Dalam rangka mendukung penyediaan energi bersih dan terbarukan di lingkungan pendidikan, Kubiga Design telah merancang dan mengimplementasikan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Picohidro (PLTPH) berkapasitas 1000 Watt dengan menggunakan turbin tipe Crossflow di lingkungan PPYD Al-Ikhlas Putri, Kecamatan Singosari, Kabupaten Malang.
Proyek ini merupakan integrasi lintas disiplin antara desain elektrikal dan mekanikal, dengan pendekatan yang menyesuaikan kondisi geografis dan potensi air lokal. PLTPH ini dirancang untuk memanfaatkan aliran air alami dari sumber yang tersedia di sekitar kawasan pondok pesantren. Berdasarkan survei lokasi dan perhitungan teknis, potensi energi air ditentukan dari head (ketinggian jatuh air) sebesar 2,61 meter dan debit air 0,042 m³/s, menghasilkan potensi daya air sekitar 1.091 Watt—cukup untuk memenuhi kebutuhan beban ringan harian dan pendidikan energi mandiri.
Turbin Crossflow & Sistem Penyalur
Dari sisi mekanikal, sistem aliran dirancang yang terdiri dari:
- Bak penenang (stilling basin) sebagai tempat pengendap partikel dan pengatur debit air masuk
- Dua buah pipa penstock paralel untuk mengarahkan air menuju turbin dengan tekanan dan kecepatan optimal
- Turbin Crossflow horizontal, dipilih karena kemampuannya bekerja stabil pada debit kecil dan head rendah
- Kopling mekanik yang menghubungkan turbin ke poros generator, dengan perhitungan torsi dan putaran yang sesuai dengan karakteristik generator
Turbin Crossflow ini dirancang secara presisi menggunakan material tahan korosi, dengan diameter dan panjang runner yang dioptimalkan agar menghasilkan torsi maksimal meski pada kecepatan putar rendah. Uji statis dan dinamis terhadap turbin dilakukan sebelum integrasi dengan sistem listrik untuk memastikan efisiensi konversi energi mekanik ke listrik berjalan optimal..
Generator PMSG & Sistem Konversi Energi
Untuk konversi energi mekanik ke listrik, digunakan Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) 3 fasa, dengan kapasitas output 1000 Watt pada 750 rpm. PMSG dipilih karena efisiensinya yang tinggi dalam kecepatan rendah dan kemampuannya menghasilkan listrik 3 fasa stabil tanpa memerlukan eksitasi eksternal.
Output listrik dari PMSG disalurkan ke sistem:
- Rectifier tipe VS-36MT (35A) untuk mengubah arus AC ke DC
- DC link yang terhubung ke unit penyimpanan (aki)
- Inverter untuk mengubah arus DC menjadi AC 220V sesuai kebutuhan beban
Pengujian sistem menunjukkan performa sangat baik, di mana pada kecepatan 750 rpm, sistem mampu menghasilkan tegangan hingga 152,8 Volt, arus 2,2 A, dan daya beban 321,4 Watt saat diberi beban 10 lampu kombinasi (4 × 75W dan 6 × 100W). Efisiensi rectifier tercatat mencapai 92,92% pada kecepatan 600 rpm, membuktikan kestabilan sistem dalam rentang beban yang luas.
Lebih dari sekadar solusi energi alternatif, proyek PLTPH ini juga membawa nilai edukatif yang tinggi. PPYD Al-Ikhlas kini memiliki sistem energi mikrohidro fungsional yang dapat digunakan sebagai media pembelajaran langsung mengenai prinsip kerja turbin, generator, dan sistem distribusi listrik berbasis sumber daya lokal.
Dengan pendekatan teknis yang terintegrasi dan efisien, Kubiga Design tidak hanya menghadirkan solusi kelistrikan, tetapi juga merancang sistem mekanikal yang tepat guna, kokoh, dan tahan terhadap lingkungan luar. Keseluruhan proyek ini mencerminkan filosofi kerja kami: “Desain yang bukan hanya efisien, tapi juga berkelanjutan dan edukatif.”
Ke depannya, sistem ini dapat direplikasi pada lokasi-lokasi dengan potensi serupa, baik untuk keperluan pendidikan, masyarakat pedesaan, maupun infrastruktur publik yang belum terjangkau listrik PLN. Proyek ini menjadi bukti nyata bagaimana rekayasa mekanikal dan elektrikal dapat bersinergi membentuk solusi energi yang relevan dan berdampak jangka panjang.