1

Abstrak— Energi gelombang laut merupakan salah satu energi alternatif yang dapat digunakan untuk mengurangi ketergantungan manusia terhadap sumber energi. Gelombang laut merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang sangat berpotensi untuk dikembangkan di daerah kepulauan seperti Kepulauan Riau. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang_Laut-Sistem Bandulan (PLTGL-SB) merupakan salah satu alat konversi gelombang menjadi listrik. Pada tugas akhir ini, dilakukan studi kelayakan teknis untuk penempatan Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut-Sistem Bandulan (PLTGL-SB) di Kepulauan Riau. Dari hasil analisa dapat dihitung potensi energi gelombang di lima titik lokasi yang sudah dipilih. Hasil perhitungan potensi energi gelombang untuk masing-masing titik yaitu, titik 1 (Bintan) = 4.01 kW/m, titik 2 (Bintan) = 5.87 kW/m, titik 3 = 7.13 kW/m, titik 4 = 6.06 KW/m dan titik 5 = 9.87 kW/m. Berdasarkan analisa kelayakan lokasi dengan kosep desain, daerah yang paling cocok ditempatkan untuk PLTGL-SB adalah titik 5 yang berada di wilayah Natuna, dengan PLTGL-SB ponton segi delapan dan PLTGL-SB produksi Neptune.

Kata Kunci—Energi, gelombang, listrik, PLTGL-SB.

I. PENDAHULUANengan pertumbuhan jumlah penduduk dan perkembangan teknologi yang semakin meningkat

membuat manusia menjadi semakin tergantung pada sumber energi. Hal ini yang menyebabkan terjadinya krisis energi di dunia dan membuat para ahli berfikir untuk menemukan energi terbarukan agar tidak tergantung lagi dengan energi fosil. Selain persediaannya yang semakin menipis dan tidak ramah lingkungan, energi fosil juga memerlukan waktu yang lama untuk bisa menghasilkan energi tersebut kembali.

Gelombang laut merupakan salah satu energi alternatif yang dapat digunakan untuk mengurangi ketergantungan manusia terhadap sumber energi fosil yang kian hari semakin berkurang jumlahnya karena memerlukan waktu yang lama untuk bisa menghasilkan energi tersebut. Energi gelombang laut merupakan energi alternatif yang cukup menjanjikan dibandingkan dengan sumber daya energi alternatif lain seperti angin dan panas matahari (solar). [1]

Teknologi pembangkit listrik tenaga gelombang laut di Indonesia pertama kali dikembangkan pada tahun 2002 oleh Zamrisyaf (Staf Puslitbang PLN), menggunakan sistem bandul,

atau dikenal dengan istilah Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandul (PLTGL-SB). PLTGL-SB sebelumnya didesain berbentuk ponton dan di dalamnya terdapat sejumlah peralatan utama, seperti bandul, pemindah gerak bandul menjadi gerak putar, transmisi putaran, roda gila (fly wheel) dan dinamo. Setelah melakukan beberapa kali percobaan dan perubahan desain akhirnya PLTGL-SB didesaindengan bentuk segi delapan. Selain PLTGL-SB ponton segi delapan ada juga PLTGL-SB produksi Neptune dan Wello Penguin.

. Sedangkan untuk PLTGL-SB produksi Neptune alat ini memerlukan gelombang 1 m sampa 1,5 m untuk beroperasi. Kedalanman air untuk penyebaran 50-75 m Wello Penguin PLTGL-SB yang mempunyai ukuran yang besar dan bisa mengasilkan listrik 500kW/m. Tinggi gelombang yang dibutuhkan untuk beroperasi minimal 1,5 m dan dengan kedalaman minimal 30m untuk perairan yg memiliki iklim gelombang ringan

Berdasarkan survei yang dilakukan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dan Pemerintah Norwegia sejak tahun 1987, terlihat bahwa banyak daerah-daerah pantai yang berpotensi sebagai pembangkit listrik bertenaga ombak. Ombak yang bisa dianggap potensial untuk membangkitkan energi listrik adalah gelombang ini tidak pecah hingga sampai di pantai. [2].

Potensi tingkat teknologi saat ini diperkirakan bisa mengonversi per meter panjang pantai menjadi daya listrik sebesar 20-35 kW (panjang pantai Indonesia sekitar 80.000 km, yang terdiri dari sekitar 17.000 pulau, dan sekitar 9.000 pulau-pulau kecil yang tidak terjangkau arus listrik nasional, dan penduduknya hidup dari hasil laut). Dengan perkiraan potensi semacam itu, seluruh pantai di Indonesia dapat menghasilkan lebih dari 2~3 Terra Watt Ekuivalensi listrik, bahkan tidak lebih dari 1% panjang pantai Indonesia (~800 km) dapat memasok minimal ~16 GW atau sama dengan pasokan seluruh listrik di Indonesia tahun ini [3].

Kepulauan Riau merupakan salah satu daerah yang sebagian besar wilayahnya adalah lautan dan kondisi gelombangnya berpotensi untuk dijadikan listrik. Selain itu, sebagian besar

Studi Kelayakan Teknis Penempatan Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut-Sistem Bandulan (PLTGL-SB)

di Kepulauan RiauFivin Erfianti, Mukhtasor, dan Rudi Walujo Prastianto

Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: mukhtasor@oe.its.ac.id

D

2

penduduk yang tinggal di wilayah pesisir, masih banyak daerah di Kepulauan Riau yang listriknya belum mencukupi kebutuhan penduduknya

II. URAIAN PENELITIAN

A. Studi Literatur

Tahap pertama dari pengerjaan penelitian ini adalah studi literatur dan teori-teori mengenai energi gelombang laut. Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan berbagai bahan acuan dari jurnal, buku, tugas akhir dan website.

B. Pengumpulan Data

Pengumpulan data-data untuk pengerjaan penelitian ini meliputi data penduduk, batimetri, elektrifikasi dan data gelombang dari BMKG dari tahun 2004 sampai 2012. Pada penelitian ini dipilih lima titik lokasi untuk perhitungan potensi energi gelombang. Lima titik lokasi ini terletak di Bintan (Titik1 dan Titik 2), Tanjung Pinang (Titik 3 dan Titik 4) dan Natuna (Titik 5).

Gambar 1. Peta Titik-Titik lokasi penelitian

C. Melakukan pengukuran gelombang di lapangan dan pengolahan data

Pengolahan data mencakup data gelombang, data batimetri,data listrik, data penduduk. Data gelombang dibuat menjadi waverose agar terlihat daerah mana yang lebih banyak terjadi gelombang tinggi. Sedangkan pengukuran gelombang di lakukan di desa Tanjung Semokol, Kabupaten Karimun dengan menggunakan alat ADCP Nortek AWAC.

Pengukuran gelombang di lapangan dilakukan di desa Tanjung Semokol di kecamatan Moro kabupten Karimun. Pengukuran gelombang dilakukan selama 24 jam. Tetapi, dari hasil pengukuran tinggi gelombang secara langsung hasilnya sangat jauh berbeda dengan data gelombang dari BMKG.

Berikut merupakan tabel perbandingan data gelombang BMKG dengan data gelombang di lapangan.

Tabel 1. Perbandingan Tinggi gelombang signifikan antara gelombang dari data BMKG dengan data lapangan kondisi

Tanggal Jam (WIB)

Hs BMKG

(m)

Hs Pengukuran (m)

22/11/2012 17.00 0,512 0,1522/11/2012 18.00 0,512 0,24922/11/2012 19.00 0,512 0,24822/11/2012 20.00 0,512 0,24822/11/2012 21.00 0,504 0,24822/11/2012 22.00 0,504 0,24622/11/2012 23.00 0,496 0,24923/11/2012 00.00 0,496 0,10523/11/2012 01.00 0,488 0,13823/11/2012 02.00 0,488 0,16823/11/2012 03.00 0,496 0,15723/11/2012 04.00 0,496 0,10623/11/2012 05.00 0,496 0,20623/11/2012 06.00 0,496 0,19923/11/2012 07.00 0,496 0,20523/11/2012 08.00 0,496 0,1723/11/2012 09.00 0,488 0,166

Dari hasil perbandingan pengukuran gelombang di lapangan dengan data gelombang dari BMKG hasilnya tidak sesuai. Untuk nilai mana yang benar masih belum diketahui. Oleh karena itu, untuk memastikan penyebab ketidaksesuaian masih diperlukan data yang lebih komprehensif yang menunjukkan beberapa kondisi gelombang di lapangan. Oleh karena data BMKG sudah banyak dipakai oleh para ahli, maka untuk perhitungan potensi energi gelombang pada Tugas Akhir ini diasumsikan memakai data gelombang BMKG.

D. Perhitungan Potensi Energi Gelombang Laut

Untuk perhitungan potensi energi gelombang pada titik 1 sampai titik 5 dipakai rumus dari rujukan [4].P = 0.42 * Hs² * Tp [1]

10/1H = 1.27 SH [2]

pT =4

22 mm [3]

Untuk mendapatkan parameter tinggi gelombang dan periode umumnya digunakan momen spektral yang diberikan pada urutan ke-n dengan :

nm =

0

)( dSn [4]

425

2 11.3exp0081.0)(

SH

gS [5]

3

Dimana, Hs = tinggi gelombang signifikan (m)Tp = periode puncak (s)

nm = momen spectra ke n

S(ω) = densitas spektraω = frekuensi gelombang (rad/s)

E. Mencari Lokasi yang cocok untuk Penempatan PLTGL-SB

Setelah didapat potensi energi gelombang lalu dicari lokasi yang cocok berdasarkan kondisi gelombang, kondisi listrik, dan data batimetri.

F. Mencocokkan Lokasi yang sudah dipilih dengan konsep desain PLTGL-SB

Setelah di dapat lokasi yang berpotensi lalu mencocokkan lokasi dengan konsep desain PLTGL-SB dengan analisa kelayakan sebelumnya.

G. Penarikan Kesimpulan Dari Hasil Analisis

Menarik kesimpulan dari hasil yang didapat serta saran untuk pengembangan di masa depan.

III. HASIL ANALISIS DAN DISKUSI

A. Hasil Perhitungan Potensi Energi Gelombang Laut

Untuk perhitungan potensi energi gelombang laut menggunakan data gelombang dari BMKG dari Mei 2004 sampai September 2012. Hasil perhitungan untuk tiap-tiap Titik lokasi sebagai berikut:

Tabel 2. Potensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 1 (Bintan)

BulanP

(KW/m)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Januari-

5.37 5.96 5.73 4.65 6.99 4.12 3.34 4.83

february-

1.93 3.31 3.39 4.80 2.43 2.01 3.32 2.44

Maret -

2.64 1.15 1.10 3.07 1.03 3.62 3.29 2.36

April-

0.73 0.36 0.91 0.34 0.80 3.19 3.30 0.66

Mei 0.30 0.32 0.23 0.39 0.33 0.22 3.51 3.25 0.43

Juni 0.61 0.48 0.42 0.27 0.64 0.33 3.47 3.25 0.67

Juli 0.80 0.68 0.96 0.57 0.43 0.57 3.47 3.22 0.97

Agustus 0.80 0.68 1.15 0.85 0.65 0.53 3.43 3.20 0.84

September 0.66 0.71 0.74 0.54 0.51 0.43 3.42 3.17 0.58

Oktober 1.43 0.74 0.76 0.58 0.39 0.37 3.39 3.17-

November 2.28 2.22 1.11 1.96 1.79 2.46 3.38 3.13-

Desember 4.20 3.99 6.27 4.00 3.94 2.64 3.35 3.13-

Tabel 3.Potensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 2 (Bintan)

BulanP

(KW/m)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Januari - 7.72 6.21 8.63 6.99 10.79 6.23 4.87 7.26

february - 2.93 4.99 5.17 7.39 3.81 3.01 4.85 3.60

Maret - 3.84 1.75 1.65 4.54 1.53 5.32 4.82 3.62

April - 1.07 0.53 1.33 0.51 1.16 4.67 4.80 0.97

Mei 0.45 0.57 0.40 0.45 0.56 0.33 5.07 4.79 0.69

Juni 0.96 0.86 0.77 0.49 0.61 0.55 5.07 4.74 1.10

Juli 1.42 1.19 1.71 0.99 1.12 0.99 5.02 4.71 1.62

Agustus 1.71 1.24 2.05 1.51 1.17 0.92 5.01 4.67 1.62

September 1.18 1.23 1.31 0.96 0.89 0.75 4.96 4.67 1.69

Oktober 2.05 1.12 1.22 0.90 0.62 0.57 4.97 4.64 -

November 3.43 3.32 1.68 2.97 2.64 3.60 4.92 4.62 -

Desember 6.18 5.64 9.24 5.97 5.95 3.82 4.91 4.59 -

Tabel 4. Potensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 3 (Tanjung Pinang)

BulanP

(KW/m)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Januari - 9.63 7.46 10.35 8.25 13.55 7.44 5.88 8.69

february - 3.59 6.06 6.38 9.04 4.71 3.62 5.82 4.35

Maret - 4.62 2.15 1.99 5.39 1.39 6.31 5.82 4.40

April - 1.28 0.64 1.59 0.62 1.33 5.54 5.79 1.18

Mei 0.67 0.76 0.51 0.59 0.71 0.38 6.06 5.77 0.85

Juni 1.36 1.10 1.00 0.61 0.76 0.67 6.00 5.77 1.35

Juli 1.91 1.48 2.17 1.24 1.45 1.19 6.00 5.72 2.00

Agustus 2.21 1.57 2.67 1.62 1.50 1.11 6.00 5.71 1.79

September 1.59 1.51 1.59 1.14 1.08 0.94 5.94 5.71 1.21

Oktober 2.45 1.36 1.53 1.08 0.75 0.67 5.95 5.65 -

November 4.17 4.01 2.10 3.53 3.21 4.09 5.89 5.65 -

Desember 7.39 6.87 10.90 7.08 8.42 4.43 5.88 5.61 -

Tabel 5. Potensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 4 (Tanjung Pinang)

BulanP

(KW/m)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Januari - 8.36 6.51 9.01 6.96 11.50 6.35 4.99 7.34

february - 3.20 5.33 5.76 7.94 4.24 3.15 4.96 3.76

Maret - 4.04 1.94 1.77 4.65 1.63 5.36 4.96 3.87

April - 1.12 0.58 1.40 0.56 1.22 4.71 4.91 1.02

Mei 0.74 0.74 0.49 0.58 0.66 0.33 5.08 4.90 0.76

Juni 1.29 1.08 1.00 0.57 0.72 0.63 5.07 4.90 1.22

Juli 1.87 1.40 2.05 1.18 1.39 1.06 5.07 4.87 1.79

Agustus 2.07 1.50 2.56 1.87 1.44 1.00 5.06 4.85 1.66

September 1.56 1.41 1.65 1.15 1.00 0.88 5.01 4.85 1.09

Oktober 2.11 1.22 1.42 0.96 0.63 0.57 5.01 4.82 -

November 3.66 3.55 1.90 3.11 2.78 3.34 5.00 4.82 -

Desember 6.39 6.03 9.21 6.00 6.07 3.70 4.99 4.80 -

4

Tabel 6. Potensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 5 (Natuna)

BulanP

(KW/m)

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Januari - 14.15 10.44 15.92 11.54 21.22 12.14 6.44 11.60

february - 5.28 8.28 9.65 15.65 6.95 5.47 6.31 6.76

Maret - 7.98 3.07 3.53 8.66 3.00 8.90 6.18 6.55

April - 2.17 1.05 2.74 1.12 2.54 7.24 6.04 1.58

Mei 0.58 0.56 0.50 0.65 1.83 1.39 7.68 5.90 0.98

Juni 2.41 0.58 0.29 0.71 1.34 1.03 7.46 5.76 2.38

Juli 1.61 1.50 2.37 1.71 1.25 2.64 7.33 5.69 2.34

Agustus 3.02 1.95 3.43 2.04 0.86 3.25 7.15 5.53 1.92

September 0.64 1.68 2.60 1.58 2.47 2.77 7.00 5.40 1.54

Oktober 4.03 2.47 3.27 3.84 1.77 2.13 6.93 5.27 -

November 6.81 6.99 3.75 6.65 5.79 7.60 6.73 5.14 -

Desember 11.01 11.69 17.17 10.82 10.75 7.17 6.58 5.02 -

B. Analisa Kelayakan

a. KelistrikanKondisi Kelistrikan di Kabupaten Bintan dan Natuna (lokasi titik1, titik 2 dan titik 5) memang belum mengalami defisit listrik tapi berada dalam kondisi siaga, kondisi siaga berarti kebutuhan listrik memadai namun masih memerlukan listrik tambahan. Sedangakan di Tanjung Pinang (lokasi titik 2 dan 3) kondisi listriknya adalah defisit, yang berarti kebutuhan listrik tidak memadai dan masih membutuhkan listrik tambahan. Jadi melihat dari kondisi kelistrikan, di lima titik lokasi ini masih memerlukan energi listrik tambahan.

Tabel 2.Kondisi Kelistrikan di Lokasi Penelitian

Lokasi

KapasitasTerpasang

(MW)

Daya Mampu (MW)

Beban Puncak (MW)

Status

Bintan 5.46 4.35 4.05 SiagaTanjung Pinang

45.76 31.3 35.6 Defisit

Natuna 4.57 2.95 2.77 Siaga

b. Batimetri

Gambar 2. Peta Batimetri Bintan dan Tanjung Pinang

Berdasarkan dari data peta batimetri dapat diketahui lokasi Titik 1, Titik 2 dan Titik 3 memiliki kedalaman 20 m sedangkan kedalaman Titik 4 sekitar 30 m. Kedalaman Titik 5 menggunakan data primer, yaitu 60 m.

c. Kondisi gelombang Untuk melihat tinggi gelombang dominan yang terjadi dari

tahun 2004 sampai 2012. Data tinggi gelombang di olah menjadi waverose dengan menggunakan WRPLOT. Berikut merupakan hasil dari pengolahan data menggunakan WRPLOT.

Gambar 3. Waverose tinggi gelombang di Titik 1

Gambar 4. Waverose tinggi gelombang di Titik 2

5

Gambar 5. Waverose tinggi gelombang di Titik 3

Gambar 6. Waverose tinggi gelombang di Titik 4

Gambar 7. Waverose tinggi gelombang di Titik 5

Berdasarkan dari pengolahan data gelombang, dominan gelombang yang terjadi di semua titik adalah gelombang yang tingginya 1 m sampai 1,5 m.

C. Pencocokan Lokasi Dengan Kosep Desain

Ada tiga konsep desain PLTGL-SB yang akan dicocokkan dengan tiap-tiap lokasi.

a. PLTGL-SB ponton segidelapanPLTGL-SB ponton segi delapan bisa bekerja denga tinggi

gelombang minimal 0,5 m. PLTGL-SB ini bisa menghasilkan listrik sebesar 1kW/m sampai 5kW/m per ponton. PLTGL-SBini memiliki ukuran lebar 3 m dan tinggi 2.5 m. Untuk masalah kedalaman laut, PLTGL-SB ini tidak memiliki nilai nominal tapi tentunya harus dua kali lebih tinggi dari tinggi alat tersebut.

Tabel 9.Penyesuaian lokasi dengan konsep desain pada PLTGL-SB

ponton segidelapan

LokasiParameter

Tinggi Gelombang Batimetri

Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5

b. PLTGL-SB produksi NeptunePLTGL-SB produksi Neptune bisa bekerja denga tinggi

gelombang minimal 1 m. PLTGL-SB ini bisa menghasilkan listrik sebesar 25kW/m sampai 75kW/m per ponton. PLTGL-SB. Kedalaman yang dibutuhkan untuk penyebran adalah 50 m sampai 75 m.

Tabel 10.Penyesuaian lokasi dengan konsep desain pada PLTGL-SB

produksi Neptune

LokasiParameter

Tinggi Gelombang Batimetri

Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5

c. PLTGL-SB Wello PenguinPLTGL-SB Wello Penguin bisa bekerja dengan tinggi

gelombang minimal 1,5 m. PLTGL-SB ini bisa menghasilkan listrik sebesar 500kW/m dan mempunya ukuran yang besar. Kedalaman yang dibutuhkan untuk penyebaran adalah 30 m untuk daerah yang mempunyai iklim gelombang ringan.

Tabel 4.11 Penyesuaian lokasi dengan konsep desain pada PLTGL-SB Wello Penguin

LokasiParameter

Tinggi Gelombang Batimetri

Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5

IV. KESIMPULAN/RINGKASAN1. Potensi energi gelombang laut yang telah dilakukan

berdasarkan data gelombang BMKG di beberapa titik lokasi, didapat potensi energi gelombang yang dihasilkan di setiap titik seperti berikut :

a. Titik 1 (Bintan) : 4.01 kW/mb. Titik 2 (Bintan) : 5.87 kW/m

6

c. Titik 3 (Tanjung Pinang) : 7.13 kW/md. Titik 4 (Tanjung Pinang) : 6.06 kW/me. Titik 5 (Natuna) : 9.97 kW/m

2. Dari hasil perhitungan ini dapat diketahui lokasi yang paling berpotensi adalah Titik 3 dan Titik 5.

3. Berdasarkan pencocokkan lokasi dengan kosep desain, lokasi yang paling banyak memenuhi kriteria konsep desain Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut-Sistem Bandulan (PLTGL-SB) adalah titik 5 yang berada di Natuna.

UCAPAN TERIMA KASIHPenulis F.E ingin menyampaikan rasa terima kasih dan

penghargaan setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. Ir. Mukhtasor, M.Sc., Ph.D. dan Bapak Dr. Eng. Rudi Walujo Prastianto, ST., MT., yang selalu memberikan bimbingan dan ilmu-ilmu yang bermanfaat selama pengerjaan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA[1] Akbar, S., 2012, Studi Optimasi Kemiringan Lambung Ponton PLTGL-

SB (Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut-Sistem Bandulan) Akibat Beban Gelombang Laut, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

[2] Puspita, Rani Ratna., 2010, Studi Perancangan Sistem Konversi Energi Laut Tipe OWC di Pantai Pengambengan, Tugas Akhir, Jurusan TeknikKelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

[3] Sarjono Eko, 2009, “Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Dikembangkan”, http://www.alpensteel.com/article/52-106-energi-laut-ombak gelombangarus/537gelombang-laut-dikaji-jadi-energi-

listrik.html diakses pada tanggal 18 September 2012.[4] EPRI, 2009, Wave Energy Forecasting Accuracy as a Function of

Forecast Time Horizon: EPRI-WP-013, October 2009