Sabtu, 12 Juli 2014

PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF PEMBANGKIT LISTRIK DI INDONESIA.



LATAR BELAKANG MASALAH
Pada umumnya, potensi energi laut yang dapat menghasilkan listrik dapat dibagi kedalam 3 jenis potensi energi yaitu energi pasang surut (tidal power), energi gelombang laut (wave energy) dan energi panas laut (ocean thermal energy). Energi pasang surut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan air laut akibat perbedaan pasang surut. Energi gelombang laut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Sedangkan energi panas laut memanfaatkan perbedaan temperatur air laut di permukaan dan di kedalaman.
Salah satu energi terbarukan yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk pembangkitan energi listrik adalah energi gelombang laut. Energi gelombang laut merupakan energi yang cukup potensial sebagai bahan bakar pembangkitan energi listrik di wilayah pesisir Indonesia terutama pulau-pulau kecil di kawasan timur. Hal ini dikarenakan pesisir pantai di Indonesia berhadapan langsung dengan laut luas atau samudra.

Hakikat Gelombang Laut
1.            Gelombang Laut
Gelombang laut merupakan energi dari lautan yang bergerak. Gelombang laut berupa pergerakan naik turunnya air pada arah yang tegak lurus dengan permukaan laut sehingga membentuk kurva sinusoidal. Terbentuknya energi  gelombang laut sebabkan oleh benda yang bergerak pada permukaan laut, angin, gangguan seismik, serta medan gravitasi bumi dan bulan penyebab gelombang-gelombang besar, terutama menyebabkan gelombang pasang yang tinggi.
Sifat gelombang laut, menurut para ahli, dibedakan menjadi gelombang linier dan gelombang nonlinier:
a.                 Gelombang linier merupakan gelombang sinusoidal dengan panjang gelombang yang lebih besar dari tinggi gelombangnya. Gelombang linier sering disebut sebagai SWELLL. Teori gelombang linier dikenal juga dengan teori gelombang airy. Teori gelombang linier diturunkan berdasarkan persamaan laplace untuk aliran tak rotasi dengan kondisi batas di dasar laut dan di permukaan laut.
b.                 Gelombang di laut dalam dengan nilai d/L ≥ ½ bergerak naik turun membentuk gelombang sinuoidal yang teratur. Akan tetapi, saat gelombang mencapai kedangkalan tertentu maka gelombang akan berubah dengan puncak gelombang yang meruncing disertai panjang gelombang yang mengecil. Gelombang yang berubah disebabkan oleh pengaruh dasar laut tersebut disebut gelombang non-linier.
2.            Eenergi Gelombang Laut
Sumber utama terjadinya gelombang di lautan adalah angin. Oleh karena itu, tinggi gelombang, periode gelombang dan arah gelombang dipengaruhi oleh kecepatan dan arah angin. Angin memberikan pengaruh besar terhadap terjadinya gelombang laut sehingga efisiensi hampir semua pesawa konversi energi gelombang laut dipengaruhi oleh frekuensi angin yang terjadi sepanjag tahun pada suatu zona lautan tertentu.
Apabila besarnya densitas spektrum gelombang, ST(T), atau wave spectral density, maka besarnya energi gelombang tiap satuan luas permukaan dapat ditentukan melalui rumus:

atau

dimana, E = energi gelombang per satuan luas permukaan Nm/m2 
              A = Pierson Moskowitz spektrum

              B = 0,74 (g/2πV)^4
             V = kecepatan angin di atas SWL m/d 
             G = gravitasi bumi = 9,81 m/dt2
 ρ  = massa jenis air laut = 1030 kg/m3
3.            Daya pada Gelombang Laut
Gelombang laut mentransfer energi mekanik yang dipengaruhi oleh panjang gelombang, tinggi gelombang dan permukaan gelombang. Hubungan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

P = ½ ρgH^2λb
 


dimana, P =  daya pada gelombang laut
 H = tinggi gelombang
                        λ  = panjang gelombang
                        b = permukaan gelombang
Daya yang dihasilkan tiap satuan permukaan sebesar:

Pu = P/b = ½ ρgH^2λ


Cara Kerja Pembangkit Listrik Energi Gelombang Laut

11.      Teknologi Pompa Gelombang Flap Horisontal
Cara kerja dari pembangkit listrik adalah sebagai berikut. Energi gelombang yang ditangkap oleh papan osilasi yang menngapung dan diletakkan vertikal dengan dukungan engsel di dasarnya pada  saat flap menerima gaya gelombang, mengakibatkan flap bergerak maju mundur secara harmonik. Pergerakan papan osilasi tersebut menggerakan lengan torak yang dipasang tegak lurus dengan papan osilasi pergerakan maju mundurnya lengan torak mengakibatkan klep akan terbuka dan tertutup. Pada saat klep terbuka mengakibatkan air laut masuk dan mengisi tabung piston dan pada saat flap mundur mengakibat gaya gelombang diteruskan ke lengan torak dan mendorong piston. Sebagai akibatnya di tabung piston akan terdapat tekanan, yang akan diteruskan ke pipa penyalur untuk memompa air ke head tertentu. Mekanisme ini terjadi berulang-ulang hingga air dalam tabung  tabung akan terdorong dan mengalir dengan debit tertentu. Air laut hasil pemompaan ditampung dalam suatu reservoir pada ketinggian tertentu. Pompa dibangun serial yang terdiri dari banyak unit untuk mensuplai satu reservoir. Selanjutnya dari reservoir air dialirkan ke bawah melalui pipa pesat untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan generator.

Gambar Sketsa mekanisme kerja pompa gelombang (Pusat Litbang Sumber Daya Air)

22.      Teknologi Oscilatting Water Column (OWC)
Prinsip kerja alat OWC ini adalah mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik berdasarkan prinsip kerja kolom isolasi. Gelombang yang datang dari arah laut akan menabrak bangunan OWC ini dimana pada bagian bawah bangunan ini terdapat kolom tebuka untuk masuknya air laut, karena tumbukan gelombang air laut ini kemudian air laut yg terdapat pada bagian dalam chamber OWC akan berisolasi naik dan turun sehingga menimbulkan peristiwa compresses dan decompresses pada kolom udara di atasnya seperti halnya pada pompa. Gerakan air yang naik turun serta menimbulkan peristiwa sedot hisap pada kolom udara diatasnya inilah yang akan menggerakan turbin.

Gambar Sketsa gambar OWC tampak samping (www.plengdut.com)

Kelebihan Dan Kendala Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut
Kelebihan dari sistem pembangkit listrik tenaga gelombang laut dibandingkan dengan sistem pembangkit listrik lain adalah sebagai berikut:
1.                  Energi ombak adalah energi yang terbarukan
2.            Memiliki intensitas energi kinetik yang besar dibandingkan energi terbarukan yang lain, karena densitas air laut 830 kali lipat densitas udara
3.                  Praktis dan efisien
Selaian kelebihan-kelebihan di atas, terdapat beberapa kendala dalam pemanfaatan gelombang laut sebagai energi primer pembangkit listrik antara lain:
1.                  Sangat bergantung pada karakteristik gelombang
2.                  Diperlukan alat khusus yang memerlukan teknologi tinggi
3.                  Biaya instalasi dan pemeliharaannya yang cukup besar.
Selain kendala-kendala di atas, pengembangan sistem pembangkit listrik tenaga gelombang laut di Indonesia juga disebabkan oleh beberapa kendala lain antara lain:
1.                  Teknologi ini tergolong baru dan hanya dikuasai beberapa negara
2.                  Kurangnya dukungan kelembagaan, dukungan fiskal dan moneter serta dukungan ketentuan peraturan perundang-undangan.

Referensi 


Agung, Y. (2012).. Pembangkit Tenaga Listrik. Diperoleh pada tanggal 12 Maret 2013 dari http://id.scribd.com/doc/77475379/PEMBANGKIT-TENAGA-LISTRIK
Archi. (1991). Prinsip-Prinsip Konversi Energi. Terj. Darwin. Jakarta: Penerbit Erlangga
Chakrabarti, S.K. (2005). Handbook of Offshore Engineering. Illinois: Offshore Structure Analysis, Inc.
Deklarasi Juanda dan Implikasinya terhadap Kewilayahan Indonesia.(20). Diperoleh tanggal 12 Juni 2013, dari http://www.budpar.go.id/userfiles/file/4547_1355-djuanda.pdf
Marsudi, Djiteng. (2005). Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta: Erlangga
Mei, Chiang C. (1994). The Applied Dynamics of Ocean Surface waves Second Printing with Correction. Singapore : World Scientific publising Co. Pte. Ltd.
Pudjanarsa, Astu & Djati M. (2006). Mesin Konversi Energi. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset
Samskerta, I. P., Ginting, J. W. R. & Sudarta. Kolokium Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air : Pemanfaatan Energi Gelombang Laut Dengan Pompa Gelombang Flap Horisontal. Diperoleh 28 November 2012, dari http://www.thedigilib.com/doc/218493-optimasi-pompa-air-laut-energi-gelombang-tipe-flap#.Ube4cNioApY
Saputra, I.H. (2012, Oktober). Mengenal Teknologi Oscillating Water Column. Diperoleh tanggal 11 Juni 2013, dari http://www.plengdut.com/2012/10/mengenal-teknologi-oscillating-water.html
Tahun 2013 Program Percepatan Pembangunan Pembangkit Listrik 10.000 Mw tahap I Selesai.(2013). Diperoleh tanggal 11 Juni 2013, dari http://www.esdm.go.id/berita/37-umum/3756-tahun-2013-program-percepatan-pembangunan-pembangkit-listrik-10000-mw-tahap-i-selesai.html
Wijaya, I.W.A (2010). Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Menggunakan Teknologi Oscilating Water Column di Perairan Bali. Teknik Elektro, 3 (2). 165-174. Diperoleh 20 Mei 2013, dari http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC0QFjAA&url=http%3A%2F%2Fojs.unud.ac.id%2Findex.php%2FJTE%2Farticle%2Fdownload%2F3153%2Fpdf&ei=4VC6Ud2eOYTsrAeL-oCIDg&usg=AFQjCNEQtqDR3NNpJgvU9qZumiXZOY1dbQ&bvm=bv.47883778,d.bmk
Yuningsih, A & Masduki, A. (2011). Potensi Energi Arus Laut untuk Pembangkit Tenaga Listrik di Kawasan Pesisir Flores Timur, NTT. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan, 3 (1), 13-25. Diperoleh 22 September 2012, dari http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/53389/AY_Potensi%20energi%20arus%20laut.pdf