Simulasi Monte Carlo Pola Operasi Waduk Cirata untuk Evaluasi Pemenuhan Kebutuhan PLTA

SISWOYO, Prof. Ir. Suryo Hapsoro Tri Utomo, Ph.D.,IPU.,ASEAN.Eng

2026 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Kebutuhan energi listrik yang terus meningkat mendorong adanya pemanfaatan energi terbarukan yang efektif dan efisien. Waduk Cirata merupakan salah satu waduk strategis pada sistem kaskade Sungai Citarum yang berfungsi sebagai PLTA dengan kapasitas terpasang 1008 MW . Dalam pengoperasiannya waduk dan PLTA Cirata di kelola oleh PT PLN Nusantara Power UP Cirata. Penelitian ini bertujuan untuk mengsimulasikan pola operasi Waduk Cirata menggunakan metode Simulasi Monte Carlo serta mengevaluasi efektivitasnya terhadap pemenuhan kebutuhan produksi listrik. 
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Simulasi Monte Carlo dengan memanfaatkan data-data historis waduk dari tahun 2014 hingga 2024. Data-data yang diperlukan antara lain data debit inflow, debit outflow atau data pemakaian air untuk PLTA dan jam operasi pembangkit. Penelitian ini memberikan batasan bahwa Waduk Cirata dianggap menjadi satu kesatuan tanpa memperhatikan bangunan lain di hulu. Simulasi dilakukan dengan membangkitkan bilangan acak yang mewakili kondisi riil debit inflow dan debit outflow yang kemudian disimulasikan dalam operasi waduk sesuai kondisi Waduk Cirata. Simulasi dilakukan menggunakan Microsoft Excel. 
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Metode Simulasi Monte Carlo mampu mempresentasikan ketidakpastian debit inflow, outflow dan jam operasi PLTA Cirata dengan akurasi yang baik, ditunjukkan dengan nilai MAPE di bawah 10%. Simulasi sebanyak 1000 iterasi dalam Monte Carlo dipilih yang terbaik sebagai best estimate dengan nilai produksi tahunan sebesar 348,93 GWh dengan kinerja waduk terbaik. Pada tingkat kepercayaan 95% kemungkinan produksi yang dihasilkan antara 195 GWh-505 GWh. Pola operasi terbaik yaitu dengan mempertahankan elevasi muka air waduk pada elevasi minimum 205 m dan maksimum pada 220 m. Penelitian selanjutnya disarankan mengintegrasikan kondisi operasional waduk dari hulu ke hilir, serta mengkombinasikan metode Monte Carlo dengan metode lain untuk meningkatkan ketepatan hasil dalam operasi Waduk Cirata.

The ever-increasing demand for electrical energy encourages the effective and efficient of renewable energy utilization. The Cirata Reservoir is a strategic reservoir in the Citarum River cascade system, functioning as a hydroelectric power plant with an installed capacity of 1,008 MW. The Cirata Reservoir and its operation are managed by PT PLN Nusantara Power UP Cirata. This study aims to optimize the Cirata Reservoir's operating pattern using Monte Carlo simulations and evaluate its effectiveness in increasing electricity production.

The methode used in this study is Monte Carlo simulations, utilizing historical reservoir data from 2014 to 2024. The required data included inflow and outflow discharge data, as well as hydropower plant operating hours. This study constrains the Cirata Reservoir as a single unit, without considering other structures upstream. Optimization was performed by generating random numbers representing the actual inflow and outflow discharge conditions, which were then simulated during reservoir operation based on the Cirata Reservoir's operating conditions. The simulation was conducted using Microsoft Excel.

The results of the study indicate that the Monte Carlo Simulation Method is able to present the uncertainty of the inflow, outflow and operating hours of the Cirata Hydroelectric Power Plant with good accuracy, indicated by the MAPE value below 10%. Simulations of 1000 iterations in Monte Carlo were selected to be the best estimate with the annual production value of 348,93 GWh. At a 95% confidence level, the production is likely to be between 195 GWh and 505 GWh. The best estimate of operation pattern is obtained by maintaining the reservoir water level at a minimum elevation of 205 m and a maximum of 220 m. Further research is recommended to integrate the operational conditions of the reservoir from upstream to downstream, as well as combining the Monte Carlo method with other optimization methods to improve the accuracy of the results in the operation of the Cirata Reservoir.

Kata Kunci : Waduk Cirata, Debit Inflow, PLTA, Simulasi Monte Carlo