Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) dan Monitoring Berbasis IoT

Deskripsi

Energi adalah suatu kebutuhan utama dalam kehidupan manusia. Pada saat ini, dunia sedang mengalami krisis energI, khususnya Indonesia mengalami krisis energi listrik secara nasional sehingga PLN menyiasatinya melalui pemadaman secara bergilir.

Listrik adalah sumber daya yang paling banyak dibutuhkan oleh manusia. Dengan adanya listrik akan bermanfaat untuk kegiatan manusia diberbagai bidang. Dimulai dari pencahayaan, penggunaan alat elektronik, dan tidak dipungkiri juga dalam hal pertanian. Energi listrik didapat dari berbagai sumber seperti air, minyak, batu bara, angin, panas bumi, nuklir, matahari, dan lainnya. Tetapi tidak cukup efisien karena listrik merupakan kebutuhan hidup manusia yang primer sehingga diperlukan suatu instansi pembangkit tenaga listrik yang efisien. Oleh karena itu,  diperlukan adanya sumber energi alternatif untuk mengatasi kelangkaan energi tersebut. Salah satu sumber daya listrik alternatif lain yang dapat dikembangkan dengan memanfaatkan potensi air adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH).

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) tidak banyak memengaruhi lingkungan atau mengurangi air untuk keperluan pertanian. Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) hanya dimanfaatkan energinya atau diambil energi potensialnya saja. Upaya membangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro adalah untuk mengedukasi wisatawan yang berkunjung ke camping ground Legok Reret yang dikelola oleh kelompok petani di Desa Pulosari dan menunjang kebutuhan petani seperti menyalurkan air ke beberapa titik yang mendekati perkebunan.

Mahasiswa sering dijuluki dengan agent of exchange atau agen perubahan yang bisa mengubah lingkungan masyarakat disekitarnya menjadi lebih baik. Selain itu, status mahasiswa yang dipegang oleh seseorang tentunya berbeda dengan status pelajar, bedanya terdapat pada tanggung jawab yang lebih besar dalam kontribusi kepada masyarakat melalui ilmu dan kemampuan yang dimilikinya selama mengenyam pendidikan tinggi. Pada zaman milenial sekarang ini, mahasiswa bisa melakukan pengabdian masyarakat dengan mudah karena didukung oleh teknologi informasi untuk mengumpulkan banyak data terkait jenis, strategi, hingga wilayah yang cocok untuk melakukan pengabdian masyarakat. Selain itu, dalam melakukan pengabdian masyarakat, mahasiswa dituntut  membuat program untuk menyelesaikan permasalahan yang terjadi di wilayah terkait, bukan  program yang dibuat dari persepsi mahasiswa. Adapun program yang dibuat bisa berkaitan dengan masalah lingkungan, sosial, ekonomi, dan politik yang terjadi di daerah terkait. Pada bulan september, Telkom University mengadakan Program InnoVillage  yang didukung oleh PT. Telkom Indonesia dengan menggugah mahasiswa/i yang berada di kampung halaman (karena pandemi Covid-19) untuk langsung ikut terlibat membantu permasalahan yang ada di masyarakat desa masing – masing malalui inovasi digital yang aplikatif sehingga terciptanya kemanfaatan sosial dan peningkatan ekonomi. Kegiatan ini dapat diakui atau dikonversi menjadi 2 SKS untuk mata kuliah KKN (Kuliah Kerja Nyata) dan akan mendapatkan Sertifikat bagi 100 Social Project terpilih. Program ini juga merupakan salah satu penerapan Tri Dharma Perguruan Tinggi, Pengabdian kepada masyarakat merupakan pelaksanaan pengamalan ilmu pengetahuan, teknologi dan seni budaya langsung pada masyarakat secara kelembagaan melalui metodologi ilmiah sebagai penyebaran Tri Dharma Perguruan Tinggi serta tanggung jawab yang luhur dalam usaha mengembangkan kemampuan masyarakat, sehingga dapat mempercepat laju pertumbuhan tercapainya tujuan pembangunan nasional. 

Desa Pulosari kecamatan Pangalengan mengandalkan perekonomian mereka dari sektor pertanian. Beberapa warganya berfokus bertani kopi. Produktifitasnya satu kelompok petani dalam bertani kopi diangka 1000kg/panen raya dimana dari 1kg biji kopi dihargai Rp5.000 dan akan dipotong dua ribu rupiah per kilogram untuk buruh petik artinya petani mendapatkan pengasilan tiga ribu rupiah per kilogram belum dipotong dengan operasional dan pajak dari perhutani dan pemilik lahan. Penghasilan yang didapat dari bertani kopi berkisar tiga juta rupiah per panen raya untuk satu kelompok petani kopi yang beranggotakan  sekitar 10 orang dengan demikian satu petani hanya mendapat sekitar 300 ribu perpanen. Untuk panen raya kopi sendiri biasanya terjadi 1-2 kali panen tahun artinya dari bertani kopi petani hanya mendapatkan Rp30.000 perbulan. Dengan penghasilan sekian tentunya tidak cukup untuk kebutuhan sehari-hari, maka selain kopi para petani biasanya menanam tanaman lain disela-sela pohon kopi, seperti cabai, jahe, dan lain lain yang memungkinkan untuk ditanam. Selain bertani mereka pun bekerja serabutan untuk menambah penghasilan. Rata-rata total penghasilan dari tiap petani di desa pulosari berkisar 300-500 ribu per bulan. 

Setelah kami melakukan survey tempat di Desa Pulosari, rencananya social project kami mempunyai tujuan utama meningkatkan perekonomian mereka melalui sektor pariwisata pada suatu tempat di wilayah Desa Pulosari yang menurut kami berpotensi untuk dijadikan pariwisata, kami mempunyai konsep untuk membuat wisata edukasi dengan membuat Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) dimana titik yang kami tuju masih belum ada pasokan listrik namun ada potensi untuk membuat sumber energi listrik karena  sangat dekat dengan aliran sungai, maka PLTMH sangat berpotensi untuk diterapkan. PLTMH ini disertai monitor untuk menampilkan beberapa fitur seperti rpm pada turbin, kapasitas baterai, menampilkan ampere pada baterai, dan menampilkan watt. PLTMH ini bertujuan untuk mengaliri listrik area sekitar yang nantinya dimanfaatkan untuk wisata edukasi karena di tempat tersebut pun ada lahan luas yang sudah dimanfaatkan oleh para petani dijadikan camping ground untuk para wisatawan namun belum ramai pengunjung. Dengan adanya PLTMH bisa meningkatkan fasilitas camping ground disana juga bisa dijadikan edukasi bagi para wisatawan untuk mengatahui bagaimana penerapan memanfaatan arus air dijadikan energi listrik. Dengan adanya PLTMH juga bisa menjadi dasar edukasi bagi warga sekitar maupun bagi pengunjung yang nantinya bisa dikembangkan kembali untuk edukasi lainnya seperti hidroponik, pojok literasi, dan lain sebagainya sesuai dengan visi pembuatan wisata ini yaitu wisata edukasi. Apabila PLTMH berjalan secara reguler akan kami serahkan pada kelompok petani dan tokoh masyarat sekitar seperti karang taruna untuk dioperasikan secara kontinu kedepannya. Kelompok petani dan karang taruna sangat antusias untuk berkolaborasi dengan kami agar social project ini berjalan.

Desa pulosari sangat berpotensi untuk menerapkan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) dikarenakan memiliki aliran sungai yang konstan dan cukup deras untuk memutarkan turbin pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH).

Mikrohidro atau yang sering disebut dengan pembangkit listrik bertenaga mikrohidro adalah pembangkit listrik berskala kecil yang memanfaatkan tenaga air sebagai penggeraknya seperti sungai dan air terjun. Seperti namanya mikrohidro yang memiliki arti, mikro berarti kecil dan hidro sendiri memiliki arti air. Nantinya, yang sangat berpengaruh terhadap pembangkit ini adalah debit air itu sendiri sebagai penggerak guna menghasilkan energi listrik. Energi listrik itu nantinya akan berguna untuk menunjang kebutuhan di area tersebut.

Pada minggu pertama, setelah pengumunan Top 100 Social Project InnoVillage, kami berkumpul bersama dosen pendamping untuk membahas timeline untuk kegiatan apa saja yang harus dilakukan dan membahas rancangan alat yang akan dibuat. Sambil menunggu pemrosesan dana, kami melakukan kunjungan kembali ke Desa Pulosari untuk memberitahukan kepada warga desa bahwa Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) akan segera diimplementasikan, kami juga melakukan survey tentang komponen apa saja yang dibutuhkan sesuai dengan yang sudah direncanakan bersama dosen pendamping.

Pada minggu kedua, setelah berdiskusi dan survey pada minggu lalu kami mulai membeli komponen yang sesuai dengan spesifikasi yang kami butuhkan untuk menunjang social project InnoVillage kami. 

Saat pencarian komponen kami memiliki banyak kendala dan kami harus berulang kali ke tempat penjual untuk mendapatkan spesifikasi yang sesuai dengan kebutuhan social project InnoVillage kami. Setelah melakukan pencarian yang cukup lama akhirnya kami menemukan komponen yang kami butuhkan dan kami langsung mencobanya di workshop kami. Keesokan harinya kami memutuskan untuk ke Desa Pulosari agar bisa mencoba langsung komponen yang kami beli di sana dan ternyata berjalan sesuai dengan yang kami inginkan.

Pada minggu ketiga, ini kami tidak menemukan inverter yang sesuai dengan budget kami, sehingga kami harus membuat inverter sendiri, kami memofidikasi UPS menjadi inverter di workshop kami, dan inverter bekerja dengan baik. Kami pun mendesain sendiri terlebih dahulu cover inverter sebelum kami pesan ke vendor yang telah kami pilih. 

Sembari menunggu cover inverter, kami membeli as, pulley, dan pillow untuk mempercepat rpm pada kincir air agar dinamo kami bisa berjalan dengan baik. Setelah menemukan semua komponen mekanik, kami pun langsung merakitnya di vendor las yang kami pilih.

Pada akhir minggu, kami berencana melakukan kegiatan camping bersama anggota Lab INACOS. Kami memanfaatkan momen ini untuk melakukan instalasi listrik bersama-sama agar instalasi dapat dilakukan seefisien mungkin. Kami pun membeli komponen yang dibutuhkan untuk instalasi kelistrikan di Desa Pulo Sari, seperti kabel, terminal, lampu, stacker, switch, dll. Sesampainya di Desa Pulo Sari kami melakukan camping terlebih dahulu, lalu keesokan harinya kami pun mulai bekerja, pertama-tama kami mengukur jarak kabel yang dibutuhkan, kami memasang kabel secara underground, sehingga membutuhkan pipa sebagai pelapis kabel agar kabel bisa bertahan lama. Beberapa dari tim kami membeli pipa dan beberapa kebutuhan lainnya untuk melakukan pengecoran dudukan kincir air, sebagian lagi mencangkul tanah untuk menanam kabel. Setelah semuanya siap, kami mulai melakukan penarikan kabel dari power station ke titik-titik lampu yang dibutuhkan. 

Pada minggu ke-4, kami mencoba merakit ulang inverter tersebut ke casing baru yang sudah kami desain sebelumnya. Ternyata setelah kami pindahkan, terjadi konslet yang disebabkan oleh short di beberapa titik PCB. Setelah kami telusuri kembali, ternyata kejadian tersebut terjadi karena adanya ring spacer yang menempel dengan PCB dan membuat wiring mengalami pemutusan atau short. 

Keesokan harinya kami fokus untuk memperbaiki permasalahan pada inverter, kami pergi ke Cikapundung untuk meminta bantuan Pak Iwan untuk memperbaiki inverter. Dengan bantuan Pak Iwan, inverter kami dapat berjalan dengan lancar seperti sebelumnya, dan ditempatkan di casing yang lebih rapih.

Tidak lupa kami membuat mountingan atau dudukan baru untuk turbin agar turbin bisa lebih kokoh berdiri, setelah dudukan tersebut jadi kami pun langsung mengirimkan ke Desa Pulosari. Sesampainya di Desa Pulosari, kami bersama-sama dengan warga Desa Pulosari melakukan pemasangan dan pengecoran dudukan baru untuk turbin. Sembari menunggu dudukan turbin selesai dan bisa dioperasikan, kami mengerjakan fitur monitoring berbasis IoT untuk PLTMH yang kami laksanakan.

Beberapa kali fitur yang kami coba tidak dapat berfungsi dengan baik, namun pada akhirnya kami dapat menyelesaikannya dengan baik sesuai dengan target, yaitu dapat menampilkan output voltage, ampere, rpm, dan beban yang dipakai. Fitur tersebut akan tampil di layar LCD yang ada di panelbox dan dapat juga dimonitor darimana saja langsung dari Android melalui Internet atau Bluetooth yang dapat diakses dari aplikasi blynk yang telah kami konfigurasikan. Kami juga membuat dudukan rasio pulley, dengan harapan mendapatkan rpm yang kami inginkan.

Pada minggu terakhir ini, kami melakukan finishing wiring dan mechanical di Desa Pulosari. Kami membuat electrical station untuk memonitoring kinerja turbin dan merapihkan kabel-kabel ke titik distribusi dan charging station. Kami juga kedatangan tamu spesial, yaitu Prof. Dr. Adiwijaya, S.Si., M.Si. selaku Rektor Telkom University dan Angga Rusdinar, ST., MT., Ph.D selaku Direktur PPM Telkom University, beliau meninjau progress InnoVillage kami. Sungguh sangat menjadi sebuah kehormatan bagi tim kami dengan kedatangan beliau. Kami sangat bangga karena bisa memberikan hasil yang baik.

Pada akhirnya pembuatan alat kami sudah selesai dan alat kami bisa bekerja dengan baik. Semoga warga Desa Pulosari bisa merasakan manfaat dari alat yang kami buat, yaitu pembangkit listrik tenaga mikro hidro.

Pada akhihr desember, ada kunjungan dari Panti Asuhan Maikul a’la ke camping ground di Desa Pulosari dan kami berkesempatan melakukan sharing knowledge tentang energi terbarukan di Indonesia dan membahas secara spesifik tentang Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro yang telah kami buat.

Semoga alat yang telah kami buat ini bisa terus bermanfaat bagi warga disana, dan bisa membantu para petani kopi disana untuk mengembangkan camping ground di sana agar mereka bisa mendapatkan penghasilan tambahan dari sektor pariwisata, tidak hanya mengandalkan dari penghasilan dari bertani kopi. 

Semoga juga Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro ini bisa menjadi Edukasi bagi warga sekitar maupun tamu yang datang pada camping ground tersebut dengan melihat secara langsung prinsip kerja dari alat yang kami buat. 

Kami ucapkan terimakasih pada PT. Telkom Indonesia dan Telkom University yang telah membuat program ini dan tak lupa kami ucapkan terimakasih pada para petani kopi dan warga Desa Pulosari yang telah menerima kami secara hangat dan berkolaborasi dengan kami dalam proses pembuatan alat ini. 

InnoVillage, bikin keren desaku. Sejahtera Petani Kopi, Hidup Petani Indonesia! Terimakasih Desa Pulosari!

Link video dokumentasi innovillage.