MAKALAH TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PASANG SURUT (TIDAL) DAN OMBAK LAUT (WAVE)
Disusun oleh : Ariep Soelaiman Setiadi
(H1C009040)
Ades Wahyu Dwi S
(H1C009038)
Heru Budianto
(H1C009033)
Muhammad Abduh
(H1C009003)
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS SAINS & TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO PURBALINGGA 2011
KATA PENGANTAR
Alhamdul Alhamdulill illahir ahirabbi abbil’al l’alami amin, n, segala segala puji puji syukur syukur kami kami panjatk panjatkan an kepada kepada Allah Allah SWT, SWT, karena karena atas karunia dan hidayah hidayah-Nya -Nya makalah makalah ini dapat dapat tersele terselesaik saikan an tepat tepat pada pada waktunya waktunya.. Makalah ini merupakan salah satu bentuk kegiatan belajar mengajar (KBM) dalam perkuliahan “TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN” yang bertujuan agar mahasiswa Teknik Elektro Universitas Jenderal Soedirman lebih mengetahui tentang energi alternatif yang nantinya bisa
menggantikan energi fosil untuk meningkatkan kualitas hidup manusia dalam kehidupan sehari – hari. “PEMBANGKIT “PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA TENAGA PASANG SURUT (TIDAL) DAN OMBAK OMBAK LAUT (WAVE)” adalah judul makalah yang kami pilih karena judul ini sesuai dengan potensi
energi terbarukan yang ada di indonesia. Indonesia sebagai negara maritim, 2/3 wilayahnya terdiri dari laut, memiliki potensi untuk digali energi gelombangnya karena memiliki gelombang laut yang cukup cukup potensi potensial al dikonver dikonversik sikan an menjadi menjadi energi energi listri listrik k sebagai sebagai sumber sumber energi energi alternat alternatif if pengganti pengganti bahan bakar fosil. Oleh karena itu energi energi dari laut ini adalah sebuah solusi yang sangat tepat dan strategis bagi bangsa dan negara Indonesia untuk memenuhi kelangsungan kehidupan manusia akan energi yang terus meningkat.
Kami Kami mengu menguca capka pkan n teri terima ma kasih kasih banyak banyak kepad kepadaa Bapa Bapak k Winasi inasis, s, S.T selak selaku u dosen dosen pengampu pengampu mata kuliah “TEKNOLOGI “TEKNOLOGI ENERGI ENERGI TERBARUKA TERBARUKAN” N” yang telah memberikan penjelasan, penjelasan, pengarahan pengarahan dan membimbing membimbing dalam mata kuliah ini. Sehingga kami dapat mengerti mengerti salah satu bentuk konversi energi listrik alternatif. Perlu disadari bahwa makalah ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kami meng menghar harap apka kan n masu masuka kan n dan sara saran n yang yang bersi bersifat fat memba membangu ngun n dari dari pemba pembaca ca sekal sekalia ian n guna guna tercapainya hasil yang lebih baik. Semoga apa yang telah kami tuangkan dalam makalah ini sedikit banyak dapat dapat memberikan memberikan manfaat manfaat bagi bagi rekan-rekan rekan-rekan semua. semua. Amin Ya Ya Robballamin. Robb allamin.
Purbalingga, November 2011
Tim Penyusun
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Latar Be Belak lakan ang g
Seiring perkembangan zaman, kebutuhan akan energi semakin meningkat. Tetapi hal ini tidak diimbangi oleh pasokan energi yang memadai karena terbatasnya energi fosil. Untuk itu kita harus menemukan alternatif sumber energi lain yang dapat menghasilkan energi secara kontinu demi berlangsungnya berlangsungnya kehidupan manusia, yaitu menggunakan menggunakan energi terbarukan terbarukan yang tersedia sepanjang tahun. Indones Indonesia ia sebagai sebagai negara negara mariti maritim, m, 2/3 wilayah wilayahnya nya terdir terdirii dari laut. laut. Sebagai Sebagai akibatn akibatnya ya Indonesia Indonesia memiliki memiliki pantai kedua terpanjang didunia setelah Kanada. Panjang pantai Indonesia sekitar 80.000 Km dan luas lautnya adalah sekitar 52 juta Km 2. Diantara lautnya ada yang memiliki potensi untuk digali energi gelombangnya karena memiliki gelombang laut yang cukup potensial dikonversikan menjadi energi listrik sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil seperti seperti di daerah pantai barat P. Sumatra, Sumatra, pantai selatan Jawa, Kepulauan Kepulauan Nusa Tenggara Timur Timur,, di perairan perairan laut Kepulauan Kepulauan Natuna dan di laut di wilayah wilayah Indonesia Indonesia Bagian Timur. Oleh karena itu energi dari laut ini adalah sebuah solusi yang sangat tepat dan strategis bagi bangsa dan negara Indonesia untuk memenuhi kelangsungan kehidupan manusia
akan energi. Energi dari laut ini ada 3 macam, yaitu: energi ombak, energi pasang surut dan energi panas laut. Dan yang akan dibahas kali ini adalah energi energi ombak (wave ombak (wave energy) dan energi pasang surut (tidal (tidal wave) wave).. Ombak Ombak merupak merupakan an sumber sumber energi energi yang cukup besar besar. Ombak Ombak merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Energi ombak adalah energi energi alternat alternatif if yang dibangki dibangkitkan tkan melalui melalui efek efek gerakan gerakan tekanan tekanan udara udara akibat akibat fluktu fluktuasi asi pergerakan pergerakan gelombang. gelombang. Energi Energi pasang surut adalah energi energi kinetik dari pemanfaatan pemanfaatan beda ketinggian pasang permukaan laut antara saat pasang dan surut. prinsip kerja dari energi pasang surut ini sama dengan pembangkit pembangki t listrik tenaga air (PLT (PLTA).
B. Rumu Rumusan san Masal Masalah ah
1. Bagaim Bagaimana ana potens potensii sumber sumber energi energi gelomba gelombang ng laut di dunia? dunia? 2. Bagaimana Bagaimana teknik teknik konversi konversi energi energi gelombang gelombang laut menjadi menjadi listrik? listrik? 3. Bagaimana Bagaimana jika Indonesi Indonesiaa memanfaatkan memanfaatkan konversi konversi energi energi gelombang gelombang menjadi menjadi listrik? listrik? 4. Baga Bagaim imana ana kekur kekurang angan an dan dan keleb kelebiha ihan n tekni teknik k konve konvers rsii energ energii gelom gelomban bang g menja menjadi di listrik? 5. Bagaim Bagaimana ana prinsip prinsip kerja kerja pembang pembangkit kit listri listrik k tenaga ombak? ombak? 6. Bagaimana Bagaimana prinsip prinsip kerja pembangkit pembangkit listrik listrik tenaga tenaga pasang pasang surut? surut?
C. Tujua juan
Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sabagai berikut: 1. Memahami Memahami potensi potensi sumber sumber energi energi gelombang gelombang laut di dunia. dunia. 2. Memahami Memahami teknik teknik konversi konversi energi energi gelombang gelombang laut menjadi menjadi listrik. listrik. 3. Dapat menganalisis menganalisis apakah apakah Indonesia Indonesia dapat dapat memanfaat memanfaatkan kan konversi konversi energi energi gelombang gelombang menjadi listrik. 4. Mema Memaham hamii kekur kekurang angan an dan dan keleb kelebiha ihan n tekni teknik k konve konvers rsii energ energii gelomb gelombang ang menja menjadi di listrik. 5. Memaham Memahamii prinsip prinsip kerja kerja pembangk pembangkit it listrik listrik tenaga tenaga ombak. ombak. 6. Memahami Memahami prinsi prinsip p kerja kerja pembangkit pembangkit listrik tenaga pasang surut. D. Manfaat faat
Manfaat Manfaat dari penyusu penyusunan nan makalah makalah ini adalah adalah untuk untuk member memberikan ikan penget pengetahua ahuan n kepada kepada pembaca pembaca tentang tentang teknik teknik konvers konversii energi energi khususny khususnyaa mengenai mengenai konvers konversii energi energi gelombang laut menjadi energi listrik.
BAB II PEMBAHASAN
A. Potensi Konversi Konversi Energi Energi Gelombang Gelombang Menjadi Listrik di Dunia Selain panas laut dan pasang surut, masih terdapat satu lagi energi samudera yaitu energi gelombang. Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan energi yang tersimpan dalam ombak laut. Salah satu negara yang sudah banyak meneliti hal ini a dalah Inggris. Berdasarkan hasil pengamatan yang ada, d eretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai Selandia Baru dengan tinggi tinggi rata-rata 1 meter dan periode 9 detik mempunyai daya sebesar 4,3 kW per meter panjang ombak. Sedangkan deretan ombak serupa dengan tinggi 2 meter dan 3 meter dayanya sebesar 39 kW per meter panjang ombak. Untuk ombak dengan ketinggian 100 meter dan perioda 12 detik menghasilkan daya 600 KW per meter. Di Indonesia, banyak terdapat ombak yang ketinggiannya di atas 5 meter sehingga potensi energi gelombangnya perlu diteliti lebih jauh. Negara-negara maju seperti Amerika Serikat, Inggris, Jepang, Finlandia, dan Belanda, banyak menaruh perhatian pada energi ini. Lokasi potensial untuk membangun sistem energi gelombang adalah di laut lepas, daerah lintang sedang dan di perairan pantai. Energi gelombang bisa dikembangkan di Indonesia Indonesia di laut selatan Pulau Pulau Jawa dan Pulau Sumatera. Ocean energi memfokuskan pengembangan pembangkit listrik gelombang laut dengan membuat oscilating water column yang mengapung di atas sebuah ponton dengan dipancangkan di dasar laut menggunakan kawat baja. Listrik yang dihasilkan dialirkan melalui kabel transmisi menuju menuju ke daratan. daratan.
Berlokasi Berlokasi di Irlandia, Irlandia, sebuah negara negara yang terletak di salah satu tempat
dengan iklim yang mendukung terjadinya gelombang laut dengan energi yang lebih dari cukup untuk untuk dipan dipanen, en, perusa perusahaa haan n terseb tersebut ut memili memiliki ki lokasi lokasi yang yang tepat tepat untuk untuk melaku melakukan kan riset riset dan pengembangan. Sistem pembangkit listrik tersebut terdiri dari chamber berisi chamber berisi udara yang berfungsi untuk menggerakkan turbin, kolom tempat air bergerak naik dan turun melalui saluran yang berada di bawah ponton dan turbin yang terhubung dengan generator. generator. Gerakan air naik dan turun yang seiring seiring dengan dengan gelombang gelombang laut menyebabkan menyebabkan udara mengalir melalui saluran saluran menuju menuju turbin. turbin. Turbi urbin n
ters terseb ebut ut dide didesa sain in untu untuk k
bisa bisa beke bekerj rjaa
deng dengan an gene genera rato torr
puta putara ran n
dua dua
arah arah..
Sistem yang berfungsi mengkonversi energi mekanik menjadi listrik terletak di atas permukaan
laut dan terisolasi dari air laut dengan meletakkannya di dalam ruang khusus kedap air, sehingga bisa dipastikan tidak tidak bersentuhan dengan air laut. laut. Dengan sistem yang dimilikinya, pembangkit listrik tersebut bisa memanfaatkan efisiensi optimal optimal dari energi energi gelombang gelombang dengan dengan meminimali meminimalisir sir gelombang gelombang-gelo -gelombang mbang yang ekstrim. ekstrim. Efisiensi optimal bisa didapat ketika gelombang dalam kondisi normal. Hal tersebut bisa dicapai dengan digunakannya katup khusus yang menghindarkan turbin tersebut dari overspeed .
B. Teknik konversi konversi Energi Energi Gelombang Gelombang Menjadi Listrik Ada tiga cara membangkitkan listrik dengan tenaga ombak : •
Energi gelombang Energi Energi kinetik kinetik yang ada pada gelombang gelombang laut digunakan digunakan untuk untuk menggerakka menggerakkan n turbin. turbin.
Ombak naik ke dalam ruang generator, lalu air yang naik menekan udara keluar dari ruang generator dan menyebabkan turbin berputar.ketika air turun, udara bertiup dari luar ke dalam ruang generator dan memutar turbin kembali.(lihat gambar di sampin •
Pasang surut air laut Bentuk lain dari pemanfaatan energi laut dinamakan energi pasang surut. Ketika pasang
datang ke pantai, air pasang ditampung di dalam reservoir. Kemudian ketika air surut, air di belakang reservoir dapat dialirkan seperti pada PLT PLTA biasa. Agar bekerja optimal, kita membutuhka membutuhkan n gelombang gelombang pasang yang besar. besar. dibutuhk dibutuhkan an perbedaan perbedaan kira-kira 16 kaki antara gelombang pasang dan gelombang surut. Hanya Hanya ada beberapa tempat yang memiliki memiliki kriteria ini. Beberapa pembangkit listrik telah beroperasi menggunakan sistem ini. Sebuah pembangkit listrik di Prancis sudah beroperasi dan mencukupi kebutuhan listrik untuk 240.000 rumah. •
Memanfaatkan perbedaan temperatur air laut ( Ocean Thermal Energy) Energy ) Cara Cara lain lain untuk untuk memban membangki gkitka tkan n listri listrik k dengan dengan ombak ombak adala adalah h denga dengan n memanf memanfaat aatkan kan
perbedaan suhu di laut. Jika kita berenang dan menyelam di laut kita akan merasakan bahwa semakin kita menyelam suhu laut akan semakin rendah ( dingin). Suhu Suhu yang yang lebih lebih tinggi tinggi pada pada permuk permukaan aan laut laut diseb disebabk abkan an sinar sinar matahar mataharii memana memanasi si permukaan laut. Tetapi, di bawah permukaan laut, suhu sangat dingin. Itulah sebabnya penyelam menggunakan baju khusus ketika mereka menyelam. Baju tersebut akan menjaga agar suhu tubuh mereka tetap hangat.
Pemb Pemban angk gkit it list listri rik k
bisa bisa diba dibang ngun un deng dengan an mema memanf nfaat aatka kan n
perb perbed edaan aan suhu suhu untu untuk k
menghasilkan energi. Perbedaan suhu yang diperlukan sekurang-kurangnya 38 0 fahrenheit antara suhu permukaan dan suhu bawah laut untuk keperluan ini.Cara ini dinamakan Ocean Thermal Energy Energy Conversion Conversion atau OTEC. Cara ini telah digunakan digunakan di Jepang dan dan Hawaii dalam beberapa beberapa proyek percobaan.
Pengkonversian energi gelombang terdiri dari 3 (tiga) sistem dasar yaitu : sistem kanal yang menyalurkan gelombang ke dalam reservoir atau kolam, sistem pelampung yang menggerakan pompa hidrolik, dan sistem osilasi kolom air yang memanfaatkan gelombang untuk menekan udara di dalam sebuah wadah. Tenaga mekanik yang dihasilkan dari sistemsistem tersebut ada yang akan mengaktifkan generator secara langsung atau mentransfernya ke dalam fluida kerja, air atau udara, yang selanjutnya akan menggerakan turbin atau generator Daya total dari gelombang pecah di garis pantai dunia diperkirakan mencapai 2 hingga 3 juta megawatt. Pada tempat-tempat tertentu yang kondisinya sangat bagus, kerapatan energi gelombang gelombang dapat mencapai harga rata-rata rata-rata 65 megawatt per mil garis pantai. Ada 3 cara untuk menangkap energi gelombang, yaitu: 1.
Dengan pelampung.
Dimana alat ini akan membangkitkan listrik dari hasil gerhana vertikal dan rotas rotasion ional al pela pelamp mpung ung.. Alat Alat ini ini dapa dapatt ditam ditambat batkan kan pada pada sebua sebuah h rakit rakit yang yang mengambang atau alat yang tertambat di dasar laut. 2. Kolom Kolom air yang yang berosila berosilasi si (Oscillating (Oscillating Water Water Colum Column). n).
Alat ini membangkitkan listrik dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini akan meng mengak akib ibat atka kan n kelu keluar ar masu masukn knya ya udar udaraa di luba lubang ng bagi bagian an atas atas pipa pipa dan dan menggerakkan turbin.
3.
Wave Surge atau Focusing Devices.
Peral Peralat atan an ini biasa biasa juga juga diseb disebut ut sebag sebagai ai tape tapere red d channe channell atau atau kanal kanal meruncing atau sistem tapchan, dipasang pada sebuah struktur kanal yang dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang, membawanya ke dalam kolam penampung penampung yang ditinggikan. Air Air yang mengalir mengalir keluar dari kolam penampung penampung ini yang digunaka digunakan n untuk untuk membang membangkit kitkan kan listrik listrik dengan dengan menggu menggunaka nakan n teknolo teknologi gi standar hydropower.
Gambar 1. Contoh pusat stasiun pembangkit listrik gelombang laut Seperti di negara Australia, Pusat stasiun pembangkit listrik gelombang laut komersial yang pertama di Australia mengapung persis dilepas pantai Australia. Stasiun pembangkit tersebut siap untuk menyalurkan tenaga listrik dan air minum disekitar 500 rumah selatan Sydney, Australia. Listrik dihasilkan ketika muncul gelom gelomban bang g yang yang mener menerpa pa corong corong yang yang mengh menghada adap p ke lauta lautan; n; gera gerakan kan ini ini mengali mengalirkan rkan udara melalui melalui pipa dan masuk masuk ke putara putaran n roda air (turbi (turbin) n) yang mampu memompa 500 kw daya listrik setiap harinya ke jaringan kota. Stasiun ini
merupakan proyek pencontohan untuk pemasangan dalam skala yang lebih besar yang akan dibangun di pantai selatan Australia. Minat untuk membangun tempat yang sama telah berdatangan dari Hawai, Spanyol, Afrika Selatan, Meksiko, Cili, dan dan Amer Amerik ikaa
Seri Serika kat. t. John ohn
Bell, ell,
Dire irektur ktur
Keua Keuang ngaan
Ener nergete getech ch
yang yang
menge mengemba mbangk ngkan an stasi stasiun un terse tersebut but,, menga mengata taka kan n bahwa bahwa ”Ener ”Energi gi gelo gelomba mbang ng merupakan sumber energi yang tiada habisnya dibandingkan sumber energi alam lainnya. Gelombang selalu ada dan tidak hilang seperti matahari dan angin.”
Gambar 2. Perma 2. Permanent nent Magnet Magnet Linear Linear Buoy Peneliti Universitas Oregon mempublikasikan temuan teknologi terbarunya yang diberi diberi nama Permanent Permanent Magnet Magnet Linear Buoy. Buoy. Diber Diberii nama nama buoy buoy karena karena mema memang ng pada pada prin prinsi sip p dasar dasarnya nya,, tekno teknolog logii terb terbar aru u terse tersebut but dipa dipasa sang ng untuk untuk mema memanfa nfaat atkan kan gelomb gelombang ang laut laut di perm permuka ukaan an.. Berb Berbeda eda denga dengan n buoy buoy yang yang digunakan untuk mendeteksi gelombang laut yang menyimpan potensi tsunami. Peneliti Oregon menjelaskan prinsip dasar buoy penghasil listrik tersebut yaitu dengan mengapungkannya di permukaan. Gelombang laut yang terus mengalun dan berirama bolak-balik dalam buoy ini akan diubah menjadi gerakan harmonis listrik. Sekilas bila dilihat dari bentuknya, buoy ini mirip dengan dlinamo sepeda Bentu Bentukny knyaa sili silindr ndris is denga dengan n pera perangk ngkat at peng penghas hasil il list listri rik k pada pada bagian bagian dalamnya. Buoy diapungkan di permukaan laut dengan posisi sebagian tenggelam dan sebagian lagi mengapung. Kuncinya, terdapat pada perangkat elektrik yang berupa koil (kumparan (kumparan yang mengelilingi mengelilingi batang magnet di dalam buoy). Saat
ombak mencapai pelampung, maka pelampung akan bergerak naik dan turun secara relati relatiff terhada terhadap p batang batang magnet magnet sehingga sehingga bisa bisa menimbu menimbukan kan beda potens potensial ial dan listrik listrik dibangkitkan.T dibangkitkan.Tentu entu saja agar dapat bergerak bergerak koil tersebut ditempelkan ditempelkan pada pelampung pelampung yang dikaitkan dikaitkan ke dasar laut, kata Annette von Jouanne, teknisi dari Oregon State University (OSU). Jouanne menuturkan dalam percobaan sistem ini diletakkan kurang lebih satu atau dua mil laut dari pantai. Kondisi ombak yang cukup kuat dan mengayun mengayun dengan gelombang gelombang yang lebih besar akan menghasilkan menghasilkan listrik dengan tegangan yang lebih tinggi. Berdasarkan hasil penelitian Universitas Oregon, setiap pelampung mampu menghasilkan daya sebesar 250 kilowatt. Ada beberap beberapaa pilihan pilihan untuk untuk menghasi menghasilka lkan n daya tersebu tersebut, t, ujar Jouanne Jouanne.. Penjelasan di atas menggunakan teknik koil yang bergerak naik turun, tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak bergerak naik turun. Pilihan Pilihan kedua dengan meng menggu guna naka kan n pela pelamp mpun ung, g, pene penemp mpat atan an koil koil dan dan bata batang ng magn magnet et bisa bisa juga juga ditempatkan ditempatkan di dasar atau di permukaan permukaan laut. Jouanne menuturkan, menuturkan, teknologi yang ditaw ditawar arka kanny nnyaa ters terseb ebut ut memil memilik ikii banya banyak k keuntu keuntunga ngan n diband dibanding ingkan kan denga dengan n teknologi laut. Ketersediaan teknologi ini mencapai 90 persen dan kerapatan energi yang dihasilkannya dihasilkannya lebih tinggi,katanya. Mesin sendiri juga dapat dirakit dan digunakan digunakan dalam skala kecil maupun besar tergantung pada energi yang dibutuhkan. Potensi penggunaan penggunaan energi energi pun bisa diterapkan diterapkan di banyak negara terutama terutama yang memiliki memiliki kawas kawasan an pant pantai. ai. Diban Dibandi dingk ngkan an denga dengan n energ energii angin angin atau atau mata matahar hari, i, energ energii gelombang laut kerapatannya jauh lebih tinggi. Peneliti yang sama dari OSU, Alan Wallace menyebutkan penyediaan energi gelombang ini dengan hanya 200 buoy yang diapungkan, satu buah pelabuhan atau kota besar seperti Portland sudah dapat memanfaatkan energinya dengan sangat melimpah tanpa harus menarik bayaran. Penel Peneliti iti perca percaya ya jika jika hasil hasil penel penelit itia ian n ters terseb ebut ut benar benar-be -benar nar diopt dioptim imalk alkan an di sepanjang pantai, seluruh energi listrik di dunia sudah bisa terpenuhi. Jumlah ini ditaksi ditaksirr hanya hanya mengam mengambil bil 0,2 persen persen energi energi pantai, pantai, kata Alan. Keyaki Keyakinanya nanya semakin lebih diperkuat dengan efisiensi penghasilan energi yang tinggi dan besar, energi gelombang laut ini bisa menjadi energi utama pengganti energi sekarang.
Di samping nilai ekonomis yang cukup menjanjikan ada hal-hal lain yang dapat memberikan keuntungan di bidang lingkungan hidup. Energi ini lebih ramah Iingkungan, tidak menimbulkan polusi suara, emisi C02, maupun maupun polusi visual dan sekaligus mampu memberikan ruang kepada kehidupan laut untuk membentuk koloni terumbu karang di sepanjang jangkar yang ditanam di dasar laut. Pada kasus-kasus seperti ini biasanya lebih menguntungkan karena ikan dan binatang laut selalu lebih banyak berkumpul. Penempatan buoy dengan ukuran yang tidak terlalu terlalu besar besar juga juga tidak tidak mengga mengganggu nggu pelayar pelayaran. an. Rata-r Rata-rata ata dengan dengan besar besar buoy buoy kurang dari dua meter, kapal besar atau kecil bisa melihat obyek tersebut dan dapat menghindarinya. Energi listrik namun yang secara efisien bisa dialihkan menjadi energi listrik adalah gelombang laut. -
C. Kelebihan dan Kekuranga Kekurangan n Teknik Teknik Konversi Konversi Energi Gelombang Gelombang Menjadi Listrik Listrik
Kelebihan:
1. Energi Energi ombak ombak adala adalah h energi energi yang yang bisa bisa didapat didapat setia setiap p hari, hari, tidak tidak akan pernah pernah habis. 2.
Tidak menimbulkan polusi karena tidak ada limbahnya.
3.
Mudah untuk mengkonversi energi listrik dari energi mekanik pada ombak.
4.
Keuntun Keuntungan gan pengguna penggunaan an energi energi arus laut adalah adalah selain selain ramah ramah lingkung lingkungan an , , energi energi ini juga mempunyai mempunyai intensitas energi kinetik yang besar dibandingkan dibandingkan dengan energi terbarukan yang lain. Hal ini disebabkan densitas air laut 830 kali lipat densitas udara sehingga dengan kapasitas yang sama, turbin arus laut akan jauh lebih lebih kecil dibandingk dibandingkan an dengan turbin angin. angin.
5. Keuntun Keuntungan gan lainnya lainnya adalah adalah tidak perlu peranca perancangan ngan struktu strukturr yang kekuatan kekuatannya nya berlebihan berlebihan seperti seperti turbin angin yang dirancang dirancang dengan memperhitung memperhitungkan kan adanya angin topan karena kondisi fisik pada kedalaman tertentu cenderung tenang dan dapat diperkirakan.
Kekurangan:
1. Diperlukan Diperlukan alat alat khusus khusus yang memerlukan memerlukan teknologi teknologi tinggi, tinggi, sehingga tenaga ahli ahli sangat diperlukan. 2. Output dari pembangkit pembangkit listrik listrik tenaga pasang pasang surut surut mengikuti mengikuti grafik grafik sinusoid sinusoidal al sesuai sesuai dengan dengan respons respons pasang pasang surut surut akibat akibat gerakan gerakan interak interaksi si Bumi-B Bumi-Bula ulannMatahari. 3. Biaya instalasi instalasi dan dan pemelihar pemeliharaannya aannya yang cukup besar. besar. 4.
Tantangan teknis tersendiri untuk para insinyur dalam desain sistem turbin, sistem sistem roda gigi, dan sistem sistem generator generator yang dapat bekerja secara terus-menerus terus-menerus selama lebih kurang lima tahun.
5. Menggu Menggunaka nakan n pasang pasang surut gelomba gelombang ng sebagai sebagai pembang pembangkit kit energi energi listrik, listrik, bisa mengakibatkan rotasi bumi melambat 24 jam tiap 2000 tahun.
D. Konvers Konversii Energi Energi Gelombang Gelombang di Indon Indonesia esia
Sebagai negara kepulauan yang besar, laut Indonesia menyediakan sumber energi alternatif yang melimpah. Sumber energi itu meliputi sumber energi yang terbarukan dan tak terbarukan. Selain minyak bumi di lepas pantai dan laut dalam, sumber energi yang tak terbarukan yang berasal dari laut dalam di wilayah Indonesia adalah methane hydrate. Methane hydrate adalah senyawa padat campuran antara gas methan dan air yang terbentuk di laut dalam akibat adanya tekanan hidrostatik yang besar dan suhu yang relatif rendah dan konstan di kedalaman lebih dari 1.000 meter. Sumber energi yang terbarukan dari laut adalah energi gelombang, energi yang timbul akibat perbedaan suhu antara permukaan air dan dasar laut (ocean thermal energy conversion/OTEC), energi yang disebabkan oleh perbedaan tinggi permukaan air akibat pasang surut dan energi arus laut. Dari keempat energi ini hanya energi energi gelombang gelombang yang tidak tidak dapat dapat dipredi diprediksi ksi kapasit kapasitasny asnyaa dengan dengan tepat tepat karena karena keberada keberadaan an energi energi gelomba gelombang ng sangat bergantung pada cuaca. Sedangkan OTEC, energi perbedaan tinggi pasang surut serta energi arus laut dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat di atas kertas. Untuk mendukung kebijaksanaan pemerintah, perlu dilakukan langkah-langkah pencarian sumbersumber energi alternatif yang ramah lingkungan serta terbarukan. terbarukan. Berdasarkan tempatnya, tempatnya,
ada dua sumber energi alternatif, yakni sumber energi alternatif yang berasal dari daratan dan sumb sumber er energ energii yang yang beras berasal al dari dari laut. laut. Untu Untuk k Jawa Jawa yang yang padat padat pendu pendudu dukny knya, a, pembangunan pembangunan fasilitas fasilitas pembangkit pembangkit listrik listrik dengan energi energi alternatif alternatif yang berasal berasal dari daratan daratan kemungkinan Dari penelitian PL Fraenkel (J Power and Energy Vol 216 A, 2002) lokasi yang ideal untuk instalasi pembangkit listrik tenaga arus mempunyai kecepatan arus dua arah (bidirectional) minimum 2 meter per detik. Yang ideal adalah 2.5 m/s atau lebih. Kalau satu arah (sungai/arus geostropik) minimum 1.2-1.5 m/s. Kedalaman tidak kurang dari 15 meter dan tidak lebih dari 40 atau 50 meter. Relatif dekat dengan pantai agar energi dapat disalurkan dengan biaya rendah. Cukup luas sehingga dapat dipasang lebih dari satu turbin dan bukan bukan daerah daerah pelayar pelayaran an atau penangk penangkapa apan n ikan. ikan. Gelomb Gelombang ang laut sangat sangat potens potensial ial dikonversikan menjadi energi listrik, khususnya karena Indonesia memiliki pantai yang sangat panjang yang bisa diberdayakan sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil. Balai Pengkajian Pengkajian Dinamika Dinamika Pantai BPPT beberapa tahun yang lalu sudah melakukan melakukan kajian Hybrid Power Energy Energy dengan mendisain dan membangun membangun sistem energi gelombang laut dengan peralatan berbasis Oscilating Water Column (OWC). OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. Alat OWC ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara ini akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator listrik sehingga menghasilkan listrik. Sistem ini diakuinya belum pernah dibangun di Indonesia sehingga pelaksanaan pelaksanaan disain dan pembangunan pembangunan prototipe prototipe sistem OWC ini adalah yang pertama kali dilaksanakan. Rencananya pada 2007 akan dilaksanakan pengembangan rancang bangun Pembangkit Listrik Energi Gelombang untuk menghasilkan listrik 2,5 KVA hingga 500 kVA kVA yang disesuai disesuaikan kan dengan dengan pendana pendanaan an yang tersedi tersedia, a, pemeri pemerinta ntah h ataupun ataupun swasta. swasta. Prototipe yang telah diujicobakan adalah dengan struktur baja yang untuk output 1KVA dicapai efisiensi 30 persen dan dengan struktur beton yang untuk output 1KVA dicapai efisiensi 45 persen. Jika didayagunakan secara optimal maka energi konversi gelombang laut akan menjamin ketersediaan energi listrik sepanjang tahun sehingga suplai listrik tidak akan tergant tergantung ung pada pada pergant pergantian ian dan peruba perubahan han musim, musim, ujarnya ujarnya.. Fenomena Fenomena fisik fisik laut
seperti pergerakan pasang surut, gelombang, panas laut, angin laut dan perubahan salinitas seluruhnya bisa dikonversikan menjadi listrik. E.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Energi gelombang laut/ombak laut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan gelomba gelombang ng laut laut menuju menuju darata daratan n dan sebalik sebaliknya. nya. Pada dasarn dasarnya ya perger pergerakan akan laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin. Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahar mataharii yang berbeda berbeda di kedua kedua titik titik tersebu tersebut. t. Menging Mengingat at sifat sifat tersebu tersebutt maka maka energi energi gelombang laut dapat dikategorikan sebagai energi terbarukan.Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum.
Gambar 3. Prinsip kerja pembangkit listrik tenaga ombak Pada selang waktu tertentu, ketinggian puncak yang dicapai serangkaian gelombang laut berbeda-beda, bahkan ketinggian puncak ini berbeda-beda untuk lokasi yang sama jika diukur diukur pada pada hari yang berbeda. berbeda. Meskip Meskipun un demikia demikian n secara secara statist statistik ik dapat dapat ditentuk ditentukan an ketingg ketinggian ian signif signifikan ikan gelomba gelombang ng laut pada pada satu satu titik titik lokasi lokasi tertent tertentu.Bi u.Bila la waktu waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut dihitung dari data jumlah gelombang laut yang teramati pada sebuah selang tertentu, maka dapat diketahui potensi energi gelombang laut di titik lokasi tersebut. Potensi energi gelombang laut pada satu titik pengamatan dalam satuan kw per meter berbanding lurus dengan setengah dari kuadrat ketinggian signifikan dikal dikalii wakt waktu u yang yang dipe diperl rluka ukan n untuk untuk terj terjadi adi sebua sebuah h gelom gelomba bang ng laut laut.. Berda Berdasar sarka kan n
perhitungan perhitungan ini dapat diprediks diprediksikan ikan berbagai berbagai potensi potensi energi energi dari dari gelombang gelombang laut di berbagai berbagai tempat di dunia. Dari data tersebut, diketahui bahwa pantai barat Pulau Sumatera bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat berpotensi memiliki energi gelombang laut sekitar 40 kw/m. Pada dasarnya prinsip kerja teknologi yang mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk memutar turbin generator. Karena itu sangat penting memilih lokasi yang secara topografi memungkinkan akumulasi energi. Meskipun penelitian untuk mendapatkan teknologi yang optimal dalam meng mengkon konver versi si energ energii gelom gelomba bang ng laut laut masi masih h teru teruss dilak dilakuka ukan, n, saat saat ini, ini, ada beber beberap apaa alternatif teknologi yang dapat dipilih. Alternatif teknologi yang diprediksikan tepat dikembangkan di pesisir pantai selatan Pulau Jawa adalah Teknologi Tapered Channel (Tapchan). Prinsip teknologi ini cukup sederhana, sederhana, gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran runcing yang berujung pada sebuah bak penampung penampung yang diletakkan diletakkan pada sebuah ketinggian ketinggian tertentu tertentu (lihat gambar a). Air laut yang berada dalam bak penampung dikembalikan ke laut melalui salura saluran n yang terhubu terhubung ng dengan dengan turbin turbin generato generatorr penghasi penghasill energi energi listri listrik. k. Adanya Adanya bak penampung penampung memungkinkan memungkinkan aliran air penggerak penggerak turbin dapat beroperasi beroperasi terus menerus dengan dengan kondisi kondisi gelomba gelombang ng laut yang berubah berubah-uba -ubah. h. Teknolog eknologii ini tetap tetap memerl memerluka ukan n bantuan mekanisme pasang surut dan pilihan pilihan topografi topografi garis pantai yang tepat. Teknologi Teknologi ini telah dikembangkan sejak tahun 1985. Alte Alterna rnati tiff tekno teknolo logi gi pemb pembang angkit kit tenag tenagaa gelomb gelombang ang laut laut yang yang lebi lebih h banya banyak k dikembangkan adalah teknik osilasi kolom air (the oscillating water column) . Teknologi ini telah dikembangkan BPPT dengan didirikannya sebuah Pembangkit Listrik Bertenaga Ombak (PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Column. Kolo Kolom m air air yang yang berosilasi berosilasi (Oscillating (Oscillating Water Water Column). Column). Alat ini membangkitkan membangkitkan listrik listrik dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini ini akan akan meng mengak akib ibat atka kan n kelu keluar ar masu masukn knya ya udar udaraa di luba lubang ng bagi bagian an atas atas pipa pipa dan dan menggerakkan turbin.
Tujuan Tujuan didirik didirikanny annyaa PLTO PLTO ini adalah adalah untuk untuk member memberikan ikan model model sumber sumber energi energi alternat alternatif if yang keterse ketersediaa diaan n sumber sumbernya nya cukup cukup melimp melimpah ah di wilayah wilayah perair perairan an pantai pantai Indonesia. Model ini menunjukan tingkat efisiensi energi yang dihasilkan dan parameter parameter parameter minimal minimal hiroosenografi hiroosenografi yang layak, baik itu secara teknis maupun maupun ekonomis untuk melakukan konversi energi.
Gambar 4. Prinsip kerja PLTO PLTO
Dalam PLTO ini proses masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan tertentu (khusus) dapat menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Apabila diletakkan sebuah turbin di ujung saluran tersebut, maka aliran udara yang keluar masuk akan memutar turbin yang menggerakkan generator. Kelemahan dari model ini adalah aliran keluar masuk udara dapat menimbulkan
kebising kebisingan, an, akan tetapi karena aliran ombak ombak sudah sudah cukup cukup bising bising umumny umumnyaa ini tidak tidak menjadi masalah besar.
F.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut.
Cara kerjanya adalah sebagai berikut. Apabila Apabila muka air laut (surut) (surut) sama tingginya dengan muka air dalam waduk maka aluran air ke turbin ditutup. Sementara itu muka air laut (pasang) naik terus. Ketika tinggi muka air laut mencapai kira-kira kira-kira setengah tinggi air pasang maksimum, maksimum, maka katup saluran air ke turbin dibuka dan air laut masuk ke dalam waduk melalui saluran air ke turbin, dan menjalankan turbin dan generator dalam hal tersebut tinggi muka air di dalam waduk akan naik. Apabila muka air laut telah mencapai ketinggian maksimumnya tetapi masih lebih dari muka air dalam waduk, turbin generator dan air dalam waduk menjadi sangat kecil. Sehingga Sehingga turbin turbin generat generator or tidak tidak bekerja bekerja pada pada keadaan keadaan tersebu tersebutt katup katup simpang simpang (bypass valve) valve) yang menghubungkan laut dengan waduk dibuka, sehingga air laut lebih cepat masuk mengisi waduk,ketika muka air laut dan air di dalam waduk sama tingginya, baik katup simpang simpang maupun katup saluran saluran turbin ditutup. ditutup. Pada keadaan tersebut tersebut tinggi muka air dalam waduk tetap konstan sedangkan inggi muk air laut terus surut. Apabila pebedaan pebedaan tinggi antara permukaan permukaan air laut dan permukaan permukaan air dalam waduk sudah cukup besar maka turbin dijalankan dengan membuka katup air ke turbin pada keadaan tersebut air mengalir dari waduk ke laut melalui turbin sehingga turbin berputar dan permukaan air dalam waduk turun. Proses ini terus berlangsung sampai tinggi air dalam waduk tidak cukup untuk menjalankan turbin, dan katup simpang dibuka supaya air yang masih ada di dalam waduk cepat keluar mengalir ke laut. Dalam keadaan tersebut air laut masih surut atau telah naik tetapi masih belum mencapai mencapai tinggi turbin setelah waduk kosong atau ketika permukaan air laut dalam waduk sama tingginya dengan muka air laut, katup simpang dan katup masuk turbin ditutup kembali. Demikianlah proses tersebut terjadi berulang-ulang mengisi dan mengosongkan air dalam waduk untuk menjalankan turbin generator dengan memanfaatkan proses air pasang dan air surut. Pusat listrik listrik tenaga pasang surut biasanya biasanya dibuat dengan waduk berukuran berukuran besar supaya dapat dibuat secara ekonomis ekonomis dengan menghasilkan menghasilkan listrik listrik yang banyak.
Gambar 5. Pusat tenaga listrik waduk tunggal Dari gambar di atas turbin yang digunakan adalah turbin air dua arah yang nantinya untuk untuk membang membangkit kitkan kan daya pada waktu waktu pasang pasang dan pada pada waktu waktu surut. surut. Hal ini dapat dapat dilakukan selama 12,5 jam dalam/hari dengan periode 2x sehari. Periode pengosongan waduk dilakukan pada saat permukaan air laut mulai turun sehingga turbin dapat berputar 24 jam. Turbin yang di sini ialah turbin dua arah seperti gambar di bawah ini.
Gambar 6. Turbin dua arah Namun jenis jenis turbin turbin paling paling cocok digunakan digunakan adalah adalah jenis turbin dua dua arah yaitu yaitu turbin air air jenis “bulb” “bulb” yang gambarnya gambarnya seperti seperti dibawah dibawah ini. ini.
Gambar 7. Bulb 7. Bulb turbine turbine Turbin-turbin ini putarannya lebih lambat dari kebutuhan putaran generator sehingga dibutuhkan sistem percepatan putaran dalam bentuk “gear box” yang nantinya perputaran yang dibutuhkan generator yang sesuai. Untuk lebih jelasnya grafik dibawah ini yaitu grafik yang menunjukkan urutan operasi pembangkitan pembangkitan daya daya pada waktu waktu pasang pasang dan pada pada waktu waktu surut. surut.
Gambar 8. Grafik hubungan daya yang dibangkitkan dengan waktu pasang/surut Dalam grafik di atas untuk mengetahui debit air jatuh yang diperoleh dari operasi pompa yang biasanya dilaksanakan dilaksanakan pada saat terjadi terjadi beban puncak maka dapat diibuat
grafik yang mana dalam grafik itu menjelaskan urutan operasi turbin-pompa di La-Rance dalam grafik tersebut terlukis garis tinggi permukaan air laut, berupa suatu sinusoida, yang titik tertinggi berupa situasi pasang. Dengan garis-garis terputus dilukis tinggi permukaan ari dalam waduk. Pada asasnya, antara tenaga pasang surut dan tenaga air konvensional terdapat persamaan, yaitu kedua-duanya adalah tenaga air yang memanfaatkan gravitasi tinggi jatuh air untuk pembangkit tenaga listrik. Perbedaan-perbedaan utama, secara garis besar, antara pembangkit listrik tenaga pasang surut disbanding pembangkit listrik tenaga air konvensional adalah: •
Pasang surut menyangkut arus air periodik dwi-arah dengan dua kali pasang dan dua kali surut tiap hari.
•
Operasi di lingkungan air laut memerlukan bahan-bahan konstruksi yang lebih tahan korosi daripada dimiliki material untuk air tawar.
•
Tinggi Tinggi air jatuh relatif relatif sangat kecil (maksimal (maksimal 11meter) 11meter) bila dibandingkan dibandingkan dengan instalasi-instalasi hidro lainnya.
Kesimpulan 1. Ada tiga cara membangkitkan listrik dengan tenaga ombak : a. Ener Energi gi gelo gelomb mban ang g b. Pasang surut c.
Memanfaatkan perbedaan temperatur air laut ( Ocean Thermal Energy).
2. Ada 3 cara cara untuk untuk menangka menangkap p energi energi gelomba gelombang, ng, yaitu: yaitu: a. Denga engan n pela pelam mpung pung b. Kolom air yang berosil berosilasi asi (Oscillat (Oscillating ing Water Water Column). Column). c. Wave Surge Surge atau atau Focusi Focusing ng Devic Devices. es. 3. Prinsip Prinsip kerja Pembangk Pembangkit it Listrik Listrik Tenaga Tenaga Ombak Ombak (PLTO) (PLTO):: Dalam Dalam PLTO PLTO masuk masuk dan keluarn keluarnya ya aliran aliran ombak ombak pada suatu suatu ruangan ruangan tertent tertentu u (khusu (khusus) s) menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Sebuah turbin yang diletakkan di ujung saluran tersebut akan bergerak karena aliran udara yang keluar masuk yang kemudian akan menggerakkan generator. 4.
Daftar Pustaka
Teguh Wahyono,” Prinsip Dasar Dasar dan Teknolog Teknologii Pembangkit Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Gelombang Laut Laut ”, Graha Ilmu. 2003. Bedard, Roger. At al., “Ocean Wave Energy Conversion Technology”, White Paper Submited to the western Governor Asscotiation Clean and Diversified Energy Advisory Commite”. EPRI. 2005
Kadir, Abdul. “Energi : Sumber Daya, Inovasi, Tenaga listrik dan Potensi Ekonomi” , Edisi ke2. UI Press. Jakarta. 1995. http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_EL UR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/1974071 EKTRO/19740716200112 620011211Link situs : http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/J HASBULLAH/ENERGI_DAN_KONVERSI/MA HASBULLAH/ENERGI_DAN_KONVERSI/MATERI_ENERGI_DAN_ TERI_ENERGI_DAN_KONVERSI/ENERGI_SA KONVERSI/ENERGI_SAMU MU DERA.pdf
Tanggal mengunduh 23 Oktober 2011, jam 19. 36 WIB
(note: -
spasi antar paragraf terlalu lebar
-
Kore Ko rela lasi si ant antar ar par parag agra raff tida tidak k foku fokuss
-
Seba Se baik ikny nyaa pe peny nyus usun unan an pa para ragr graf af di diko kons nstr truk uksi si at atau au di dise sesu suai aika kan n de deng ngan an ke kebu butu tuha han n kera ke rang ngka ka pi piki kirr ya yang ng ak akan an di disa samp mpai aika kan, n, ti tida dak k ha hany nyaa se seke keda darr me meny nyal alin in at atau au menterjemahkan keseluruhan paragraf dari sumber (makalah, artikel dll).
-
Sebag Se bagai ai contoh contoh ketika ketika menjel menjelas aska kan n te tekni knik k ko konve nvers rsii ene energ rgii gel gelom omba bang ng maka fokus fokus kerangk ker angkaa pem pemikir ikiran an adal adalah ah pada teknik konv konvers ersinya inya mis misal al : jeni jeniss tek teknik nik konv konvers ersi, i, penjelasan penjel asan umum teknik konvers konversii terse tersebut, but, penjela penjelasan san detil bisa dilengka dilengkapi pi gambar untuk unt uk tia tiap p tekn teknik, ik, kel kelebih ebihan an dan keku kekurang rangan an mas masing2 ing2 tek teknik nik dsb disa disajik jikan an sec secara ara sistematik.
-
Sist Si stem emat atik ikaa penul penulis isan an dipe diperb rbai aiki ki
-
Number Num bering ing dipe diperbai rbaiki ki terma termasuk suk pen penama amaan an dan dan penom penomora oran n gambar gambar
-
Kesim Kes impula pulan n : disimpu disimpulka lkan n dari pemba pembahasa hasan n tidak tidak hanya sekeda sekedarr menyalin menyalin apa apa yang yang ada dalam pembahasan.
-
Daftar Daf tar pustak pustakaa dilengkapi dilengkapi,, Setiap sitas sitasii referens referensii harus dicant dicantumka umkan n di daftar pustaka pustaka
