Riki Sanjaya 4210105022

Laut mempunyai potensi sumber energi yang besar, sehingga layak untuk dikembangkan. Selain itu, energinya tersedia secara terus menerus (kontinue) dan ramah lingkungan (terbarukan). Potensi terbesar dari laut yang bisa dimanfaatkan adalah arus laut dan energi gelombangnya

Secara umum, potensi energi laut dibagi menjadi 3 jenis, yaitu : energi pasang surut air laut (tidal power), energi gelombang laut (wave energy), dan energi panas laut (ocean thermal energy)

Ada kira-kira 8,000 -80,000 TWh/yr atau 1 -10 TW dari energi gelombang didalam seluruh samudra, dan di rerata masing-masing gelombang menghasilkan 10 – 50 kW

Latar Belakang

Perumusan Masalah

1. Bagaimana potensi sumber energi gelombang laut di dunia

2. Bagaimana teknik konversi energi gelombang laut menjadi listrik

3. Bagaimana kekurangan dan kelebihan teknik konversi energi gelombang menjadi listrik

1. Pembaharuan energi, memanfaatkan energi alam yang melimpah luas menjadi sebuah energi alternatif yang akan dipakai di masa mendatang.

2. Menganalisa apakah Indonesia dapat memanfaatkan konversi energi gelombang menjadi listrik

Manfaat

1. Membangun sebuah energi alternatif.

2. Mengurangi pemakaian bahan bakar

fosil yaitu minyak bumi, gas dan batu

bara karena metode ini tidak

menggunakan bahan bakar fosil.

GELOMBANG LAUT

Definisi gelombang ombak

Gelombang ombak adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut biasanya disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan memindahkan tenaganya ke permukaan perairan, menyebabkan riak-riak, alunan/bukit, dan berubah menjadi apa yang kita sebut sebagai gelombang atau ombak.

Sumber energi gelombang laut dapat dimanfaatkan dengan mengetahui tinggi, panjang dan periode waktu gelombang. Untuk menangkap energi gelombang tersebut dapat dilakukan dengan tiga cara, menggunakan pelampung, kolom air yang berosilasi (oscillating water column), dan wave surge.

Proses pembentukan gelombang akibat hembusan angin

Ada dua tipe gelombang, bila dipandang dari sisi sifat-sifatnya, yaitu:

1. Gelombang pembangun/pembentuk pantai (Constructive wave).

2. Gelombang perusak pantai (Destructive wave).

Gelombang pembentuk pantai

Gelombang perusak pantai

Gelombang perusak pantai

Gelombang perusak pantai

Gelombang perusak pantai

Gelombang perusak pantai

SALTER DUCK

Pada tahun 1974 Salter memperkenalkan suatu konsep pengkonversi energi yang cukup unik.

Konversi energi gelombang laut menjadi energi listrik.

Salter duck mampu menghasilkan effisiensi sebesar 90% pada gelombang sinusiodal

SALTER DUCK

Alat Bantu Navigasi Navigasi adalah suatu proses mengendalikan gerakan alat angkutan baik di

udara, di laut, atau sungai maupun di darat dari suatu tempat ke tempat yang lain dengan lancar,aman dan efisien

Alat Bantu Navigasi Sistem navigasi di laut mencakup beberapa kegiatan pokok, antara lain:

1. Menentukan tempat kedudukan (posisi), dimana kapal berada di permukaan bumi.

2. Mempelajari serta menentukan rute/jalan yang harus ditempuh agar kapal dengan aman, cepat, selamat, dan efisien sampai ke tujuan.

3. Menentukan haluan antara tempat tolak dan tempat tiba yang diketahui sehingga jauhnya/jaraknya dapat ditentukan.

4. Menentukan tempat tiba bilamana titik tolak haluan dan jauh diketahui

Pelampung suar (Buoy)

Pelampung suar adalah Sarana Bantu Navigasi-Pelayaran apung yang bersuar dan mempunyai jarak tampak sama atau lebih 4 (empat) mil laut yang dapat membantu para navigator adanya bahaya/rintangan navigasi antara lain karang, air dangkal, gosong, kerangka kapal dan/atau untuk menunjukan perairan aman serta pemisah alur, dan dapat dipergunakan sebagai tanda batas wilayah negara.

Pelampung suar (Buoy)

PowerBuoy

PowerBuoy adalah pembangkit listrik gelombang laut yang mengkonversi energy gelombang laut menjadi energy listrik.

Dari sistematis pembangkit listriknya PowerBuoy dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Pembangkit PowerBuoy dengan generator putar

2. Pembangkit Power Buoy dengan generator linier

PowerBuoy

PowerBuoy adalah pembangkit listrik gelombang laut yang mengkonversi energy gelombang laut menjadi energy listrik.

Dari sistematis pembangkit listriknya PowerBuoy dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Pembangkit PowerBuoy dengan generator putar

2. Pembangkit Power Buoy dengan generator linier

1 Pembangkit Power Buoy dengan Generator putar.

Pembangkit PowerBuoy dengan generator putar memiliki prinsip kerja berputar dengan pendulum yang sebagai rotornya dan generator yang sebagai stator. Permodelannya pada saat delombang laut atau angin menghantam PowerBouy maka PowerBouy tersebut mengalami kemiringan yang akan menyebabkan perputaran pendulum yang terdapat pada PowerBouy tersebut.

1 Pembangkit Power Buoy dengan Generator putar.

1 Pembangkit Power Buoy dengan Generator putar.

Kelebihan dari PowerBuoy dengan generator putar ini dapat ditempatkan pada perairan yang dangkal seperti Selat Madura karena pendesainan tidak meninggi seperti PowerBuoy generator linear.

Daya yang dihasilkan sangat besar.

2 Pembangkit Power Buoy dengan Generator Linier

Pembangkit-pembangkit dengan Generator linier sama halnya seperti pembangkit-pembangkit berputar konvensional lainnya.

Prinsip kerjanya mengkonversi energi mekanik menjadi energi elektris. Generator linear terdiri dari dua komponen utama yaitu Rotor yang bergerak dan stator merupakan bagian yang diam. Naik turunnya permukaan gelombang laut menyebabkan Rotor ikut bergerak naik turun, dengan gerakan ini menyebabkan terjadinya induksi antara Rotor dan Stator.

2 Pembangkit Power Buoy dengan Generator Linier

2 Pembangkit Power Buoy dengan Generator Linier

kelemahannya terletak pada bentuk kontruksi dan desain yang harus benar-benar sesuai, tidak bisa di beli secara komersial dan biayanya akan lebih mahal. Dari segi desain Power Buoy dengan Generator linier membutuhkan sarat kedalaman laut yang dalam. Tinggi powerBuoy itu sendiri bisa mencapai 15-20 meter sedangkan kedalam selat Madura hanya mencapai 30-40 meter. Walaupun masih memiliki space sekitar 10 meter antara PowerBuoy dengan kedalaman selat Madura, namun kendala dari gelombang laut dan angin dapat menyebabkan kerusakan karena PowerBuoy dapat membentur dasar laut

2 Pembangkit Power Buoy dengan Generator Linier

Stabilitas

Stabilitas adalah keseimbangan untuk kembali kepada kedudukan semula setelah mendapat senget (kemiringan) yang disebabkan oleh gaya-gaya dari luar (Rubianto, 1996). Sama dengan pendapat Wakidjo (1972), bahwa stabilitas merupakan kemampuan untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget oleh karena mendapatkan pengaruh luar, misalnya angin, ombak dan sebagainya.

Daya Pada Pelampung suar (Buoy)

Dengan mengatahui karakter lampu buoy (tipe nyala) dapat diketahui daya buoy. Salah satu karakter yang dipilih adalah 0.5 sec + 4.5 sec (sesuai standart IALA) yang berarti 0.5 terang dan 4.5 gelap. Maka daya buoy yang dipelukan diperlukan pada buoy ialah 20 watt untuk satu buah lampu

Pada Pelampung suar (Buoy)

Kapasitas Minimum Battery

Bouy yang direncankanan menyala pada malam hari yang selama 12 jam dari pukul 17.30 s.d 05.30 maka daya yang diperlukan adalah

= P x t (Wh/hari)

= 20 x 12 (waktu menyala lampu)

= 240 Wh/hari

Kapasitas Minimum Battery

Battery Rolls

Salter Duck

Dimensi dan Geometri Salter Duck.

Dimensi Sarat Air (m)

Luas Area

Radius (m)

Lebar (m)

1.5 4.5

1 2.6041

1.025 12.011

1.5 4.4895 20.707

2 6.5021 29.99

Gerakan pitching Salter Duck

Dari hasil studi yang telah dilakukan pada salter duck pada gelombang laut dengan periode 4s, 6s dan 8s dan tinggi gelombang 0.1m, 0.5m, dan 1m. maka didapatkan grafik pitching dari anggukan Salter Duck

Pitching Salter Duck

Picthing Salter Duck pada sarat ait 1.5m tinggi, gelombang 0.5mdan periode 4s

Pitching Salter Duck

Hasil dari simulasi gerakan

Pitching Salter Duck.

Gelombang Sarat air

Periode Salter Duck

radian frekuensi (1/T) derajat

periode tinggi (1 rad =57.3)

4 0.1 1 13.65 0.125 0.0733 7

4 0.5 1 13.23 0.128 0.0756 7

4 1 1 14.22 0.141 0.0703 8

6 0.1 1 13.45 0.125 0.0743 7

6 0.5 1 14.17 0.142 0.0706 8

6 1 1 - - - -

8 0.1 1 13.65 0.124 0.0733 7

8 0.5 1 - - - -

8 1 1 - - - -

4 0.1 1.5 12.48 0.42 0.0801 24

4 0.5 1.5 12.48 0.43 0.0801 25

4 1 1.5 12.48 0.44 0.0801 25

6 0.1 1.5 14.67 0.41 0.0682 23

6 0.5 1.5 - - - -

6 1 1.5 - - - -

8 0.1 1.5 12.48 0.41 0.0801 23

8 0.5 1.5 - - - -

8 1 1.5 - - - -

4 0.1 2 14.23 0.19 0.0703 11

4 0.5 2 14.61 0.2 0.0684 11

4 1 2 14.81 0.2 0.0675 11

6 0.1 2 14.02 0.2 0.0713 11

6 0.5 2 14.47 0.2 0.0691 11

6 1 2 14.22 0.21 0.0703 12

8 0.1 2 14.22 0.2 0.0703 11

8 0.5 2 15.01 0.21 0.0666 12

8 1 2 - - - -

Simulasi Pendulum

Selanjutnya yaitu penentuan kemiringan pendulum pada Salter Duck dengan menggunakan geometri lempeng datar dengan keadaan miring 0<δ<90, sudut 90<δ<180, sudut 180<δ<270 dan sudut 270<δ<3

Geometri lempeng datar pada 0<δ<90 Geometri lempeng datar pada 90<δ<180

Simulasi Pendulum

Geometri lempeng datar pada 0<δ<90 Geometri lempeng datar pada 90<δ<180

Simulasi Pendulum

Simulasi Pendulum

1. Frekuensi 1/12.48 dengan massa 5 kg dan lengan 0.8 m

2. Frekuensi 1/13.23 dengan massa 5 kg dan lengan 1.2 m

3. Frekuensi 1/13.23 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

4. Frekuensi 1/13.23 dengan massa 15 kg dan lengan 0.6 m

5. Frekuensi 1/13.45 dengan massa 5 kg dan lengan 1.2 m

6. Frekuensi 1/13.45 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

7. Frekuensi 1/13.45 dengan massa 15 kg dan lengan 0.6 m

8. Frekuensi 1/13.65 dengan massa 5 kg dan lengan 1.2 m

9. Frekuensi 1/13.65 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

10. Frekuensi 1/13.65 dengan massa 15 kg dan lengan 0.6 m

11. Frekuensi 1/14.02 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

12. Frekuensi 1/14.02 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

13. Frekuensi 1/14.17 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

14. Frekuensi 1/14.17 dengan massa 5 kg dan lengan 1.2 m

15. Frekuensi 1/14.17 dengan massa 10 kg dan lengan 1 m

16. Frekuensi 1/14.22 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

17. Frekuensi 1/14.22 dengan massa 5 kg dan lengan 1.2 m

18. Frekuensi 1/14.22 dengan massa 10 kg dan lengan 1 m

19. Frekuensi 1/14.47 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

20. Frekuensi 1/14.47 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

21. Frekuensi 1/14.61 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

22. Frekuensi 1/14.61 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

23. Frekuensi 1/14.67 dengan massa 5 kg dan lengan 0.8 m

24. Frekuensi 1/14.81 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

25. Frekuensi 1/14.81 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8 m

26. Frekuensi 1/15.01 dengan massa 5 kg dan lengan 1 m

27. Frekuensi 1/15.01 dengan massa 10 kg dan lengan 0.6 m

Perhitungan Daya Putar Pendulum

Dari hasil simulasi yang dilakukan didapatkan θ lintasan putar pendulum θ (rad) dan adalah kecepatan sudut (rad/s) pendulum. Besarnya daya putar pendulum didapatkan dari perhitungan :

P = ω . τ (4.12)

dimana : P = daya (watt)

ω = kecepatan anguler (rad/s)

τ = torsi (Nm)

Sedangkan untuk perhitungan torsi pendulum di dapatkan dari persamaan:

τ = I . α

τ = mr2 . α

dimana : τ = torsi putar pendulum (Nm)

m = massa pendulum (kg)

r = lengan pendulum (m)

α = Percepatan anguler pendulum (rad/s2)

untuk mencari percepatan anguler dari perhitungan:

dimana : α = Percepatan anguler pendulum (rad/s2)

ω = Kecepatan anguler pendulum awal

= Kecepatan anguler pendulum awal pada saat ‘t’

t = waktu (s)

Daya yang didapat

Periode Salter Duck

(s) Massa (Kg)

Lengan (m)

Kecepatan Anguler (rad/s)

Percepatan Anguler (rad/s2)

Torsi (Nm) Power (watt)

12.48 5 0.8 60.9 0.61 1.95 118.68

13.32 5 1.2 -41.98 -0.42 -3.02 126.89

13.32 10 0.8 -34.8 -0.35 -2.23 77.51

13.32 15 0.6 -69 -0.69 -3.73 257.09

13.45 5 1.2 -51.12 -0.51 -3.68 188.15

13.45 10 0.8 -47.66 -0.48 -3.05 145.37

13.45 15 0.6 -49.58 -0.5 -2.68 132.74

13.65 5 1.2 -25.27 -0.25 -1.82 45.98

13.65 10 0.8 -31.44 -0.31 -2.01 63.26

13.65 15 0.6 -30.08 -0.3 -1.62 48.86

14.02 5 1 56.33 0.56 2.82 158.65

14.02 10 0.6 57.1 0.57 2.06 117.37

14.17 5 1 35.25 0.35 1.76 62.13

14.17 5 1.2 46.51 0.47 3.35 155.75

14.17 10 1 -81.8 -0.82 -8.18 669.12 14.22 5 1 35.67 0.36 1.78 63.62

14.22 5 1.2 44.92 0.45 3.23 145.28

14.47 5 1 47.32 0.47 2.37 111.96

14.47 10 0.8 -10.66 -0.11 -0.68 7.27

14.61 5 1 14.58 0.15 0.73 10.63

14.61 10 0.8 80.87 0.81 5.18 418.56

14.67 5 0.8 9.19 0.09 0.29 2.7 14.81 5 1 -38.28 -0.38 -1.91 73.27

14.81 10 0.8 43 0.43 2.75 118.34

15.01 5 1 -53.9 -0.54 -2.7 145.26

15.01 10 0.6 -54.06 -0.54 -1.95 105.21

Hasil perhitungan data diatas didapatkan daya rata yang didapatkan adalah ± 100 watt. Daya yang terbesar didapatkan pada Frekuensi Salter Duck 1/14.17 dengan massa pendulum 10 kg dan lengan pendulum 1 m. sedangkan daya yang terkecil pada Frekuensi Salter Duck 1/14.47 dengan massa pendulum 5 kg dan lengan pendulum 0.8 m

Data yang dipakai yaitu Frekuensi Salter Duck 1/14.47 dengan massa pendulum 5 kg dan lengan pendulum 0.8 m.

Perjam=60 sec x 60 min= 3600 sec

Waktu yang dibutuhkan perjam.

3600 sec : 14.67 sec/gel= 254.41

Waktu yang dibutuhkan selama perharinya 12 jam .

254.41 sec x 12 jam =2944,8 perhari.

Selama 12 jam daya yang dihasilkan:

2944,8 x 7,27 watt = 7950,9 w/hari

Namun, kita kolerasikan daya Bouy yang direncankanan menyala pada malam hari yang selama 12 jam dari pukul 17.30 s.d 05.30 maka daya yang diperlukan adalah

= P x t (Wh/hari)

= 20 x 12 (waktu menyala lampu)

= 240 W/hari

Selisih yang dihasilkan data pada pengujian salter duck dengan daya yang dibutuhkan boy 7950,9 – 240 = 7710,9 w/hari. Maka hasil yang di dapat sangat mencukupi kebutuhan Buoy untuk perharinya.

Buoy Dengan Modifikasi Teknologi Salter Duck

Stabilitas adalah kemampuan suatu benda yang melayang atau mengapung untuk kembali ke posisi semula setelah mendapat pengaruh gaya dari luar.

Dengan melihat data pada Buoy produksi PT Kemenangan penenukn titik berat & titik tekan, serta lengan stabilitas sebelum pemasangan Salter Duck.dan battery. Setelah dipasang Salter Duck dan battery harus tetap stabil.

Stabilitas

Titik Berat Buoy Sebelum Ditambah Salter Duck dan Battery

Stabilitas

Titik Berat Buoy Setelah Ditambah Salter Duck dan Battery

Stabilitas

Hal ini ditunjukkan oleh pendesainan yang stabil dengan berpedoman pada literature-literature yang ada. Sehingga momen yang akan mengembalikan buoy ke posisi semula jika terjadi kemiringan.

Pada stabilitas buoy dengan pemakaian teknologi Salter Duck pada umumnya kemiringan yang terjadi akibat gelombang laut dan hembusan angin sekitar 5’ maupun 10’ diperoleh moment pengembalian lebih besar saat terjadi gelombang laut, sehingga dapat dipastikan bahwa buoy dapat ke posisi semula.

Stabilitas

Sesuai dengan tujuan awal dari penulisan ini, yaitu untuk mengetahui daya yang dihasilkan oleh Salter duck untuk memenuhi kebutuhan pada buoy. Maka dari analisa yang telah dilakukan diambil kesimpulan sebagai berikut :

Daya yang dihasilkan oleh Salter Duck sangat memenuhi untuk kebutuhan daya pada Buoy.

Daya paling besar yang dihasilkan dari putaran pendulum yaitu pada frekuensi 1/14.17 dengan massa 10 kg dan lengan 1 m sebesar 669.12 watt. Sedangkan daya terkecil pada frekuensi 1/14.47 dengan massa 10 kg dan lengan 0.8m

Rata-rata daya yang dihasilkan adalah ± 100 watt.

TERIMA KASIH