron yang bergerak di belitan konduktor rotor dan stator generator. Ketiga habatan itu diperas menjadi satu istilah universal yaitu: efisiensi. Semakin besar hambatan, semakin kecil efisiensi. Semakin baik teknologi, semakin besar nilai efisiensi. Efisiensi diberi simbol huruf ‘f’. Selain f, Q dan H; potensi daya listrik dipengaruhi oleh parameter universal yaitu percepatan gravitasi akibat gaya tarik bumi, diberi simbol huruf g.
Maka potensi daya listrik dengan simbol huruf P dengan satuan ukur kilo watt [kW], adalah perkalian keempat variabel dan parameter itu, sebagai berikut.
P = f g Q H [kW]
Variabel f sungguh bervariasi nilainya, dari angka 0,3 sampai 0,96 tergantung pilihan teknologi yang diterapkan. Sedangkan percepatan gravitasi sektar 9,8 [m/s2]. Untuk mendapatkan rumus yang lebih sederhana, f kali g menjadi sekitar: 9. Sehingga diperoleh rumus penduga yang praktis:
P = 9 Q H [kW]
Sekarang, berapakah debit air sungai (Q) yang melintasi desa Sawangan? Berdasar data debit PLTA Tanggari 2 yaitu sekitar 8,5 [m3/s], maka debit air sungai yang melintasi desa Sawangan, dianggap sama dengan itu. Walau dapat lebih besar dari itu, karena adanya tambahan debit dari anak-anak sungai. Sehingga daya listrik terduga, sekarang menjadi:
P = 76,5 H [kW].
Angka 76,5 adalah hasil kali 9 dengan 8,5.
Untuk menduga H, perlu diketahui/ditentukan lokasi bendung pengalih aliran air sungai dan lokasi turbin. Taruhlah, lokasi bendung itu berada sedikit di bawah lokasi turbin PLTA Tanggari 2; maka diperoleh elevasi sekitar 340 meter di atas permukaan laut. Lokasi itu berstatus alternatif; tentu ada lokasi yang berada ditempat yang lebih tinggi ataupun lebih rendah.
Di manakah lokasi turbin air untuk PLTA Sawangan? Ada banyak alternatif lokasi. Taruhlah berada di Sawangan bagian bawah. Elevasi di tempat itu sekitar 220 meter di atas permukaan laut. Dengan kedua dugaan (asumsi) lokasi alternatif diatas, maka diperoleh beda elevasi (H) 340 dikurangi 220, yaini: 120 [m].
Dengan demikian potensi daya listrik terduga, menjadi sebagai berikut.
P = 76,5 x 120 [kW] = 9.180 [kW] = 9,18 [MW].
Dibulatkan agar mudah ditulis, menjadi sekitar sembilan mega watt.
Kesimpulan
Berdasarkan dugaan-dugaan tentang debit, beda elevasi dan efisiensi mesin konversi energi; diperoleh daya potensial sebesar sekitar sembilan juta watt: 9 [MW]. Angka ini hasil studi peta yang ‘kasar’, dengan analisa yang disederhanakan. Bila dibandingkan angka yang terdapat dalam buku Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) 2025-2034; Perusahaan Listrik Negara memunculkan angka 16,6 [MW]. Selisih cukup signifikan itu, tentunya karena perbedaan utama dalam variabel-variabel Q dan H. Perbedaan itu akan dibahas dalam artikel selanjutnya.
Mario
