JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36

33

Rancangan dan Ujicoba Prototipe Pembangkit Listrik Pasang Surut di Sulawesi Utara

Ferry Johnny Sangari

Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Manado, Tondano 95618,Indonesia

E-mail: ferry_sangari@yahoo.com

Abstrak

Pembangkit listrik pasang surut yaitu memanfaatkan energi lautan menjadi energi listrik melalui turbin dan generator. Potensi energi potensial yang terkandung dalam perbedaan pasang dan surut air laut dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin air dan bila turbin air ini dihubungkan dengan generator dapat menjadi pembangkit listrik. Potensi energi pasang surut di Sulawesi Utara menurut hasil pengamatan dan perhitungan dalam penelitian yang dilakukan mempunyai tinggi maksimum (head) sebesar 207,676 cm yang dapat digunakan untuk perancangan pembangkit listrik pasang surut. Untuk ujicoba maka dibuat prototipe dam/bendungan menggunakan kayu dan papan dua lapis yang diisi dengan karung plastik berisi pasir dan dilengkapi dengan 2 pintu air, dimana pada pintu keluar dipasang turbin air. Prototipe turbin air yang dibuat menggunakan model turbin propeller tipe undershot dan terbuat dari bahan baja tahan karat. Hasil analisis data potensi energi listrik yang dapat dihasilkan sebesar 85,56 kilo Joule dan daya listrik sebesar 30,38 kW, yang cukup untuk digunakan oleh masyarakat di daerah pesisir pantai atau di pulau-pulau terpencil dan pulau di daerah perbatasan yang belum terjangkau listrik PLN.

Abstract

Design and Test-Drive the Prototype of Tidal Power Plant in North Sulawesi. Tidal power plant is utilizing ocean energy into electrical energy through a turbine and generator. Potential energy contained in the different ocean tide and ebb of water used to drive turbines and if this water turbine generator can be connected to electrical energy generation. Tidal energy potential in North Sulawesi, according to the observations and calculations in a study conducted has a maximum height (head) at 207.676 cm which can be used for design of tidal energy power plant. Device and making of draught prototype/barrage use the wood and board two enduing filled by plastic bag contain the sand so that form the draught whereas and provided with by the flood gate as much twice fruit that is one fruit for the entrance of and one fruit for the way out of which is in it attached by a turbine irrigate the device and making of turbine prototype irrigate to use the model of turbine of propeller of type undershot and made the than rustproof steel substance. From result analyse the data of potency of energi electrics which can be yielded by equal to 85,56 kilo of Joule and electricity of equal to 30,38kW, what is last for used by society in coastal seaboard or in remote island and island in borderland which not yet been reached by electrics PLN. Keywords: propeller model, Tidal power plant, turbine prototype 1. Pendahuluan Krisis energi adalah masalah yang sangat fundamental di Indonesia, khususnya masalah energi listrik. Energi listrik merupakan energi yang sangat diperlukan bagi manusia modern. Potensi energi pasang surut lautdapat dimanfaatkan untuk mengatasi krisis energi listrik melalui pembangunan pembangkit listrik pasang surut [1]. Pembangkit listrik pasang surut yaitu

memanfaatkan energi lautan menjadi energi listrik melalui turbin dan generator. Potensi energi potensial yang terkandung dalam perbedaan pasang dan surut air laut digunakan untuk menggerakkan turbin air dan bila turbin ini dihubungkan dengan generator dapat menjadi pembangkit listrik [2]. Pasang surut lautan adalah salah satu bentuk energi yang dapat diperbarui (renewable) dan nyata

JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36

34

keuntungannya jika dibandingkan dengan sumber energi lainnya, yang sulit diprediksi, seperti angin dan energi cahaya matahari. Berdasarkan data dari Kementerian ESDM, potensi energi terbarukan dari fenomena pasang surut air laut mencapai 240.000 MW, namun belum ada instalasi yang terpasang [3-4]. Prinsip sederhana pemanfaatan energi pasang surut adalah memakai energi kinetik untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasikan listrik adalah seperti Gambar 1 [5].

Gambar 1. Pemanfaatan Energi Pasang Surut

Persamaan untuk menghitung energi adalah [6]:

E = H x V (1) dengan: E = Energi yang dibangkitkan per siklus H = Selisih tinggi permukaan antara pasang surut V = Volume waduk Persamaan untuk menghitung daya listrik adalah: P = f Q H dengan: P = daya listrik dalam kW Q = debit air (m3) H = tinggi pasang surut terbesar (m) F = faktor efisiernsi 0,7–0,8.

2. Metode Penelitian Metode penelitian menggunakan metode survey untuk data pasang surut dan metode eksperimental untuk pengujian putaran turbin dan tegangan listrik. Data lokasi penelitian dibuat melalui pengukuran alat GPS dan dianalisis dengankomputer yang menghasilkan peta lokasi penelitian. Data pasang surut diambil melalui pengamatan dengan memasang bak ukur selama 15 hari, kemudian dimasukkan dalam program komputer untuk memperoleh tabel perhitungan dari nilai pasang tertinggi dan terendah. 3. Hasil dan Pembahasan Hasil pengukuran dan analisis data pasang surut di lokasi penelitian (Muara sungai Mangatasik) menunjukkan bahwa nilai pasang tertinggi sebesar 207,678 cm dan terendah adalah 19,207 cm. Berdasarkan hasil pengamatan dan wawancara dengan penduduk sekitar, air yang mengalir pada sungai Mangatasik bersifat kontinu artinya tidak pernah mengalami kekeringan. Dari analisis data di atas dan melalui pengukuran lebar muara 60,46 m dan jarak dam dengan bibir pantai 29,31 m, maka pada muara sungai tersebut dapat dibangun pembangkit listrik pasang surut. Rancangan dam menggunakan sistem Kaison dengan memasang buis beton yang diisi sirtu padat dan ditutup dengan campuran beton. Panjang dam 60,46 meter dengan 2 buah pintu air yang dilengkapi dengan pelimpahan banjir. Pintu air menggunakan sistem putar untuk menutup dan membuka pintu. (Gambar 2). Rancangan turbin air dipakai turbin model Propeller tipe undershot yang sesuai dengan beda tinggi yang rendah dan debit air yang sedikit. Untuk material turbin menggunakan bahan dari fiberglass atau baja tahan karat karena air yang digunakan untuk memutar turbin adalah campuran air laut dan air tawar.

Gambar 2. Rancangan Dam

JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36

35

Hasil perhitungan jumlah energi berdasarkan rancangan dam adalah 85,56 kJoule dan daya listrik adalah 30,38 kW untuk luas waduk 1800 m2. Hasil analisis jumlah energi dan daya listrik yang didapat cukup memenuhi kebutuhan daya listrik di lokasi tersebut baik bagi pengusaha ataupun bila ada masyarakat yang tinggal di sekitar lokasi. Untuk pelaksanaan uji coba pembangkit listrik dibuat prototipe dam menggunakan kayu dan papan dua lapis yang diisi dengan karung plastik berisi pasir dan dilengkapi dengan 2 pintu air, di mana pada pintu keluar dipasang turbin air yang memutar generator (Gambar 3). Prototipe turbin untuk uji coba dibuat dari pelat baja seperti Gambar 4. Dudukan turbin terbuat dari balok kayu. Turbin air yang dibuat dilengkapi dengan pulley dan belt untuk dihubungkan dengan generator. Dalam uji coba dilakukan pengukuran putaran turbin dan generator serta pengukuran tegangan dan daya listrik. Pengukuran putaran turbin adalah 15 rpm dan putaran generator adalah 355 rpm. Hasil pengukuran tegangan adalah 15 volt. Tegangan yang dihasilkan rendah karena generator yang digunakan putarannya 1500 rpm. Prototipe pembangkit untuk uji coba seperti Gambar 5.

Gambar 3. Prototype Dam

Gambar 4. Prototipe Turbin

Gambar 5. Prototipe Pembangkit

Dengan dibangunnya pembangkit listrik pasang surut dapat memberikan energi listrik bagi beberapa pengusaha yang ada di sekitar lokasi tersebut seperti PT Minahasa Lagoon yang bergerak di bidang diving dan cottage. Juga ada pengusaha restoran di sekitar lokasi yang selama ini menggunakan genset sebagai pembangkit listrik untuk memperoleh penerangan dan kebutuhan listrik lainnya. Sebagai informasi bahwa lokasi itu merupakan salah satu tempat wisata dari masyarakat Sulawesi Utara dan sekitarnya untuk tamasya dan mandi di pantai. 4. Simpulan Indonesia merupakan negara kepulauan di daerah khatulistiwa yang dikelilingi oleh sejumlah lautan dengan potensi sumberdaya energi kelautan cukup besar termasuk di Sulawesi Utara dapat dibangun pembangkit listrik pasang surut, berdasarkan data pasang surut hasil pengukuran, yaitu pasang tertinggi sebesar 207,678 cm dan terendah 19,207 cm. Energi pasang surut dapat dimanfaatkan dengan membangun waduk dengan kanal outlet/inlet yang dilengkapi dengan turbin dan generator pembangkit listrik. Waduk dikosongkan atau diisi dalam waktu satu atau kurang dari satu jam untuk mengantisipasi usainya saat puncak pasang atau puncak surut. Pembangunan waduk pembangkit listrik tenaga pasang surut seluas 1800 m2 di muara sungai Mangatasik sebagai lokasi penelitian, dapat menghasilkan energi sebesar 85,5 6 kiloJoule tiap terjadi pasang surut dan daya listrik sebesar 30,38 kW. Prototipe pembangkit listrik hasil uji coba dapat dibangun dan digunakan oleh masyarakat di daerah pesisir pantai ataupun pulau-pulau terpencil dan pulau di daerah perbatasan untuk dapat mempunyai pembangkit listrik sendiri, karena sudah dapat menghasilkan daya listrik sekitar 2–5 kWatt untuk penggunaan tenaga listrik antara 4 sampai 10 rumah tangga.

JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36

36

Keuntungan menggunakan pembangkit listrik energi pasang surut antara lain karena energi ini tidak pernah habis, tidak menimbulkan polusi, mudah untuk mengkonversi energi listrik dari energi mekanik pada ombak (pasang surut), memiliki intensitas energi kinetik yang besar dibandingkan dengan energi terbarukan yang lain, dan tidak perlu perancangan struktur yang kekuatannya berlebihan. Lampiran: Peta Lokasi Penelitian, dan Foto Pengukuran

Gambar 6. Peta Lokasi Penelitian

Gambar 7. Foto Pengukuran dengan GPS

Gambar 8. Foto Pengukuran Pasang Surut Daftar Acuan [1] A. Setiawan, Pasang Surut Laut,

http://oseanografi.blogspot.com/2005/07/pasang-surut-laut.htm, 2007.

[2] Anon., Pasang Laut, http://id.wikipedia.org/wiki/ Pasang_surut, 2011.

[3] Anon., Pemanfaatan Energi Pasang Surut, http://www.alpensteel.com/article/pengembangan-energi-terbarukan-dan-konversi.html, 2011.

[4] U. Sumotarto, Jurnal Sains dan Teknologi BPPT, 5/5 (2003) 85.

[5] G. Thicon, Pemanfaatan Energi Laut 2: Pasang Surut, http://majarimagazine.com/2008/01/energi-laut-2-pasang-surut/, 2008.

[6] A. Kadir, Energi, 2nd ed., UI Press, Jakarta, 1995, p.565.