PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA OMBAK(PLT OMBAK)

Oleh :

Kelompok 12

Muh. Setyo W (101910201050)

Bryan Hidayat S (101910201046)

Awaludin Choliq A (101910201058)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JEMBER2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Alloh SWT yang telah memberikan hidayah dan inayah-Nya

bagi kami melalui ilmu-Nya Yang Maha Luas dan Tak Terkira sehingga kami bisa menulis

sedikit ilmu-Nya dalam makalah ini. Kami bersyukur bahwa makalah kami tentang

Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang laut ini telah kami selesaikan tepat waktu.Tak lupa

kami ucapkan terima kasih pada orang tua dan teman-teman kami yang selalu memberikan

semangat dan dukungan selama ini. Akhirnya kami berharap makalah ini dapat memberikan

dampak positif yang tidak ada hentinya. Tak henti untuk dikoreksi, tak henti melahirkan

inovasi dan memotivasi orang lain untuk memberikan manfaat dari kami. Amin.

Jember, April 2011

Penulis

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Untuk bisa melangsungkan hidupnya, manusia harus berusaha memanfaatkan sumber

daya hayati yang ada di bumi ini dengan sebaik-baiknya. Akan tetapi penggunaan tersebut

haruslah mempunyai tujuan yang positif yang nantinya tidak akan membahayakan manusia itu

sendiri.

Energi gelombang laut adalah satu potensi laut dan samudra yang belum banyak

diketahui masyarakat umum adalah potensi energi laut dan samudra untuk menghasilkan

listrik. Negara yang melakukan penelitian dan pengembangan potensi energi samudra untuk

menghasilkan listrik adalah Inggris, Francis dan Jepang.

Secara umum, potensi energi samudra 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. Meskipun pemanfaatan energi jenis ini di Indonesia masih

memerlukan berbagai penelitian mendalam, tetapi secara sederhana dapat dilihat bahwa

probabilitas menemukan dan memanfaatkan potensi energi gelombang laut dan energi panas

laut lebih besar dari energi pasang surut.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun masalah-masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah :

1. Apa itu PLT Gelombang Laut?

2. Bagaimana prisip kerja PLT Gelombang Laut?

3. Apa keuntungan dan kendala dalam menggunakan PLT Gelombang Laut?

1.3 Tujuan

1. Mengetahui tentang PLT Gelombang Laut lebih lanjut

2. Mengetahui Prinsip kerja dan bagaimana cara PLT Gelombang Laut bekerja

3. Mengetahui keuntungan dan kendala yang dihadapi dalam menggunakan PLT

Gelombang Laut

BAB IIPEMBAHASAN

Sejarah PLT Gelombang Laut

Pada tahun 1799 di Paris, tercatat atas nama Girad yg bersama putranya

mengembangkan tenaga gelombang menjadi listrik .  Setelah itu ada Yosihio Masuda pada

tahun 1940an yang mengembangkan berbagai eksperimen di lautan untuk merubah energi

gelombang. Saat terjadi krisis minyak tahun 1974 , sejumlah peneliti mulai mengembangkan

lagi potensi gelombang laut ini diantaranya Profesor Stephen Salter dari University of

Edinburgh, Skotlandia, yang mengembangkan Salter’s Duck,  sebuah perangkat sederhana yg

mampu merubah energi gelombang menjadi listrik . Setelah harga minyak kembali stabil,

peneliti banyak yang menghentikan penelitian nya terhadap gelombang laut, tapi sekarang

dengan isu perubahan iklim yg beredar, disertai dengan mulai menipisnya sumber-sumber

energi dari sektor migas, mulai banyak yang bergerak di bidang ini.

Di Indonesia sendiri sudah mulai banyak para peneliti maupun mahasiswa yang

mengembangkan device pengubah gelombang menjadi listrik ini, baik dalam skala alat yang

besar maupun yang sederhana.

Prinsip Kerja PLT Gelombang Laut

Secara umum, sistem kerja pembangkit listrik tenaga gelombang laut sangat

sederhana. Sebuah tabung beton dipasang pada ketinggian tertentu di pantai dan ujungnya

dipasang di bawah permukaan air laut. Ketika ada ombak yang datang ke pantai, air dalam

tabung beton tersebut mendorong udara di bagian tabung yang terletak di darat. Gerakan yang

sebaliknya terjadi saat ombat surut. Gerakan udara yang berbolak-balik inilah yang

dimanfaatkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan sebuah pembangkit listrik.

Terdapat alat khusus yang dipasang pada turbin sehingga turbin berputar hanya pada satu arah

walaupun arus udara dalam tabung beton bergerak dalam 2 arah.

Ada dua cara mengkonversikan energi gelombang laut menjadi energi listrik, yaitu

dengan sistem off-Shore ( lepas pantai) dan On-shore (Pantai)

1. Off-Shore (Lepas Pantai)

Sistem off-shore dirancang pada kedalaman 40 meter dengan mekanisme

kumparan yang memanfaatkan pergerakan gelombang untuk memompa energi. Listrik

dihasilkan dari gerakan relatif antara pembungkus luar (external hull) dan bandul

dalam (internal pendulum). Naik-turunnya pipa pengapung di permukaan yang

mengikuti gerakan gelombang berpengaruh pada pipa penghubung yang selanjutnya

menggerakkan rotasi turbin bawah laut. Cara lain untuk menangkap energi gelombang

laut dengan sistem off-shore adalah dengan membangun sistem tabung dan

memanfaatkan gerak gelombang yang masuk ke dalam ruang bawah pelampung

sehingga timbul perpindahan udara ke bagian atas pelampung. Gerakan perpindahan

udara inilah yang menggerakkan turbin.

2. On-Shore (Pantai)

Sedangkan pada sistem on-shore, ada 3 metode yang dapat digunakan, yaitu

channel system, float system, dan oscillating water column system. Secara umum,

pada prinsipnya, energi mekanik yang tercipta dari sistem-sistem ini mengaktifkan

generator secara langsung dengan mentransfer gelombang fluida (air atau udara

penggerak) yang kemudian mengaktifkan turbin generator.

a) Float System

Alat ini akan membangkitkan listrik dari hasil gerakan vertikal dan rotasional

pelampung dan dapat ditambatkan pada untaian rakit yang mengambang atau

alat yang tertambat di dasar laut dan dihubungkan dengan engsel Cockerell.

Gerakan pelampung ini menimbulkan tekanan hidrolik yang kemudian diubah

menjadi listrik. Menurut penelitian, deretan rakit sepanjang 1000 km akan

mampu membangkitkan energi listrik yang setara dengan 25000 MW.

b) Oscillating Water Column System

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. Sederhananya, 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.

a) Channel System (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 dan menyalurkannya melalui

saluran ke dalam bangunan penjebak seperti kolam buatan (lagoon) yang

ditinggikan. Air yang mengalir keluar dari kolam penampung ini yang

digunakan untuk membangkitkan listrik dengan menggunakan teknologi

standar hydropower.

TAPCHAN:

TAPCHAN adalah suatu singkatan untuk saluran yang diruncingkan dan telah dirancang dan

diterapkan oleh peneliti orang Norwegia pada tahun 1985 . Lokasi yang menghadap samudra

dan dikelilingi oleh dinding beton tinggi adalah suatu bentuk setengah bola pada sisi masing-

masing ( gambar 3 ). Air masuk kepada struktur adalah suatu nilai/kelas sedikit

[sebagai/ketika] didekati dari pantai dengan suatu reservoir pada sisi yang jauh. Saluran yang

sangat lebar/luas terdekat ke laut dan meruncingkan bagi suatu lebar lebih kecil ketika

mendekati reservoir.

Ketika reservoir mengisi air yang mendesak ke arah saluran reservoir, yaitu suatu turbin yang

memondokkan. Turbin Pemintalan menghasilkan listrik, yang mana adalah sangat serupa

dengan suatu pembangkit tenaga listrik listrik tenaga air. Susunan ini memerlukan yang

sempurna rata-rata tenaga getaran dalam rangka mempunyai cukup kekuatan untuk

mendorong kebanyakan dari air ke dalam reservoir. Lagipula perubahan yang pasang surut

dapat tidak ada lagi 1m dari tinggi ke air surut untuk memastikan bahwa korset reservoir itu

penuh.

Turbin baik :

Salah satu permasalahan yang paling besar yang menyertakan generasi tenaga gelombang

adalah fakta keadaan laut yang sederhana adalah suatu unsur yang sangat bersifat

menghancurkan, terutama ketika dalam hubungan dengan bagian mekanis untuk menentukan

jangka waktu. Ini telah dipecahkan di dalam  disain OWC dengan penggunaan udara dipaksa

sebagai ganti seawater untuk memutar generator. Masalah yang berikutnya ditemui  yaitu

usaha untuk menggunakan kedua arus udara yang disajikan oleh OWC. Turbin baik  telah

dirancang oleh Alan Well pada tahun  1980. Pumpun primernya adalah untuk kembangkan

suatu turbin yang bisa menerima dua jalan/cara searah yang mengalir hanya memutar satu

arah, dengan mengabaikan arah air atau airflow. Seperti ditunjukkan gambar 2-b, perancangan

mata pisau diri mereka adalah inovasi turbin baik.

Mata pisau adalah serupa untuk suatu kerjang udara kalau tidak mereka adalah simetris

tentang poros yang horisontal, yang secara khas kerjang udara adalah berbentuk lonjong

dalam keadaan dan tidak simetris. Suatu kerjang udara hanya menggunakan dan  mengangkat

kekuatan menyajikan, sedang turbin baik  menggunakan itu untuk mengangkat dan kakas

seret untuk memperoleh suatu yang self-rectifing yang  searah perputaran generator. Ketika

angkasa pindah ke hal positif atau hal negatif yang arah mata pisau berputar ke arah yang

sama

Kelemahan pada  jenis ini adalah kerugian aerodinamika yang terjadi. Kebanyakan turbin

beroperasi pada 85% dan di atas untuk efisiensi tetapi turbin baik  hanya beroperasi pada 80%

efisiensi . Lagipula ketika ukuran ombak adalah yang terlalu kecil turbin benar-benar

melepaskan tenaga generator untuk tinggal pada beroperasi kecepatan. Selama kondisi-

kondisi badai ketika angkasa percepatan menjadi ekstrim dan pergolakan kembangkan di

sekitar mata pisau dan efisiensi secara dramatis berkurang. Pada intinya beroperasi toleransi

untuk kondisi-kondisi gelombang adalah sangat sempit.

Teknik Pengukuran, Instrumentasi dan Kontrol

Prediksi daya yang dapat dibangkitkan melalui tenaga ombak dilakukan dengan

memanfaatkan data angin. Angin yang bertiup di permukaan laut merupakan faktor utama

penyebab timbulnya gelombang laut. Angin yang berhembus di atas permukaan air akan

memindahkan energinya ke air. Semakin lama dan semakin kuat angin berhembus, semakin

besar gelombang yang terbentuk. Menurut teori Sverdrup, Munk dan Bretchneider (SMB)

kecepatan angin minimum yang dapat membangkitkan gelombang adalah sekitar 10 knot atau

setara dengan 5 m/det. Untuk mengkonversi tinggi dan perioda gelombang digunakan

persamaan gelombang untuk perairan dangkal (CERC,1984). Persamaan yang digunakan

adalah:

dimana :

F = panjang fetch

UA = faktor stress angin

g = percepatan gravitasi.

Sedangkan daya yang dapat dibangkitkan dari energi gelombang dihitung dengan

menggunakan persamaan daya gelombang, yaitu:

dimana :

P = daya (kW/m panjang gelombang)

H = tinggi gelombang (m)

S = perioda (detik)

Tz = zero crossing period.

Daya yang terkandung dalam ombak juga dirumuskan oleh K. Hulls dalam bentuk

sebagai berikut:

dimana :

P = daya

b = berat jenis air laut

g = percepatan gravitasi

T = periode gelombang

H = tinggi ombak rata-rata.

Perkembangan Teknologi

Berbagai macam riset dan teknologi telah diterapkan oleh beberapa lembaga dan perusahaan

untuk mengembangkan madel baru bagi sistem konversi energi tenaga ombak ini sehingga

dapat menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi. Beberapa contoh perusahaan tersebut adalah:

1. Renewable Energy HoldingsMemiliki ide untuk menghasilkan listrik dari tenaga ombak menggunakan

peralatan yang dipasang di dasar laut dekat tepi pantai sedikit mirip dengan Pelamis.

Prinsipnya menggunakan gerakan naik turun dari ombak untuk menggerakkan piston

yang bergerak naik turun pula di dalam sebuah silinder. Gerakan dari piston tersebut

selanjutnya digunakan untuk mendorong air laut guna memutar turbin.

2. SRI InternationalMenggunakan konsep pemakaian sejenis plastik khusus bernama elastomer

dielektrik yang bereaksi terhadap listrik. Ketika listrik dialirkan melalui elastomer

tersebut, elastomer akan meregang dan terkompresi bergantian. Sebaliknya jika

elastomer tersebut dikompresi atau diregangkan, maka energi listrik pun timbul.

Berdasarkan konsep tersebut idenya ialah menghubungkan sebuah pelampung dengan

elastomer yang terikat di dasar laut. Ketika pelampung diombang-ambingkan oleh

ombak, maka regangan maupun tahanan yang dialami elastomer akan menghasilkan

listrik.

3. BioPower System

Mengembangkan inovasi sirip-ekor-ikan-hiu buatan dan rumput laut mekanik

untuk menangkap energi dari ombak. Idenya bermula dari pemikiran sederhana bahwa

sistem yang berfungsi paling baik di laut tentunya adalah sistem yang telah ada disana

selama beribu-ribu tahun lamanya. Ketika arus ombak menggoyang sirip ekor

mekanik dari samping ke samping sebuah kotak gir akan mengubah gerakan osilasi

tersebut menjadi gerakan searah yang menggerakkan sebuah generator magnetik.

Rumput laut mekaniknya pun bekerja dengan cara yang sama, yaitu dengan

menangkap arus ombak di permukaan laut dan menggunakan generator yang serupa

untuk merubah pergerakan laut menjadi listrik.

4. Ocean Power DeliveryPerusahaan ini mendesain tabung-tabung yang sekilas terlihat seperti ular

mengambang di permukaan laut (dengan sebutan Pelamis) sebagai penghasil listrik.

Setiap tabung memiliki panjang sekitar 122 meter dan terbagi menjadi empat segmen.

Setiap ombak yang melalui alat ini akan menyebabkan tabung silinder tersebut

bergerak secara vertikal maupun lateral. Gerakan yang ditimbulkan akan mendorong

piston diantara tiap sambungan segmen yang selanjutnya memompa cairan hidrolik

bertekanan melalui sebuah motor untuk menggerakkan generator listrik. Supaya tidak

ikut terbawa arus, setiap tabung ditahan di dasar laut menggunakan jangkar khusus.

Kiri: Pelamis Wave Energy Converters dari Ocean Power Delivery. Tengah: Rumput laut mekanik yang disebut juga Biowave. Kanan: Sirip ekor ikan hiu buatan yang disebut Biostream.

Estimasi Biaya

Meskipun biaya operasional pembangkit listrik tenaga ombak sangat rendah, namun

untuk membangun instalasi pembangkit ini diperlukan dana yang besar. Apalagi instalasi

pembangkit ini terletak di tengah laut, sehingga diperlukan biaya yang lebih besar untuk

menjamin safety dan endurability-nya. Berikut adalah estimasi biaya yang dibutuhkan untuk

membangun sebuah instalasi pembangkit listrik dengan memanfaatkan gelombang laut.

Potensi di Dunia

Gelombang laut memiliki potensi yang sangat besar sebagai sumber energi. Ombak di

perairan dalam dapat menghasilkan daya sebesar 1 hingga 10 terrawatt. Lokasi yang sangat

potensial untuk menjadi tempat pengembangan pembangkit listrik tenaga gelombang laut

adalah wilayah laut bagian barat Eropa, pantai utara Inggris, dan sepanjang garis pantai

Samudera Pasifik di Afrika Selatan, Amerika Selatan, Australia, dan Selandia Baru.

Pengembangan instalasi pembangkit energi listrik dengan memanfaatkan energi gelombang

dan pasang surut telah dilakukan hingga mencapai tingkat komersil di beberapa negara,

seperti Skotlandia dan Portugal untuk energi gelombang, dan Perancis dan Amerika Serikat

untuk energi pasang surut.

Potensi di Indonesia dan Hambatan Pengembangan dan Aplikasi di

Indonesia

Indonesia, sebagai negara kepulauan dengan wilayah perairan yang luas, sebenarnya

memiliki banyak lokasi yang potensial untuk dibangun sistem pembangkit listrik tenaga

ombak karena laut-laut di Indonesia memiliki arus yang kuat dan ombak yang cukup besar,

terutama di tempat-tempat yang menghadap ke Samudera Hindia dan Samudera Pasifik. Laut

Indonesia adalah satu-satunya jalur yang mempertemukan massa air Samudera Pasifik dengan

Samudera Hindia, dan tiap detiknya jalur ini dilewati oleh kurang lebih 15 juta meter kubik

air laut. Indonesia juga merupakan negara dengan garis pantai terpanjang kedua di dunia.

Seorang warga negara Indonesia bernama Zamrisyaf telah menemukan sistem listrik tenaga

gelombang laut dengan metode bandulan dan dan bahkan telah mematenkannya. Sayangnya,

pemerintah Indonesia belum mengkaji potensi ini lebih dalam dan mengembangkannya secara

maksimal. Percobaan pengembangan instalasi untuk memanfaatkan energi gelombang dengan

sistem Oscillating Water Column pernah dilakukan di pantai Baron, Yogyakarta, namun

hingga saat ini belum menunjukkan hasil yang memuaskan.

Ada beberapa faktor yang menjadi kendala dalam pengembangan pembangkit listrik

tenaga gelombang laut di Indonesia. Pembangkit listrik tenaga gelombang laut ini akan

dihubungkan dengan jaringan bawah laut ke konsumen sehingga perlu biaya yang mahal

untuk perawatan dan biaya instalasi. Air laut dapat mempercepat terjadinya korosi pada

peralatan, dan kekuatan arus yang besar dan ketidakkontinuan gelombang laut disebabkan

terjadinya perputaran atau biasa disebut juga arus putar pun cenderung merusak peralatan.

Outputnya mengikuti grafik sinusoidal sesuai dengan respon pasang surut akibat gerakan

interaksi Bumi-Bulan-Matahari. Pada saat pasang purnama, kecepatan arus akan sangat deras,

sedangkan saat pasang perbani, kecepatan arus akan berkurang kira-kira setengah dari pasang

purnama.

Teknologi ini tergolong baru dan hanya dikuasai beberapa negara sehingga diperlukan

pendanaan yang besar dalam pengembangannya di Indonesia. Hal ini terkait kondisi sumber

arus Indonesia yang spesifik dan tidak dapat disamakan dengan negara-negara yang telah

berhasil mengembangkan teknologi ini sehingga diperlukan penelitian yang lebih mendalam

baik dalam hal perancangan alat ataupun penentuan tempat yang efektif untuk dibangunnya

teknologi ini dan tentu saja pendanaan untuk para ahli yang bersangkutan.

Untuk pengembangan energi alternatif yang terbarukan dibutuhkan regulasi oleh

pemerintah. Regulasi yang dibutuhkan berhubungan dengan tata niaga sumber energi dan

perangkat hukum sehingga energi alternatif dapat diperdagangkan. Ketiadaan subsidi dana

untuk riset dan produksi energi alternatif merupakan kendala serius. Hal ini berdampak

terhadap peningkatan kualitas dan pemanfaatan sumber energi alternatif belum bisa

memberikan nilai tambah yang besar. Selain itu juga kurangnya dukungan kelembagaan,

dukungan fiskal dan moneter serta dukungan ketentuan peraturan perundang-undangan.

BAB IIIPENUTUP

Kelebihan dan kekurangan

Pembangkit listrik tenaga ombak ini memiliki banyak keunggulan dibandingkan

pembangkit listrik lainnya. Sumber energi pembangkit listrik, yaitu gelombang laut, dapat

diperoleh secara gratis sehingga biaya operasinya cenderung lebih rendah daripada

pembangkit lainnya. Pembangkit ini tidak membutuhkan bahan bakar sehingga tidak

menghasilkan limbah yang membahayakan lingkungan. Kapasitas energi yang dihasilkan jauh

lebih besar daripada pembangkit tenaga angin. Energi yang dihasilkan oleh arus air 12 mph

sebanding dengan energi yang dihasilkan oleh angin dengan kecepatan 110 mph. Produksi

listrik juga relatif lebih stabil dan dapat diprediksi karena intensitas dan kondisi ombak di laut

dapat diperkirakan sejak jauh-jauh hari.

Di samping keunggulannya, sistem ini juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu

ketergantungannya pada ombak, sehingga hanya dapat mensuplai energi selama lebih kurang

10 jam setiap harinya ketika ada pergerakan ombak masuk ataupun keluar, dan jika ombaknya

kecil maka energi yang dihasilkan juga akan kecil. Namun kekurangannya yang paling utama

adalah sangat sulitnya menemukan lokasi yang tepat untuk dibangun pembangkit listrik,

karena untuk dibangun instalasi pembangkit listrik tenaga gelombang laut, tempat tersebut

harus memiliki ombak yang kuat dan muncul secara konsisten.

Daftar Pustaka

Energi Dapat diperbaharui [adalah] suatu Ikhtisar, Maret 2001 http://www.nrel.gov/docs/fy01osti/27955.pdf

J. Falnes, ” Ombak Samudra dan Sistem Bergerak kesana kemari, Interaksi Linier Yang mencakup Wave-Energy [Pengambilan/Penyaringan]“, Cambridge Universitas Tekan,

2002.

Tenaga Getaran, 2001 http://www.floatinc.com/Wave%20Energy.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Wave_power