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
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