STUDI POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG

c. GeneratorGenerator adalah suatu alat yang dipergunakan untukmengkonversi energy mekanis dari prime mover menjadienergi listrik. Generator yang umum dipergunakan dalamsistem pembangkit adalah generator asinkron. Secara garisbesar generator terbagi atas stator dan rotor.Gambar 3.3 Generator / rectifier turbin udara [4]- StatorStaror merupakan bagian dari generator yang tidakbergerak. Stator memiliki kumparan dan inti. Biasanya intistator terbuat dari lembaran-lembaran besi yang dilaminasi,kemudian diikat satu sama lain membentuk stator. Laminasidimaksudkan agar rugi akibat arus Eddy kecil. Pada statorterdapat kumparan jangkar.- RotorMerupakan bagian dari generator yang bergerak atauberputar. Ada dua jenis rotor pada generator asinkron yaitu : Rotor Dengan Kutub Menonjol (salient pole)Biasa dipakai pada mesin-mesin dengan putaran rendah ataumenengah. Kutub rotornya terbuat dari besi berlaminasi untukmengurangi arus Eddy. Untuk mesin yang besar, kumparanrotor seringkali dibuat dari kawat persegi. Rotor Dengan Kutub SilinderBiasa dipakai pada mesin dengan kecepatan tinggi. Untukputaran rendah biasanya rotor bulat ini diameternya kecil danpanjang. Kumparan rotor diatur sedemikian rupa sehinggaterdapat fluks maksimum pada suatu posisi tertentu. Rotordengan bentuk ini biasanya lebih seimbang dengan noise yangrendah. Pada rotor terdapat kumparan medan. Arus searahuntuk menghasilkan fluks pada kumparan medan dialirkan kerotor melalui cincin geser.Terdapat beberapa hal yang mendasari dalam pemilihangenerator. Pada pemakaian tegangan generator yang relatiftinggi, maka diperlukan isolasi yang tebal dan baik, hal inimenyebabkan ruangan untuk penghantar menjadi semakinsempit dan harga generator akan menjadi lebih mahal.Sedangkan pada generator dengan pemakaian tegangan lebihrendah akan menyebabkan berkurangnya jumlah lilitangulungan stator, sehingga akan membatasi dalam perencanaandan tidak ekonomis tetapi menguntungkan dalampengoperasiannya.Berdasarkan pertimbangan hal-hal tersebut diatas makadiberikan suatu standar untuk pemilihan tegangan berdasarkandaya yang dibangkitkan, sedangkan faktor daya ( cos Φ )dipilih antara 0,85 – 0.9 tertinggal ( lagging ).Generator memberikan daya ke dalam grid denganfrekuensi dan tegangan rms konstan. Karena turbin berputardengan kecepatan yang bervariasi maka motor sinkron tidaktepat untuk digunakan. Sebaliknya, dapat digunakan generatordouble fed wound rotor induction. Wound rotor diberi medanmagnet oleh stator menggunakan konverter dan denganpengaturan frekuensi dan tegangan tetap yang konstan untukberbagai macam variasi kecepatan turbin.C. Potensi Energi Gelombang Laut Sebagai PembangkitListrik Tenaga Gelombang Laut di IndonesiaSemakin menipisnya pasokan sumber energi fosil sepertiminyak bumi baik di Indonesia maupun di dunia padaumumnya, maka berbagai upaya telah dilakukan untukmengantisipasi hal tersebut. Salah satu upaya yang dilkukanadalah melakukan pengkajian terhadap sumber-sumbaer energibaru maupun sumber energi yang terbarukan.Energi laut merupakan alternatif energi terbaru dantermasuk sumber daya non hayati yang memiliki potensi besaruntuk dikembangkan di Indonesia. Selain menjadi sumberpangan, laut juga mengandung aneka sumber daya energi yangperannya akan semakin signifikan dalam mengantisipasiberkurangnya pasokan energi konvesional. Diperkirakanpotensi energi kelautan mampu memenuhi empat kalikebutuhan listrik dunia, sehingga di berbagai negara majutelah di pengembangannya berjalan dengan baik dalam skalapenelitian maupun komersialnya.Gerakan gelombang di laut dapat menjangkau jarakhingga ratusan kilometer dengan hanya mengalami sedikitpengurangan energi. Pada kondisi normal, gelombang adalahsumber energi yang intensitasnya dapat diprediksi secaraakurat hingga beberapa hari sebelumnya. Balai pengkajianDinamika Pantai, sebagai bagian dari BPPT yang mempunyaikompetensi di bidang teknologi pantai, menjawab tantangantersebut dengan mengembangkan rancang bangun danprototipe Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut dengansistem OWC (oscillating water column) yang di kembangkandi Pantai Baron – Propinsi Yogyakarta.Berikut prakiraan rata-rata mingguan tinggi gelombanglaut di wilayah Indonesia yang berlaku tanggal 28 April – 5Mei 2010Tabel 3.1. Prakiraan rata-rata mingguan tinggi gelombanglaut di wilayah Indonesia [5]No1LokasiPerairanutara AcehAngin 10 mRata– Rata(Knot)3–10TinggiSignifikanRata –Rata(meter)0.2 –1.25TinggiMaximumRata –Rata(meter)0.4 –1.6FrekuensiGel. 3 Meter0–5%

23456Perairanbarat AcehhinggaSumatera UtaraPerairanbarat SumateraBaratPerairanbarat BengkuluhinggaLampungSelat Sunda10Perairanselatan Bantenhingga JawaBaratPerairanselatan JawaTengahPerairanselatan JatimPerairanselatan Balihingga NTBLaut Sawu11Laut Timor12SelatMalakaLaut tanPerairanKepulauanSeribuLaut Jawa18Laut Bali19Laut Flores20SelatMakasar bagianSelatanPerairanselatanSulawesiLautMalukuLaut Buru Laut SeramLautSulawesiPerairanKep. SangiheTalaudLautHalmaheraPerairanutara PapuaLaut Banda1516212223242526272829Perairan0.3 –1.30.7 –2.00–5%3110.4 –1.50.7 –2.00–5%5150.4 –1.90.7 –2.40–5%2125150.3 –1.70.5 –2.00.4 –2.20.7 –2.50–5%0–5%5180.5 –2.00.7 –2.50–5%4174170.5 –2.00.4 –1.50.7 –2.50.6 –2.00–5%0–5%4123152-73103103150.4 –1.40.4 –1.30.1 –0.40.4 –1.250.2 –0.80.2 –0.80.6 –2.00.6 –2.00.2 –0.50.6 –1.40.4 –1.250.4 –1.30–5%0–5%0–5%0 -5 %3130.2 –0.80.4 –1.30 -5 %4153103122110.3 –1.20.2 –0.80.2 –1.00.1 –0.80.4 –1.30.3 –1.20.4 –1.20.3 –1.30 -5 %4140.2 –0.80.3 –1.30 -5 %3102-80.6 –1.60.4 –1.30.7 –2.01.2 –2.00 -5 %4156150.4 –1.30.3 –1.10.4 –1.250.6 –1.53113104152-0.4 –1.250.4 –1.250.5 –1.250.2 –0.6 –1.80.6 –1.50.7 –1.40.4 –0 -5 %3-80 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %0 -5 %Kepulauan Aru30LautArafuru101.21.55180.8 –2.01.0 –2.50 -5 %D. Studi Awal Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang LautSistem OWC (Oscillating Water Colum)Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Laut denganmemanfaatkan energi gelombang laut meliputi :a. Pengumpulan Data SekunderPengumupulan data sekunder di peroleh dari berbagaihasil penelitian, publikasi dan stastik yang akan menunjangpenelitian dan akan digunakan sebagai data pendukung padatahapan pemrosesan dan kompilasi data. Data-data sekunderyang di perlukan dalam pemanfaatan energi gelombang lautsebagai Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut adalah :- Data AnginKarena investasi dan mobilisasi alat yang relatif mahaldan sulit untuk daerah-daerah pedalaman pantai, makabiasanya data angin diperoleh dari stasiun meteorologisetempat. Data angin minimal yang diperlukan adalah untukkurun waktu sepuluh tahun, sehingga prediksi gelombangtahunan bisa didapat dan cukup representatif untuk segalafluktuasi yang berlaku.- Peta, Foto Udara dan Citra SatelitData ini diperlukan dalam rangka prioritas penentuanlokasi ideal, baik itu secara teknis dengan output daya yangdihasilkan,maupun pada kemudahan akses jalan dan prasaranapenunjang pada waktu pelaksanaannya.b. Survey LapanganSurvey lapangan dilakukan pada wilayah lokasi pantaidan daratan pantai, adapun data-data yang diperlukan padasurvei lapangan adalah sebagai berikut:- Data Hidro OseanografiData Hidro Oseanografi meliputi informasi tentangtinggi gelombang laut,periode gelombang laut, dan bathimetri(kedalaman).- Karakteristik AirSifat – sifat korosif air laut akan berpengaruh terhadapreliabilitas dan life cycle material logam turbin converterenergi. Konduktivitas , viskositas dan turbiditas air laut jugamempengaruhi rasio efisiensi turbin converter. Konduktivitasair laut bergantung pada jumlah ion – ion terlarut pervolumenya dan mobilitas ion – ion tersebut. Satuannya adalahmS/cm (mili-Second per Centimeter).Konduktivitasbertambah dengan jumlah yang sama dengan bertambahnyasalinitas sebesar 0,01, temperatur sebesar 0,01 dan kedalamansebesar 20 meter. Secara umum, faktor yang paling dominandalam perubahan konduktivitas di laut adalah temperature.- Karakteristik SedimenProses sedimentasi, baik itu yang disebabkan suspenseair laut maupun transportasi sedimen dasar akan menggangguoperasional turbin, sehingga harus diantisipasi sedini mungkin.- Data Jenis TanahJenis tanah dasar di perairan pantai akan berpengaruhlangsung terhadap jenis dan model konstruski dasar struktur

yang akan di bangun.c. Analisis DataMelalui proses analisis dan kompilasi dari pemgumpulandata sekunder dan survei lapangan akan diperoleh informasiutuh dan terpadu tentang karakteristik fisik daerah pengamatanserta interaksinya satu dengan yang lain. Sifat- sifat datalapangan yang hanya mencatat waktu sesaat pengukuran akandilengkapi dengan informasi dari pengumupulan data sekunderuntuk jangka waktu panjang sehingga validitas data lebih bisadipertanggungjawabkan.d. Rekayasa PrototipeRekayasa konstruksi fisik yang akan diimplementasikanadalah berupa prototipe konversi energi, berupa chamber sertaturbin gerak dalam sistem oscillating water column (OWC).OWC merupakan salah satu sistem yang dapat mengubahenergi gelombang laut menjadi energi listrik denganmenggunakan kolom osilasi. Sistem OWC ini akan menangkapenergi gelombang yang melalui lubang pintu kolom (chamber)OWC, sehingga terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalamruang OWC, kemudian tekanan udara yang dihasilkan darigerakan air dalam kolom ini akan menggerakkan baling-balingturbin yang dihubungkan dengan generator listrik sehinggamenghasilkan listrik.IV. HASIL PERHITUNGAN PERHITUNGAN ENERGI GELOMBANGLAUTPotensi energi gelombang laut dengan lebar chamber2,4 m (berdasarkan protipe yang telah ada), ρ air laut 1030Kg/m3, dan gravitasi bumi 9,81 m/s2, persamaan untukmenghitung energi gelombang laut yang dihasilkan cukupdengan menghitung energi potensial saja. Karena dilihat dariprototipe yang ada, pergerakan gelombang laut yangmenghasilkan energi pada sistem ini merupakan energipotensial atau naik turun gelombangnya saja. Sementara untukgerakan gelombang laut yang maju mundur tidakmenghasilkan energi maka persamaan 3.3 tidak digunakan,tapi menggunakan persamaan 2.5 :Contoh perhitungan pada pantai perairan Aceh pada kondisi AEw 3129,494 (J)Tabel 3.2. Hasil perhitungan Potensi energi gelombang lautNoLokasiPotensi Energigelombang lautKondisi min (J)Potensi Energigelombang lautKondisi maks (J)1Perairan utara Aceh3129,494764036,62Perairan barat Acehhingga Sumatera UtaraPerairan barat SumateraBaratPerairan barat Bengkuluhingga LampungSelat 010562,051921901Perairan selatan Bantenhingga Jawa BaratPerairan selatan JawaTengahPerairan selatan Perairan selatan Balihingga NTBLaut Sawu25035,96132025525035,96107341611Laut Timor25035,96859437,312Selat Malaka391,186825035,9513Laut Natuna25035,96764036,614Selat 200287,617Perairan selatanKalimantanPerairan KepulauanSeribuLaut Jawa10562,05675970,718Laut Bali3129,494200287,619Laut Flores3129,494391186,820Selat Makasar bagianSelatanPerairan selatan Sulawesi391,1868200287,63129,494200287,622Laut Maluku25035,96859437,323Laut Buru - Laut Seram10562,05520669,624Laut Sulawesi25035,96764036,63456789Gambar 3.4 Prototipe Sistem Oscillating Water Colum (OWC ) [3]e. Implementasi PrototipeImplementasi prototipe ,akan mencakup beberapa jenispekerjaan konstruksi antara lain:- Pekerjaan Konstruksi LapanganPekerjaan lapangan yang akan dilakukan adalahpembuatan konstruksi di lapangan yang akan digunakansebagai struktur bangunan OWC- Pekerjaan Konstrusksi Konversi EnergiKonversi energi adalah mesin/alat yang akanditerapkan dilapangan yang berfungsi untuk membangkitkanenergi listrik yang bersumber pada energi kinetik dan energypotensial gelombang laut dan flutuasi pasang surut air laut.101621

84496,3513202551226Perairan Kep. SangiheTalaudLaut Halmahera25035,96764036,61327Perairan utara Papua25035,96764036,61428Laut Banda48898,35764036,61529Perairan Kepulauan Aru3129,494675970,730Laut Arafuru200287,6312949425SelatMalakaLaut t 42,796425138,818Laut Bali3129,494200287,61,593,181968,235125967,119Laut MalukuLaut Buru Laut aheraPerairanutara PapuaLaut 3,185,0212596719682351617Daya yang dapat dibangkitkan dari energi gelombanglaut daerah perairan pantai di Indonesia dapat diperolehdengan menggunakan persamaan 2.5:212223Contoh perhitungan pada perairan utara Aceh kondisi A :2425 1968,235 Watt26Tabel 3.3 Hasil perhitungan daya yang dapat dibangkitkanPotensi Energigelombang aksminmaksminMaks1Perairanutara AcehPerairanbarat erairanbaratBengkuluhinggaLampungSelat ,310PerairanselatanBantenhingga atimPerairanselatan Balihingga NTBLaut Sawu25035,9610734162,254,215745,88675104,711Laut 789272930Dari hasil perhitungan di atas, dapat dilihat bahwa, padakondisi minimum daya terkecil yang dapat dibangkitkanadalah sebesar 246,0294 Watt, yaitu di daerah perairan SelatMalaka dan Selat Makasar bagian selatan. Sementara dayaterbesar yang dapat dihasilkan yaitu sebesar 125967 Watt yaitudi wilayah perairan laut Arafuru.Pada kondisi maksimum, daya terkecil yang dapatdibangkitkan adalah sebesar 15745,88 Watt di Selat Malaka,Sedangkan daya terbesar yang dapat dihasilkan sebesar1968235 Watt di daerah Perairan selatan Banten hingga JawaBarat, Perairan selatan Jawa Tengah, Perairan selatan Jatimdan di wilayah perairan Laut Arafuru.Adapun kondisi cuaca pada periode 28 April hingga 5 Mei2010 yang digambarkan pada Citra Satelit Cuaca terlihatadanya tekanan rendah di Samudera Hindia Barat DayaSumatera dan Laut Sulu. Angin diatas wilayah PerairanIndoanesia umumnya bertiup dari arah Timur Laut sampaiSelatan, kecepatan angin berkisar antara 3 sampai 20 knot.Khusus tanggal 29 April 2010 daerah Tekanan RendahLemah 1010 HPA di Perairan Barat Pilipinna bagianSelatan dalam keadaan Stasioner dan Daerah LiputanAwan dan Hujan, sebagian konsentrasi Awan dan Hujanmasih berada di Indonesia Barat bagian Timur terutamaSekitar Khatulistiwa dan sebagianIndonesia TengahSekitar Selatan Khatulistiwa Sedangkan Indonesia Timurbagian Barat dan Timur sekitar dan sebelah Selatan

Khatulistiwa. Angin diatas wilayah Perairan Indonesia BaratUtara Khatulistiwa umumnya bertiup dari arah Utarasampai Tenggara, terkecuali di Samudera Hindia BaratSumateraangin dari arah selatanhingga baratdaya memiliki kecepatan angin berkisar antara 5 sampai 20knot atau 10 sampai 36 Km / Jam. [5]Dari hasil perhitungan di atas, dengan mengabaikan rugi-rugidaya yang terjadi dan efisiensi pada prototipe sistem owc yangtelah diterapkan di pantai Baron Yogyakarta sebesar 11,917%maka daya terkecil yang dapat dibangkitkan oleh sistem iniyang diterapkan di Selat Malaka untuk keadaan minimumadalah sebesar :[1]dan dengan daya maksimum yang dapat dibangkitkan kuranglebih sebesar :[5]Kemampuan membangkitkan daya sebesar 246,0294 Wattatau sekitar 245 Watt dapat digunakan untuk memberikanpasokan daya listrik baru bagi penggunaan listrik di sekitarpantai wilayah perairan Selat Malaka.Daya yang dihasilkan bisa digunakan untuk peneranganpada rumah nelayan sederhana. Jika 1 rumah nelayansederhana membutuhkan pasokan daya listrik sekitar 100 Watt( 6 bola lampu 5 Watt dan 1 tv 14 inchi 65 Watt ), makakeberadaan pembangkit ini di wilayah perairan Selat Malakadapat menghidupkan sebanyak kurang lebih 18 rumah nelayansederhana di sekitar wilayah perairan Selat Malaka, saatpembangkitan daya maksimum sebesar 1876,437 Watt.Selain bisa digunakan untuk menghidupkan listrik di rumahnelayan, potensi daya yang ada dapat juga digunakan untukmenghidupkan lampu pada mercusuar yang ada di sekitarpantai atau digunakan pada penyedia jasa resort atau wisata disekitar pantai.Perlu diperhatikan bahwa, selain tinggi gelombang datangdan periodenya, lebar chamber pada sistem pembangkitan jugasangat berperan besar dalam menentukan besar daya yang bisadihasilkan.V. KESIMPULANDari hasil analisis dan perhitungan dapat disimpulkan :1. Wilayah perairan Pantai di Indonesia memiliki potensiyang bisa digunakan untuk menerapkan PLTGLsistem kolom air berosilasi.2. Daya terkecil yang dapat dihasilkan adalah sebesar246,0294 Watt di daerah perairan Selat Malaka.3. Daya terbesar yang dapat dihasilkan adalah sebesar1.968.235 Watt di daerah perairan selatan Bantenhingga Jawa Barat, Perairan selatan Jawa Tengah,Perairan selatan Jawa Timur dan di wilayah perairanLaut Arafuru.4. Potensi terbesar untuk diterapkannya sistem initerdapat pada perairan selatan Banten hingga JawaBarat, Perairan selatan Jawa Tengah, Perairan selatnJawa Timur dan di wilayah perairan Laut Arafuru.5. Penerapan sistem oscillating water column di wilayahperairan pantai Selat Malaka dapat membantumemberikan kontribusi daya listrik untuk kuranglebih 18 rumah nelayan pada kondisi pembangkitanmaksimum dan efisiensi sebesar 11,971%.REFERENSI[2][3][4]Kim Nielsen, “On the Performance of Wave Power Converter.” Int.Sym. Util.of Ocean Waves, Jun-86David Ross, “Energy From The Waves.” 2nd Edition Revised &Enlarged, Perganon Press, 1980Budi Murdani. “Analisa Rancang Bangun Pembangkit Listrik TenagaGelombang Laut dengan Sustem Oscillating Water Column di PantaiBaron Yogyakarta.” Jakarta, 2008.Rodrigues Leão. “Wave power conversion systems for electrical energyproduction”, Department of Electrical Engineering Faculty of Scienceand Technology Nova University of Lisbon, Portugal berita-prakiraancuaca-maritim-untuk-pelayaran

c. Generator Generator adalah suatu alat yang dipergunakan untuk mengkonversi energy mekanis dari prime mover menjadi energi listrik. Generator yang umum dipergunakan dalam sistem pembangkit adalah generator asinkron. Secara garis besar generator terbagi atas stator dan rotor. Gambar 3.