Analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut

dokumen-dokumen yang mirip
Lampiran 1. Draft Jurnal MODEL OWC SEBAGAI SEAWALL VERTIKAL UNTUK BANGUNAN PENAHAN EROSI PANTAI

KAJIAN POTENSI TENAGA GELOMBANG LAUT SEBAGAI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK DI PERAIRAN MALANG SELATAN

MAKALAH SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT. Disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Termodinamika. Dosen Pengampu :

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

PENERBITAN ARTIKEL ILMIAH MAHASISWA Universitas Muhammadiyah Ponorogo

Analisa Peletakan Multi Horisontal Turbin Secara Bertingkat

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA

Pengaruh Perbandingan Rasio Inlet Dan Oulet Pada Tabung Reservoir Oscillating Water Column (Owc) Menggunakan Fluida Cair

BAB II KAJIAN TEORI ENERGI GELOMBANG LAUT

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT MENGGUNAKAN TEKNOLOGI OSCILATING WATER COLUMN DI PERAIRAN BALI

OCEAN ENERGY (ENERGI SAMUDERA)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PRINSIP KERJA TENAGA ANGIN TURBIN SAVOUNIUS DI DEKAT PANTAI KOTA TEGAL

STUDI POTENSI PEMANFAATAN ENERGI GELOMBANG LAUT SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK DI PERAIRAN PANTAI PULAU SUMATERA BAGIAN UTARA AHMAD HIMAWAN UMNA

Perencanaan Turbin Wells Sistem Osilasi Kolom Air pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut dengan Kapasitas 10 kw

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Analisa Situasi

RANCANG BANGUN KINCIR ANGIN SAVONIUS UNTUK MEMBANGKITKAN ENERGI LISTRIK SKALA KECIL

Pembaharuan energi, memanfaatkan energi alam yang melimpah luas menjadi sebuah energi alternatif yang akan dipakai di masa mendatang.

BAB II LANDASAN TEORI

POSITRON, Vol. VI, No. 1 (2016), Hal ISSN :

BAB I PENDAHULUAN. konsumsi energi itu sendiri yang senantiasa meningkat. Sementara tingginya kebutuhan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

APLIKASI GENERATOR INDUKSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (Generator Induksi)

Abstrak. 2. Tinjauan Pustaka

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB II LANDASAN TEORI

Pembangkit listrik tenaga ombak

1. Energi Surya 2. Energi Angin 3. Energi Air 4. Energi Biomassa

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SISTEM PERENCANAAN DAN PERANCANGAN TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL SAVONIUS DENGAN BLADE TIPE L

ANALISIS TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL DENGAN 4, 6 DAN 8 SUDU. Muhammad Suprapto

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH SUDUT PITCH TERHADAP PERFORMA TURBIN ANGIN DARRIEUS-H SUMBU VERTIKAL NACA 0012

BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN DAYA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT SISTEM OSCILLATING WATER COLUMN (OWC)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGARUH JUMLAH BLADE TERHADAP KINERJA TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL

BAB I PENDAHULUAN. Bab I Pendahuluan

ANALISA PERUBAHAN SUDU TERHADAP DAYA TURBIN ANGIN TIPE HORIZONTAL DI LABORATORIUM TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

ANALISA PEMANFAATAN POTENSI ANGIN PESISIR SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

DAFTAR ISI... SAMPUL DALAM... LEMBAR PENGESAHAN... PENETAPAN PANITIA PENGUJI... SURAT KETERANGAN BEBAS PLAGIAT... UCAPAN TERIMAKASIH... ABSTRACT...

Kata kunci: pembangkit listrik tenaga Energi Gelombang Laut, potensi Energi Gelombang Laut, karakteristik Energi Gelombang Laut

Publikasi Online Mahsiswa Teknik Mesin

BAB I PENDAHULUAN. menjadi dua, yaitu energi terbarukan (renewable energy) dan energi tidak

Seminar Nasional Cendekiawan 2015 ISSN:

1 BAB I PENDAHULUAN. energi alternatif yang dapat menghasilkan energi listrik. Telah diketahui bahwa saat

PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI PASANG SURUT

UJI JUMLAH SUDU ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR IRIGASI

SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN SKALA KECIL PADA BANGUNAN BERTINGKAT

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KAJI EKSPERIMENTAL TURBIN ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK TIPE SAVONIUS JENIS SPLIT S DENGAN SISTEM MAGNETIC LEVITATION SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF

STUDI EKPERIMENTAL PENGARUH BENTUK PELAMPUNG PADA MEKANISME PLTGL METODE PELAMPUNG TERHADAP ENERGI LISTRIK YANG DIHASILKAN

Generation Of Electricity

ANALISIS KINERJA KINCIR ANGIN SEDERHANA DENGAN DUA SUDU POROS HORIZONTAL

Salah satu potensi laut yang belum banyak diketahui oleh masyarakat adalah energi laut itu sendiri yaitu pada gelombang laut (ombak). Saat ini telah b

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI. Angga Febrika M.P (2017) penelitiannnya yang berjudul Studi potensi

ANALISIS POTENSI KINCIR ANGIN SAVONIUS SEBAGAI PENGGERAK POMPA SUBMERSIBLE

DESAIN DAN UJI UNJUK KERJA KINCIR ANGIN ABSTRACT

JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 3, Nomor 3, Tahun 2014, Halaman Online di :

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Your logo. Bidang Studi : Marine Electrical And Automation System

Jurnal Dinamis Vol.II,No.14, Januari 2014 ISSN

KAJIAN KELAYAKAN POTENSI ENERGI ANGIN PADA KAWASAN UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK UNTUK DIMANFAATKAN MENJADI ENERGI LISTRIK

Desain Turbin Angin Sumbu Horizontal

Energi angin (Wind Energy) Hasbullah, S.Pd., MT

Rancang Bangun Prototipe Portable Mikro Hydro Menggunakan Turbin Tipe Cross Flow

EFEK REDAMAN PADA SIMULASI KONVERVI ENERGI GELOMBANG LAUT MENJADI ENERGI LISTRIK DENGAN PRINSIP RESONANASI. Oleh

I. PENDAHULUAN. dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dan kegiatan yang lainnya.

PENGARUH JUMLAH BLADE DAN VARIASI PANJANG CHORD TERHADAP PERFORMANSI TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL (TASH)

PEMBANGKIT LISRIK TENAGA ANGIN. Nama : M. Beny Djaufani ( ) Ardhians A. W. ( Benny Kurnia ( Iqbally M.

Analisa Kinerja Bandul Vertikal dengan Model Plat pada PLTGL

Pengaruh Variasi Pembebanan Pada Poros Utama Turbin Angin Terhadap Putaran, Daya Listrik, dan Kinerja Turbin Angin Golden Blade

Turbin angin poros vertikal tipe Savonius bertingkat dengan variasi posisi sudut

BAB I LANDASAN TEORI. 1.1 Fenomena angin

TUGAS METODELOGI PENELITIAN Oktober 2012 Chintya Bunga Yudhitiara Pendidikan Teknik Elektronika NR 10 JURNAL SKRIPSI

RANCANG BANGUN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN SUMBU VERTIKAL DI DESA KLIRONG KLATEN Oleh Bayu Amudra NIM:

Gambar 2.1. Grafik hubungan TSR (α) terhadap efisiensi turbin (%) konvensional

Lely Etika Sari ( ) Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi

PENGEMBANGAN METODE PARAMETER AWAL ROTOR TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL TIPE SAVONIUS

PERANCANGAN TURBIN STRAIGHT BLADE DARRIEUS DENGAN TIGA SUDU

PENGARUH SUDUT PIPA PESAT TERHADAP EFISIENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO ( PLTMH )

1. Pendahuluan. diketahui bahwa jumlahnya terus menipis dan menghasilkan polusi yang cukup

OSCILLATING WATER COLUMN (OWC) DI PERAIRAN SELATAN BALI

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH SUDU PENGARAH ALIRAN (GUIDE VANE) TERHADAP DAYA PADA TURBIN SAVONIUS SKRIPSI

KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH JUMLAH SUDU TERHADAP TORSI DAN PUTARAN TURBIN SAVONIUS TYPE U

Karakterisasi Turbin Angin Poros Horizontal Dengan Variasi Bingkai Sudu Flat Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin

SIMULASI GELOMBANG AIR DANGKAL UNTUK PEMBANGKIT ENERGI OSCILLATING WATER COLUMN

KARAKTERISTIK MODEL TURBIN ANGIN UNTWISTED BLADE DENGAN MENGGUNAKAN TIPE AIRFOIL NREL S833 PADA KECEPATAN ANGIN RENDAH

STUDI PEMILIHAN DESAIN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ARUS LAUT (PLTAL) MENGGUNAKAN METODE ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS (AHP)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

OPTIMASI DAYA TURBIN ANGIN SAVONIUS DENGAN VARIASI CELAH DAN PERUBAHAN JUMLAH SUDU

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Keberadaan wilayah Indonesia yang begitu beragamnya sumber energi

DRAF PATEN. 10 Judul Usulan Invensi: BILAH TURBIN ANGIN DENGAN PENGENDALIAN SUDUT PITCH BILAH. Oleh: Dr. Ramadoni Syahputra, S.T., M.T.

OPTIMASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ARUS LAUT MENGGUNAKAN SISTEM TURBIN SAVONIUS TERMODIFIKASI

PENGUJIAN PRESTASI KINCIR AIR TIPE OVERSHOT DI IRIGASI KAMPUS UNIVERSITAS RIAU DENGAN PENSTOCK BERVARIASI

ANALISIS EFISIENSI JUMLAH BLADE PADA PROTOTYPE TURBIN ANGIN VENTURI

Sumber-Sumber Energi yang Ramah Lingkungan dan Terbarukan

Kajian Teknis Sistem Konversi Pneumatis Energi Gelombang Laut Menggunakan Tanki Bertekanan Dan OWC (Oscillating Water Column)

PERFORMANSI TURBIN ANGIN SAVONIUS DENGAN EMPAT SUDU UNTUK MENGGERAKKAN POMPA SKRIPSI

TURBIN ANGIN POROS VERTIKAL UNTUK PENGGERAK POMPA AIR

Transkripsi:

Analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut 1) Joy Ferdinand Ludji, 2) Verdy A. Koehuan, 3) Nurhayati, 1,2,3) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana Jl. Adisucipto, Penfui-Kupang NTT Email: verdy_koehuan @yahoo.com ABSTRAK Energi ombak sebagai salah satu sumber daya bahari merupakan sumber energi alternatif yang berkelanjutan, terbarukan dan tidak berdampak pencemaran terhadap lingkungan. Penelitian ini bertujuan untukmenganalisis efisiensi sistem osilator kolom air sebagai pembangkit daya tenaga gelombang laut dengan menggunakan turbin angin Maglev sebagai pembangkit daya. Osilator dibuat dalam skala laboratorium menggunakan aquarium dengan ukuran panjang 0,75 m, lebar 0,5 m, tinggi 0,7 m dan tinggi air 0.5 m, dimensi ruang untuk kolom air panjang 0,6 m dan lebar 0,5 m, saluran udara berbentuk kubus dengan ukuran lebar 0,08 m. Turbin angin poros vertikal Maglev yang digunakan dengan ukuran tinggi 7,5 cm, diameter 7,5 cm, dan jumlah baling-baling 8 buah. Variasi tinggi gelombang yang digunakan adalah 10, 15, dan 20 cm untuk waktu operasi dimulai dari 0 20 detik.hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi gelombang yang terjadi maka daya angin dan daya mekanik yang dihasilkan oleh turbin angin semakin besar sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk satu periode semakin singkat. Pada tinggi gelombang 10 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 13,539 W, daya mekanik maksimum adalah 2,031 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator adalah 83,743%. Untuk tinggi gelombang 15 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 24,098 W, daya mekanik maksimum adalah 3,615 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator adalah 66,247%. Sedangkan tinggi gelombang 20 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 38,092 W, daya mekanik maksimum adalah 5,714 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator adalah 58,905%. Kata kunci: Pembangkit daya, gelombang laut, osilasi kolom air, turbinmaglev. ABSTRACT Wave energy as one of the marine resources is a sustainable alternative energy sources, renewable and pollution impact on the environment. This study aims to analyze the efficiency of the water column oscillator system as ocean wave energy power generation using wind turbines to generate power Maglev. The oscillator is made in a laboratory scale using a tank with a length of 0.75 m, width 0.5 m, height 0.7 m and 0.5 m high water, the dimensions of the room to the water column 0.6 m long and 0.5 m wide, the channel cuboids air with a width of 0.08 m. Maglev vertical axis wind turbine that is used to measure height 7.5 cm, diameter 7.5 cm, and the number of blades 8 pieces. Variations in wave height used was 10, 15, and 20 cm for the operation starting time of 0-20 seconds. The results showed that the higher waves occur then wind power and mechanical power generated by the wind turbines while the greater the time required for a shorter period. In the wave height of 10 cm maximum wind power generated is 13.539 W, maximum mechanical power is 2,031 W, and the maximum efficiency oscillator system is 83.743%. For the wave height of 15 cm maximum wind power generated is 24.098 W, maximum mechanical power is 3,615 W, and the maximum efficiency of the system oscillator is 66.247%. While the wave height of 20 cm maximum wind power generated is 38.092 W, maximum mechanical power is 5.714 W, and maximum efficiency oscillator system is 58.905%. Keywords: power plant, sea waves, oscillating water column, turbines Maglev. PENDAHULUAN Kebutuhan untuk pemenuhan energi dan juga bahan bakar semakin meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan perkembangan teknologi. Selama ini kebutuhan energi dipenuhi oleh sumber daya tak terbaharukan seperti minyak bumi dan batu bara. Namun kenyataannya tidak selamanya energi tersebut bisa mencukupi seluruh kebutuhan manusia dalam jangka waktu yang panjang mengingat cadangan energi yang

Joy Ferdinand Ludji, Analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut semakin lama semakin menipis dan juga proses produksinya yang membutuhkan waktu jutaan tahun. Ketergantungan yang berlebihan, terhadap sumber energi fosil akan menimbulkan beberapa masalah yang harus dihadapi diantaranya menipisnya cadangan minyak bumi, semakin meningkatnya harga akibat permintaan yang lebih besar dari pada produksi minyak bumi. Banyak masalah lingkungan yang ditimbulkan oleh pembakaran minyak bumi seperti peningkatan efek rumah kaca atau pemanasan global.sementara pemanfaatan sumber energi yang terbaharukan seperti tenaga surya, angin, air, biomassa, panas bumi dan nuklir masih jarang digunakan. Untuk mengatasi masalah yang ditimbulkan tersebut, maka dibutuhkan suatu pengembangan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui dan ramah terhadap lingkungan dan dengan biaya murah. Salah satu sumber energi yang dapat diperbaharui yang dapat dikembangkan adalah energi angin yang jumlahnya berlimpah di lndonesia dan memiliki potensi untuk dijadikan solusi atas ketergantungan akan sumber energi fosil, tetapi sayangnya masih belum dimanfaatkan secara optimal. Pengembangan energi alternatif baru dan terbarukan sedang digalakkan melalui kebijakan-kebijakan pemerintah untuk mendorong dan menfasilitasi pemanfaatan sumber-sumber energi terbarukan (hydro, matahari, panas bumi, biomassa dan juga angin).energi angin merupakan energi terbarukan yang sangat fleksibel.lain halnya dengan energi air, pemanfaatan energi angin dapat dilakukan dimana-mana, baik di daerah landai maupun dataran tinggi, bahkan dapat diterapkan di laut. Pemanfaatan sumber energi angin di Indonesia masih langka, hal tersebut dimungkinkan teknologi atau pengetahuan yang belum populer, arah angin di daerah Indonesia mudah berubah-ubah dan kecepatannya berfluktuasi, kurang ekonomis, bahkan selama ini angin dipandang sebagai proses alami yang kurang memiliki nilai ekonomis bagi kegiatan produktif masyarakat. Tenaga ombak sebagai salah satu sumber daya bahari merupakan sumber energi alternatif yang berkelanjutan, terbarukan dan tidak berdampak pencemaran terhadap lingkungan.untuk itu terdapat berbagai penelitian serta teknologi yang dibuat dalam usaha menangkap serta memperoleh energi yang terkandung di dalam gelombang atau ombak pada permukaan air laut, yang ditengah laut maupun yang datang ke pantai.pada dasarnya prinsip kerja teknologi yang mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk memutar turbin generator.karena itu sangat penting memilih lokasi yang secara topografi memungkinkan akumulasi energi (Pudjanarsa, 2006). Diperkirakan potensi energi kelautan mampu memenuhi empat kali kebutuhan listrik dunia.penelitian untuk mempelajari kemungkinan pemanfatan energi yang tersimpan dalam gelombang laut sudah mulai banyak dilakukan.salah satu negara yang sudah banyak meneliti hal ini adalah Inggris. Berdasarkan hasil pengamatan yang ada, deretan gelombang yang ada di Selandia Baru dengan tinggi rata-rata 1 m dan periode 9 detik mempunyai daya sebesar 4,3 kw per meter panjang gelombang. Sedangkan deretan gelombang serupa dengan tinggi 2 m dan 3 m dayanya sebesar 39 kw per meter panjang gelombang.untuk gelombang dengan ketinggian 100 m dan periode 12 detik menghasilkan daya 600 kw per meter (David Ross, 1980).Meskipun penelitian untuk mendapatkan teknologi yang optimal dalam mengkonversi energi gelombang laut masih terus dilakukan, saat ini ada beberapa alternatif teknologi yang dapat dipilih.salah satu alternatif teknologi itu adalah dengan menggunakan sistem kolom air berosilasi atau biasa disebut Oscillating Water Column (OWC). Di Indonesia sendiri, berdasarkan data dari BPPT banyak terdapat ombak yang ketinggiannya di atas 5 m sehingga potensi energi gelombangnya dapat diteliti lebih jauh. Balai Pengkajian Dinamika Pantai, sebagai bagian dari BPPT yang mempunyai kompetensi di bidang teknologi pantai, menjawab tantangan tersebut dengan mengembangkan rancang bangun dan prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut dengan sistem OWC ( Oscillating Water 19

LONTAR Jurnal Teknik Mesin Undana, Vol. 01, No. 02, Oktober 2014 Column ) yang di kembangkan di Pantai Baron Propinsi Yogyakarta (Budi Murdani, 2008). Pada tahun 2010 di Bali telah dilakukan penelitian tentang pembangkit listrik tenaga gelombang laut teknologi Osilasi Kolom Air (Oscillating Water Column/OWC) oleh I Wayan Arta Wijaya, mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penelitian tersebut dianalisis mengenai besarnya energi yang dihasilkan gelombang laut dengan menggunakan teknologi Osilasi Kolom Air di laut Kawasan Jimbaran, dan diperoleh energi yang tertinggi adalah 16,478.982,17 Joule dan yang terendah adalah 92,5897 Joule. Sedangkan untuk daya listrik yang mampu dihasilkan di lokasi tersebut yang tertinggi adalah 4.174.007,641 Watt dan yang terendah adalah sebesar 175,892 Watt (ojs.unud.ac.id/index.php/jte/article/downloa d/3153/pdf). Salah satu lokasi di NTT yang berpotensi untuk untuk didirikan pembangkit listrik tenaga gelombang laut dengan teknologi Oscillating Water Column ini adalah di kawasan pantai selatan pulau Timor, hal ini dikarenakan laut yang ada di kawasan pantai selatan Pulau Timor berhadapan langsung dengan laut lepas (Samudera Hindia) sehingga ketinggian gelombang lautnya cukup besar dan konstan (Utami, 2010). Sayangnya hingga saat ini, pemanfaatan teknologi pembangkit listrik tenaga gelombang laut dengan teknologi Oscillating Water Columnini masih belum diterapkan di NTT, karena berbagai alasan; Salah satu alasannya yaitu karena kurangnya pemahaman akan model dan prinsip kerja dari teknologi ini.penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut menggunakan turbin angin Maglev sebagai pembangkit daya. TEORI DASAR Energi Gelombang Laut Gelombang laut merupakan pergerakan naik turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva atau grafik sinusoidal. Angin di atas lautan memindahkan tenaganya ke permukaan perairan, menyebabkan riak-riak, alunan atau bukit, dan berubah menjadi apa yang disebut sebagai gelombang atau ombak. Prinsip dasar terjadinya gelombang laut adalah jika dua massa yang berbeda kerapatannya (densitasnya) bergesekan satu sama lain, maka pada bidang geraknya akan terbentuk gelombang (Waldopo, 2008). Gambar 1. Gambar pergerakan air laut (sumber : Waldopo, 2008) Gelombang yang terjadi di lautan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis tergantung dari daya yang menyebabkannya. Gelombang laut dapat disebabkan oleh angin (gelombang angin), daya tarikan bumi-bulanmatahari (gelombang pasang surut), gempa (vulkanik dan tektonik) di dasar laut (gelombang tsunami) ataupun gelombang yang disebabkan oleh gerakan kapal. Energi gelombang yang dapat dibangkitkan oleh pembangkit listrik gelombang laut sistem Oscillating Water Column (OWC) dapat dihitung melalui energi total dari sebuah gelombang yang merupakan hasil penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik yang terdapat pada gelombang itu. Teknik konversi energi gelombang menjadi energi listrik dapat dilakukan dengan 3 (tiga) cara, yaitu: Energi Gelombang Energi yang terkandung 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 20

Joy Ferdinand Ludji, Analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut ke dalam ruang generator dan memutar turbin kembali. Pasang surut air laut Bentuk lain dari pemanfaatan energi laut dinamakan energi pasang surut. Ketika air pasang datang ke pantai, maka air pasang tersebut akan ditampung di dalam reservoir. Kemudian ketika air surut, air di belakang reservoir dapat dialirkan seperti pada PLTA biasa. Pemanfaatan perbedaan Temperatur Air Laut (Ocean Thermal energi) Cara lain untuk membangkitkan listrik dengan tenaga ombak adalah dengan memanfaatkan perbedaan suhu di laut. Untuk memanfaatkan gelombang laut sebagai penghasil energi listrik ada beberapa metode atau cara, yaitu Permanent Magnet Linear Buoy, Sistem Pelamis, Sistem sirip ikan hiu buatan, Sistem Osilasi Kolom Air dan Sistem Kanal Komponen peralatan yang digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut sistem OWC antara lain adalah turbin. Turbin adalah mesin penggerak awal, yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Berdasarkan arah sumbu, turbin angin dibagi menjadi 2 (dua) kelompok utama, yaitu Turbin angin dengan sumbu horizontal dan Turbin angin dengan sumbu vertikal. Turbin angin sumbu vertikal dibagi menjadi dua jenis, yaitu Darrieus, Savonius, Turbin Maglev Persamaan-persamaan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: Besarnya energi potensial dari gelombang laut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: P.E. = mg (, )) ( J ) (1) Dimana: m = wρy : Massa Gelombang (kg) ρ : massa jenis air (kg/m 3 ) w : Lebar Gelombang (m) diasumsikan sama dengan luas chamber pada OWC Y = y(x,t) = A sin(kx-ωt) (m) Persamaan Gelombang (diasumsikan gelombang sinusoidal). A = H/2 : Amplitudo Gelombang H : Tinggi Gelombang (m) k= : Konstanta Gelombang λ : Panjang gelombang (m) ω = (rad/sec) : Frekuensi Gelombang T : Periode Gelombang (sec) Maka persamaan energi potensial ini dapat ditulis sebagai berikut: P.E. = wρg = wρg sin 2 (kx - ωt) (2) Selanjutnya dihitung besarnya energi potensial gelombang lebih dari satu periode, diasumsikan bahwa gelombang hanya merupakan fungsi dari x terhadap waktu, sehingga didapatkan persamaan y(x,t) = y(x). jadi didapatkan : dp.e. = 0.5wρgA 2 sin 2 (kx - ωt) dx (3) Berdasarkan persamaan k = dan ω =, maka didapatkan persamaan : P.E. = wρga2 λ (4) Besarnya energi kinetik lebih dari 1 periode adalah sebanding dengan besarnya energi potensial yang dihasilkan. K.E. = wρga 2 λ (5) Dimana energi kinetik adalah bagian energi yang berhubungan dengan gerakan dari gelombang laut. Setelah besarnya energi potensial dan energi kinetik diketahui, maka dapat dihitung total energi yang dihasilkan selama lebih dari 1 periode dapat dicari dengan menggunakan persamaan: = + = 1 λl + 1 λl 4 4 = λl (6) Total energi yang dimaksud disini adalah jumlah besarnya energi yang dihasilkan gelombang laut yang didapatkan melalui penjumlahan energi potensial dan energi kinetik yang dimilikinya. Melalui persamaan diatas, maka dapat dihitung besarnya energy density (E WD ), daya listrik (P W ), dan power density (P WD ) yang dihasilkan gelombang laut.untuk menentukan besarnya energy density (E WD ) yang dihasilkan gelombang laut digunakan persamaan berikut ini. E WD = = wρga 2 λ (J/m 2 ) (7) 21

LONTAR Jurnal Teknik Mesin Undana, Vol. 01, No. 02, Oktober 2014 Untuk menentukan besarnya daya listrik (P W ) yang dihasilkan gelombang laut digunakan persamaan berikut ini : (8) Untuk menetukan besarnya power density (P WD ) yang dihasilkan gelombang laut digunakan persamaan berikut ini... P WD = = ρga 2 λ (W/m 2 ) (9) Daya angin yang dibangkitkan turbin angin, persamaan yang dipakai adalah : P a = (10) danteknik Undana Kupang, selama dua bulan (2 bulan). Tahap Perencanaan Adapun tahap-tahap dalam perancangan prototipe PLTGL - OWC yaitu: Penulis mencari dan mempelajari referensi serta data-data yang berkaitan dengan judul tugas akhir. Penentuan dimensi prototipe PLTGLbahan yang akan OWC. Mempersiapkan alat dan digunakan sesuai dengan dimensi yang sudah ditetapkan dalam pembuatan prototipe PLTGL - OWC. Pembuatan bagian-bagian prototipe PLTGL - OWC Perakitan prototipe PLTGL - OWC Evaluasi Gambar 2.Grafik Koefisien Daya Turbin (Sumber. Budi Sulaiman, dkk, k, 2013) Sedangkan daya mekanik yang dibangkitkan oleh turbin anginn Maglev, P m = P a. C p (11) Dimana : C P : koefisiensi daya turbin ( nilainya dapat dilihat pada Gambar 2) Efisiensi sistem osilator adalah perbandingan antara daya angin dengan daya potensial yang dihasilkan dalam osilator, digunakan persamaan: ɛf = (12) METODE PENELITIAN Lokasi Dan Waktu Penelitian Perancangan dan pembuatan prototipe pembangkit daya energi gelombang laut teknologi osilasi kolom air ( Oscillating Water Column /OWC) skala kecil dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Sains Gambar 3. Skema prototipe PLTGL teknologi osilasi kolom air PEMBAHASAN Dari Gambar 4 Hubungan Kecepatan udara dalam osilator kolom air, V 1 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang, diperoleh bahwa tinggi gelombang berbanding lurus terhadap kecepatan udaraa dan membentuk fungsi sinus terhadap waktu, dimana semakin tinggi gelombang maka kecepatan udara yang dihasilkan dalam osilator akan bertambah tetapi waktu yang dibutuhkan untuk satu periode lebih singkat. Nilai maksimum kecepatan V 1 dan V 2 menunjukkan peningkatan kecepatan 22

Joy Ferdinand Ludji, Analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut sementara waktu satu periodenya makin cepat. Kecepatan V1, m/s Gambar 4. Grafik Hubungan Kecepatan udara dalam osilator kolom air, V 1 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang Kecepatan, V2, m/s 0.600 0.400 0.200 0.000-0.200-0.400-0.600 30.000 20.000 10.000 0.000-10.000-20.000-30.000 H=0,1 m H=0,15 m H=0,20 m H=0,1 m H=0,15 m H=0,20 m Gambar 5. Grafik Hubungan Kecepatan udara masuk turbin, V 2 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang Gambar 5 grafik Hubungan Kecepatan udara masuk turbin V 2 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang memiliki kecenderungan yang sama dengan grafik hubungan kecepatan udara dalam osilator kolom air V 1 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang dimana tinggi gelombang berbanding lurus terhadap kecepatan dan membentuk fungsi sinus terhadap waktu, dimana semakin tinggi gelombang maka kecepatan yang dihasilkan akan bertambah tetapi waktu yang dibutuhkan untuk satu periode lebih singkat. Hal ini disebabkan oleh tinggi gelombang yang semakin meningkat akan menimbulkan energi potensil yang semakin meningkat pula sehingga kecepatan udara semakin meningkat dan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu periode lebih singkat untuk tinggi gelombang yang makin besar. Kecepatan udara pada Gambar 5 grafik Hubungan Kecepatan udara masuk turbin V 2 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang memiliki kecepatan yang lebih besar dari grafik hubungan kecepatan udara dalam osilator kolom air V 1 terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang. Hal ini disebabkan oleh perbedaan luas penampang antara saluran udara (A 2 ) dan permukaan kolom air (A 1 ), dimana A 2 memiliki luas penampang yang lebih kecil dari A 1 sehingga udara dari A 1 yang masuk ke A 2 akan mengalami peningkatan kecepatan. Daya kincir, W Gambar 6. Grafik Hubungan Daya angin terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang Daya mekanik, W 60 40 20 0-20 -40-60 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8 H=0,1 m H=0,15 m H=0,20 m H=0,1 m H=0,15 m H=0,20 m Gambar 7. Grafik Hubungan Daya Mekanik turbin terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang Gambar 6 dan Gambar 7 grafik hubungan daya angin terhadap waktu dan grafik hubungan daya mekanik turbin terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang diperoleh bahwa tinggi gelombang berpengaruh terhadap daya angin dan daya mekanik, dimana semakin 23

LONTAR Jurnal Teknik Mesin Undana, Vol. 01, No. 02, Oktober 2014 tinggi gelombang yang terjadi maka daya angin dan daya mekanik yang dihasilkan juga semakin besar tetapi waktu yang dibutuhkan untuk satu periode semakin singkat. Hal ini disebabkan oleh karena gelombang yang semakin tinggi akan menimbulkan energi potensial yang semakin besar sehingga menimbulkan kecepatan udara meningkat, maka daya angin dan daya mekanik juga meningkat. Selain itu daya angin dan daya mekanik sangat dipengaruhi oleh luas penampang saluran udara, semakin kecil luas penampang saluran udara maka kecepatan aliran udara yang mengenai rotor kincir makin besar sehingga daya yang dibangkitkan makin besar pula. Pada tinggi gelombang 10 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 13,539 W, daya mekanik maksimum adalah 2,031 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator kolom air adalah 83,743%.Untuk tinggi gelombang 15 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 24,098 W, daya mekanik maksimum adalah 3,615 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator kolom air adalah 66,247%.Sedangkan tinggi gelombang 20 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 38,092 W, daya mekanik maksimum adalah 5,714 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator kolom air adalah 58,905%. Efisiensi (%) 100 80 60 40 20 0-20 -40-60 -80-100 H=0,1 m H=0,15 m H=0,20 m Gambar 8. Grafik hubungan Efisiensi sistem osilator kolom air terhadap waktu untuk variasi tinggi gelombang Efisiensi sistem osilator kolom air merupakan perbandingan antara daya angin dengan daya akibat gelombang dalam osilator kolom air, dimana semakin tinggi gelombang akan semakin singkat waktu yang dibutuhkan dalam satu periode gelombang, lihat Gambar 8. Selain itu efisiensi sistem osilator kolom air juga sangat dipengaruhi oleh luas penampang kolom air dan luas penampang saluran udara, semakin tinggi luasan penampang osilator kolom air maka semakin besar tinggi gelombang maka efisiensinya naik, sebaliknya luasan udara semakin kecil maka kecepatan aliran udara yang mengenai rotor kincir makin besar sehingga daya yang dibangkitkan makin besar pula. Semakin tinggi gelombang dan periode gelombang maka nilai kecepatan udara maksimum dalam osilator kolom air, kecepatan udara maksimum saat masuk turbin, daya angin maksimum, dan daya mekanik maksimum semakin meningkat sementara waktu yang dibutuhkan dalam 1(satu) periode semakin cepat. Sedangkan pada efisiensi maksimum sistem osilator kolom air menunjukkan tren sebaliknya, karena faktor luas penampang kolom air dan saluran udara dalam penelitian ini dirancang dalam skala laboratorium dimana luasan dibuat konstan, sehingga efisiensi maksimumnya cenderung turun. PENUTUP Kesimpulan Model Pembangkit Daya Energi Gelombang Laut dengan Menggunakan Teknologi Osilasi Kolom Air ( Oscillating Water Column /OWC) menggunakan turbin angin Maglev pada skala kecil mampu membangkitkan daya. Semakin tinggi gelombang dan periode maka nilai pada kecepatan udara maksimum dalam osilator kolom air, kecepatan udara maksimum saat masuk turbin, daya angin maksimum, dan daya mekanik maksimum semakin naik, dan waktu yang dibutuhkan dalam 1(satu) periode semakin singkat, hanya berbeda pada efisiensi sistem osilator kolom air, karena faktor luas penampang kolom air dan saluran udara tidak berubah. Pada tinggi gelombang 10 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 13,539 W, daya mekanik maksimum adalah 2,031 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator kolom air 24

Joy Ferdinand Ludji, Analisis Efisiensi Sistem Osilator Kolom Air sebagai Pembangkit Daya Tenaga Gelombang Laut adalah 83,743%.Untuk tinggi gelombang 15 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 24,098 W, daya mekanik maksimum adalah 3,615 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator kolom air adalah 66,247%.Sedangkan tinggi gelombang 20 cm daya angin maksimum yang dihasilkan adalah 38,092 W, daya mekanik maksimum adalah 5,714 W, dan efisiensi maksimum sistem osilator kolom air adalah 58,905%. Saran Dalam pengembangan Pembangkit Daya Energi Gelombang Laut Dengan Menggunakan Teknologi Osilasi Kolom Air ( Oscillating Water Column /OWC) menggunakan turbin angin Maglev sebagai pembangkit daya perlu diperhatikan luas penampang saluran udara dan efisiensi turbin angin yang digunakan agar daya output yang diinginkan dapat maksimal. Untuk skala kecil, perlu diperhatikan posisi osilator terhadap arah datangnya gelombang, luas penampang kolom air agar bisa memberikan tinggi dan periode gelombang yang cukup untuk menghasilkan tekanan udara yang cukup untuk memutar turbin. DAFTAR PUSTAKA [1] Budi Murdani, 2008. Analisa Rancang Bangun Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut dengan Sistem Oscillating Water Column di Pantai Baron, Yogyakarta. Jakarta [2] Budi Sulaiman, Muhammad Fajar B. P, dan Riki M, 2013. Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTAngin Air-X marine), Konsentrasi Kendali Jurusan Teknik Elektro Universitas Pancasila [3] Dan, Shark & Tuna Inspired Power Generation. http://www.envirogadget.com/allternativeenergy/shark-tuna-inspired-powergeneration/, Juli, 2008 [4] Daryanto Y, 2007. Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu. Balai PPTAGG-UPT-LAGG, Yogyakarta [5] David Ross, 1980. Energi From The Waves. 2 nd Edition Revised & Enlarged. Perganon Press [6] http://www.alpensteel.com/article/52-106- energi-laut [7] ojs.unud.ac.id/index/php/jte/article/down load/3153/pdf, 2010 [8] Pudjanarsa, A. 2006.Mesin Konversi Energi.Yogyakarta : ANDI. [9] Rodrigues Leão, 2005. Wave Power convertion sistems for electrical energy production, Department of Electrical Engineering Faculty of Scince and Technology Noova University of Lisbon, Portugal. [10] Siti Rahma Utami, 2010. Studi Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Dengan Menggunakan Sistem Oscillating Water Column (OWC) Di Tiga Puluh Wilayah Kelautan Indonesia, Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia, sitikus_ayang@yahoo.com. 25