Nata Soal
TKA SMK/MAK Teknik Energi Terbarukan Interaktif

Pembangkit Listrik Mikrohidro (PLTMH), Biomassa, Biogas, dan Audit Energi – Materi & Latihan TKA Teknik Energi Terbarukan SMK/MAK

Prinsip PLTMH (debit aliran air Q, head jatuh H, daya hidrolik, bendung/weir, saluran pembawa, bak penenang/forebay, pipa pesat/penstock, pemilihan turbin: Pelton, Francis, Cross-Flow/Banki, Kaplan, Electronic Load Controller / ELC), konversi biomassa (gasifikasi gas produser, pirolisis, briket, biodigester biogas metana), dan audit efisiensi energi.

Tujuan Pembelajaran
  • Menghitung potensi daya teoritis dan daya keluaran generator PLTMH berdasarkan data debit air (Q) dan tinggi jatuh (H).
  • Memilih jenis turbin air yang tepat berdasarkan parameter head dan debit spesifik.
  • Menganalisis proses fermentasi anaerobik biodigester biogas dan reaksi termokimia gasifikasi biomassa.

Materi & Pembahasan Konsep

TKA SMK/MAK

Selamat datang di modul Pembangkit Listrik Mikrohidro (PLTMH), Biomassa, Biogas, dan Audit Energi pada mata pelajaran Teknik Energi Terbarukan SMK/MAK! Modul ini mendalami pemanfaatan potensi air pedesaan, limbah organik, dan audit efisiensi energi terbarukan.

1. Kalkulasi Daya Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

  • Potensi Daya Hidrolik ($P$): Dihitung dengan rumus: $P = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H_{eff} \cdot \eta_{total}$ (satuan Watt / kW), di mana $\rho = 1000 \text{ kg/m}^3$ (densitas air), $g = 9,81 \text{ m/s}^2$ (gravitasi), $Q$ = debit aliran ($m^3/s$), $H_{eff}$ = tinggi jatuh efektif ($m$), dan $\eta_{total}$ = efisiensi total sistem (turbin, transmisi, generator).
  • Pemilihan Turbin Air:
    • Head Sangat Tinggi & Debit Kecil: Turbin Impuls Pelton / Turgo.
    • Head Sedang & Debit Sedang: Turbin Reaksi Francis atau Turbin Impuls Cross-Flow (Banki-Michell).
    • Head Rendah & Debit Besar: Turbin Reaksi Propeller / Kaplan.

2. Energi Biomassa & Biogas

  1. Pencernaan Anaerobik (Anaerobic Digestion): Konversi limbah organik menjadi biogas (kandungan utama gas metana $CH_4$ 55-70% dan $CO_2$) melalui 4 tahapan mikroba: Hidrolisis -> Asidogenesis -> Asetogenesis -> Metanogenesis.
  2. Gasifikasi Biomassa: Mengubah biomassa padat (sekam padi, cangkang sawit, serpihan kayu) menjadi syngas / gas produser ($CO, H_2, CH_4$) melalui suplai udara sub-stoikiometri pada reaktor gasifier (updraft, downdraft, fluidized bed).
Referensi: Kerangka Standar Asesmen TKA Pusmendik Kemendikdasmen RI
Simulasi CBT

Latihan Interaktif (18 Soal)

Penilaian aman & otomatis
Cek Pemahaman
3 Soal
Soal 1 Pilihan Ganda mudah
5 Poin
Gas mudah terbakar yang menjadi komponen utama penyumbang nilai kalor pembakaran pada biogas hasil fermentasi kotoran ternak di dalam digester anaerobik adalah gas:
Soal 2 Pilihan Ganda Kompleks sedang
5 Poin
Manakah jenis turbin air yang termasuk ke dalam kategori turbin impuls (aksi semprotan nosel berkecepatan tinggi)? (Pilih dua turbin impuls benar)
Centang semua pilihan yang kamu anggap benar!
Soal 3 Benar / Salah mudah
5 Poin
Tentukan Benar atau Salah prinsip pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH)!
Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!
Pernyataan Benar Salah
Besar potensi daya teoritis PLTMH berbanding lurus dengan hasil kali debit aliran air (Q) dan tinggi jatuh efektif (Head / H).
Bak penenang (Forebay) berfungsi menenangkan aliran air dan mengendapkan partikel sedimen pasir agar tidak mengikis bilah turbin air.
Pipa pesat (penstock) sengaja dibuat dari bahan kertas koran agar mudah robek saat terkena tekanan air tinggi.
Latihan TKA
10 Soal
Soal 4 Pilihan Ganda sedang
5 Poin
Sebuah lokasi sungai memiliki tinggi jatuh efektif (Head) sebesar 20 meter dengan debit aliran air stabil Q = 0,5 m^3/detik. Jika efisiensi total sistem PLTMH adalah 70% dan percepatan gravitasi g = 9,8 m/s^2, berapakah perkiraan daya listrik yang dihasilkan oleh generator?
Soal 5 Pilihan Ganda sedang
5 Poin
Perangkat elektronik pengatur beban pada PLTMH yang bertugas menjaga frekuensi keluaran generator tetap stabil pada 50 Hz dengan cara mengalihkan kelebihan daya listrik ke beban pemberat tiruan (ballast load / dummy load) dinamakan:
Soal 6 Pilihan Ganda Kompleks sedang
5 Poin
Manakah komponen gas yang terkandung di dalam gas produser (Syngas) hasil proses gasifikasi biomassa pada reaktor gasifier? (Pilih dua gas bahan bakar benar)
Centang semua pilihan yang kamu anggap benar!
Soal 7 Pilihan Ganda sedang
5 Poin
Jenis turbin air reaksi yang sangat ideal digunakan untuk lokasi pembangkit listrik tenaga air dengan karakteristik head jatuh air rendah (2 - 20 meter) namun memiliki debit aliran air yang sangat besar adalah turbin:
Soal 8 Benar / Salah sedang
5 Poin
Tentukan Benar atau Salah empat tahapan biologis fermentasi anaerobik pada digester biogas!
Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!
Pernyataan Benar Salah
Tahapan pembentukan biogas secara berurutan meliputi: Hidrolisis, Asidogenesis, Asetogenesis, dan Metanogenesis.
Bakteri penghasil gas metana (metanogen) bersifat obligat anaerobik mutlak sehingga tidak boleh terpapar udara oksigen bebas.
Proses pembentukan gas metana dapat berlangsung cepat jika digester dituangkan cairan disinfektan pembasmi kuman berkonsentrasi tinggi.
Soal 9 Pilihan Ganda sedang
5 Poin
Fenomena lonjakan tekanan air ekstrem yang timbul di dalam pipa pesat (penstock) akibat penutupan katup turbin secara mendadak yang berpotensi memecahkan dinding pipa disebut fenomena:
Soal 10 Pilihan Ganda Kompleks sedang
5 Poin
Limbah gas berbahaya dan korosif apa yang terkandung dalam jumlah kecil di dalam biogas mentah (raw biogas) yang harus dimurnikan sebelum dialirkan ke generator listrik? (Pilih dua gas pengotor benar)
Centang semua pilihan yang kamu anggap benar!
Soal 11 Pilihan Ganda sedang
5 Poin
Peralatan pengolahan biomassa yang memadatkan limbah serbuk gergaji kayu atau sekam padi kering dengan tekanan mekanis tinggi tanpa bahan pengikat kimia menghasilkan bahan bakar padat terstandar bernama:
Soal 12 Benar / Salah sedang
5 Poin
Tentukan Benar atau Salah prinsip audit energi industri berbasis ISO 50001!
Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!
Pernyataan Benar Salah
Audit energi bertujuan mengidentifikasi profil penggunaan energi dan menentukan Peluang Hemat Energi (PHE) pada sistem industri.
Indikator Kinerja Energi (EnPI) mengukur efisiensi konsumsi energi spesifik per satuan produk atau luas lantai bangunan.
Audit energi menganjurkan seluruh lampu pabrik dinyalakan siang malam tanpa pernah boleh dimatikan.
Soal 13 Pilihan Ganda sedang
5 Poin
Bangunan pelimpah air di bagian hulu sungai PLTMH yang berfungsi membendung air untuk menaikkan muka air dan mengalirkan sebagian air masuk ke saluran pembawa disebut:
Tantangan Penalaran
5 Soal
Soal 14 Pilihan Ganda sulit
5 Poin
Sebuah turbin air Cross-Flow beroperasi pada instalasi PLTMH desa. Karena cuaca kemarau panjang, debit aliran air sungai merosot drastis hingga tersisa hanya 35% dari debit nominal desain. Desain runner turbin Cross-Flow memiliki keunggulan konstruksi kompartemen ganda (Double Cell Runner berpartisi 1/3 dan 2/3 lebar runner). Bagaimana operator mengonfigurasi katup pengarah (guide vane) agar efisiensi konversi hidrolik tetap optimal di atas 75% pada debit rendah tersebut?
Soal 15 Pilihan Ganda Kompleks sulit
5 Poin
Sebuah biodigester komersial peternakan sapi berkapasitas 500 m^3 mengalami penurunan produksi gas metana secara drastis disertai penurunan nilai pH lumpur cair menjadi asam (pH merosot ke 5,2). Apa penyebab biologis fenomena 'sour digester' tersebut dan tindakan mitigasi darurat apa yang harus dilakukan? (Pilih dua pernyataan benar)
Centang semua pilihan yang kamu anggap benar!
Soal 16 Benar / Salah sulit
5 Poin
Evaluasi perbandingan reaktor gasifikasi biomassa tipe Downdraft vs Updraft!
Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!
Pernyataan Benar Salah
Gasifier tipe Downdraft (aliran ke bawah) memaksa gas produser melewati zona pirolisis dan oksidasi panas tinggi sehingga menghasilkan kadar tar yang sangat rendah.
Kandungan tar yang sangat rendah pada gasifier downdraft menjadikannya pilihan paling cocok untuk menggerakkan mesin generator gas (Internal Combustion Engine).
Gas produser dari reaktor gasifikasi biomassa tidak mengandung energi kalor sama sekali.
Soal 17 Pilihan Ganda sulit
5 Poin
Dalam perancangan pipa pesat (penstock) baja sepanjang 150 meter pada proyek PLTMH, pemilihan diameter pipa pesat harus mengoptimalkan trade-off antara biaya investasi pipa dan rugi-rugi gesekan headloss hidrolik (Darcy-Weisbach). Berapakah rentang kecepatan aliran air ekonomis yang direkomendasikan di dalam pipa pesat baja?
Soal 18 Pilihan Ganda Kompleks sulit
5 Poin
Pada pelaksanaan audit energi termal di pabrik pengolahan kelapa sawit yang memanfaatkan cangkang sawit sebagai bahan bakar boiler uap, peluang penghematan energi (PHE) signifikan apa yang dapat diidentifikasi oleh auditor energi? (Pilih dua peluang efisiensi benar)
Centang semua pilihan yang kamu anggap benar!
Sudah Selesai Mengerjakan?

Pastikan semua soal telah kamu jawab sebelum melihat skor dan pembahasan.

Nomor Soal
0 / 18
• Belum • Terjawab • Ragu
Ke Atas Soal
Tes Kemampuan Akademik SMK/MAK • Teknik Energi Terbarukan Gratis & Otomatis