Pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMh) adalah suatu sistem pembangkit listrik tenaga air dengan kapasitas kecil yang umumnya sesuai untuk penggunaan secara individual atau sekelompok pengguna yang tinggal terpisah dari jarak listrik komersial (CECT, 2004). Umumnya yang tergolong kelas PLTMh adalah pembangkit dengan daya dibawah 100 kW (Masters, 2004).
Komponen penyusun sebuah mikrohidro secara garis besar terdiri dari komponen bangunan pendukung (sipil), komponen mekanis, dan komponen elektris. Komponen bangunan sipil berwujud dam dan pipa pesat bertugas mengalirkan fluida kerja dari sumber menuju ke turbin air. Komponen mekanis berwujud turbin bertugas mengubah energi kinetik air menjadi energi gerak mekanis. Sedangkan komponen elektris yang berwujud generator berfungsi mengubah energi gerak mekanis menjadi energi listrik (CECT, 2004).
Struktur umum sebuah PLTMh dapat dilihat pada Gambar dengan penjelasan sebagai berikut:
a. Sumber air (Intake).
b. Perpipaan yang menghubungkan sumber air bak penampung.
c. Bak penampung yang berfungsi sebagai buffer.
d. Pipa pesat yang berfungsi menyalurkan air ke turbin pembangkit listrik.
e. Ruang pembangkit tempat diletakkannya generator listrik dan turbin.
f. Saluran pelimpah untuk pembuangan air.
g. Jaringan listrik.
Gb 1 Komponen-komponen utama PLTMh (CETC, 2004)
Pengaturan Beban pada PLTMh
PLTMh tidak memanfaatkan governor untuk mengendalikan keluaran dayanya. Hal ini disebabkan oleh alasan ekonomis dimana harga governor yang sangat mahal bahkan lebih mahal dari harga turbin untuk keperluan mikrohidro (Hearn dkk, 1992). Untuk menjaga agar tegangan dan frekuensi keluaran PLTMh tetap baik dan tidak membahayakan generator dan beban/peralatan yang terhubung kepadanya, diperlukan sebuah sistem dummy load CETC (2004), Hearn dkk. (1992). Dengan kata lain, peran pengatur beban dalam PLTMh sangat penting mengingat peranti inilah yang bertugas menjamin operasi pembangkit listrik dan beban yang terhubung kepadanya berada dalam kondisi aman. Dengan dummy load ini, generator seolah-olah melihat beban yang terhubung kepadanya berada pada tingkatan konstan meskipun sesungguhnya berubah-ubah. Interkoneksi antara PLTMh, beban, dan peranti pengatur beban (dummy load) dapat dilihat pada Gambar di bawah ini
Gb 2 Dasar sistem kontrol pembebanan PLTMh
Para peneliti Indonesia telah berhasil mengembangkan secara mandiri teknologi dummy load tersebut. Umumnya memanfaatkan peranti kendali digital dalam bentuk mikrokontroler atau programmable logic controller (PLC) Hasan (2007), Wibowo (2009). Metode yang dikembangkan umumnya menggunakan relay atau kontaktor sebagai switch dan pemanas sebagai dummy load. Metode lainnya yaitu pengembangkan peranti kendali dummy load konvensional yang dapat mengendalikan sebuah PLTMh secara mandiri dengan intervensi operator seminimal mungkin. Implementasi kendali digital berbasis mikrokontroler lebih diutamakan mengingat biayanya yang lebih murah bila dibandingkan dengan peranti kendali berbasis PLC. Lebih jauh, pengembangan sistem berbasis mikrokontroler telah dapat dikuasai secara baik oleh Bangsa Indonesia sehingga memungkinkan pengembangan sistem PLTMh dengan konten nasional yang cukup tinggi.
Kelebihan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air Mikrohidro
Terdapat beberapa hal yang menjadi keunggulan dari sistem pembangkit listrik tenaga air mikrohidro, silakan simak penjelasan di bawah untuk memahaminya.
1. Tidak Menghasilkan Emisi
Air merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang ketersediaannya sangat melimpah di alam. Sudah diketahui bersama bahwa air merupakan sumber energi ramah lingkungan. Sehingga sistem pembangkit listrik tenaga air mikrohidro ini tidak menghasilkan emisi.
Selain tidak menghasilkan emisi, sistem pembangkit listrik ini juga tidak menimbulkan pencemaran air, suara, dan udara. Berbeda dengan pembakit listrik tenaga fosil yang menyebabkan pencemaran dan berpotensi merusak lingkungan.
2. Memberdayakan Masyarakat
Umumnya, sistem pembangkit listrik tenaga air mikrohidro dibangun di area yang belum tersentuh aliran listrik PLN. Disadari atau tidak, pembangunan PLTMH merupakan salah satu upaya memberdayakan masyarakat.
Selain itu, pembangunan PLTMH juga menjadi media untuk mengedukasi masyarakat agar bisa memanfaatkan sumber daya alam dengan tepat. Dengan begitu, akan tercipta suatu hubungan timbal balik yang harmonis antara masyarakat dan alam.
Agar sumber daya air tetap terjaga, ada upaya yang wajib dilakukan oleh masyarakat, seperti menjaga hutan tetap lestari.
Tidak hanya sampai di situ, untuk pengelolaannya, masyarakat pun akan berperan aktif. Secara tidak langsung, sektor perekonomian, sosial, dan budaya pun akan terdorong karena adanya PLTMH ini.
3. Biaya Operasional Cukup Murah
Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga air dan pembakit listrik lainnya, PLTMH membutuhkan biaya operasional yang lebih kecil. Hal ini memungkinkan pengelolaan dan pemeliharaannya dilakukan secara swadaya oleh masyarakat yang menggunakannya.
4. Memaksimalkan Sumber Daya Air
Seperti namanya, tenaga yang digunakan dalam sistem PLTMH merupakan air yang mengalir. Biasanya, sumber daya ini hanya digunakan untuk irigasi atau mengairi lahan pertanian atau budidaya ikan.
Untuk memaksimalkan sumber daya yang tersedia melimpah di alam, masyarakat diarahkan untuk membangun PLTMH. Hal ini berlaku untuk wilayah yang tidak terjangkau listrik konvensional dan terdapat sumber daya air melimpah di sekitarnya.
Membangun sistem PLTMH tentu jauh lebih efektif, ekonomis, dan bebas emisi ketimbang memakai genset diesel untuk menghasilkan listrik.
Kekurangan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air Mikrohidro
Selain memiliki keunggulan seperti yang telah dijelaskan di atas, sistem pembangkit listrik mikrohidro ini juga punya beberapa poin yang menjadi kekurangannya, antara lain:
1. Butuh Investasi Besar
Meski di atas sempat disebutkan bahwa sistem PLTMH membutuhkan biaya operasional yang kecil dan murah, tapi lain hanya dengan biaya investasi yang harus disiapkan. Biayanya jauh lebih besar karena peralatan yang dibutuhkan juga memiliki harga yang mahal.
2. Dipengaruhi Musim
Seperti yang sudah diketahui bersama, tenaga listrik yang dihasilkan PLTMH sangat dipengaruhi oleh debit dan ketinggian air.
Ketersediaan sumber daya air yang mengalir tidak selalu stabil sepanjang tahun. Debit air berada di titik maksimal ketika musim penghujan, yang umumnya terjadi pada Oktober hingga April. Namun debit air akan menurun ketika musim kemarau datang, antara April sampai Oktober.
Hal ini membuat kapasitas listrik yang dihasilkan oleh PLTMH menurun. Dengan begitu, masyarakat harus mengurangi konsumsi listrik. Tidak jarang juga terjadi pemadaman karena listrik yang dihasilkan tidak cukup untuk mengaliri seluruh rumah.
3. Daya Listrik yang Dihasilkan Tidak Sebesar PLTA
Sistem pembangkit listrik tenaga mikrohidro memang bisa menjadi alternatif untuk wilayah yang tidak tercover layanan listrik konvensional atau PLTA. Namun PLTMH memiliki kekurangan yaitu daya listrik yang dihasilkan lebih rendah jika dibandingkan dengan PLTA.
Karena daya listrik yang tidak begitu besar ini, distribusi ke para pelanggan menjadi lebih terbatas. Akan terjadi penurunan kualitas listrik jika dipaksakan mengaliri listrik ke pelanggan dalam jumlah lebih banyak.
4. Harus Dibangun Dekat Pemukiman
Poin terakhir yang menjadi kelemahan bagi PLTMH adalah harus dibangun dekat dengan pemukiman atau lokasi pelanggan. Jika alirannya terlalu jauh, daya listrik berpotensi hilang ditengah jalan. Adapun batas maksimalnya adalah 2 km antara pembangkit dengan pengguna.
Terlepas dari semua kelebihan dan kekurangannya, sistem pembangkit listrik tenaga air mikrohidro ini cukup membantu masyarakat yang tidak terjangkau PLN. Harapannya, sosialisasi mengenai PLTMH ini semakin masif dan bisa dibangun di lebih banyak tempat.