< PreviousPENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 180 Gambar 7.5 Metode merawas b. Perahu Pengukuran debit menggunakan perahu adalah petugas pengukur menggunakan sarana perahu sebagai alat bantu pengukuran. Petugas pengukur minimal terdiri dari 3 orang, 1 orang petugas memegang dan menggeser perahu, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran. Petugas pelaksanaan pengukuran dengan menggunakan perahu perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut : 1. dilakukan apabila tidak memungkinkan pengukuran dengan cara merawas 2. alat ukur arus dilengkapi dengan alat penggulung kabel (sounding reel) dan pemberat yang disesuaikan dengan kondisi aliran (kedalaman dan kecepatan) 3. posisi alat ukur harus berada di depan perahu 4. kabel yang digunakan untuk mengukur lebar sungai (tagline) harus terpisah dari kabel yang digunakan untuk menggantungkan perahu PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 181 5. apabila lebar sungai lebih dari 100 m, atau sungai digunakan untuk transportasi air maka kabel penggantung perahu tidak dapat digunakan. Pengaturan posisi perahu diatur dengan menggunakan sextant meter agar lintasan pengukuran tetap berada pada satu jalur sehingga lebar sungai sesuai dengan lebar sungai sesungguhnya. Metode ini disebut metode sudut (angular method). Selain metode ini dapat juga digunakan metode perahu bergerak. Gambar 6.6 Metode perahu c. Sisi jembatan 1. Pengukuran debit dari sisi jembatan adalah pengukuran dilakukan dari sisi jembatan bagian hilir aliran dan sebaiknya jembatan yang digunakan tidak terdapat pilar. Peralatan yang digunakan adalah bridge crane, sounding reel, tagline, dan 1 set current meter + pemberat yang beratnya tergantung dari kecepatan aliran. Petugas pengukur minimal terdiri dari 3 orang, 2 orang petugasmengoperasikan bridge crane dan peralatan pengukur dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran. 2. Pengukuran dari sisi jembatan dilakukan apabila pada lokasi pos terdapat fasilitas jembatan, dengan kondisi kedalaman air lebih dari 2 m dan kecepatan airnya cukup deras sehingga tidak memungkinkan dilakukan pengukuran dengan menggunakan perahu. PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 182 Gambar 6.7 Metode Jembatan d. Cable Car (Kereta Gantung) Cable car adalah alat bantu pengukuran berupa kereta gantung yang digantungkan pada kabel utama yang juga berfungsi sebagai alat ukur lebar sungai, dilengkapi dengan tempat duduk petugas pengukur dan dudukan sounding reel. Peralatan yang digunakan adalah current meter lengkap dengan ekor panjang dan pemberat yang disesuaikan dengan kondisi kecepatan dan kedalaman aliran. Petugas pengukur terdiri dari 2 orang, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran. Gambar 6.8 Metode Kereta Gantung PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 183 e. Winch Cable Way Pengukuran debit dengan menggunakan winch cable way dilakukan dari pinggir sungai dengan menggunakan peralatan winch cable way. Petugas pengukur minimal terdiri dari 2 orang, 1 orang petugasmengoperasikan peralatan dan 1 orang petugas mencatat data pengukuran. Lokasi penempatan winch cable way harus memenuhi persyaratan teknis seperti halnya tempat pengukuran dengan metode lainnya. Persyaratan tersebut antara lain pada bagian alur sungai yang lurus, aliran laminar dan merata, dll. Peralatan winch cable way yang terdiri dari: 1. Kabel pengukur lebar sungai 2. Kabel pengukur kedalaman air juga berfungsi sebagai kabel penghantar listrik untuk menghitung jumlah putaran dan juga berfungsi sebagai penggantung current meter + pemberat yang disesuaikan dengan kondisi aliran (kedalaman dan kecepatan) 3. Kabel utama (main cable) yang berfungsi sebagai penggantung semua peralatan yang digunakan. Kabel utama diikatkan pada dua buah tiang yang dipasang pada kedua tebing sungai, dan salah satu tiangnya digunakan untuk menempatkan pengerek (winch) 4. Pengerek (winch) yang berfungsi untuk menggulung kabel pengukur lebar sungai dan kabel pengukur kedalaman air. Winch dapat terdiri dari 2 (double drum winch) atau hanya terdiri dari 1 winch (single drum winch) PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 184 Gambar 6.9 Metode Winch cable 8.4. Perhitungan Potensi Daya Terbangkitkan Data hasil survey potensi air diolah untuk mengetahui besarnya daya yang dapat dibangkitkan dengan menggunakan persamaan berikut : 푃= 휌 .푞 .푄 .ℎ푒푓푓 Dimana: P = daya terbangkitkan (Watt) ρ = massa jenis air = 1000 kg/m3 g = gravitasi = 9,81 m2/s Q = debit (m3/s) Heff = tinggi efektif (m) PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 185 . Energi angin merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang ada dan masih sedikit pemanfaatannya. Pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi terbarukan adalah suatu usaha menjawab masalah atas terjadinya perubahan lingkungan dan alam juga salah satu usaha konservasi dari sumber energi konvensional. Pengukuran angin selalu melibatkan (menggunakan) suatu metode-metode pendekatan, salah satunya dengan menggunakan distribusi Weibull dan Rayleigh. Melalui metode ini dapat diketahui karakteristik angin suatu wilayah serta perancangan turbin angin yang sesuai dengan kondisi tersebut. Hasil review menyebutkan bahwa di beberapa negara dengan wilayah pesisir yang cukup luas (Yunani, Kerajaan Saudi Arabia, Turki, Taiwan dan Afrika Selatan) mampu dikembangkannya suatu pemanfaatan energi angin. Pemanfaatan angin yang sudah ada adalah sebagai sumber energi listrik (grid connection dan grid non-connection) serta energi mekanik (windpump). 9.1. Pendahuluan Energi angin merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang ada dan masih sedikit pemanfaatannya. Pertumbuhan pemanfaatan energi angin cukup pesat sejak tahun 1990 dan cukup mendapat perhatian dunia atas pemanfaatannya terhadap teknologi yang digunakan dan memerlukan biaya yang cukup kompetitif dari pada sumber energi konvensional lainnya. Pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi terbarukan adalah suatu usaha menjawab suatu masalah atas terjadinya perubahan lingkungan dan alam juga salah satu usaha konservasi dari sumber energi 9 PENGUKURAN ENERGI ANGIN PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 186 konvensional.Sebagai contoh, berdasarkan laporan AWEA di Amerika untuk pembangkit daya angin 750 kW dengan kecepatan angin 5.76 m/s dengan ketinggian 10 m yang beroperasi selama setahun mampu mengurangi emisi gas-gas berbahaya, antara lain 1179 ton CO2; 6,9 ton SO2 dan 4,3 ton NO2 atas penggunaan BBM. 9.2. Konsep Dasar Pengukuran Angin Pengukuran angin di daerah pesisir harus memperhatikan aspek-aspek penting, antara lain : ketinggian minimum uji (min 8 m). range kecepatan angin uji berkisar 0 – 25 m/s, kecepatan angin di atas 25 m/s akan terjadi badai. selain itu pula, digunakan parameter Weibull untuk mengestimasikan energi angin (distribusi dan densitas daya angin) dan menetukan karakteristik turbin angin yang sesuai. Parameter Rayleigh juga digunakan untuk analisa distribusi kecepatan angin. 9.3. Metode pengukuran Angin Ada beberapa cara (metode) yang digunakan dalam pendekatan perhitungan energi angin di suatu wilayah. Akan tetapi, metode sebaran Weibull dan Rayleigh yang paling familiar dan mudah untuk memprediksikan kondisi angin di suatu wilayah. Bahkan beberapa peneliti lebih menganjurkan untuk menggunakan metode Weibull. Dengan dua metode tersebut dapat diketahui/diprediksikan pola dan probabilitas daya angin untuk diaplikasikan sebagai pembangkit daya (windpower, windmill, dan windpump). Pengukuran angin harus mempertimbangkan banyak aspek penting, antara lain kondisi landscape, waktu, durasi, nilai kembar selama waktu tertentu dan berturut-turut dsb. Hal ini perlu diperhatinkan karena pada kondisi areal tertentu (berbukit) menyebabkan angin bergolak (turbulensi) sehingga untuk menghindari pergolakan angin yang terjadi pengukuran harus dalam kondisi bebas dan tanpa gangguan, yaitu dengan menambah ketinggian pengujian PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 187 (misal, 4 m dari titik ketinggian acuan). Pada daerah pesisir, pengukuran angin dilakukan di siang hari, karena pada kondisi ini angin bertiup kencang ke arah darat (angin darat). Durasi pengujian yang lama dapat meminimalisir penyimpangan (eror) yang terjadi. Nilai kembar yang terjadi selama beberapa waktu tertentu (misal 3 jam) ditiadakan karena penelitian dilakukan untuk mengetahui fluktuasi (beban) angin yang terjadi, yang memungkinkan terjadinya kegagalan instalasi windturbin. Arah angin juga perlu diperhitungkan. Hal ini untuk melihat perilaku angin dari waktu ke waktu sehingga tentu akan sangat berguna jika menggunakan / memanfaatkan windturbin dengan arah tetap (without tail). Hasil review diatas memperlihatkan bahwa kondisi angin aplikasi tidaklah terlalu besar, bahkan di beberapa tempat memperlihatkan kisaran nilai sekitar 1,6 m/s. Meskipun demikian, pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi tidaklah terganggu. Di Yunani dan Afrika Selatan, pemanfaatan energi angin baru sebatas electrocharging (windpower with batteray charging) dan mekanik (windpump dan windmill). Metode pendekatan Weibull dan Rayleigh sesuai jika digunakan untuk memprediksikan daya angin yang terkandung di suatu wilayah serta dapat juga digunakan untuk memprediksikan windturbin yang sesuai. Aspek penting yang harus diperhatikan pada pengukuran angin antara lain: landscape suatu wilayah, lokasi pengujian, waktu pengujian, durasi pengujian, kondisi nilai yang didapat (misal, nilai kembar secara berturut-turut selama 3 jam), serta arah angin. 9.4. Alat Pengukur Kecepatan Angin Angin merupakan pergerakan udara yang disebabkan karena adanya perbedaan tekanan udara di suatu tempat dengan tempat lain. Dengan adanya pergerakan udara di atmosfer ini maka terjadilah distribusi partikel-PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 188 partikel di udara, baik partikel kering (debu, asap, dsb) maupun partikel basah seperti uap air. Pengukuran angin permukaan merupakan pengukuran arah dan kecepatan angin yang terjadi dipermukaan bumi dengan ketinggian antara 0.5 sampai 10 meter. Alat-alat yang paling baik untuk mengukur angin (permukaan) adalah Wind Vane dan Anemometer. Alat-alat pengukur kecepatan angin di bagi dalam 3 bagian : 1. Anemometer Cup dan Vane, alat ini mengukur banyaknya udara yang melalui alat per satuan waktu. 2. Pressure Tube Anemometer, alat ini bekerja disebabkan oleh tekanan dari aliran udara yang melalui pipa-pipanya. 3. Pressure Plate Anemometer, lembaran logam tertentu, ditempatkan tegak lupus angin. Lembaran logam ini akan berputar pada salah satu sisinya sebagai sumbu. Besar penyimpangan (sudut) menjadi kecepatan angin. 9.4.1. Anemometer Anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur arah dan kecepatan angin. Satuan meteorologi dari kecepatan angin adalah Knots (Skala Beaufort. Sedangkan satuan meteorologi dari arah angin adalah 0o – 360o dan arah mata angin. Anemometer harus ditempatkan di daerah terbuka. Pada saat tertiup angin, baling-baling yang terdapat pada anemometer akan bergerak sesuai arah angin. Di dalam anemometer terdapat alat pencatat yang akan menghitung kecepatan angin. Hasil yang diperoleh alat akan dicatat, kemudian dicocokkan dengan Skala Beaufort. Selain menggunakan anemometer, untuk mengetahui arah mata angin, kita dapat menggunakan bendera angin. Anak panah pada baling-baling bendera PENGANTAR SURVEY DAN PENGUKURAN 189 angin akan menunjukkan ke arahmana angin bertiup. Cara lainnya dengan membuat kantong angin dan diletakkan di tempat terbuka. Gambar 8.1 Anemometer 9.4.2. Cup Counter Dan Wind Vane Anemometer Pergerakan udara atau angin umumnya diukur dengan alat cup counter anemometer, yang didalamnya terdapat dua sensor, yaitu: cup - propeller sensor untuk kecepatan angin dan vane/ weather cock sensor untuk arah angin. Untuk pengamatan angin permukaan, Anemometer dipasang dengan ketinggian 10 meter dan berada di tempat terbuka yang memiliki jarak dari penghalang sejauh 10 kali dari tinggi penghalang (pohon, gedung atau sesuatu yang menjulang tinggi). Tiang anemometer dipasang menggunakan 3 buah labrang/ kawat penahan tiang, dimana salah satu kawat/labrang berada pada arah utara dari tiang anemometer dan antar labrang membentuk sudut 1200. Pemasangan penangkal petir pada tiang anemometer merupakan faktor terpenting terutama untuk daerah rawan petir. Hal ini mengingat tiang anemometer memiliki ketinggian 10 meter dengan ujung-ujung runcing yang membuatnya rawan terhadap sambaran petir. Next >