Pembangkit listrik tenaga ombak

Transkripsi

1 Pembangkit listrik tenaga ombak ANGGI RIYAN RAHMAD ISMAIL RAHMAN VIKKY ILHAM IKHSAN ARIF RAVI HUTRI RABAKH JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI PADANG 2015

2 BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Listrik merupakan hal yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan manusia. Dengan semakin berkembangnya tekonologi maka kebutuhan akan energi listrik juga semakin meningkat. Sebagian besar pembangkit listrik di Indonesia menggunakan minyak bumi sebagai bahan bakar utamanya. Penggunaan minyak bumi sebagai bahan bakar memiliki banyak sekali kekurangan yang terutama adalah menimbulkan polusi dan jumlahnya semakin sedikit karena tidak bisa diperbaharui. Oleh karena itu untuk menjaga ketersediaan energi listri maka diperlukan suatu alternatif pembangkit listrik yang menggunakan energi yang ramah ligkungan dan bisa diperbarui. Salah satu tenaga alternative adalah tenaga air. Air laut memiliki banyak manfaat.salah satunya, menghasilkan energi listrik dari pusat pembangkit listrik tenaga ombak.sifat kontinyuitasnya yang tersedia terus setiap waktu menjadikan ombak baik untuk dijadikan sebagai pembangkit tenaga listrik melalui pembangkit listrik ini, energi besar yang dimiliki ombak dapat diubah menjadi tenaga listrik. Berdasarkan survei yang dilakukan Badan Pengkajian dan Penerepan Teknologi (BPPT) dan pemerintah Norwegia sejak tahun 1987, terlihat banyak daerah-daerah pantai yang berpotensi sebagai pembangkit listrik tenaga ombak.ombak di sepanjang Pantai Selatan Pulau Jawa, di atas kepala Burung irian Jaya dan sebelah barat pulau Sumatera sangat sesuai untuk menyuplai energi listrik. Kondisi ombak seperti itu tentu sangat menguntungkan, sebab tinggi ombak yang bisa dianggap potensial untuk membangkitkan energi listrik adalah sekitar 1,5 hingga 2 meter dan gelombang ini tidak pecah hingga sampai di pantai. Fakta inilah yang membuat pembangkit listrik tenaga ombak sangat cocok untuk di pakai di wilayah Indonesia. Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan PLTGL? 2. Apa saja komponen komponen utama pada PLTGL? 3. Bagaimana proses PLTGL? 4. Berapa besar kapasitas PLTGL?

3 5. Apa kelebihan dan kekurangan PLTGL? 6. Bagaimana perkembangan PLTGL di Indonesia? Tujuan 1. Mengetahui pengertian dari PLTGL. 2. Mengetahui komponen-komponen utama pada PLTGL. 3. Mengetahui proses PLTGL. 4. Mengetahui kapasitas PLTGL. 5. Mengetahui apa kelebihan dan kekurangan pada PLTGL. 6. Mengetahui perkembangan PLTGL di Indonesia. Manfaat Adapun manfaat dari pembuatan makalah ini yaitu : 1. Mengetahui mengenai PLTGL. 2. Memenuhi tugas mata kuliah Instalasi Listrik.

4 BAB II. PERALATAN UTAMA Pengertian PLTGL Ombak adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan mentransfer energinya ke perairan, menyebabkan riak-riak yang kemudian berubah menjadi apayang kita sebut sebagai gelombang. Energi ombak laut adalah 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.putaran turbin kemudian dihubungkan ke generator dan diubah menjadi energi listrik dan di distribusikan ke beban. Komponen-Komponen Utama pada PLTGL 1. Piston Hirolik Piston hidrolik adalah bagian yang berfungsi menjaga keseimbangan generator agar kedudukanya tidak terpengaruh oleh laju ombak yang bergerak. 2. Turbin

5 Pada Prinsipnya turbin bekerja sebagai "Penerima Energi", artinya dia menerima energi (kinetik) dari angin dan merubahnya menjadi energi lain yang dapat digunakan seperti listrik. Angin yang datang akan menumbuk sayap kipas (baling-baling) pada kincir angin, sehingga sayap kipas akan berputar. Kemudian sayap kipas akan memutar memutar generator. 3. Generator Generator berfungsi untuk merubah energy mekanik yang berasal dari turbin menjadi energy listrik. Generator inilah yang disebut konventer energy. Jenis generator yang digunakan pada PLTGL ialah jenis Generator Asinkron (generator tak-serempak) yang merupakan motor induksi yang dirubah menjadi generator, generator ini dipilih karena PLTGL sebagai energi alternatif tidak banyak membutuhkan perawatan seperti halnya generator sinkron, lebih kuat, handal, harga lebih murah dan tidak membutuhkan bahan bakar pada saat diaplikasikan di lapangan, tapi cukup bergantung pada sumber energi terbarukan seperti air, angin, dan lain lain sebagai prime over (penggerak mula). Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC (Alternating Current).

6

7 BAB III. PRINSIP KERJA Proses PLTGL Pertama aliran gelombang laut yang mempunyai energi kinetik masuk kedalam mesin konversi energi gelombang. Kemudian dari mesin konversi aliran gelombang yang mempunyai energi kinetik ini dialirkan menuju turbin. Di dalam turbin ini, energi kinetik yang dihasilkan gelombang digunakan untuk memutar rotor. Kemudian dari perputaran rotor inilah energi mekanik yang kemudian disalurkan menuju generator. Di dalam generator, energi mekanik ini dirubah menjadi energi listrik (daya listrik). Dari generator ini, daya listrik yang dihasilkan dialirkan lagi menuju sistem tranmisi (beban). PLTGL-OWC (Oscilatting Water Column) 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. Gambar Proses terbentuknya aliran udara yang dihasilkan oleh gelombang laut Pada teknologi OWC ini, digunakan tekanan udara dari ruangan kedap air untuk menggerakkan whells turbine yang nantinya pergerakan turbin ini digunakan untuk

8 menghasilkan energi listrik. Ruangan kedap air ini dipasang tetap dengan struktur bawah terbuka ke laut. Tekanan udara pada ruangan kedap air ini disebabkan oleh pergerakan naik-turun dari permukaan gelombang air. Gerakan gelombang di dalam ruangan ini merupakan gerakan compresses dan gerakan decompresses yang ada di atas tingkat air di dalam ruangan. Gerakan ini mengakibatkan, dihasilkannya sebuah alternating streaming kecepatan tinggi dari udara. Aliran udara ini didorong melalui pipa ke turbin generator yang digunakan untuk menghasilkan listrik. Sistem OWC ini dapat ditempatkan permanen di pinggir pantai atau bisa juga ditempatkan di tengah laut. Pada sistem yang ditempatkan di tengah laut, tenaga listrik yang dihasilkan dialirkan menuju transmisi yang ada di daratan menggunakan kabel. Kapasitas Terpasang dan Ekonomi The Limpet, yang merupakan OWC terletak di pantai Islay, Skotlandia, saat ini beroperasi sebagai prototipe di 75kW. Namun, fasilitas ini mampu bekerja pada kapasitas penuh dari 500kW. Ini adalah kapasitas pembangkit yang membuat energi gelombang ekonomis dan mampu bersaing di pasar komersial ( Carbon Trust, 2010) situs di India yang dibangun sebagai dekat pantai OWC beroperasi pada 150kw. The Mk3 -PC dibangun oleh Oceanlinx dinilai untuk 2.5MW. Perbedaan mencolok tergantung pada konstruksi, turbin udara, dan energi gelombang yang tersedia. Energi gelombang saat operasi cukup mahal di 14 sen per kwh. Hal ini disebabkan sebagian untuk biaya instalasi mahal dan pengembangan teknologi. Akhirnya sebagai energi gelombang menjadi lebih tersebar luas biaya akan diturunkan menjadi harga yang sebanding dengan energi angin. Penghitungan Kapasitas Daya dari PLTGL Kapasitas daya untuk pembangkit listrik tenaga arus laut saat ini belum dapat ditentukan denga pasti. Tetapi perhitungan untuk ke arah itu dapat didekati dengan cara menghitung periode gelombang yang kemudian dapat diperkirakan energi yang timbul dari situ. Perhitungan untuk periode gelombang adalah sebagai berikut; Energi dari gelombang untuk sebuah arus linier dapat dihitung dengan rumus :

9 P = k H 2 T k = konstanta (nilainya mendekati 0.5) H = tinggi gelombang (meter) T = periode gelombang (sekon) Untuk gelombang atau arus dalam, hubungan antara kecepatan dan panjang gelombang dapat dihitung dengan rumus : l = g. t2/(2π) l = t. c (untuk semua jenis arus). Jika disubstitusikan hasilnya adalah: t. c = g. t2 / (2π) c = g.t / (2π) atau t = c. 2π/ g atau t = c T = periode gelombang (s) c = kecepatan gelombang (m/s) g = percepatan gravitasi bumi (10 m/s2) l = panjang gelombang (m) π = untuk menghitung kecepatan rambat arus dan panjang gelombang dapat digunakan rumus: c = t l = t2 dengan nilai 1.56 merupakan konstanta. Melalui perhitungan seperti di atas dan dengan pengaitan rumus dengan rumusan energi maka dapat diperkirakan potensi daya yang terbangkit pada siuatu daerah. Dan dari percobaan dari para ilmuwan diperkirakan 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. Dengan beberapa teknik penangkapan gelombang yang saat ini masih dalam tahap percobaan diperoleh data sebagai berikut: 1. 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

10 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. 2. Transverse Horisontal Axis Water Turbine (THAWT) dengan menggunakan dua turbin dan satu generator yang diletakkan di tengah-tengahnya, bisa dihasilkan listrik sebesar 12 MWatt. 3. Dari pengujian pertama di laboratorium, diperkirakan Anaconda bisa menghasilkan sekitar 1MW dan bisa menghasilkan listrik seharga US$ 0,12 per kwh atau bahkan kurang dari angka tersebut. Dengan perkiraan seperti itu maka energi arus laut merupakan energi yang potensial untuk dijadikan energi pembangkit di masa depan. Kelebihan dan Kekurangan PLTGL Kelebihan dari pembangkit listrik ini : Energi bisa diperoleh secara gratis Tidak butuh bahan bakar Tidak menghasilkan limbah & Ramah lingkungan Mudah dioperasikan Biaya perawatan rendah Menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai Sedangkan kekurangan dari pembangkit ini yaitu : Bergantung pada ombak; kadang dapat energi, kadang pula tidak, artinya pembangkit tenaga ini tidak pasti dapat digunakan (tidak flexible). Perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten. Membutuhkan alat konversi yang handal yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras yang disebabkan antara lain oleh tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut. Dampak Lingkungan

11 Dampak lingkungan OWC tidak tampak sebagai besar sebagai perangkat terbarukan lainnya dipasang di laut, dan tentu lebih bersih daripada non energi terbarukan. Sebuah Life Cycle Assessment dari OWC menghitung bahwa emisi karbon lebih dari 25 tahun, termasuk konstruksi, instalasi, operasi dan dekomisioning, akan menjadi 24 gram karbon dioksida (Oceanlinx, 2012). OWC tidak memiliki bagian yang bergerak di bawah air, yang berarti tidak ada organisme akan terjebak dalam turbin. Beberapa isu yang telah dibahas menganggap aspek visual memiliki lepas pantai darat atau kanan OWC: itu akan merusak pemandangan dan akan menghasilkan polusi suara. Namun, jika terletak di laut dalam, itu akan cukup jauh di lepas pantai sehingga tidak bisa dilihat atau didengar. The OWC sendiri akan beroperasi sebagai terumbu karang buatan untuk meningkatkan spesies laut di suatu daerah.

12 BAB IV. KONDISI LAPANGAN Perkembangan PLTGL di Indonesia Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua setelah Norwegia. Sehingga Energi gelombang laut di pantai tersebut digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, seperti saat ini telah didirikan sebuah Pembangkit Listrik Bertenaga Ombak (PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Tujuan didirikannya PLTO ini adalah untuk memberikan model sumber energi alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah perairan pantai Indonesia. Yogyakarta merupakan daerah di Indonesia yang memiliki potensi gelombang laut terbesar dibanding daerah lainnya. Pantai Selatan di daerah Yogyakarta memiliki potensi gelombang 19 kw/panjang gelombang.pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut di daerah Yogyakarta dikembangkan oleh BPPT khususnya BPDP (Balai Pengkajian Dinamika Pantai). Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut ini menggunakan metode OWC (Ocillating Water Column).BPDP BPPT pada tahun 2004 telah berhasil membangun prototype OWC pertama di Indonesia. Prototype itu dibangun di pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul.Prototype OWC yang dibangun adalah OWC dengan dinding tegak. Luas bersih chamber 3m x 3m. Tinggi sampai pangkal dinding miring 4 meter, tinggi dinding miring 2 meter sampai ke ducting, tinggi ducting 2 meter.prototype OWC 2004 ini setelah di uji coba operasional memiliki efisiensi 11%. Pada tahun 2006 ini pihak BPDP BPPT kembali membangun OWC dengan sistem Limpet di pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul. OWC Limpet dibangun berdampingan dengan OWC 2004 tetapi dengan model yang berbeda. Dengan harapan besar energi gelombang yang bisa dimanfaatkan dan efisiensi dari OWC Limpet ini akan lebih besar dari pada OWC sebelumnya.

13

14 BAB V. KESIMPULAN Pembangkit ini, Pembangkit Listik Tenaga Gelombang Laut, cocok untuk diterapkan di Indonesia selain karena Indonesia memiliki pantai yang cukup panjang, pembangkit ini lebih ekonomis juga mampu menghasilkan energy yang cukup besar dan ramah lingkungan. Namun ini perlu support dari semua warga Indonesia terutama pemerintah terkait pengembangan teknologi PLTGL agar mampu dihasilkan pembangkit yang baik dan awet digunakan mengingat akan tingginya korosi di laut.

15 DAFTAR PUSTAKA coastalenergyandenvironment.web.unc.edu/ocean-energy-generatingtechnologies/wave-energy/oscillating-water-column/