Studi dan Analisa Potensi Energi Gelombang Laut di Kepulauan Seribu Reina Novazania [1], Agus R Utomo [2] Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia ABSTRAK Indonesia sebagai negara kepulauan yang dikelilingi oleh lautan, memiliki potensi besar untuk menghasilkan energi alternatif dan terbarukan, salah satunya adalah Energi Gelombang Laut. Potensi energi gelombang laut dapat dimanfaatkan untuk pembangkit Listrik, salah satunya yang berada di Kepulauan Seribu. Potensi gelombang laut di Kepulauan Seribu dapat dicari menggunakan pengukuran meteran manual (distance meter), sebagai input regresi yang diduga eksponensial karena sebanding dengan jarak pengukuran dan tinggi gelombang dengan menggunakan batasan limit maksimum tinggi gelombang laut pada data statistik. Pengukuran ini dilakukan tanpa melihat kedalaman laut pada jarak pengukuran tertentu dari garis pantai. Hal ini disebabkan oleh struktur dasar laut Kepulauan Seribu yang tidak stabil. Kata kunci: pembangkit listrik tenaga Energi Gelombang Laut, potensi Energi Gelombang Laut, karakteristik Energi Gelombang Laut ABSTRACT Indonesia as an archipelago country which surrounded by oceans has a great potential to produce alternative and renewable energy, one of which is oceanwaves energy. Oceanwaves energy potential can be used as a power plant, i.e. one on the Thousand Islands (Kepulauan Seribu). Oceanwaves potential on the Thousand Islands is possible found by manual distance meter measurements, as regression input which expectedly exponential due to proportional measurement distance and wave height using maximum limit of the ocean wave height in statistical data. The measurements regardless of sea depth at a certain distance from the shoreline. This is due to unstable seabed structure of Thousand Islands Keyword: Oceanwaves power, Oceanwaves potential, Oceanwaves characteristics BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kepulauan seribu merupakan salah satu kabupaten provinsi DKI Jakarta yang memiliki struktur dengan banyak pulau, sebagai tempat tinggal masyarakat asli daerah tersebut dan kini beberapa pulau telah menjadi tempat wisata Indonesia. 1 Universitas Indonesia
Saat ini Perusahaan Listrik Negara (PLN) telah mendistribusikan listrik melalui jalur kabel bawah laut dan energi pembangkit yang menggunakan BBM untuk Pembangkit Listrik Tenaga Diesel yang masih terbatas dikarenakan struktur kepulauan tersebut. Pengadaan ini menggunakan pembiayaan yang sangat tinggi serta kurangnya umpan balik dari konsumsi daya listrik yang disediakan PLN masih dikatakan tidak seimbang. Energi terbarukan merupakan solusi yang dapat digunakan untuk pembangkit listrik di kepulauan seribu. Dikarenakan struktur kepulauan maka sumber energi yang dapat digunakan adalah berasal dari matahari, angin dan laut. 1.2. Batasan Masalah Pembatasan masalah dalam Jurnal ini adalah sebagai berikut : 1. Pembahasan tentang Metode Pengukuran dan Perhitungan Jarak Pengukuran dari tepi pantai terhadap Tinggi Gelombang Laut. 2. Pembahasan tentang potensi Energi Gelombang Laut di Kepulauan Seribu 3. Pembahasan tentang potensi Daya yang dihasilkan dari potensi Energi Gelombang Laut di Kepulauan Seribu 1.3. Maksud dan Tujuan Penulisan Adapun maksud dan tujuan dari penulis ini adalah untuk menjelaskan, menjabarkan dan memperdalam pengetahuan tentang studi dan analisa potensi Energi Gelombang Laut di Kepulauan Seribu. BAB II ENERGI KELAUTAN 2.1. Definisi Energi Kelautan Energi kelautan merupakan energi yang berasal dari dinamika air laut, dibagi menjadi: 1. Gelombang Laut Gelombang Laut tersedia sepanjang hari. Gelombang Laut sebagian besar terjadi karena pengaruh angin. Daerah dengan perbedaan 2 Universitas Indonesia
suhu besar, seperti daerah utara dan selatan berpotensi lebih besar karena memungkinkan angin bertiup lebih kencang. Gelombang Laut sebagai energi dapat dikategorikan sebagai berikut: Gambar 2.1 Dinamika Air Laut a. Energi Gelombang Laut Energi Gelombang Laut merupakan energi yang berasal dari gelombang laut berupa gelombang harmonik. Gelombang laut mempunyai amplitudo besar di permukaan air laut, dan mengecil ke dasar laut, sehingga ekstrasi energi gelombang laut hanya dapat dilakukan pada permukaan air laut. Gambar 2.2 Gelombang Laut [6] b. Energi Ombak (Gelombang Pecah) Energi Ombak merupakan energi yang berasal dari tumbukkan gelombang laut yang saling berlawan arah (gelombang pecah) biasa di sebut ombak. Gulungan ombak ini dimanfaatkan sebagai energi ombak yang biasanya terjadi dekat tepi pantai. 3 Universitas Indonesia
Gambar 2.4 Ombak [6] c. Energi Arus Laut Energi Arus Laut merupakan energi kinetik yang berasal dari gerakan horizontal massa air laut digunakan sebagai tenaga penggerak rotor atau turbin pembangkit listrik. Daya yang dihasilkan oleh turbin arus laut jauh lebih besar dari pada daya yang dihasilkan oleh turbin angin, karena rapat massa air laut hampir 800 kali rapat massa udara (NOAA). Salah satu contoh pemanfaatan energi arus laut untuk pembangkit listrik, yaitu Free Flow Tidal Turbine. Gambar 2.6 Free Flow Tidal Turbine [6] 2. Pasang Surut ( Tidal ) Menurut Newton, pasang surut adalah gerakan naik turunnya air laut terutama akibat pengaruh adanya gaya tarik menarik antara massa bumi dan massa benda-benda angkasa, khususnya bulan dan matahari (gaya gravitasi dan efek sentrifugal). 4 Universitas Indonesia
Gambar 2.7 Gaya Gravitasi dan Efek Sentrifugal Energi Pasang Surut merupakan energi yang dihasilkan dari pergerakan massa air secara besar karena terjadi pasang surut dilaut. Energi Pasang Surut didapat berdasarkan pergerakan aliran bebas air laut dan beda ketinggian selama terjadinya pasang surut air laut. Salah satu contoh pemanfaatan energi ombak untuk pembangkit listrik, yaitu Barrage Tidal System. Gambar 2.8 Barrage Tidal System [6] 3. Thermal (OTEC) Lautan selalu dipanasi oleh sinar matahari, 70% dari permukaan bumi adalah lautan, perbedaan suhu ini mengandung sangat banyak energi matahari yang berpotensi untuk digunakan sebagai energi konversi panas laut. Energi Thermal merupakan energi yang berasal dari Konversi energi panas laut menjadi tenaga listrik dengan memanfaatkan perbedaan temperatur air pada bagian permukaan dan bagian dalam laut. 5 Universitas Indonesia
Gambar 2.10 Puncak dan lembah Gelombang Laut Gelombang laut bersumber dari fenomena-fenomena berikut: Benda (body) yang bergerak pada atau dekat permukaan yang menyebabkan terjadinya gelombang dengan periode kecil. Angin merupakan sumber penyebab utama gelombang lautan. Gangguan seismik yang menyebabkan terjadinya gelombang pasang atau tsunami. Contoh gangguan seismik adalah: gempa bumi, dll. Medan gravitasi bumi dan bulan penyebab gelombang-gelombang besar, terutama menyebabkan gelombang pasang yang tinggi. Ada berbagai macam cara pengukuran tinggi gelombang yang sering digunakan pada umumnya, dapat dilihat dari gambar berikut: Gambar 2.11 Metode Pengukuran Gelombang Laut [8] 1. Satellite altimeter 2. Hydrostatic pressure 3. Wave buoy 4. Ship mounted hydrostatic pressure measuring 5. Navigation radar 6. Distance meter 7. Sea bottom mounted current/distance meter Menurut Blair Kinsman Gelombang laut sebagian besar terjadi karena pengaruh angin. Seperti pada gambar berikut: 6 Universitas Indonesia
Gambar 2.12 Skema propagasi Gelombang Laut [8] Terlihat dari Gambar 2.12 bahwa gelombang laut dipengaruhi tiga macam faktor yaitu angin yang memiliki faktor terbesar terjadinya gelombang laut, bencana alam (gempa bumi), dan pergantian siang - malam. BAB III POTENSI ENERGI GELOMBANG LAUT 3.1. Energi dan Daya Gelombang Laut Hal utama dalam pemanfaatan gelombang laut ini adalah ketersediaan energi gelombang laut yang dapat digunakan sebagai energi pembangkit listrik. Energi gelombang laut dapat diketahui dengan menjumlahkan besarnya energi kinetik dan energi potensial yang dihasilkan gelombang laut tersebut. 1. Energi Potensial Gelombang Laut Energi potensial gelombang laut adalah energi yang ditimbulkan oleh posisi relatif atau konfigurasi gelombang laut pada suatu sistem fisik. Besarnya energi potensial dari gelombang laut dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut (University of Michigan, 2008): P.E. = mg Dimana: m = wρy : Massa Gelombang (kg) ρ = 1030 kg/m 3 : massa jenis air laut (kg/m 3 ) w : lebar gelombang (m) (luas batas pengukuran). Y = y(x,t) = a sin(kx-ωt) (m) : persamaan gelombang (diasumsikan gelombang sinusoidal). a = h/2 : amplitudo gelombang. h : ketinggian gelombang (m) : konstanta gelombang λ : panjang gelombang (m) (rad/sec) : frekuensi gelombang. 7 Universitas Indonesia
8 Berdasarkan persamaan serta diasumsikan bahwa gelombang hanya merupakan fungsi dari x terhadap waktu, sehingga didapatkan persamaan y(x, t) = y(x). Maka didapatkan persamaan: P.E. = 2. Energi Kinetik Gelombang Laut Energi kinetik adalah bagian energi yang berhubungan dengan gerakan dari gelombang laut. Besarnya energi kinetik lebih dari satu periode adalah sebanding dengan besarnya energi potensial yang dihasilkan. Maka didapatkan persamaan: K.E. = Setelah besarnya energi potensial dan energi kinetik diketahui, maka dapat dihitung energi gelombang laut yang dihasilkan selama lebih dari 1 periode dapat dicari dengan menggunakan persamaan: E W = P.E + K.E = Melalui persamaan diatas, maka dapat dihitung besarnya energy density (E WD ), daya listrik (P W ), dan power density (P WD ) yang dihasilkan gelombang laut. Energy density adalah besarnya kerapatan energi yang dihasilkan gelombang laut tiap 1 satuan luas permukaan. Untuk menetukan besarnya energy density (E WD ) yang dihasilkan gelombang laut digunakan persamaan berikut ini. E WD = = (J/m 2 ) Dimana wave power adalah besarnya daya listrik yang mampu dihasilkan oleh gelombang laut. Untuk menentukan besarnya daya listrik (P W ) yang dihasilkan gelombang laut digunakan persamaan berikut ini. P W = (W) Untuk menetukan besarnya power density (P WD ) yang dihasilkan gelombang laut digunakan persamaan berikut ini. P WD = = (W/m 2 ) 3.2. Korelasi Kecepatan Angin dan tinggi Gelombang Laut BMKG bekerjasama dengan Hydros TNI-AL menggunakan satellite radar altimeter sebagai pemantauan global beberapa pengukuran seperti kecepatan angin, signifikan tinggi gelombang (H 1/3 ) dan geoid laut sepanjang jalur sub-satelit dan beberapa parameter oseanografi lainnya. Pada radar altimeter signifikan tinggi gelombang di hitung dari pengambilan data kecepatan angin (U 10 ).
9 Menurut Komar (1998, p. 143) pengukuran visual tinggi gelombang diperkirakan sama dengan tinggi gelombang signifikan. Signifikan tinggi gelombang diambil dari analisis bentuk pulsa ketika kecepatan angin diperoleh dari normalized back-scattering coefficient; Signifikan tinggi gelombang (H 1/3 ): Rata-rata tertinggi 1/3 dari gelombang dari spektrum gelombang. Korelasi antara Kecepatan Angin dengan Gelombang Laut yang digunakan oleh satellite altimeter menggunakan persamaan berikut (Mognard, 1984): H 1/3 = 0.025(U 10) 2 U 10 = kecepatan angin (m/s) H 1/3 = signifikan tinggi gelombang laut (m) 3.3. Periode dan Panjang Gelombang Laut Parameter gelombang yang diakibatkan oleh pembangkitan gelombang oleh angin diantaranya adalah tinggi gelombang laut, panjang gelombang laut, dan periode gelombang laut. Panjang Gelombang laut dipengaruhi oleh periode datangnya gelombang. Periode datangnya gelombang dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang disarankan oleh Kim Nielsen, yaitu : T = 3.55 T : Periode Gelombang Laut (s) H : Tinggi Gelombang Laut (m) Panjang Gelombang Laut dapat diprediksi dengan menggunakan metode perumusan Wilson (Kubo, Massafumi dan Takezawa, 1987). Dengan klasifikasi sebagai gelombang laut dangkal menurut Horikawa (1980) adalah 2 h/l /10; h/l 1/20, menggunakan rumus berikut: λ = T (gh) 1/2 λ : panjang gelombang (m) T : periode gelombang (s) H : Tinggi Gelombang Laut (m) g = 9,8 m/s 2 : percepatan gravitasi (m/s 2 ) 3.4. Tenik Pencocokan Kurva Teknik Pencocokan Kurva membantu penulis untuk melakukan pengolahan data pengukuran dan statistik yang terbatas karena kurang lengkapnya data untuk kedalaman laut, metode yang akan digunakan adalah regresi linier sebagai pendekatan jarak pengukuran dari tepi pantai dengan tinggi gelombang laut. Pencocokan kurva (curve fitting) adalah suatu metode estimasi atau teknik untuk mendapatkan suatu fungsi atau persamaan karakterisitk matematik dari suatu kelompok sebaran data numerik. Regresi digunakan untuk sebaran data statistik berdasarkan data numerik lapangan atau dengan kata lain berdasarkan data historis di lapangan. Dengan demikian hasil
10 estimasi yang diperoleh masih kasar yang merupakan metode estimasi yang berbasis pada error (kesalahan) terhadap kurva yang terbentuk. Regresi Linier digunakan bila fungsi karakteristik diduga berbentuk linier atau fungsi yang tidak linier namun dilinierkan, sehingga secara umum fungsi karakteristik yang terbentuk adalah : dengan a 0 dan a 1 adalah konstanta. Dari persamaan umum di atas terlihat bahwa pada regeresi linier hanya terdapat satu variabel bebas x di dalam persamaan karakteristiknya. 1. Persamaan Error Secara umum persamaan karakteristik yang didapatkan dengan proses regresi linier, adalah: E = Error terhadap kurva yang terbentuk Untuk banyak data persamaan dapat dituliskan sebagai: Untuk meminimumkan ketidakcocokan (discrepancies): Untuk meminimumkan Sr, maka: dan Sehingga: Bila: Maka persamaan persamaan regresi linier dapat dituliskan sebagai:
11 Dalam bentuk matriks persamaan di atas berbentuk: dan dan 2. Perkiraan Error Error (kesalahan) utama dari pengukuran sebaran data terhadap kurva karakteristik dugaan disebut sebagai penyimpangan standar (standard deviation). Standar error (Error standard) yang terjadi: Tingkat kepercayaan estimasi:
12 dengan : n = jumlah sampel data BAB IV ANALISA ENERGI GELOMBANG LAUT DI KEPULAUAN SERIBU 4.1. Perhitungan korelasi antara kecepatan angin dengan tinggi gelombang laut di Kepulauan Seribu Pengukuran berdasarkan kecepatan angin yang di ukur melalui satelit altimeter dilakukan perhitungan tinggi gelombang menggunakan kolerasi antara kecepatan angin dan tinggi gelombang (Mognard, 1984). Di ketahui data dari BPS (BMKG) 2011 selama satu tahun sebagai berikut: Tabel 4.1 Kecepatan Angin sumber BPS (Kepulauan Seribu dalam Angka 2011) Bulan Kecepatan Angin (knots) Minimum Maksimum Rata-rata Januari 5.5 16 6 Februari 5.2 13 6 Maret 6.3 17 6 April 4.9 16 6 Mei 4 13 6 Juni 4.7 13 6 Juli 5.1 14 7 Agustus 5.1 13 7 September 4.6 14 6 Oktober 4.5 15 7 November 4.1 12 6 Desember 5.3 15 6 Penulis mengambil contoh perhitungan pada bulan Oktober 2012 yang diketahui kecepatan angin rata-rata di kepulauan seribu adalah 7 knot. Maka dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut: Diketahui 1 knot = 0.514 m/s dan H 1/3 = 0.025xU 10 U 10 = 7 knot = 7 x 0.514 = 3.60 m/s H 1/3 = 0.025(U 10) 2 H 1/3 = 0.025(3.60) 2 H 1/3 = 0.32 m Dengan menggunakan persamaan di atas maka didapatkan data seperti Tabel 4.2. Tabel 4.2 Korelasi kecepatan angin dan tinggi gelombang Bulan Kecepatan Angin (knots) Kecepatan Angin (m/s) U10 tinggi gelombang (m) = H1/3 Minimum Maksimum Rata-rata Minimum Maksimum Rata-rata Minimum Maksimum Rata-rata Januari 5.5 16 6 2.83 8.22 3.08 0.20 1.69 0.24 Februari 5.2 13 6 2.67 6.68 3.08 0.18 1.12 0.24 Maret 6.3 17 6 3.24 8.74 3.08 0.26 1.91 0.24 April 4.9 16 6 2.52 8.22 3.08 0.16 1.69 0.24 Mei 4 13 6 2.06 6.68 3.08 0.11 1.12 0.24 Juni 4.7 13 6 2.42 6.68 3.08 0.15 1.12 0.24 Juli 5.1 14 7 2.62 7.20 3.60 0.17 1.29 0.32 Agustus 5.1 13 7 2.62 6.68 3.60 0.17 1.12 0.32 September 4.6 14 6 2.36 7.20 3.08 0.14 1.29 0.24 Oktober 4.5 15 7 2.31 7.71 3.60 0.13 1.49 0.32 November 4.1 12 6 2.11 6.17 3.08 0.11 0.95 0.24 Desember 5.3 15 6 2.72 7.71 3.08 0.19 1.49 0.24 4.2. Pengukuran tinggi Gelombang Laut di Pulau Macan, Kepulauan Seribu Penulis melakukan contoh pengukuran pada bulan oktober di kepulauan seribu tepatnya berada di Pulau Macan, Kepulauan Seribu. Metode pengukuran manual tersebut menggunakan metode Distance Meter yaitu mengukur tinggi gelombang laut dengan alat ukur meteran (measuring tape), dengan mencatat puncak gelombang laut dan lembah
13 gelombang laut. Pengukuran ini dilakukan karena faktor murahnya alat dan untuk struktur kepuluan seribu dalam jarak pengukuran tersebut tidak bisa dideteksi melalui satelit altimeter pada website pengukur tinggi gelombang laut NOAA. Pengukuran dilakukan dari tepi pantai ke arah tengah laut dengan jarak 10 dan 15 meter, dari pengukuran tersebut didapat rata-rata tinggi gelombang laut pada jarak 10 meter adalah 6,375 cm dengan panjang gelombang laut rata-rata adalah 60 cm dan pada jarak 15 meter adalah 8,75 cm dengan panjang gelombang laut rata-rata adalah 90 cm. Pengukuran ini tanpa melihat kedalaman lautnya pada jarak pengukuran dari garis pantai dikarenakan struktur dasar laut kepulauan seribu yang tidak stabil. Gambar 4.1 Pengukuran tinggi Gelombang Laut 4.3. Perhitungan Regresi Jarak Pengukuran dengan tinggi Gelombang Laut di Pulau Macan, Kepulauan Seribu Telah diketahui data pengukuran pada bulan Oktober yaitu: H 1/3 Ukur 10 m = 6.375 cm = 0.06375 m H 1/3 Ukur 15 m = 8.75 cm = 0.0875 m H 1/3 Min = 0.13 m H 1/3 Rata-rata = 0.32 m H 1/3 Max = 1.49 m Perhitungan untuk melengkapi data dilakukan dengan uji coba regresi (trial and error) dengan batasan tingkat error yang minimum atau pada kurva regresi dibatasi pada tingkat kepercaayaan (r 2 ) > 0.95 atau 95 %. Ditentukan angka-angka variasi jarak pengukuran pada saat H 1/3 Min, H 1/3 Ratarata dan H 1/3 Max dengan bantuan perangkat lunak Excel. Perhitungan dan pengujian sebagai berikut: Tabel 4.3 Data Jarak Pengukuran dan Tinggi Gelombang Laut sebagai input regresi Input N Y[m] X[m] Y[cm] X[cm] 1 0.06375 10 6.375 1000 2 0.0875 15 8.75 1500 3 0.1334025 20 13.34025 2000 4 0.324 30 32.4 3000
14 5 1.4861025 50 148.61025 5000 Keterangan : Warna Hijau : Data hasil pengukuran di P. Macan Warna Biru : Data dari BPS Warna Merah : Sembarang angka yang logis untuk melengkapi kekurangan data. X = Jarak Pengukuran Y = Tinggi Gelombang Laut Tabel 4.4 Pembentuk Uji Regresi Matriks Regresi Korelasi antara tinggi Gelombang Laut dan jarak pengukuran yang diduga berbentuk eksponensial, didapatkan dengan regresi linier. Maka terbentuk kurva korelasi secara eksponensial dengan karakteristik sebagai berikut: Y = 1.018498258 ln(x) + 0.000799937 atau ln(y) = 0.000799937 + 1.018498258 ln(x) atau Y = exp (1.018498258) X 0.000799937 Dengan Tingkat Kepercayaan (r 2 ) = 0.980613576 atau 98.06% > 95%. Maka didapatkan Tabel 4.5 dan Grafik pada Gambar 4.2 sebagai hasil uji regresi di atas, dengan maksimum tinggi gelombang pada jarak 50 m yang mendekati tinggi gelombang maksimum di Kepulauan Seribu.
15 Tabel 4.5 Hasil Uji Regresi X = s = Jarak Pengukuran (m) Y = H = Tinggi Gelombang Laut (m) Y = 1.018498258 ln(x) + 0.000799937 Gambar 4.2 Hasil Uji Regresi Pulau Macan 4.4. Perhitungan Periode dan Panjang Gelombang Laut Diambil dari salah satu data dari Tabel 4.5 hasil uji coba regresi pada jarak 5 m dengan tinggi gelombang 0.041308 m. T = 3.55 T = 3.55 T = 0.721513634 s λ = T (gh) 1/2 λ = 0.721513634 (9.8 x 0.041308) 1/2 λ = 0.459064563 m Maka didapatkan panjang gelombang laut dari hasil data ujicoba regresi seperti Tabel 4.6: Tabel 4.6 Periode dan Panjang Gelombang Laut
16 Keterangan: X = s = Jarak Pengukuran (m) Y = H = Tinggi Gelombang (m) T = Periode Gelombang (s) λ = Panjang Gelombang (m) Gambar 4.3 Bentuk Gelombang Hasil Uji Regresi 4.5. Analisa Energi dan Daya Gelombang Laut Setelah parameter Gelombang Laut telah terdata dalam studi ini, khususnya di Pulau Macan, maka dapat dilakukan perhitungan dan analisa seberapa besar potensi energi gelombang laut yang tersedia di pulau tersebut. Salah satu input perhitungan adalah parameter pada Tabel 4.7. Penulis menggunakan contoh perhitungan pada jarak pengukuran 5 m. Diketahui: Jarak Pengukuran (s) = 5 m Massa Jenis Air Laut (ρ) = 1030 kg/m 3 Besar Gravitasi Bumi (g) = 9,81 m/s Tinggi Gelombang Laut (H) = 0.04130783 m Amplitudo Gelombang Laut (a) = H/2 = 0.020653915 m Panjang Gelombang Laut (λ) = 0.459064563 m Periode Gelombang Laut (T) = 0.721513634 s 1. Potensi Energi Gelombang Laut di Pulau Macan, Kepulauan Seribu a. Energi Potensial Gelombang Laut Besarnya energi potensial yang dihasilkan gelombang laut pada jarak pengukuran 5 m adalah sebagai berikut: P.E. = P.E. = P.E. = 0.494680481 Joule Maka dapat dihitung energi potensial pada jarak lainnya adalah sebagai berikut: Tabel 4.7 Energi Potensial Gelombang Laut
17 b. Energi Kinetik Gelombang Laut Dikarenakan energi kinetik gelombang laut sebanding dengan energi potensial gelombang laut, maka hasil perhitungan akan sebanding pula. Besarnya energi kinetik yang dihasilkan gelombang laut pada jarak pengukuran 5 m adalah sebagai berikut: K.E. = K.E. = K.E. = 0.494680481 Joule Maka dapat dihitung energi potensial pada jarak lainnya adalah sebagai berikut: Tabel 4.8 Energi Kinetik Gelombang Laut c. Energi Gelombang Laut Berikut merupakan Total Energi Laut yang dihasilkan gelombang laut pada jarak 5 m sebagai berikut: E W = P.E + K.E = E W = E W = 0.989360961 Joule Maka dapat dihitung Total Energi Laut pada jarak lainnya adalah sebagai berikut: Tabel 4.9 Energi Gelombang Laut
18 Berikut Gambar 4.3 yang menggambarkan semakin jauh jarak pengukuran dari pantai hingga titik maksimum, akan semakin tinggi pula energi gelombang laut yang dihasilkan. Gambar 4.4 Energi Gelombang Laut di Pulau Macan d. Kerapatan Energi Gelombang Laut Setelah Total Energi diketahui, didapat Energi maksimum di jarak 50 m, maka dapat dihitung besarnya Kerapatan Energi (Energy Density) yang di hasilkan gelombang laut. Besarnya kerapatan energi yang dihasilkan gelombang laut pada jarak pengukuran 50 m adalah sebagai berikut: Diketahui: = 16.79622223 m E WD = = (J/m 2 ) E WD = E WD = 2885.07220913871 Joule/ m 2 2. Potensi Daya Gelombang Laut di Pulau Macan, Kepulauan Seribu a. Daya Listrik Gelombang Laut Perhitungan Daya Listrik yang dihasilkan gelombang laut pada Pulau Macan adalah sebagai berikut: Diketahui dari perhitungan Energi Gelombang Laut (E w ) pada jarak 5 m adalah 0.989360961 Joule dengan Periode Gelombang Laut (T) adalah 0.721513634 s P W = (W)
19 P W = P W = 1.371229752 Watt Maka dapat dihitung Daya listrik pada jarak lainnya adalah sebagai berikut: Tabel 4.10 Daya Gelombang Laut Berikut Gambar 4.4 yang menggambarkan semakin jauh jarak pengukuran dari pantai hingga titik maksimum, akan semakin tinggi pula Daya gelombang laut yang dihasilkan. b. Kerapatan Daya Gelombang Laut Setelah Daya Listrik diketahui, didapat Daya maksimum di jarak 50 m, maka dapat dihitung besarnya Kerapatan Daya (Power Density) yang di hasilkan gelombang laut. Besarnya kerapatan Daya yang dihasilkan gelombang laut pada jarak pengukuran 50 m adalah sebagai berikut: Diketahui: = 16.79622223 m T = 4.364288619 s P WD = = (W/m 2 ) P WD = P WD = 661.0635686 W/m 2 Gambar 4.5 Daya Gelombang Laut di Pulau Macan
20 BAB V KESIMPULAN 1. Terjadinya gelombang laut sebagian besar dipengaruhi oleh angin. 2. Potensi gelombang laut di Kepuluan Seribu dapat dicari menggunakan pengukuran manual meteran (distance meter) sebagai input regresi yang diduga eksponensial karena sebanding jarak pengukuran dan tinggi gelombang dengan menggunakan batasan limit maksimum tinggi gelombang laut pada dari data statistik. Pengukuran ini tanpa melihat kedalaman laut pada jarak pengukuran tertentu dari garis pantai dikarenakan struktur dasar laut kepulauan seribu yang tidak stabil. 3. Korelasi jarak pengukuran dan tinggi gelombang laut di Pulau Macan, Kepulaun Seribu didapatkan dengan regresi linier yang berbentuk eksponensial dengan karakteristik sebagai berikut Y = 1.018498258 ln(x) + 0.000799937 atau ln(y) = 0.000799937 + 1.018498258 ln(x) atau Y = exp (1.018498258) X 0.000799937 4. Metode pendekatan menggunakan karakteristik yang di dapat dari regresi liner dapat diketahui jarak dan tinggi gelombang laut serta batasan maksimal yang mendekati tinggi gelombang laut maksimal di Kepulauan Seribu, maka didapatkan tinggi gelombang laut maksimum di Pulau Macan berada pada jarak 50 m dari bibir pantai sebesar 1.511367995 m. 5. Dari tinggi gelombang laut pada maksimum jarak 50 m, potensi Energi yang dihasilkan 48458.31396 Joule dengan kerapatan Energi 2885.07220913871 Joule/ m2 dan Daya listrik 11103.3706 Watt dengan kerapatan Daya 661.0635686 W/m 2. DAFTAR PUSTAKA [1] Kinsman, Blair, Wind Waves, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, p. 23 1965. [2] Waldopo, Perairan Darat dan Laut, 2008 [3] Mognard, N.M. and WJ. Campbell, World Ocean Mean Monthly Waves, Swell and Surface Winds from Radar Altimeter Data, 1984 [4] Komar, P.D., Beach Processes and Sedimentation, Second Edition. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey., 1976. [5] Horikawa, K., Nearshore Dynamics and Coastal Processes. University of Tokyo Press. Japan, 1980 [6] Ir Agus R Utomo,MT, Teknik Pencocokan Kurva.Metode Komputansi Untuk Teknik, Universitas Indonesia, 2012 [7] Ahmad Hasnan, Pengenalan Potensi Pemanfaatan Laut Sebagai Energi Terbarukan dan Berkelanjutan di Indonesia. Open Knowledge Indonesia, 2011 [8] NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration, http://www.noaa.gov/ [9] Badan Pusat Statistik, Kepulauan Seribu dalam Angka 2011, 2011
21