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

Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT,

karena atas karunia dan hidayah-Nya makalah ini dapat terselesaikan tepat pada 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 LISTRIK TENAGA PASANG SURUT (TIDAL) DAN 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 potensial dikonversikan menjadi energi listrik sebagai sumber energi alternatif

pengganti bahan bakar fosil. 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 yang terus meningkat.

Kami mengucapkan terima kasih banyak kepada Bapak Winasis, S.T selaku dosen

pengampu mata kuliah “TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN” yang telah memberikan

penjelasan, pengarahan dan membimbing dalam mata kuliah ini. Sehingga kami dapat mengerti

salah satu bentuk konversi energi listrik alternatif.

Perlu disadari bahwa makalah ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu

kami mengharapkan masukan dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sekalian guna

tercapainya hasil yang lebih baik. Semoga apa yang telah kami tuangkan dalam makalah ini

sedikit banyak dapat memberikan manfaat bagi rekan-rekan semua. Amin Ya Robballamin.

Purbalingga, November 2011

Tim Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

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 kehidupan manusia, yaitu menggunakan energi terbarukan

yang tersedia sepanjang tahun.

Indonesia sebagai negara maritim, 2/3 wilayahnya terdiri dari laut. Sebagai akibatnya

Indonesia memiliki pantai kedua terpanjang didunia setelah Kanada. Panjang pantai

Indonesia sekitar 80.000 Km dan luas lautnya adalah sekitar 52 juta Km2. 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 di daerah pantai barat P. Sumatra, pantai selatan

Jawa, Kepulauan Nusa Tenggara Timur, di perairan laut Kepulauan Natuna dan di laut di

wilayah 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 ombak (wave energy) dan energi

pasang surut (tidal wave). Ombak merupakan sumber energi yang cukup besar. Ombak

merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Energi ombak adalah

energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi

pergerakan gelombang. Energi pasang surut adalah energi kinetik dari pemanfaatan beda

ketinggian pasang permukaan laut antara saat pasang dan surut. prinsip kerja dari energi

pasang surut ini sama dengan pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana potensi sumber energi gelombang laut di dunia?

2. Bagaimana teknik konversi energi gelombang laut menjadi listrik?

3. Bagaimana jika Indonesia memanfaatkan konversi energi gelombang menjadi listrik?

4. Bagaimana kekurangan dan kelebihan teknik konversi energi gelombang menjadi

listrik?

5. Bagaimana prinsip kerja pembangkit listrik tenaga ombak?

6. Bagaimana prinsip kerja pembangkit listrik tenaga pasang surut?

C. Tujuan

Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sabagai berikut:

1. Memahami potensi sumber energi gelombang laut di dunia.

2. Memahami teknik konversi energi gelombang laut menjadi listrik.

3. Dapat menganalisis apakah Indonesia dapat memanfaatkan konversi energi

gelombang menjadi listrik.

4. Memahami kekurangan dan kelebihan teknik konversi energi gelombang menjadi

listrik.

5. Memahami prinsip kerja pembangkit listrik tenaga ombak.

6. Memahami prinsip kerja pembangkit listrik tenaga pasang surut.

D. Manfaat

Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah untuk memberikan pengetahuan

kepada pembaca tentang teknik konversi energi khususnya mengenai konversi energi

gelombang laut menjadi energi listrik.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Potensi Konversi Energi 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 adalah

Inggris. Berdasarkan hasil pengamatan yang ada, deretan ombak (gelombang) yang terdapat di

sekitar pantai Selandia Baru dengan 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 di laut selatan 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 ke daratan. Berlokasi di Irlandia, sebuah negara yang terletak di salah satu tempat

dengan iklim yang mendukung terjadinya gelombang laut dengan energi yang lebih dari cukup

untuk dipanen, perusahaan tersebut memiliki lokasi yang tepat untuk melakukan riset dan

pengembangan.

Sistem pembangkit listrik tersebut terdiri dari 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. Gerakan air naik dan turun yang

seiring dengan gelombang laut menyebabkan udara mengalir melalui saluran menuju turbin.

Turbin tersebut didesain untuk bisa bekerja dengan generator putaran dua 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 bersentuhan dengan air laut.

Dengan sistem yang dimilikinya, pembangkit listrik tersebut bisa memanfaatkan efisiensi

optimal dari energi gelombang dengan meminimalisir gelombang-gelombang yang 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 Energi Gelombang Menjadi Listrik

Ada tiga cara membangkitkan listrik dengan tenaga ombak :

Energi gelombang

Energi kinetik yang ada pada gelombang laut digunakan untuk menggerakkan 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 PLTA biasa. Agar bekerja optimal, kita

membutuhkan gelombang pasang yang besar. dibutuhkan perbedaan kira-kira 16 kaki antara

gelombang pasang dan gelombang surut. Hanya ada beberapa tempat yang 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)

Cara lain untuk membangkitkan listrik dengan ombak adalah dengan memanfaatkan

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 yang lebih tinggi pada permukaan laut disebabkan sinar matahari memanasi

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.

Pembangkit listrik bisa dibangun dengan memanfaatkan perbedaan suhu untuk

menghasilkan energi. Perbedaan suhu yang diperlukan sekurang-kurangnya 380 fahrenheit antara

suhu permukaan dan suhu bawah laut untuk keperluan ini.Cara ini dinamakan Ocean Thermal

Energy Conversion atau OTEC. Cara ini telah digunakan di Jepang dan Hawaii dalam 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 sistem-sistem 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 dapat mencapai harga 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

rotasional pelampung. Alat ini dapat ditambatkan pada sebuah rakit yang

mengambang atau alat yang tertambat di dasar laut.

2. Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column).

Alat ini membangkitkan listrik dari naik turunnya air akibat gelombang

dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini akan

mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas pipa dan

menggerakkan turbin.

3. Wave Surge atau Focusing Devices.

Peralatan ini biasa juga disebut sebagai tapered channel atau kanal

meruncing atau sistem tapchan, dipasang pada sebuah struktur kanal yang

dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang, membawanya ke

dalam kolam penampung yang ditinggikan. Air yang mengalir keluar dari kolam

penampung ini yang digunakan untuk membangkitkan listrik dengan

menggunakan teknologi 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 gelombang yang menerpa corong yang menghadap ke lautan;

gerakan ini mengalirkan udara melalui pipa dan masuk ke putaran roda air

(turbin) 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 Amerika Serikat. John Bell, Direktur Keuangan

Energetech yang mengembangkan stasiun tersebut, mengatakan bahwa ”Energi

gelombang merupakan sumber energi yang tiada habisnya dibandingkan sumber

energi alam lainnya. Gelombang selalu ada dan tidak hilang seperti matahari dan

angin.”

Gambar 2. Permanent Magnet Linear Buoy

Peneliti Universitas Oregon mempublikasikan temuan teknologi

terbarunya yang diberi nama Permanent Magnet Linear Buoy. Diberi nama buoy

karena memang pada prinsip dasarnya, teknologi terbaru tersebut dipasang untuk

memanfaatkan gelombang laut di permukaan. Berbeda dengan buoy 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

Bentuknya silindris dengan perangkat penghasil listrik pada bagian

dalamnya. Buoy diapungkan di permukaan laut dengan posisi sebagian tenggelam

dan sebagian lagi mengapung. Kuncinya, terdapat pada perangkat elektrik yang

berupa koil (kumparan yang mengelilingi batang magnet di dalam buoy). Saat

ombak mencapai pelampung, maka pelampung akan bergerak naik dan turun

secara relatif terhadap batang magnet sehingga bisa menimbukan beda potensial

dan listrik dibangkitkan.Tentu saja agar dapat bergerak koil tersebut ditempelkan

pada pelampung yang 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 dengan gelombang yang lebih besar akan

menghasilkan listrik dengan tegangan yang lebih tinggi. Berdasarkan hasil

penelitian Universitas Oregon, setiap pelampung mampu menghasilkan daya

sebesar 250 kilowatt.

Ada beberapa pilihan untuk menghasilkan daya tersebut, ujar Jouanne.

Penjelasan di atas menggunakan teknik koil yang bergerak naik turun, tetapi bisa

juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik turun. Pilihan kedua

dengan menggunakan pelampung, penempatan koil dan batang magnet bisa juga

ditempatkan di dasar atau di permukaan laut. Jouanne menuturkan, teknologi

yang ditawarkannya tersebut memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan

teknologi laut.

Ketersediaan teknologi ini mencapai 90 persen dan kerapatan energi yang

dihasilkannya lebih tinggi,katanya. Mesin sendiri juga dapat dirakit dan

digunakan dalam skala kecil maupun besar tergantung pada energi yang

dibutuhkan. Potensi penggunaan energi pun bisa diterapkan di banyak negara

terutama yang memiliki kawasan pantai. Dibandingkan dengan energi angin atau

matahari, energi 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. Peneliti percaya jika hasil penelitian tersebut benar-

benar dioptimalkan di sepanjang pantai, seluruh energi listrik di dunia sudah bisa

terpenuhi. Jumlah ini ditaksir hanya mengambil 0,2 persen energi pantai, kata

Alan. Keyakinanya 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 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 besar juga tidak mengganggu pelayaran. Rata-rata dengan besar

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 Kekurangan Teknik Konversi Energi Gelombang Menjadi Listrik

Kelebihan:

1. Energi ombak adalah energi yang bisa didapat setiap hari, tidak akan pernah

habis.

2. Tidak menimbulkan polusi karena tidak ada limbahnya.

3. Mudah untuk mengkonversi energi listrik dari energi mekanik pada ombak.

4. Keuntungan penggunaan energi arus laut adalah selain ramah lingkungan,

energi ini juga mempunyai intensitas energi kinetik yang besar 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 kecil dibandingkan dengan turbin angin.

5. Keuntungan lainnya adalah tidak perlu perancangan struktur yang

kekuatannya berlebihan seperti turbin angin yang dirancang dengan

memperhitungkan adanya angin topan karena kondisi fisik pada kedalaman

tertentu cenderung tenang dan dapat diperkirakan.

Kekurangan:

1. Diperlukan alat khusus yang memerlukan teknologi tinggi, sehingga tenaga

ahli sangat diperlukan.

2. Output dari pembangkit listrik tenaga pasang surut mengikuti grafik

sinusoidal sesuai dengan respons pasang surut akibat gerakan interaksi Bumi-

Bulan-Matahari.

3. Biaya instalasi dan pemeliharaannya yang cukup besar.

4. Tantangan teknis tersendiri untuk para insinyur dalam desain sistem turbin,

sistem roda gigi, dan sistem generator yang dapat bekerja secara terus-

menerus selama lebih kurang lima tahun.

5. Menggunakan pasang surut gelombang sebagai pembangkit energi listrik, bisa

mengakibatkan rotasi bumi melambat 24 jam tiap 2000 tahun.

D. Konversi Energi Gelombang di Indonesia

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 gelombang yang

tidak dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat karena keberadaan energi gelombang

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

sumber-sumber energi alternatif yang ramah lingkungan serta terbarukan. Berdasarkan

tempatnya, ada dua sumber energi alternatif, yakni sumber energi alternatif yang berasal

dari daratan dan sumber energi yang berasal dari laut. Untuk Jawa yang padat

penduduknya, pembangunan fasilitas pembangkit listrik dengan energi alternatif yang

berasal dari 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 daerah pelayaran atau penangkapan ikan.

Gelombang laut sangat potensial 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 Dinamika Pantai BPPT

beberapa tahun yang lalu sudah melakukan kajian Hybrid Power Energy dengan

mendisain dan 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 disain dan pembangunan 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 yang disesuaikan dengan pendanaan yang tersedia, pemerintah ataupun 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 tergantung pada pergantian dan perubahan musim, ujarnya. Fenomena 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

gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Pada dasarnya pergerakan 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 matahari yang berbeda di kedua titik tersebut. Mengingat sifat tersebut maka 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 pada hari yang berbeda. Meskipun demikian secara statistik dapat

ditentukan ketinggian signifikan gelombang laut pada satu titik lokasi tertentu.Bila 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 dikali waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah

gelombang laut. Berdasarkan perhitungan ini dapat diprediksikan berbagai potensi energi

dari gelombang laut di 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 mengkonversi energi gelombang laut masih terus dilakukan, saat ini,

ada beberapa 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, gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran

runcing yang berujung pada sebuah bak penampung yang diletakkan pada sebuah

ketinggian tertentu (lihat gambar a). Air laut yang berada dalam bak penampung

dikembalikan ke laut melalui saluran yang terhubung dengan turbin generator penghasil

energi listrik. Adanya bak penampung memungkinkan aliran air penggerak turbin dapat

beroperasi terus menerus dengan kondisi gelombang laut yang berubah-ubah. Teknologi

ini tetap memerlukan bantuan mekanisme pasang surut dan pilihan topografi garis pantai

yang tepat. Teknologi ini telah dikembangkan sejak tahun 1985.

Alternatif teknologi pembangkit tenaga gelombang laut yang lebih banyak

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. Kolom

air yang berosilasi (Oscillating Water Column). Alat ini membangkitkan listrik dari naik

turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik

turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas

pipa dan menggerakkan turbin.

Tujuan didirikannya PLTO ini adalah untuk memberikan model sumber energi

alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah perairan pantai

Indonesia. Model ini menunjukan tingkat efisiensi energi yang dihasilkan dan parameter-

parameter minimal hiroosenografi yang layak, baik itu secara teknis maupun ekonomis

untuk melakukan konversi energi.

Gambar 4. Prinsip kerja 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 kebisingan, akan tetapi karena aliran ombak sudah cukup bising

umumnya ini tidak menjadi masalah besar.

F. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut.

Cara kerjanya adalah sebagai berikut. Apabila muka air laut (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 setengah

tinggi air pasang 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 turbin generator tidak bekerja pada keadaan tersebut katup simpang

(bypass 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 maupun katup saluran turbin ditutup. Pada keadaan tersebut tinggi

muka air dalam waduk tetap konstan sedangkan inggi muk air laut terus surut. Apabila

pebedaan tinggi antara permukaan air laut dan 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 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 tenaga pasang surut biasanya

dibuat dengan waduk berukuran besar supaya dapat dibuat secara ekonomis dengan

menghasilkan 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 membangkitkan daya pada waktu pasang dan pada waktu surut. Hal ini 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 turbin paling cocok digunakan adalah jenis turbin dua arah yaitu turbin

air jenis “bulb” yang gambarnya seperti dibawah ini.

Gambar 7. Bulb 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 daya pada waktu pasang dan pada waktu 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 pada saat 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 air jatuh relatif sangat kecil (maksimal 11meter) bila dibandingkan dengan

instalasi-instalasi hidro lainnya.

Kesimpulan

1. Ada tiga cara membangkitkan listrik dengan tenaga ombak :

a. Energi gelombang

b. Pasang surut

c. Memanfaatkan perbedaan temperatur air laut (Ocean Thermal Energy).

2. Ada 3 cara untuk menangkap energi gelombang, yaitu:

a. Dengan pelampung

b. Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column).

c. Wave Surge atau Focusing Devices.

3. Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (PLTO):

Dalam PLTO masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan tertentu (khusus)

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 dan Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang 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 ke-

2. UI Press. Jakarta. 1995.

Link situs : http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/197407162001121-

HASBULLAH/ENERGI_DAN_KONVERSI/MATERI_ENERGI_DAN_KONVERSI/

ENERGI_SAMUDERA.pdf

Tanggal mengunduh 23 Oktober 2011, jam 19. 36 WIB

(note:

- spasi antar paragraf terlalu lebar

- Korelasi antar paragraf tidak fokus

- Sebaiknya penyusunan paragraf dikonstruksi atau disesuaikan dengan kebutuhan

kerangka pikir yang akan disampaikan, tidak hanya sekedar menyalin atau

menterjemahkan keseluruhan paragraf dari sumber (makalah, artikel dll).

- Sebagai contoh ketika menjelaskan teknik konversi energi gelombang maka fokus

kerangka pemikiran adalah pada teknik konversinya misal : jenis teknik konversi,

penjelasan umum teknik konversi tersebut, penjelasan detil bisa dilengkapi gambar

untuk tiap teknik, kelebihan dan kekurangan masing2 teknik dsb disajikan secara

sistematik.

- Sistematika penulisan diperbaiki

- Numbering diperbaiki termasuk penamaan dan penomoran gambar

- Kesimpulan : disimpulkan dari pembahasan tidak hanya sekedar menyalin apa yang

ada dalam pembahasan.

- Daftar pustaka dilengkapi, Setiap sitasi referensi harus dicantumkan di daftar pustaka

-