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

Transkripsi

1 1 Studi Kelayakan Teknis enempatan embangkit Listrik Tenaga Gelombang LautSistem Bandulan (LTGLSB) di Kepulauan Riau Fivin Erfianti, Mukhtasor, dan Rudi Walujo rastianto Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 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. embangkit Listrik Tenaga Gelombang_Laut Sistem Bandulan (LTGLSB) merupakan salah satu alat konversi gelombang menjadi listrik. ada tugas akhir ini, dilakukan studi kelayakan teknis untuk penempatan embangkit Listrik Tenaga Gelombang LautSistem Bandulan (LTGLSB) di Kepulauan Riau. Dari hasil analisa dapat dihitung potensi energi gelombang di lima titik lokasi yang sudah dipilih. Hasil perhitungan potensi energi gelombang untuk masingmasing 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 LTGLSB adalah titik 5 yang berada di wilayah Natuna, dengan LTGLSB ponton segi delapan dan LTGLSB produksi Neptune. Kata Kunci Energi, gelombang, listrik, LTGLSB. I. ENDAHULUAN Dengan 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 uslitbang LN), menggunakan sistem bandul, atau dikenal dengan istilah embangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandul (LTGLSB). LTGLSB 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 LTGLSB didesain dengan bentuk segi delapan. Selain LTGLSB ponton segi delapan ada juga LTGLSB produksi Neptune dan Wello enguin.. Sedangkan untuk LTGLSB produksi Neptune alat ini memerlukan gelombang 1 m sampa 1,5 m untuk beroperasi. Kedalanman air untuk penyebaran 5075 m Wello enguin LTGLSB 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 engkajian dan enerapan Teknologi (BT) dan emerintah Norwegia sejak tahun 1987, terlihat bahwa banyak daerahdaerah 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]. otensi tingkat teknologi saat ini diperkirakan bisa mengonversi per meter panjang pantai menjadi daya listrik sebesar 2035 kw (panjang pantai Indonesia sekitar km, yang terdiri dari sekitar pulau, dan sekitar pulaupulau 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

2 2 penduduk yang tinggal di wilayah pesisir, masih banyak daerah di Kepulauan Riau yang listriknya belum mencukupi kebutuhan penduduknya II. URAIAN ENELITIAN A. Studi Literatur Tahap pertama dari pengerjaan penelitian ini adalah studi literatur dan teoriteori mengenai energi gelombang laut. Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan berbagai bahan acuan dari jurnal, buku, tugas akhir dan website. B. engumpulan Data engumpulan datadata untuk pengerjaan penelitian ini meliputi data penduduk, batimetri, elektrifikasi dan data gelombang dari BMKG dari tahun 2004 sampai ada penelitian ini dipilih lima titik lokasi untuk perhitungan potensi energi gelombang. Lima titik lokasi ini terletak di Bintan (Titik 1 dan Titik 2), Tanjung inang (Titik 3 dan Titik 4) dan Natuna (Titik 5). Berikut merupakan tabel perbandingan data gelombang BMKG dengan data gelombang di lapangan. Tabel 1. erbandingan Tinggi gelombang signifikan antara gelombang dari data BMKG dengan data lapangan kondisi Tanggal Hs Jam Hs engukuran BMKG (WIB) (m) (m) 22/11/ ,512 0,15 22/11/ ,512 0,249 22/11/ ,512 0,248 22/11/ ,512 0,248 22/11/ ,504 0,248 22/11/ ,504 0,246 22/11/ ,496 0,249 23/11/ ,496 0,105 23/11/ ,488 0,138 23/11/ ,488 0,168 23/11/ ,496 0,157 23/11/ ,496 0,106 23/11/ ,496 0,206 23/11/ ,496 0,199 23/11/ ,496 0,205 23/11/ ,496 0,17 23/11/ ,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. Gambar 1. eta TitikTitik lokasi penelitian C. Melakukan pengukuran gelombang di lapangan dan pengolahan data engolahan 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 ADC Nortek AWAC. engukuran gelombang di lapangan dilakukan di desa Tanjung Semokol di kecamatan Moro kabupten Karimun. engukuran gelombang dilakukan selama 24 jam. Tetapi, dari hasil pengukuran tinggi gelombang secara langsung hasilnya sangat jauh berbeda dengan data gelombang dari BMKG. D. erhitungan otensi Energi Gelombang Laut Untuk perhitungan potensi energi gelombang pada titik 1 sampai titik 5 dipakai rumus dari rujukan [4]. = 0.42 * Hs² * Tp [1] H = /10 T = p 2 m H [2] S 2 [3] m4 Untuk mendapatkan parameter tinggi gelombang dan periode umumnya digunakan momen spektral yang diberikan pada urutan ken dengan : m n = n S ( ) d [4] g 3.11 S ( ) exp [5] H S

3 3 Dimana, Hs = tinggi gelombang signifikan (m) Tp = periode puncak (s) m n = momen spectra ke n S(ω) = densitas spektra ω = frekuensi gelombang (rad/s) E. Mencari Lokasi yang cocok untuk enempatan LTGLSB 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 LTGLSB Setelah di dapat lokasi yang berpotensi lalu mencocokkan lokasi dengan konsep desain LTGLSB dengan analisa kelayakan sebelumnya. Tabel 3.otensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 2 (Bintan) (KW/m ) Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember G. enarikan Kesimpulan Dari Hasil Analisis Menarik kesimpulan dari hasil yang didapat serta saran untuk pengembangan di masa depan. III. HASIL ANALISIS DAN DISKUSI A. Hasil erhitungan otensi Energi Gelombang Laut Untuk perhitungan potensi energi gelombang laut menggunakan data gelombang dari BMKG dari Mei 2004 sampai September Hasil perhitungan untuk tiaptiap Titik lokasi sebagai berikut: Tabel 2. otensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 1 (Bintan) Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Tabel 4. otensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 3 (Tanjung inang) Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Tabel 5. otensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 4 (Tanjung inang) Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

4 4 Tabel 6. otensi energi gelombang laut setiap bulan pada tahun 2004 sampai 2012 di Titik 5 (Natuna) Mei Juni Juli 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 Data tinggi gelombang di olah menjadi waverose dengan menggunakan WRLOT. Berikut merupakan hasil dari pengolahan data menggunakan WRLOT. Agustus September Oktober November Desember B. Analisa Kelayakan a. Kelistrikan Kondisi 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 inang (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. Lokasi Kondisi Kelistrikan di Lokasi enelitian Kapasitas Daya Beban Terpasang Mampu uncak (MW) (MW) (MW) Status Bintan Siaga Tanjung inang Defisit Natuna Siaga b. Batimetri Gambar 3. Waverose tinggi gelombang di Titik 1 Gambar 4. Waverose tinggi gelombang di Titik 2 Gambar 2. eta Batimetri Bintan dan Tanjung inang

5 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. encocokan Lokasi Dengan Kosep Desain Ada tiga konsep desain LTGLSB yang akan dicocokkan dengan tiaptiap lokasi. a. LTGLSB ponton segidelapan LTGLSB ponton segi delapan bisa bekerja denga tinggi gelombang minimal 0,5 m. LTGLSB ini bisa menghasilkan listrik sebesar 1kW/m sampai 5kW/m per ponton. LTGLSB ini memiliki ukuran lebar 3 m dan tinggi 2.5 m. Untuk masalah kedalaman laut, LTGLSB ini tidak memiliki nilai nominal tapi tentunya harus dua kali lebih tinggi dari tinggi alat tersebut. Tabel 9. enyesuaian lokasi dengan konsep desain pada LTGLSB ponton segidelapan arameter Lokasi Tinggi Gelombang Batimetri Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 b. LTGLSB produksi Neptune LTGLSB produksi Neptune bisa bekerja denga tinggi gelombang minimal 1 m. LTGLSB ini bisa menghasilkan listrik sebesar 25kW/m sampai 75kW/m per ponton. LTGL SB. Kedalaman yang dibutuhkan untuk penyebran adalah 50 m sampai 75 m. Tabel 10. enyesuaian lokasi dengan konsep desain pada LTGLSB produksi Neptune arameter Lokasi Tinggi Gelombang Batimetri Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 c. LTGLSB Wello enguin LTGLSB Wello enguin bisa bekerja dengan tinggi gelombang minimal 1,5 m. LTGLSB 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 enyesuaian lokasi dengan konsep desain pada LTGLSB Wello enguin arameter Lokasi Tinggi Gelombang Batimetri Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 IV. KESIMULAN/RINGKASAN 1. otensi 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/m b. Titik 2 (Bintan) : 5.87 kw/m

6 6 c. Titik 3 (Tanjung inang): 7.13 kw/m d. Titik 4 (Tanjung inang): 6.06 kw/m e. Titik 5 (Natuna) : 9.97 kw/m 2. Dari hasil perhitungan ini dapat diketahui lokasi yang paling berpotensi adalah Titik 3 dan Titik Berdasarkan pencocokkan lokasi dengan kosep desain, lokasi yang paling banyak memenuhi kriteria konsep desain embangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (LTGLSB) adalah titik 5 yang berada di Natuna. UCAAN TERIMA KASIH enulis F.E ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan setinggitingginya kepada Bapak rof. Ir. Mukhtasor, M.Sc., h.d. dan Bapak Dr. Eng. Rudi Walujo rastianto, ST., MT., yang selalu memberikan bimbingan dan ilmuilmu yang bermanfaat selama pengerjaan penelitian ini. DAFTAR USTAKA [1] Akbar, S., 2012, Studi Optimasi Kemiringan Lambung onton LTGL SB (embangkit Listrik Tenaga Gelombang LautSistem Bandulan) Akibat Beban Gelombang Laut, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. [2] uspita, Rani Ratna., 2010, Studi erancangan Sistem Konversi Energi Laut Tipe OWC di antai engambengan, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. [3] Sarjono Eko, 2009, embangkit Listrik Tenaga Ombak Dikembangkan, gelombangarus/537gelombanglautdikajijadienergilistrik.html diakses pada tanggal 18 September [4] ERI, 2009, Wave Energy Forecasting Accuracy as a Function of Forecast Time Horizon: ERIW013, October 2009