Fachrul Hidayat: Hydropower

Showing posts with label Hydropower. Show all posts

Sunday 22 September 2019

Mengenal PLTA, Masa Depan Pembangkit Listrik Indonesia

Fachrul Hidayat September 22, 2019 Comment

Pusat listrik tenaga air atau PLTA adalah istilah yang digunakan untuk sebuah sumber pembangkit listrik yang menggunakan air sebagai energi penggeraknya. Lantas seperti apa cara kerja PLTA? Apa saja bagian-bagiannya? Bagaimana PLTA bisa menjadi masa depan pembangkit listrik Indonesia? Let's check it out !

Source: tanamen.com

Kondisi Kelistrikan Indonesia Saat Ini

Menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) pada 1 Juli 2019, jumlah penduduk Indonesia adalah 268 juta jiwa. Jumlah ini tersebar dalam 63 juta rumah tangga. Mengacu pada data Kementrian ESDM tahun 2018 bahwa kapasitas total energi listrik di Indonesia saat ini adalah 60.789 megawatt dengan rasio elektrifikasi sebesar 95,35%. Rasio elektrifikasi ini adalah perbandingan antara rumah tangga yang telah mendapatkan fasilitas listrik dan yang belum.

Berdasarkan paparan data diatas, artinya masih ada sekitar 4,65% rumah tangga atau sekitar 12 juta lebih penduduk yang belum tersentuh fasilitas listrik di Indonesia.

Sumber Energi Listrik Indonesia

Kapasitas total energi listrik di Indonesia yang sebesar 60.789 megawatt, dihasilkan dari banyak pembangkit listrik yang tersebar di berbagai daerah. Dari keseluruhan pembangkit yang beroperasi tersebut, pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), yang menggunakan batubara sebagai sumber energinya, masih menjadi penyumbang energi listrik terbesar dengan jumlah 30.208 megawatt atau 49% dari total pembangkit. Posisi kedua ditempati oleh pembangkit listrik tenaga gas dan uap (PLTGU) sebesar 10.146 megawatt atau 17%, lalu disusul di posisi ketiga pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) sebesar 6.278 megawatt atau 10%. PLTA berdiri di posisi ke empat dengan 5.124 megawatt atau 8%. Sisanya, 16 persen sumber energi listrik diperoleh dari PLTG, PLTMH, PLTB, dan beberapa sumber energi terbarukan yang jumlahnya masih kecil.

Baca juga:

Problematika Energi Dunia

Sama halnya di Indonesia, dunia pun kini masih menggunakan energi yang berasal dari fossil seperti batubara dan minyak, sebagai sumber energi utama. Ini sudah terjadi sejak dulu. Namun sayangnya takkan ada satupun bangsa di muka bumi ini yang bisa menggantungkan kebutuhan energinya secara terus menerus dari minyak dan batubara. Hari ini kita ketahui bahwa sumber energi dari fossil sifatnya terbatas dan tidak dapat diperbaharui jika telah habis. Hal inipun disadari oleh negara-negara maju, terutama bangsa Eropa. Dan merekapun terus melakukan pembenahan. Beberapa dekade terakhir mereka mengembangkan sumber energi yang sifatnya berkelanjutan dan dapat diperbaharui, seperti energi air dan energi angin.

Source: gerecom.com

Norwegia kini dikenal menjadi negara yang paling terdepan dalam memanfaatkan energi terbarukan. Disana, 99% pembangkit listriknya adalah dari energi air. Negara-negara maju lain seperti China, Rusia, Amerika, tak ketinggalan. China diketahui kini memiliki 2 dari 10 PLTA terbesar di dunia, dimana Amerika, Kanada, dan Inggris, juga memiliki masing-masing satu dari PLTA di daftar tersebut. Negara-negara ini berlomba-lomba untuk beralih ke sumber energi terbarukan dan perlahan-lahan mulai meninggalkan sumber energi fossil.

Potensi Energi Air Indonesia dan Pengembangan PLTA

Indonesia, yang membentang dari Sabang sampai Merauke dan daratannya didominasi oleh pegunungan, menurut riset yang pernah dilakukan PLN pada tahun 1983, menyimpan sumber potensi tenaga air sebesar 75 gigawatt. Bisakah anda membayangkan sebesar apa 75 gigawatt?

75 gigawatt sama dengan 75.000 megawatt. Jika saat ini saja bisa dikatakan kita sudah bergelimang listrik 'hanya' dengan 60.789 megawatt total listrik nasional yang diperoleh dari macam-macam sumber energi, maka bagaimana dengan 75 gigawatt yang bisa didapatkan hanya dari tenaga air?

Sayangnya dari 75 gigawatt potensi tenaga air tersebut, yang kini dikembangkan dan telah membantu kebutuhan listrik nasional baru sebesar 5.124 megawatt atau 6,8% dari total potensi yang tersedia.

Bagian Utama PLTA

PLTA adalah sebuah infrastruktur komplit yang terdiri dari beberapa bangunan dan komponen yang masing-masing terhubung, sehingga sumber air dapat diperlakukan sedemikian rupa sampai menghasilkan energi listrik. Bagian utama dari sebuah PLTA yaitu penampungan air (storage), Bendungan atau DAM, Pipa Pesat (penstock), Turbin dan Generator yang terdapat dalam Power House, Transformer, serta Gardu Induk (switchyard).

Source: gocommunity.co

Penampungan / Storage berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar dan sekaligus sebagai penadah air hujan secara luas. Dengan demikian, semakin banyak air yang tertampung dalam storage, maka semakin bagus untuk kelangsungan operasi PLTA nantinya. Biasanya yang digunakan sebagai storage adalah danau atau waduk.

Baca juga:

Bendungan / DAM adalah konstruksi untuk menahan aliran air dari sungai, waduk atau danau, dan sekaligus mengalihkan aliran air tersebut ke jalur menuju Power House. Biasanya Bendungan dilengkapi dengan pintu-pintu air yang berfungsi untuk mengatur besarnya aliran yang dibutuhkan. Bendungan juga berfungsi sebagai kolam penenang (forebay) sebelum memasuki Pipa Pesat.

Source: dok.pltaposo

Pipa Pesat / Penstock adalah pipa yang mengalirkan air dari Bendungan menuju Power House dan terhubung dengan Turbin.

Turbin dan Generator adalah perangkat elektromekanik yang bekerja sedemikian rupa untuk mengubah energi air yang mengalir melalui Penstock, menjadi energi listrik. Perancangan dan pemasangan Turbin dan Generator ini membutuhkan pengetahuan dan pemahaman yang komprehensif karena terdiri dari sistem kerja mesin yang kompleks.

Source: see.murdoch.edu.au

Gardu Induk / Switchyard adalah fasilitas untuk melakukan transformasi daya listrik, pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan sistem tenaga listrik.

PLTA, Masa Depan Pembangkit Listrik Indonesia

Dengan potensi energi air yang melimpah, tak ada alasan untuk tidak menjadikan PLTA menjadi sumber energi listrik utama secara nasional. Tak mungkin berdiri sebagai bangsa besar dengan menggantungkan kebutuhan listrik pada energi fossil. Wong negara-negara besar pemimpin ekonomi dunia saja sudah sedang berhijrah ke energi terbarukan. Dengan mengembangkan PLTA, Indonesia tidak hanya bisa mencapai cita-cita kedaulatan energi seperti yang dicanangkan pemerintah, namun juga akan mengurangi polusi lingkungan dengan menekan penggunaan sumber energi minyak dan batubara.

Ditengah potensi yang besar ini, tantangan pun menghampar didepan. Mulai dari permodalan, perizinan yang sulit, sumber daya manusia yang kurang, infrastruktur yang tak memadai, sampai regulasi yang compang-camping, menjadi kendala utama sulitnya industri PLTA berkembang di Indonesia. Investor kesulitan menjangkau biaya modal yang memang cukup tinggi, perusahaan-perusahaan kecil kesulitan mendapatkan perizinan yang rumitnya bertingkat-tingkat, dan beberapa proyek PLTA yang sudah mendapat izin, malah mangkrak ditengah jalan.

Baca juga:

Dengan segala tantangan dan problematikanya, PLTA adalah solusi masa depan pembangkit listrik Indonesia. Kita sebagai bangsa mesti melakukan segala upaya untuk menggenjot pengembangan industri ini. Cukuplah minyak dan batubara saja yang dibawa ke luar negeri. Tanah dan air kita harus tinggal disini, dan bermanfaat untuk sebesar-besar kemakmuran rakyat.

Thursday 19 September 2019

Blog Mechanical Engineering Terbaik Indonesia

Fachrul Hidayat September 19, 2019 Comment

Dewasa ini teknologi berkembang begitu cepat. Berbagai inovasi terus berkembang untuk memudahkan pekerjaan manusia di berbagai sektor. Salah satu sektor yang berkembang pesat dalam beberapa dekade terakhir adalah teknologi internet. Perkembangan teknologi internet ini bisa dikatakan terjadi hampir setiap detik, sangat cepat.

Perkembangan teknologi internet memberi dampak positif terhadap dunia pendidikan. Dengan memanfaatkan fasilitas internet, kini belajar tentang sesuatu mudah saja dilakukan, tak hanya melalui buku-buku. Dimana saja kita bisa mengakses informasi dan pengembangan ilmu yang kita inginkan melalui internet. Ada banyak website maupun blog yang tersedia di internet yang ditulis oleh orang yang lebih paham tentang suatu topik, dan kita sebagai pembaca tinggal memilah-milah informasi mana yang kita butuhkan.

Ilmu Mechanical Engineering juga menjadi topik yang banyak tersebar dan dicari di internet, baik oleh para pelajar maupun pekerja profesional. Saya sendiri sering mengunjungi beberapa website dan blog tersebut. Memilih sumber referensi dari website dan blog tentang topik ini tidak hanya harus informatif namun juga dapat memberi solusi yang tepat sesuai permasalahan yang kita hadapi. Nah, berikut ini adalah beberapa website dan blog yang membahas topik Mechanical Engineer yang menurut saya sangat informatif dan bisa menjadi sumber referensi.

Migas Indonesia

Website yang bernama Migas Indonesia Online ini didirikan tahun 2002 untuk tujuan menjadi media informasi seputar dunia Minyak dan Gas Bumi (Migas) Indonesia. Pembahasan dalam website ini begitu luas dan menjakau banyak tema seputar dunia Mechanical Engineering terutama yang terkait dengan sektor Migas. Yang membuat website ini istimewa adalah karena sebagian besar informasi yang tersedia di website ini adalah hasil diskusi para praktisi dan profesional melalui Mailing List Yahoo Group yang kemudian dirangkum. Alhasil pembahasannya selain informatif tentunya sangat kontekstual dan sesuai dengan lapangan, bukan hanya teori saja.

Anda bisa langsung mengunjungi website ini disini: Migas-Indonesia.Com

Pujangga Piping Blog

Blog sederhana yang dikelola oleh Mas Iwan Agung Dwi Saputra ini adalah idola saya sejak masih kuliah sampai sekarang. Sesuai namanya, blog ini banyak membahas seputar ilmu perpipaan. Mas Iwan ini adalah seorang praktisi senior di bidang Piping, sehingga tulisan-tulisannya sangat informatif. Selain itu, beliau juga cukup ramah dan tak sungkan-sungkan membalas pertanyaan-pertanyaan pengunjung blognya melalui kolom komentar. Sukses selalu, Mas Iwan dan blognya !

Bagi anda yang ingin mengunjung blog ini disini: Pujangga Piping

Sampai hari ini baru beberapa website dan blog diatas yang saya rekomendasikan untuk menjadi sumber informasi seputar Mechanical Engineering. Sekali lagi parameter saya dalam memilih ini bukan hanya dari isi blog yang informatif namun juga harus dapat memberi solusi dari topik permasalahan yang saya hadapi. Saat ini saya sedang membaca beberapa blog lain yang juga membahas tentang Mechanical Engineering, dan nanti akan saya tambahkan ke daftar ini jika menurut saya sudah nyaman di hati. Hehe

Tuesday 17 September 2019

PLTA Poso, Bukan Proyek Pembuktian Insinyur Lokal

Fachrul Hidayat September 17, 2019 2 comments

"Setelah hari kita menyaksikan pengujian hari ini, melanjutkan pengujian-pengujian sebelumnya, maka kami nyatakan PLTA ini berhak mendapatkan rekomendasi Laik Sinkron dan Laik Bertegangan dengan sistem jaringan 275 KV."

Kalimat diatas meluncur santai dari Bapak Suwito Soeleman, Penanggung Jawab Teknik PT Surveyor Indonesia, sore ini di ruangan meeting proyek PLTA Poso I, proyek pembangkit listrik yang sedang kami kerjakan. PT Surveyor Indonesia ini adalah perusahaan independen yang ditunjuk untuk melakukan verifikasi terhadap PLTA Poso I, apa benar sudah siap berfungsi atau belum. Pernyataan Pak Suwito ini diikuti dengan penandatanganan beberapa dokumen yang menandakan bahwa pembangkit listrik kami siap menerima tes beban dari PLN.

Kami yang berada di ruangan, begitu senang. Beberapa teman bertepuk tangan, sepertinya ada yang terharu sampai berkaca-kaca matanya. Bukan mengapa, untuk bisa sampai ke tahap ini, tidak begitu mudah untuk sebagian dari kami, termasuk saya, yang masih muda dan minim pengalaman kerja. Namun perusahaan ini percaya-percaya saja pada kemampuan kami.

Saat baru tiba di proyek ini beberapa hari lalu, Pak Suwito dalam sambutannya menyampaikan begini:

"Saya sudah berkeliling melakukan verifikasi pembangkit listrik seperti ini di beberapa wilayah di Indonesia, namun baru kali ini ruangan seperti ini dipenuhi anak-anak muda. Ini perusahaan yang unik. Biasanya perusahaan pembangkit listrik yang besar, ada konsultan terpisah, kontraktor terpisah, dan pekerjaannya dibagi ke sub kontraktor yang terpisah masing-masing. Tapi perusahaan ini berbeda. Semua dikerjakan sendiri. Mungkin ini satu-satunya perusahaan nasional yang sanggup membangun pembangkit listrik, yang mulai dari feasibility study, konstruksi, sampai pengujian dilakukan sendiri."

Saya kemudian berpikir-pikir, memang agak nekat juga perusahaan membebankan proyek sebesar ini kepada insinyur-insinyur lokal seperti kami. Perusahaan yang tergabung dalam grup usaha Kalla Group ini memang sejak dulu selalu menggunakan tenaga kerja lokal, tak hanya di PLTA Poso, namun juga di proyek-proyek yang lain.

Ditengah banyaknya proyek pembangkit listrik yang digarap oleh tenaga kerja asing, Bapak Ahmad Kalla, pimpinan perusahaan ini, tak bergeming sedikitpun. Terang-terangan beliau selalu percaya bahwa insinyur-insinyur Indonesia juga sanggup mengerjakan proyek PLTA.

Dari ruangan ini saya lalu teringat beberapa teman yang terlibat di proyek PLTA Poso ini yang memang masih muda-muda.

Pertama kali teringat yaitu teman yang lugu, Surya. Ia adalah wong jowo lulusan Teknik Geologi UPN Yogyakarta. Pada tahun 2015 silam ketika proyek ini baru proses persiapan lahan, saya beberapa kali menemani dia melakukan plate load test di beberapa titik lokasi proyek. Tes ini katanya berfungsi untuk menghitung daya dukung tanah terhadap bangunan pembangkit listrik yang akan kami kerjakan. Lalu berikutnya saya ingat Reza, anak muda jebolan Teknik Sipil Universitas Hasanuddin (Unhas) Makassar, yang hitungan-hitungannya banyak tertanam di desain bangunan proyek ini.

Lalu saya ingat Hajrul, teman yang kini sudah pindah ke proyek lain, namun sumbangsihnya dalam pembangunan bendungan air proyek ini masih kokoh sampai sekarang. Selanjutnya saya ingat Zeid, lulusan Teknik Sipil Unhas juga. Zeid bersama Gianta, alumni Teknik Sipil Universitas Tadulako, adalah pengawas pembangunan Power House PLTA ini. Saya juga ingat Afif yang mengerjakan area Penstok. Ia anak muda yang teliti. Setiap pagi saya perhatikan dia membuat catatan-catatan kecil tentang apa yang akan dia kerjakan pada hari itu.

Di ruangan meeting sore ini ada Aldih dan Amir, dua alumni Teknik Elektro Unhas yang usianya belum genap 30 tahun. Amir bagian instrumen kontrol dan Aldih adalah andalan di bagian arus kuat. Ide-ide mereka ini banyak tersimpan di komponen-komponen elektrikal proyek ini.

Di lantai bawah ruangan meeting ini ada Sulqadri dan Imam, dua lulusan Teknik Mesin Unhas yang melakukan pengawasan pemasangan Turbin sejak dari bagian paling dasar sampai bisa berputar seperti sekarang. Ada Iqbal yang mengerjakan pamasangan pompa, kompresor, dan sistem perpipaan. Firman dan Faruq, dua anak muda andalan instrumen Generator yang gesit dan lincah. Ah, banyak lagi.

Ada banyak anak muda lain di proyek ini tapi tak muat saya tuliskan satu persatu. Mereka semua berkontribusi untuk pencapaian proyek PLTA Poso hari ini.

Dibelakang kami yang muda-muda ini, berdiri senior-senior yang sudah ada pengalaman di proyek PLTA sebelumnya. Dari bimbingan merekalah tumbuh percaya diri dalam hati kami bahwa kami sanggup ikut serta mengerjakan proyek ini. Mereka juga bukan datang dari negara lain, melainkan adalah insinyur-insinyur produk asli Indonesia.

Begitulah. Saat banyak perusahaan lain tak mau ambil resiko dengan mempekerjakan insinyur lokal, proyek PLTA Poso ini masih mempekerjakan kami. Perusahaan ini mempercayai kami.

Beberapa bulan lalu saya membaca sebuah artikel di salah satu media online besar yang judulnya begini: PLTA Poso, Tempat Insinyur Indonesia Membuktikan Diri. Artikel tersebut kini sudah dihapus oleh pembuatnya, dan saya tak tahu apa alasannya.

Bagi saya, kami di proyek ini tidak sedang membuktikan apa-apa. Insinyur-insinyur Indonesia dimanapun juga tak perlu membuktikan apa-apa. Kami hanya bekerja seperti seharusnya, mencari nafkah untuk keluarga, dan membantu perusahaan mencapai tujuan sebagai timbal balik atas kepercayaan perusahaan kepada kami. Itu saja.

Toh, dibuktikan seperti apapun, kalau rejekinya proyek-proyek PLTA kita jatuh ke tangan pekerja asing ya tidak akan tertukar balik.

Yang dibutuhkan Indonesia adalah pimpinan-pimpinan perusahaan seperti Pak Ahmad Kalla, yang percaya pada kemampuan kami dan siap mengambil resiko untuk kepercayaan itu. Kalau bukan karena kepercayaan Pak Ahmad Kalla, kami pasti sudah nelangsa dan menganga melihat proyek ini dari jauh, lalu ikut resah menjadi penonton di negeri sendiri.

Baca Juga:

Mengenal Profesi Fitter, Ujung Tombak Konstruksi Mekanikal

Fachrul Hidayat September 17, 2019 Comment

Pekerjaan konstruksi adalah sebuah alur sistematis yang berkaitan dari lini ke lini. Dari desain yang dibuat oleh engineering, material yang dibeli oleh procurement, sampai kepada pekerjaan construction yang dilakukan oleh tim di lapangan. Tujuan untuk mendapatkan hasil yang baik dan aman melalui pekerjaan yang efektif dan ekonomis tak akan tercapai jika salah satu lini ini bekerja tak maksimal.

Dalam pekerjaan konstruksi mekanikal di lapangan, ada profesi yang dikenal dengan istilah Fitter. Dalam beberapa pekerjaan yang telah saya temui, Fitter ini adalah posisi yang penting dan harus mendapatkan perhatian. Seberapa berkualitas seorang Fitter yang kita miliki dalam pekerjaan, menentukan seberapa berhasil tim lapangan melaksanakan pekerjaan tersebut sesuai dengan gambar desain yang ditentukan.

Fitter, sesuai dengan namanya, pada dasarnya adalah orang yang melakukan proses fit up. Jika ada beberapa komponen mekanikal yang perlu dirangkaikan satu persatu, maka Fitter inilah yang bertugas merangkaikan komponen-komponen tersebut. Misalkan dalam pekerjaan perpipaan, biasanya terdiri dari beberapa komponen. Ada pipa, valve, fitting, gasket, flange, dan lain-lain. Untuk menjadi sistem perpipaan yang utuh, komponen-komponen ini mesti disambungkan sesuai gambar desain. Nah, untuk pekerjaan itulah sehingga dalam dunia konstruksi perpipaan, dikenal posisi Pipe Fitter.

Dalam perkembangannya, Fitter juga melakukan pekerjaan instalasi maupun perbaikan pada equipment mekanikal lain. Dari proses fabrikasi, pre assembly, sampai instalasi, selalu dibutuhkan peran seorang Fitter. Dari gambar desain yang dikeluarkan oleh Engineering, Fitter lah yang memutar otak untuk mengjawantahkan gambar tersebut menjadi bentuk nyata.

Betapa krusial peran seorang Fitter ini dalam menghasilkan konstruksi mekanikal yang baik. Saya merangkum beberapa point yang menurut saya menjadi skill yang wajib dimiliki oleh seorang Fitter.

Pengetahuan Gambar Teknik

Pengetahuan gambar teknik mutlak dimiliki oleh seorang Fitter. Mulai dari gambar general, gambar detail, sampai simbol-simbol komponen harus dikuasai dengan fasih. Bagaimana mungkin bisa memasang dengan baik jika gambarnya saja tak paham. Iya kan?

Kalkulasi Matematika Lapangan

Kemampuan matematika adalah hal yang menurut saya wajib dimiliki oleh Fitter. Dalam melaksanakan pekerjaan instalasi, Fitter harus memasang satu komponen yang berhubungan terhadap komponen lain, ataupun terhadap bangunan. Untuk itu Fitter harus mampu menghitung sendiri dengan tepat jarak dan ukuran-ukuran di lapangan.

Kekayaan Ide

Untuk memasang komponen-komponen mekanikal kadang tidak mudah dan sulit dikerjakan dengan cara biasa. Bahkan tidak jarang diperlukan alat bantu kerja yang dibuat sendiri sebelum pemasangan dimulai. Untuk itu diperlukan teknik memasang yang kreatif agar hasilnya bagus dan pengerjaannya tidak terlalu menyulitkan. Seorang Fitter harus mempunyai ide yang banyak mengenai teknik-teknik pemasangan tersebut.

Selera Estetis yang Baik

Salah satu unsur konstruksi adalah estetika. Okelah konstruksi yang kita buat sudah aman dan sesuai standar. Namun jika komponen-komponen dalam konstruksi tersebut tidak rapi dan amburadul, tentu saja tak elok dipandang mata. Untuk itu, Fitter seharusnya memiliki selera estetis yang baik sehingga dalam pekerjaan selalu menetapkan standar kerapian sebagai salah satu parameter pekerjaan.

Demikianlah. Berdasarkan pengalaman saya bekerja dengan beberapa Fitter, skill dan kemampuan seorang Fitter tidak diperoleh dengan instant, melainkan melalui pengalaman kerja dan jam terbang yang panjang. Semakin berpengalaman mereka, semakin matang pula skill nya dalam pekerjaan. Rewardnya pun sebanding, karena dalam dunia konstruksi, profesi Fitter ini kadang diganjar dengan gaji yang besar.

Sunday 15 September 2019

Parameter Menentukan Ketebalan Pipa Menurut ASME B31.1 – Power Piping

Fachrul Hidayat September 15, 2019 3 comments

Salah satu bagian yang krusial dalam desain sistem perpipaan atau piping, adalah menentukan ketebalan pipa. Desain yang kita buat, selain harus aman, juga harus sesuai dengan standard dan code yang telah ditentukan secara internasional. Untuk Piping sendiri, di Indonesia umumnya menggunakan standard ASME sebagai pedoman desain. Ada dua standard ASME yang memuat tentang desain Piping, yakni ASME B31.1 dan ASME B31.3. Perbedaan dan aplikasi kedua standard tersebut akan saya bagikan di tulisan yang lain.

Kali ini saya ingin menguraikan parameter untuk penentuan ketebalan pipa menurut ASME B31.1.

ASME B31.1 yang saya gunakan disini adalah ASME B31.1 Power Piping tahun 2016, hasil revisi dari tahun 2014. Persamaan utama untuk menentukan ketebalan pipa dapat ditemukan dalam Para 104 bagian Pressure Design of Components. Di bagian ini, penentuan ketebalan pipa pun dibagi berdasarkan bentuk dan perlakuan pada pipa itu sendiri. Kita akan mengambil bagian yang banyak digunakan, yaitu Straight Pipe Under Internal Pressure, artinya pipa lurus yang mendapatkan tekanan dari dalam. Bagian ini ada di Para 104.1.2 halaman 21.

Baca Juga:

Pada Para tersebut, untuk menentukan ketebalan pipa menggunakan persamaan berikut:

Dimana:
tm = Minimum required wall thickness
P = Internal design pressure
Do = Outside diameter of pipe
p = Inside diameter of pipe
SE = Maximum allowable stress in material
A = Additional thickness
y = Coefficient having values

Mari kita uraikan satu persatu parameter diatas.

Minimum Required Wall Thickness - tm

Ini adalah ketebalan pipa yang akan kita tentukan melalui perhitungan.

Internal Design Pressure - P

Ini adalah tekanan kerja dari dalam pipa yang kita tentukan dalam desain. Besarnya tentu sesuai dengan tekanan yang sudah tersedia dan akan kita buat sistem piping nya.

Outside dan Inside Diameter - Do & p

Ini adalah diameter luar dan diameter dalam pipa yang akan kita gunakan. Diatas terdapat dua persamaan, dan pemakaiannya tergantung pada apa yang kita tetapkan pertama kali. Jika kita menetapkan diameter luar, berarti diamater dalam akan mengikut, sesuai tebal pipa yang kita dapatkan di akhir perhitungan. Jika kita menetapkan diameter dalam, berarti diameter luar yang akan mengikut.

Maximum Allowable Stress in Material - SE

Ini adalah tegangan maksimum yang diizinkan pada material pipa yang kita gunakan. Untuk mendapatkan nilai ini, kita tinggal melihat pada bagian Appendix A. Misalkan material pipa yang kita gunakan adala Carbon Steel A106 Grade B pada temperatur maksimal 200 derajat Fahrenheit, maka nilainya adalah 17,1 dalam satuan Ksi sesuai tabel berikut.

Additional Thickness - A

Ini adalah angka tambahan ketebalan pipa untuk kompensasi akibat pekerjaan mekanis, seperti threading dan grooving, pengelasan, sampai korosi. Lebih jelasnya bisa dilihat di Para 102.4. Adapun nilai ini kita tentukan masing-masing menyesuaikan dengan kondisi dan pekerjaan piping yang kita desain.

Baca juga:

Coefficient Having Values - y

Ini adalah nilai berdasarkan karakteristik material. Dalam ASME B31.1, nilainya diberikan dalam Tabel 104.1.2(A). Misalkan karakter material pipa kita adalah Austenitic Steel pada temperatur desain dibawah 482 derajat celcius, maka nilainya adalah 0,4 seperti tabel berikut.

Baca juga:

Nah, setelah mengetahui parameter-parameter diatas, maka kita dengan mudah bisa menghitung dan menentukan ketebalan pipa yang aman dan sesuai standard. Satu hal yang selalu perlu diperhatikan dalam perhitungan seperti ini adalah kesamaan satuan. Pastikan kita menggunakan satuan yang sesuai dan setara untuk tiap parameter. Jika ada yang tidak sesuai, maka konversilah dulu. Saya beberapa kali mendapatkan hasil hitung yang tidak masuk akal akibat salah menentukan satuan. Hehe

Wednesday 11 September 2019

Inilah Habibie Factor, Penemuan BJ Habibie yang Mengubah Dunia

Fachrul Hidayat September 11, 2019 Comment

Sore ini, 11 September 2019, Indonesia berduka. Bapak Prof. DR (HC). Ing. Dr. Sc. Mult. Bacharuddin Jusuf Habibie, menghembuskan nafas terakhir pada pukul 18.03 WIB, di RSPAD Gatot Subroto, Jakarta.

Via: perpusnas.go.id

Saya mengagumi Bapak Habibie bukan hanya karena beliau adalah presiden yang menyelamatkan bangsa dari krisis demokrasi tahun 1998, melainkan karena bagi saya, beliau adalah Insinyur paling hebat yang pernah dilahirkan dalam sejarah Republik Indonesia.

Pernahkah anda mendengar Hukum Newton? Pernah dengar Persamaan Bernoulli? Atau Hukum Archimedes? Pasti anda yang pernah belajar di bangku sekolah, setidaknya tak begitu asing dengan istilah yang ditemukan oleh para ilmuwan dunia diatas. Namun apakah anda pernah mendengar Habibie Factor?

Problematika Penerbangan Dunia

Pernahkah anda memperhatikan sayap pesawat saat sedang mengudara? Sepintas sayap tersebut terlihat padat dan mulus.
Tapi, apakah anda tahu kalau bagian dalam dari struktur rangka sayap pesawat ini berongga-rongga?

Via: Gipsy Moth

Struktur rangka pesawat berada pada bagian dalam yang tertutup rapat. Bagian inilah yang menahan beban tekanan yang sangat besar dan terus-menerus selama penerbangan.
Pernahkah anda perhatikan saat sedang terbang dalam cuaca buruk dan terjadi turbulensi, sayap pesawat ini sampai berayun-ayun?

Dalam ilmu teknik, dikenal istilah fatigue, alias kelelahan material. Fatigue adalah melemahnya kekuatan suatu material yang disebabkan oleh beban terus-menerus yang diterima oleh material tersebut.

Baca juga: Engineering Adalah

Pada kasus rangka pesawat tadi, peristiwa fatigue ini adalah permasalahan yang pelik. Titik yang rawan fatigue pada sebuah pesawat adalah pada sambungan antara sayap dan badan pesawat, atau antara sayap dan dudukan mesin, karena bagian inilah yang mengalami guncangan paling keras terutama saat pesawat lepas landas, turbulensi, atau saat mendarat. Saat fatigue terjadi, ia memicu munculnya crack atau retakan pada material struktur rangka sayap.

Via: code-aster

Crack biasanya bermula pada ukuran 5 mikrometer. Sangat kecil, tapi terus merambat. Semakin hari kian memanjang dan bercabang-cabang pada material. Kalau crack ini tidak terdeteksi, taruhannya mahal. Sayap pesawat bisa patah kapan saja.

Pada tahun 1960-an permasalahan fatigue sangat sulit dideteksi. Belum ada pemindai sensor laser yang didukung teknologi komputer untuk menentukan titik crack. Puluhan tahun masalah ini terus menghantui dunia penerbangan. Bagaimana tidak, mereka tidak pernah tahu apakah sudah ada kerusakan pada struktur pesawat atau tidak. Akibatnya, pada masa itu kecelakaan pesawat cukup sering terjadi.

Dunia Mencari Solusi

Para Insinyur penerbangan terus mencari jalan keluar. Mereka mencoba mengatasi masalah crack ini dengan meningkatkan safety factor.

Bagaimana caranya meningkatkan safety factor?

Via: slideplayer.com

Dalam ilmu teknik, safety factor adalah faktor tambahan dalam suatu hitungan perencanaan dengan tujuan untuk menambah kemanan dari perencanaan tersebut. Nah, cara yang dipakai para Insinyur penerbangan saat itu adalah meningkatkan safety factor ini sehingga bobot konstruksi struktur rangka pesawat menjadi sangat jauh melebihi kebutuhan.

Konsekuensinya, akibat konstruksi struktur bertambah, otomatis membuat pesawat jadi jauh lebih berat. Kalau pesawat lebih berat tentu saja akan lebih lambat, susah bermanuver, dan menjadi lebih banyak mengkonsumsi bahan bakar.

Tentu akan sangat merepotkan.

Pada masa itu para Insinyur penerbangan di seluruh dunia dalam keadaan deadlock, tidak punya solusi. Masalah ini begitu sulit diselesaikan.

Baca juga: Mengapa Mahasiswa Teknik Harus Menonton Film 3 Idiots?

Insinyur Habibie

Pada masa tanpa solusi saat itu, Habibie, seorang Insinyur dari Indonesia, hadir membawa jalan keluar. Di usianya yang saat itu baru menginjak 32 tahun, beliau berhasil menjabarkan sebuah perhitungan yang sangat akurat dan detail untuk mendeteksi letak titik awal crack pada material struktur rangka pesawat.

Dunia terbelalak. Ini adalah penemuan yang besar dalam dunia penerbangan.

Dengan perhitungan dari Habibie, perencanaan struktur rangka sayap pesawat menjadi jauh lebih meyakinkan. Selain itu, berat pesawat dapat berkurang hingga 10% sehingga biaya produksi lebih ekonomis, pesawat lebih mudah bermanuver, hemat bahan bakar, dan menjadi mudah dalam perawatan.

Perhitungan Habibie ini dikenal dengan Crack Propagation Theory dan menjadi lebih populer di dunia penerbangan dengan istilah Habibie Factor. Sampai saat ini, selain Habibie Factor, Habibie memegang 46 hak paten untuk penemuan-penemuan beliau dalam bidang pesawat terbang. Teori-teorinya banyak digunakan dalam industri penerbangan di seluruh penjuru dunia.

Selamat jalan, Bapak Habibie, kebanggaan Indonesia.
Entah perlu berapa generasi lagi bagi bangsa ini untuk bisa melahirkan seorang Insinyur sehebat beliau.

Sunday 8 September 2019

Engineering Adalah

Fachrul Hidayat September 08, 2019 Comment

Setiap saya bepergian dengan pesawat, pada saat check in saya selalu meminta sebisa mungkin duduk di seat yang dekat jendela. Selain untuk menikmati pemandangan, saya juga senang mengambil foto sayap pesawat. Pernah ada teman yang menyebut saya fotografer sayap pesawat. Hehe. Itu karena saking banyaknya foto-foto sayap pesawat didalam galeri handphone saya.

Pernahkah kalian membayangkan bagaimana pesawat bisa terbang?
Pesawat terbuat dari bahan logam sebagai struktur rangka utama yang tentunya cukup berat. Pesawat Boeing 737 MAX-8 yang beberapa bulan yang lalu viral didunia maya, beratnya sekitar 82 ton.

82 ton itu seberat apa?
82 ton setara dengan 82.000 kilogram. Jika timbangan badan rata-rata manusia adalah 50 kilogram, maka 82 ton sama dengan berat 1640 orang. Berat kan? Bagaimana bisa benda seberat itu mampu terbang menari-nari di udara dan tidak jatuh?

Pesawat adalah contoh yang paling mudah untuk menunjukkan representasi dunia engineering. Memang betul bahwa ilmu dasar dalam penemuan pesawat adalah persamaan hukum Bernoulli yang ditemukan oleh Daniel Bernoulli yang adalah seorang ahli matematika dan fisika. Namun jika bukan karena Orville Wright dan saudaranya Wilbur Wright yang menerapkan ilmu tersebut pada rancangan pesawat mereka, maka hukum Bernoulli akan selamanya hanya ada di buku dan dihafalkan dari masa ke masa.

Baca juga:

Dahulu waktu saya kuliah, salah satu dosen idola saya di Unhas yang membawakan kuliah Mekanika Fluida, bapak Nasaruddin Salam, sering menyampaikan kalimat begini: "Pekerjaan engineering itu sederhana, kita mengubah mimpi menjadi kenyataan!"

Agak hiperbola namun memang demikianlah adanya. Dulu orang memimpikan bepergian antar negara dengan cepat dan mudah, engineering menciptakan pesawat. Dulu orang memimpikan bisa tetap terang walau saat malam hari, engineering menciptakan listrik. Dahulu orang memimpikan bisa berbicara dengan kerabat di tempat yang jauh, engineering menciptakan jaringan handphone.

Engineering adalah menerapkan ilmu sains dan matematika untuk menyelesaikan permasalahan peradaban. Pelaku engineering disebut engineer, dan di Indonesia lebih populer dengan istilah insinyur. Para engineer memikirkan bagaimana berbagai ilmu sains dan matematika dapat diterapkan untuk memudahkan kehidupan manusia. Para ilmuwan sains sering mendapatkan pujian atas penemuan ilmu yang mereka hasilkan, tetapi para engineer lah yang berperan dalam membuat penemuan itu bermanfaat bagi dunia. Bagi saya sendiri, ilmu sains tanpa engineering hanyalah dongeng.

Baca juga:

Engineering adalah bagian tak terpisahkan dari sejarah peradaban manusia. Piramida Giza, Stonehenge, Parthenon, dan Menara Eiffel yang masih berdiri hari ini adalah beberapa monumen warisan para engineer pada jamannya. Saat ini pekerjaan engineering tersebar di berbagai bidang kehidupan seiring dengan makin kompleksnya permasalahan dan tantangan jaman. Para engineer tidak hanya dibutuhkan untuk membuat pesawat atau merancang bangunan yang monumental, namun juga dalam industri energi, pertambangan, otomotif, perminyakan, listrik, pelayaran, komputer, sampai perangkat lunak.

Engineering tak lepas dari kehidupan kita sehari-hari. Apa saja yang yang bisa memudahkan atau menyelesaikan masalah dalam keseharian kita, adalah ilmu engineering. Dari bangun pagi, kita menyalakan lampu. Berangkat ke kantor naik motor, motor diisi bahan bakar bensin hasil tambang minyak bumi, di kantor mengetik di komputer sambil menyalakan AC. Oh iya, tadi ke kantor lewat jalan raya dan jembatan layang. Akhir pekan pulang kampung naik kereta api. Semua fasilitas diatas adalah karya engineering.
Lalu bagaimana bangunan kantor kita yang tinggi bisa kokoh dan tak rubuh diterpa angin? Bagaimana bisa ada lift untuk kita naik turun lantai tanpa perlu repot-repot naik tangga?
Di belakang hal-hal keren tersebut ada seorang engineer yang merancangnya.

Bagaimana, sudah terbayang sesuram apa dunia ini tanpa kiprah para engineer?

Kabar sedihnya, tingkat ketersediaan engineer yang kompeten di dunia makin tak berimbang dengan kebutuhan industri. Di Indonesia sendiri, menurut riset lembaga Persatuan Insinyur Indonesia (PII), kita masih kekurangan sekitar 280 ribu engineer dalam kurun waktu 5 tahun kedepan. Saya sendiri tak mengerti bagaimana ini bisa terjadi.

Baca juga:

Engineering adalah kebutuhan hidup kita. Untuk itu saya berharap bahwa menjadi seorang engineer atau insinyur akan selalu menjadi salah satu pilihan cita-cita bagi generasi muda kita. Jangan semuanya mau jadi yutuber !

Thursday 5 September 2019

Sumber Cooling Water PLTA dari Penstock, Efektif kah?

Fachrul Hidayat September 05, 2019 2 comments

Hydropower Plant adalah salah satu metode untuk menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan potensi tenaga air. Di Indonesia, metode ini lebih dikenal dengan nama Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTA mengandalkan ketinggian jatuh air (head) dan jumlah aliran air (debit) untuk menggerakkan sudu-sudu Turbin dan memutar Generator sehingga menghasilkan listrik.

Selain Turbin dan Generator sebagai komponen utama, PLTA terdiri dari beberapa sistem mekanis luar yang mendukung kinerja Turbin dan Generator. Sistem tersebut dalam PLTA dikenal dengan istilah Mechanical Balance of Plant (MBOP) Sistem. MBOP ini menyuplai kebutuhan Turbin dan Generator seperti Lubricating Oil, Cooling Water, Fire Hydrant, Oil Mist Collector, dll.

Cooling Water System atau air pendingin adalah salah satu bagian yang krusial pada PLTA. Sistem ini yang menyediakan air pendingin pada bagian-bagian Turbin dan Generator sesuai tekanan dan debit tertentu melalui jaringan pipa. Untuk mencapai kinerja Cooling Water yang efektif, salah satu hal yang perlu dipertimbangkan dalam perecanaannya adalah sumber Cooling Water itu sendiri.

Suplai Cooling Water harus tersedia pada saat Turbin PLTA beroperasi. Air tersebut bisa didapatkan dari beberapa sumber yaitu:

a. Dialirkan dari Head Tank

b. Dipompa dari Tailrace

c. Diambil dari Turbin Cover

d. Disambung dari Penstock

Tulisan ini akan mengulas salah satu sumber Cooling Water yang banyak digunakan PLTA, yaitu dari Penstock.

Sumber Cooling Water dari Penstock

Mengambil Cooling Water dari Penstock adalah metode yang paling banyak digunakan, dan ini adalah sumber Cooling Water terbaik untuk PLTA head menengah. Kita cukup menyambungkan pipa ke Penstock yang terdekat dan mengalirkan ke sistem Turbin yang membutuhkan Cooling Water.

Keunggulan cara ini adalah jalur sistem perpipaan yang pendek, dan ketersediaan tekanan yang stabil. Namun untuk PLTA head menengah keatas, menggunakan cara ini harus melalui perhitungan yang baik. Umumnya tekanan Penstock lebih besar dari tekanan kebutuhan Cooling Water. Untuk itu dibutuhkan Pressure Reducing Valve (PRV). Menggunakan PRV pada head tinggi dapat menyebabkan kavitasi pada air dan memicu terjadinya korosi pada komponen tersebut, terlebih jika kandungan airnya kotor. Kavitasi juga menimbulkan bunyi dan getaran disekitar PRV yang dapat merusak komponen lain dalam sistem perpipaan. Untuk mengurangi kavitasi, beberapa cara dapat dilakukan:

a. Memilih PRV yang sesuai dengan kondisi aliran dan dilengkapi dengan sistem anti kavitasi;

b. Menggunakan PRV secara bertingkat pada satu jalur, agar penurunan tekanan terjadi secara perlahan-lahan;

Perlu dipertimbangkan pula kemampuan PRV untuk menahan tekanan Water Hammer Penstock yang jauh lebih besar dari tekanan normal. Dari aspek aliran dalam pipa tidak ada potensi masalah yang berarti. Hanya perlu diperhatikan bahwa kecepatan aliran didalam Pentock harus dipastikan tidak menciptakan tekanan air yang lebih rendah dari tekanan dimana outlet pipa Cooling Water ini tersambung. Tekanan yang demikian malah dapat menyebabkan aliran balik ke dalam Penstock. Pada beberapa perhitungan dan simulasi software yang saya lakukan, dengan perbandingan diameter Penstock & pipa Cooling Water yakni 4100 mm : 273 mm, maka didapatkan bahwa kecepatan aliran dalam penstock tak boleh lebih dari 15 m/s. Pada kecepatan 15 m/s tekanan air didalam Penstock akan lebih rendah dari tekanan outlet Cooling Water dan akan menyebabkan arah aliraan berubah. Kondisi seperti ini tentu sangat sulit terjadi mengingat bahwa Turbin telah menetapkan dibit air yang tertentu sehingga kecepatan aliran akan terkontrol dari bukaan Turbine Guide Vane.

Pertimbangan lain dari penggunaan cara ini yaitu bahwa air yang keluar dari penstock adalah air yang mengurangi daya Turbin, meskipun angkanya sangat kecil. Misalkan, sebuah PLTA pada head 100 m dengan daya yang dibangkitkan 100 MW, membutuhkan Cooling Water sekitar 150 l/s. Air sejumlah tersebut mengurangi daya sekitar 130 kW dari daya yang seharusnya dibangkitkan.

Beberapa PLTA yang mengambil suplai Cooling Water dari Penstock sbb:

a. Vidraru HPP di Romania, head 290 m, flow rate 22,5 m3/s, 4x55 MW.

Cooling Water di Vidraru HPP dialirkan dari water tank yang diletakkan di lantai selevel machine hall (Groud Floor). Water tank tersebut diisi dari Tailrace melalui sistem pompa yang sekaligus menjadi suplai utama Cooling Water. Sebagai back up, water tank bisa diisi dari penstock dengan menggunakan 4 pipa paralel yang masing-masing melalui PRV. Kapasitas PRV adalah 0,1 m3/s, maksimum inlet pressure 40 bar dan outlet pressure 5,5 bar.

Source: researchgate.net

b. Middle Marsyangdi HPP di Nepal, 2x35 MW

Suplai Cooling Water Utama diambil langsung dari Penstock, dialirkan ke Turbin setelah melalui Heat Exchanger. Sebagai back up, suplai bisa diambil dari Turbine Draft Tube melalui 2 unit pompa.

Source: globaljournals.org

c. PLTA Sutami, Brantas, Indonesia

Menggunakan water tank sebagai penampungan, suplai air untuk water tank diperoleh dari penstock. Tekanan inlet 9 bar dan tekanan outlet 6 bar setelah melalui PRV.

Kesimpulan

Sumber Cooling Water dari Penstock adalah cara yang paling banyak dipakai pada PLTA di seluruh dunia, terutama untuk head menengah, baik sebagai suplai utama maupun sebagai back up. Menggunakan cara ini pada head tinggi pun tidak masalah asal diperhatikan tentang pemilihan PRV yang sesuai dari aspek ukuran, kapasitas, tingkat kavitasi, serta tentunya nilai ekonomis. Sebaiknya dibuat jalur by pass yang juga dilengkapi dengan PRV agar sistem tetap dapat bekerja jika ada maintenance PRV pada jalur utama. Pemilihan sumber Cooling Water yang baik sangat menentukan performa Turbin dan Generator pada PLTA.