Analisis Pemanfaatan Aliran Sungai Pelayangan Bogor untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Tipe Turbin Crossflow

Abstract

The utilization of water energy as a renewable energy source through micro-hydropower plants (MHP) represents a viable solution to meet small-scale electricity demands, particularly in areas that are not yet connected to conventional power grids. This study aims to analyze the performance of a crossflow turbine through laboratory-scale testing and direct field testing in the Pelayangan River, Bogor. Laboratory-scale testing showed that the turbine achieved efficiencies of 36% in the first test, 36% in the second test, and 39% in the third test, resulting in an average efficiency of 37%. These results indicate that the turbine design and construction have not yet met the expected technical criteria, as the efficiency remains below the standard range for crossflow turbines in micro-hydropower applications, which is 60–80%. Nevertheless, the turbine was able to generate an average electrical power output of 109 Watts. Therefore, further testing was conducted in the Pelayangan River to evaluate the turbine’s performance under actual field conditions. The results of field testing in the Pelayangan River, Bogor, showed average flow velocities of 5.93 m/s in the first test, 7.52 m/s in the second test, and 8.50 m/s in the third test, with an overall average of 7.25 m/s, which was used as the representative river flow condition. The calculated input power of the river flow averaged 159 Watts in the first test, 195 Watts in the second test, and 231 Watts in the third test, resulting in an overall average of 193 Watts. Meanwhile, the turbine output power averaged 96 Watts in the first test, 100 Watts in the second test, and 97 Watts in the third test, with an overall average of 98 Watts. The corresponding turbine efficiencies were 63%, 54%, and 47%, respectively, indicating that variations in flow velocity and river conditions significantly affect the turbine’s performance and efficiency. Based on these findings, it can be concluded that the Pelayangan River in Bogor has the potential to be utilized as a micro-hydropower energy source using a crossflow turbine, provided that the characteristics of the river flow are carefully considered.

Abstrak: Pemanfaatan energi air sebagai sumber energi terbarukan melalui pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) merupakan salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan energi listrik skala kecil, khususnya di daerah yang belum terjangkau jaringan listrik konvensional. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja turbin crossflow pada pengujian skala laboratorium serta pengujian langsung di Sungai Pelayangan, Bogor. Pengujian skala laboratorium menunjukkan bahwa efisiensi turbin crossflow pada pengujian pertama sebesar 36%, pengujian kedua 36%, dan pengujian ketiga 39%. Dengan demikian, dari ketiga pengujian tersebut diperoleh nilai efisiensi rata-rata sebesar 37%. Hasil ini menunjukkan bahwa desain dan konstruksi turbin belum memenuhi kriteria teknis yang diharapkan, karena nilai efisiensi yang diperoleh masih berada di bawah standar efisiensi turbin crossflow untuk skala mikrohidro, yaitu sebesar 60–80%. Meskipun demikian, turbin mampu menghasilkan daya listrik rata-rata sebesar 109 Watt. Oleh karena itu, penelitian dilanjutkan dengan pengujian di Sungai Pelayangan untuk memastikan bahwa turbin dapat beroperasi dengan baik pada kondisi lapangan. Hasil pengujian di Sungai Pelayangan, Bogor menunjukkan kecepatan aliran rata-rata sebesar 5,93 m/s pada pengujian pertama, 7,52 m/s pada pengujian kedua, dan 8,5 m/s pada pengujian ketiga dengan nilai rata-rata keseluruhan 7,25 m/s yang digunakan sebagai dasar aliran Sungai Pelayangan. Perhitungan daya menunjukkan nilai rata-rata daya input aliran sungai sebesar 159 Watt pada pengujian pertama, 195 Watt pada pengujian kedua, dan 231 Watt pada pengujian ketiga, dengan nilai rata-rata 193 Watt. Sedangkan daya keluaran turbin mempunyai rata-rata 96 Watt pada pengujian pertama, 100 Watt pada pengujian kedua, dan 97 Watt pada pengujian ketiga, dengan nilai rata-rata pengujian 98 Watt. Nilai efisiensi turbin crossflow masing-masing sebesar 63%, 54%, dan 47% menunjukkan bahwa variasi kecepatan dan kondisi aliran Sungai Pelayangan berpengaruh terhadap kinerja dan efisiensi turbin. Berdasarkan hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa Sungai Pelayangan, Bogor memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit listrik tenaga mikrohidro dengan turbin crossflow dengan mempertimbangkan karakteristik aliran sungai.