1  

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam kondisi krisis energi sekarang ini negara-negara di dunia berlomba untuk mencari

dan memanfaatkan sumber energi alternatif untuk menjaga keamanan ketersediaan sumber

energinya. Krisis energi ini dikarenakan beberapa sebab diantaranya semakin berkurangnya

sumber daya alam terutama minyak bumi dan makin bertambahnya jumlah sarana industri

yang membutuhkan pasokan energi dari sumber daya alam tadi. Sementara minyak bumi

makin menipis tetapi jumlah produksi makin meningkat membuat harga minyak bumi makin

mahal. Kondisi ini berdampak pula dalam bidang perkapalan karena konsumsi bahan bakar

fosil yang cukup besar terutama sebagai bahan bakar untuk penggerak kapal. Dengan

semakin tingginya harga bahan bakar minyak sama sekali tidak menguntungkan industri

pelayaran dan nelayan sebagai pengguna kapal bermotor. Selain itu terdapat permasalahan

lagi seperti pencemaran baik di udara maupun di air akibat digunakannya bahan bakar fosil.

Oleh karena itu pengembangan teknologi hemat bahan bakar dan ramah lingkungan tidak bisa

ditunda lagi. Saat ini Negara-negara maju banyak mengembangkan desain-desain yang

memanfaatkan sumber energi alternatif seperti energi matahari dan angin.

Konsep pengembangan kapal yang ramah lingkungan bisa ditinjau dari dua aspek yaitu

aspek pengembangan energi alternatif yang menggantikan atau mengurangi fungsi bahan

bakar dalam menggerakkan motor kapal; dan kedua, pengembangan badan kapal yang bisa

memperkecil pengaruh sapuan gelombang tergadap batas tepi perairan, memperkecil tahanan

kapal dan memiliki olah gerak kapal yang baik. Dalam rancang bangun kapal yang ramah

lingkungan kedua aspek tersebut menjadi bahan pertimbangan yang penting sekaligus

menjadi perhatian dalam merancang kapal angkutan barang yang ramah lingkungan, hemat

bahan bakar dan berkinerja baik.

Pada aspek pengembangan energi alternatif untuk penggerak kapal telah dikenal secara

luas pemanfaatan energi angin dan surya. Energi angin ini telah dimanfaatkan sejak dahulu

sebelum ditemukannya motor kapal melalui penggunaan layar yang berfungsi menangkap

angin dan kemudian merubahnya menjadi resultan gaya yang mampu mendorong kapal

kedepan. Sekalipun penggunaan layar pada kapal telah lama ditinggalkan orang, namun

2  

seiring dengan melambungnya harga minyak dunia mendorong orang melihat ulang

penggunaan layar dalam memanfaatkan energi angin yang tidak pernah habis ini untu

mendorong kapal. Penelitian tentang teknologi layar ini masih terus berjalan hingga sekarang

dengan fokus perhatian pada pengembangan bentuk-bentuk layar yang efisien dalam

menghasilkan resultan gaya, stabilitas kapal akibat pemasangan layar dan pengembangan

mekanisme pengoperasian layar diatas geladak.

Selain itu, energi surya sebagai sumber energi juga sudah cukup lama dikembangkan

yaitu sejak dikenalnya sel surya yang bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

Pemanfaatan energi surya yang dikonversikan menjadi energi listrik dengan menggunakan

photovoltaic (solar sel) ini dapat disimpan dalam battery sebagai sumber penggerak motor

dan memutar propeller sehingga kapal dapat bergerak maju. Kapal yang bergerak dengan

menggunakan tenaga surya ini dikenal dengan sebutan Solar Ship (Kapal Surya).

Konsep kapal layar yang memanfaatkan energi angin dan kapal surya yang memanfaat

energi matahari memiliki karakteristik khusus dan masing-masing terdapat kelebihan dan

kekurangan. Kapal layar memiliki kelebihan dalam mengurangi biaya operasional kapal dan

ramah lingkungan tetapi memiliki kekurangan yaitu sangat bergantung pada kondisi angin

seperti arah datangnya angin dan kecepatan angin (m/dtk atau km/jam) serta pengoperasian

layar yang tidak mudah di kapal. Pada kapal surya memiliki kelebihan yang sama dimiliki

oleh kapal layar yaitu biaya operasional rendah, ramah lingkungan dan kelemahannya berupa

ketergantungan pada kondisi penyinaran matahari atau besarnya energi surya yang disimpan

dalam battery. Karena adanya kelebihan dan kekurangan pada 2 konsep kapal ini muncul

suatu gagasan konsep Kapal Hybrid. Kapal Hybrid adalah kapal yang bergerak dengan

menggunakan layar dan propeller secara bergantian atau bersamaan. Konsepnya adalah

menggabungkan aplikasi teknologi layar dan surya pada kapal. Jadi pada saat kapal ini

beroperasi di wilayah dermaga/pelabuhan akan menggunakan tenaga surya dan ketika berada

di tengah laut akan menggunakan teknologi layar. Selama kapal berada di tengah laut, sel

surya (photovoltaic) akan menyimpan energi matahari di dalam baterai, dan ketika berada di

pelabuhan tenaga yang sudah disimpan dalam baterai tersebut dipakai untuk menggerakkan

motor kapal. Atau pada saat berada ditengah laut ketika tidak ada tenaga angin yang cukup

maka energi matahari bisa digunakan untuk mendorong kapal.

Bagian rumit dalam pengembangan kapal hybrid ini adalah pada perancangan

aerodinamik layar yaitu perancangan bentuk layar yang optimum dalam menghasilkan gaya

dorong, perancangan hidrodinamik yaitu perancangan bentuk badan kapal yang menghasilkan

3  

tahanan kecil dan berolah gerak baik, serta perancangan sistem propulsi, sistem transmisi dan

sistim elektrik solar cell.

Dengan demikikan gagaasan kapal hybrid yang inovatif dengan maksud menghasilkan

kapal yang ramah lingkungan, hemat bahan bakar dan berkinerja baik merupakan usulan

tentang konsep kapal masa depan.

I.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

Bagaimana mendapatkan ukuran utama kapal ferry yang optimum

Bagaimana merancang bentuk badan kapal yang dapat mengurangi kebutuhan bahan

bakar, stabilitas kapal yang baik menurut stándar IMO, kinerja olah gerak kapal yang

baik

Bagaimana mengatur muatan-muatan yang dibawa agar tidak mengganggu keamanan

dan keselamatan penumpang dan kapal

I.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

Mendapatkan ukuran utama kapal ferry yang optimum untuk wilayah Indonesia

Timur

Merancang bentuk badan kapal yang mengurangi kebutuhan bahan bakar, stabilitas

yang baik dan memiliki kinerja olah gerak kapal yang baik

Merancang rencana garis dan rencana umum kapal ferry

I.4 Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah :

Mendukung pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi perkapalan khususnya

dalam perancangan dan rekayasa kapal hybrid bertenaga surya dan angin yang

merupakan konsep kapal masa depan

Mengembangkan teknik desain kapal layar yang optimal dan perhitungan stabilitas

kapal layar dapat dipakai sebagai acuan bagi perancang kapal dan industri galangan

kapal dalam merancang layar

4  

Mengembangkan prototipe layar yang merupakan hasil optimasi dari sekian bentuk

layar yang ada, dan dapat diterapkan sebagai teknologi tepat guna para pengguna

kapal layar.

Mengembangkan konsep kapal layar ramah lingkungan yang merupakan upaya

pelestarian lingkungan laut dari bahaya polusi akibat limbah buangan dan gas

Mengembangkan konsep kapal yang hemat bahan bakar yang merupakan harapan

kalangan industri pelayaran karena mampu mengurangi konsumsi bahan bakar fosil

I.5 Batasan Masalah

Mengingat waktu untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini relatif singkat maka diperlukan

batasan-batasan masalah agar penulisan lebih terarah. Berikut batasan-batasan masalah dalam

Tugas Akhir ini :

1. Aspek pengembangan adalah kapal ferry hemat bahan bakar dengan memanfaatkan

teknologi layar

2. Fungsi objektif yang digunakan dalam memilih ukuran utama kapal adalah

meminimumkan biaya pembangunan (building cost)

3. Tidak merencanakan konstruksi kapal ferry secara detail

4. Proses perhitungan stabilitas kapal ferry dilakukan untuk satu bentuk layar

5. Kecepatan angin yang digunakan dalam perhitungan gaya dorong kapal diasumsikan

konstan

6. Perhitungan hemat bahan bakar hanya sampai pada persentase pengurangan konsumsi

bahan bakar oleh mesin induk

I.6 Metodologi Penelitian

I.6.1 Jenis dan Sumber Data

Jenis data yang digunakan dalam penulisan ini bersumber dari :

Data tambahan merupakan perolehan data dari literature, paper, jurnal serta instansi-

instansi terkait guna menunjang data yang ada.

I.6.2. Prosedur Pengumpulan Data

Prosedur pengumpulan data yang digunakan dalam penulisan ini melalui dua tahap yaitu:

a. Studi Pendahuluan

Tahap ini dilakukan agar mengetahui permasalahan yang dihadapi selama kapal

beroperasi untuk dibahas dalam penelitian ini.

5  

b. Survey Lapangan

Tahap ini dilakukan untuk pengumpulan data atau informasi yang diperlukan dalam

penelitian.

I.6.3. Pengolahan Data

Pengolahan data tugas akhir ini terdiri dari langkah-langkah berikut ini :

a. Penentuan jenis dan komposisi muatan yang diangkut dari pelabuhan kisar dan

kupang dan tipe kapal ferry yang sesuai untuk pengoperasian di kedua pelabuhan

tersebut.

b. Mencari data kapal pembanding yang ada.Mencari data kapal pembanding untuk

kapal ferry yang melayani di kedua wilayah tersebut .

c. Pembuatan model optimasi. Proses optimasi diawali terlebih dahulu dengan membuat

model optimasi yang berisi nilai awal (initial value). Penentuan initial value didapat

dari kapal pembanding. Constraints didapat dari kondisi dimana kapal ferry tersebut

akan beroperasi maupun dari aturan-aturan yang harus dipenuhi dan juga dari kapal

pembanding yang ada. Objective function dari optimasi ini adalah meminimumkan

total biaya pembangunan.

d. Perhitungan dan analisa teknis. Setelah penentuan initial value, constraints,

parameter dan objective function dilakukan, maka dilakukan perhitungan berat total,

hambatan, stabilitas dan juga perhitungan daya mesin.

e. Pelaksanaan proses optimasi. Dari pembuatan model optimasi dan perhitungan dan

analisa teknis, maka pelaksanaan optimasi dilakukan dengan menggunakan tools

Microsoft Excel yakni Solver.

f. Hasil dan diskusi. Dari perhitungan dan pelaksanaan optimasi, maka didapatkan

ukuran utama yang optimal. Karena proses optimasi adalah iterasi, maka perhitungan

hambatan, berat total, daya mesin dan harga secara otomatis terhitung.

g. Penggambaran rencana garis (lines plan) dan rencana umum (general arrangement).

Penggambaran rencana garis dan rencana umum dapat dilakukan setelah ukuran

utama yang optimal sudah dihasilkan dengan bantuan software Maxsurf dan Autocad.

6  

I.6.4. Flow Chart Metodologi Penelitian

Gambar 1.1 Flow Chart Metodologi Penelitian

Tidak memenuhi

Desain Hemat Bahan Bakar

Pengumpulan Data

- Jumlah & Komposisi muatan - Kecepatan angin - Kondisi perairan

Studi Literatur

- Text Book - Jurnal

Lines Plan

Payload

Ukuran Utama

Selesai

Mulai

Optimisasi

Perhitungan Teknis

General Arrangement

Evaluasi

- Stabilitas - Olah Gerak

Layar

Tidak memenuhi

7  

I.7 Sistematika Penulisan

BAB I. PENDAHULUAN

Pada bab ini menguraikan secara umum dan singkat meliputi latar belakang masalah

tugas akhir yang sedang disusun, perumusan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi

penelitian serta sistematika penulisan yang akan dibahas.

BAB II. DASAR TEORI

Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang berhubungan kapal ferry,

ukuran utama kapal ferry, layar, software yang akan digunakan pada tugas akhir ini serta

teori-teori lain yang mendukung tugas akhir ini..

BAB III. TINJAUAN DAERAH OPERASI KAPAL

Berisi penjelasan secara umum tentang keadaan geografis, kondisi perairan laut

disekitar Kupang dan Kisar, misalnya kedalaman laut, arus laut, tinggi gelombang dan

sebagainya.

BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini dibahas mengenai analisa teknis hasil dari perhitungan ukuran utama

yang sudah dioptimasikan oleh software Microsoft Excel yakni Solver, juga mengenai

analisa penghematan bahan bakar akibat pemasangan layar serta menganalisa hambatan,

propulsi, stabilitas, berat total kapal, lambung timbul (freeboard) dan tonase (tonnage).

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan dari analisa yang telah dilakukan dan saran-saran

sebagai tindak lanjut dari permasalahan yang dibahas.