laporan penelitian dosen muda - perpus.upstegal.ac.id
TRANSCRIPT
LAPORAN PENELITIAN
DOSEN MUDA
ENERGI LISTRIK TENAGA OMBAK
Oleh
Ir Soebyakto MT
M Agus Shidiq ST MT
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL
TAHUN 2012
ii
HALAMAN PENGESAHAN
1 Judul Penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak
2 Bidang Penelitian Rekayasa
3 Ketua Peneliti
a Nama Lengkap Ir Soebyakto MT
b Jelis Kelamin Laki-laki
c NIPY -
d Disiplin Ilmu Konversi Energi
e PangkatGolongan Penata Muda IIIa
f Jabatan Asisten Ahli
g FakultasJurusan Teknik Teknik Mesin
h Alamat Kantor Jl Halmahera Km 1 Kota Tegal
i TlpFaksE-mail (0283) 342519
j Alamat Rumah Jl Cucut Rt 3 Rw 1 No 18 Kalisapu-Slawi 52416
k TlpFaksE-mail 08156924106 soebyaktogmailcom
4 Jml Anggota Peneliti 1 Orang
a Nama Anggota I M Agus Shidiq ST MT
b Nama Anggota II -
5 Lokasi Penelitian Pantai Tegal
6 Jml biaya yg digunakan Rp 230000000
iii
ABSTRAK
Energi ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial
Gelombang laut (ombak) adalah gerakan naik turun permukaan air laut yang
secara teratur memperlihatkan bagian-bagian yang tinggi sebagai puncak dan
yang rendah sebagai lembah yang bergerak pada arah tertentu Gelombang yang
diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati pantai di
perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya berkurang
(lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang dimaksud
perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
Tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik untuk
mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak berdiri
yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu aliran
air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda itu
akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi
Alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) ditempatkan di dekat
pemecah ombak Data ombak yang diperoleh yakni frekuensi ombak rata-rata f =
102 rpm kecepatan ombak rata-rata v = 15 cms amplitudo ombak rata-rata R
= 138 cm periode ombak rata-rata T = 62 detik dan daya ombak rata-rata P =
154 Watt Data-data ini dapat menggerakkan alat PLTO yang dibuat akan tetapi
karena periode waktu datang ombak ke ombak berikutnya terlalu lama Hal ini
menyebabkan alat PLTO tidak berfungsi dengan baik karena secara mekanik
dapat berputar tetapi putaran akan berhenti disebabkan terlalu lama menunggu
ombak yang datang berikutnya
Alat PLTO akan berfungsi dengan baik apabila data ketinggian dan
periode ombak cukup baik untuk memutar dinamo yang berkisar 1000 ndash 1500
rpm Energi listrik tenaga ombak dapat diperoleh
Kata Kunci Tenaga Ombak PLTO Energi Listrik
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan
Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan
ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu
menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini
berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo
Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri
Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian
Kami mengucapkan terima kasih kepada
1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya
mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal
2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang
telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota
Tegal
3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah
memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di
pantai Kota Tegal
4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal
yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini
Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi
pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa
mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna
maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya
Tegal Juli 2012
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
ABSTRAK iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI v
BAB 1 PENDAHULUAN 1
11 Latar Belakang 1
12 Permasalahan 1
13 Batasan Masalah 2
14 Tujuan 2
15 Manfaat 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum
di Pantai Sumatra Barat 4
23 Energi Ombak 5
24 Daya Ombak 7
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8
BAB 3 METODE PENELITIAN 10
31 Tempat dan Waktu Penelitian 10
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10
33 Teknik Pengumpulan Data 10
34 Pengolahan Data 10
BAB 4 HASIL PENELITIAN 14
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15
vi
43 Pengukuran Parameter Ombak 16
44 Hasil Penelitian Ombak 19
BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20
51 Frekuensi Ombak 20
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21
53 Daya Ombak 24
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27
61 Kesimpulan 27
62 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 29
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30
LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
ii
HALAMAN PENGESAHAN
1 Judul Penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak
2 Bidang Penelitian Rekayasa
3 Ketua Peneliti
a Nama Lengkap Ir Soebyakto MT
b Jelis Kelamin Laki-laki
c NIPY -
d Disiplin Ilmu Konversi Energi
e PangkatGolongan Penata Muda IIIa
f Jabatan Asisten Ahli
g FakultasJurusan Teknik Teknik Mesin
h Alamat Kantor Jl Halmahera Km 1 Kota Tegal
i TlpFaksE-mail (0283) 342519
j Alamat Rumah Jl Cucut Rt 3 Rw 1 No 18 Kalisapu-Slawi 52416
k TlpFaksE-mail 08156924106 soebyaktogmailcom
4 Jml Anggota Peneliti 1 Orang
a Nama Anggota I M Agus Shidiq ST MT
b Nama Anggota II -
5 Lokasi Penelitian Pantai Tegal
6 Jml biaya yg digunakan Rp 230000000
iii
ABSTRAK
Energi ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial
Gelombang laut (ombak) adalah gerakan naik turun permukaan air laut yang
secara teratur memperlihatkan bagian-bagian yang tinggi sebagai puncak dan
yang rendah sebagai lembah yang bergerak pada arah tertentu Gelombang yang
diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati pantai di
perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya berkurang
(lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang dimaksud
perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
Tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik untuk
mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak berdiri
yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu aliran
air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda itu
akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi
Alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) ditempatkan di dekat
pemecah ombak Data ombak yang diperoleh yakni frekuensi ombak rata-rata f =
102 rpm kecepatan ombak rata-rata v = 15 cms amplitudo ombak rata-rata R
= 138 cm periode ombak rata-rata T = 62 detik dan daya ombak rata-rata P =
154 Watt Data-data ini dapat menggerakkan alat PLTO yang dibuat akan tetapi
karena periode waktu datang ombak ke ombak berikutnya terlalu lama Hal ini
menyebabkan alat PLTO tidak berfungsi dengan baik karena secara mekanik
dapat berputar tetapi putaran akan berhenti disebabkan terlalu lama menunggu
ombak yang datang berikutnya
Alat PLTO akan berfungsi dengan baik apabila data ketinggian dan
periode ombak cukup baik untuk memutar dinamo yang berkisar 1000 ndash 1500
rpm Energi listrik tenaga ombak dapat diperoleh
Kata Kunci Tenaga Ombak PLTO Energi Listrik
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan
Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan
ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu
menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini
berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo
Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri
Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian
Kami mengucapkan terima kasih kepada
1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya
mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal
2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang
telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota
Tegal
3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah
memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di
pantai Kota Tegal
4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal
yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini
Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi
pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa
mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna
maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya
Tegal Juli 2012
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
ABSTRAK iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI v
BAB 1 PENDAHULUAN 1
11 Latar Belakang 1
12 Permasalahan 1
13 Batasan Masalah 2
14 Tujuan 2
15 Manfaat 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum
di Pantai Sumatra Barat 4
23 Energi Ombak 5
24 Daya Ombak 7
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8
BAB 3 METODE PENELITIAN 10
31 Tempat dan Waktu Penelitian 10
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10
33 Teknik Pengumpulan Data 10
34 Pengolahan Data 10
BAB 4 HASIL PENELITIAN 14
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15
vi
43 Pengukuran Parameter Ombak 16
44 Hasil Penelitian Ombak 19
BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20
51 Frekuensi Ombak 20
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21
53 Daya Ombak 24
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27
61 Kesimpulan 27
62 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 29
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30
LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
iii
ABSTRAK
Energi ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial
Gelombang laut (ombak) adalah gerakan naik turun permukaan air laut yang
secara teratur memperlihatkan bagian-bagian yang tinggi sebagai puncak dan
yang rendah sebagai lembah yang bergerak pada arah tertentu Gelombang yang
diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati pantai di
perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya berkurang
(lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang dimaksud
perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
Tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik untuk
mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak berdiri
yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu aliran
air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda itu
akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi
Alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) ditempatkan di dekat
pemecah ombak Data ombak yang diperoleh yakni frekuensi ombak rata-rata f =
102 rpm kecepatan ombak rata-rata v = 15 cms amplitudo ombak rata-rata R
= 138 cm periode ombak rata-rata T = 62 detik dan daya ombak rata-rata P =
154 Watt Data-data ini dapat menggerakkan alat PLTO yang dibuat akan tetapi
karena periode waktu datang ombak ke ombak berikutnya terlalu lama Hal ini
menyebabkan alat PLTO tidak berfungsi dengan baik karena secara mekanik
dapat berputar tetapi putaran akan berhenti disebabkan terlalu lama menunggu
ombak yang datang berikutnya
Alat PLTO akan berfungsi dengan baik apabila data ketinggian dan
periode ombak cukup baik untuk memutar dinamo yang berkisar 1000 ndash 1500
rpm Energi listrik tenaga ombak dapat diperoleh
Kata Kunci Tenaga Ombak PLTO Energi Listrik
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan
Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan
ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu
menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini
berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo
Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri
Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian
Kami mengucapkan terima kasih kepada
1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya
mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal
2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang
telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota
Tegal
3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah
memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di
pantai Kota Tegal
4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal
yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini
Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi
pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa
mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna
maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya
Tegal Juli 2012
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
ABSTRAK iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI v
BAB 1 PENDAHULUAN 1
11 Latar Belakang 1
12 Permasalahan 1
13 Batasan Masalah 2
14 Tujuan 2
15 Manfaat 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum
di Pantai Sumatra Barat 4
23 Energi Ombak 5
24 Daya Ombak 7
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8
BAB 3 METODE PENELITIAN 10
31 Tempat dan Waktu Penelitian 10
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10
33 Teknik Pengumpulan Data 10
34 Pengolahan Data 10
BAB 4 HASIL PENELITIAN 14
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15
vi
43 Pengukuran Parameter Ombak 16
44 Hasil Penelitian Ombak 19
BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20
51 Frekuensi Ombak 20
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21
53 Daya Ombak 24
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27
61 Kesimpulan 27
62 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 29
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30
LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan
Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan
ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu
menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini
berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo
Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri
Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian
Kami mengucapkan terima kasih kepada
1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya
mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal
2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang
telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota
Tegal
3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah
memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di
pantai Kota Tegal
4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal
yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini
Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi
pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa
mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna
maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya
Tegal Juli 2012
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
ABSTRAK iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI v
BAB 1 PENDAHULUAN 1
11 Latar Belakang 1
12 Permasalahan 1
13 Batasan Masalah 2
14 Tujuan 2
15 Manfaat 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum
di Pantai Sumatra Barat 4
23 Energi Ombak 5
24 Daya Ombak 7
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8
BAB 3 METODE PENELITIAN 10
31 Tempat dan Waktu Penelitian 10
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10
33 Teknik Pengumpulan Data 10
34 Pengolahan Data 10
BAB 4 HASIL PENELITIAN 14
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15
vi
43 Pengukuran Parameter Ombak 16
44 Hasil Penelitian Ombak 19
BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20
51 Frekuensi Ombak 20
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21
53 Daya Ombak 24
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27
61 Kesimpulan 27
62 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 29
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30
LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
ABSTRAK iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI v
BAB 1 PENDAHULUAN 1
11 Latar Belakang 1
12 Permasalahan 1
13 Batasan Masalah 2
14 Tujuan 2
15 Manfaat 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum
di Pantai Sumatra Barat 4
23 Energi Ombak 5
24 Daya Ombak 7
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8
BAB 3 METODE PENELITIAN 10
31 Tempat dan Waktu Penelitian 10
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10
33 Teknik Pengumpulan Data 10
34 Pengolahan Data 10
BAB 4 HASIL PENELITIAN 14
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15
vi
43 Pengukuran Parameter Ombak 16
44 Hasil Penelitian Ombak 19
BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20
51 Frekuensi Ombak 20
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21
53 Daya Ombak 24
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27
61 Kesimpulan 27
62 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 29
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30
LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
vi
43 Pengukuran Parameter Ombak 16
44 Hasil Penelitian Ombak 19
BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20
51 Frekuensi Ombak 20
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21
53 Daya Ombak 24
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27
61 Kesimpulan 27
62 Saran 27
DAFTAR PUSTAKA 29
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30
LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
1
BAB 1
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan
energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang
ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya
ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk
menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak
naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik
turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan
batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi
ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah
gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-
bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak
pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut
akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di
permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara
di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan
angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul
ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang
naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk
menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk
menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik
menjadi energi listrik
12 Permasalahan
(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang
kuat yang vertikal atau yang horizontal
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
2
(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul
yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak
lateral (horizontal)
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)
dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
13 Batasan Masalah
Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-
beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan
gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati
pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya
berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang
dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang
gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20
1
h)
14 Tujuan
1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak
2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak
(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi
potensial)
3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik
15 Manfaat
Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan
manfaat
1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik
tenaga ombak dapat dihasilkan
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
3
2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan
di sekitar pantai
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)
Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah
termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran
pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor
selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul
atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak
(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada
poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal
demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti
memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo
Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik
untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak
berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu
aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda
itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau
pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di
Hokkaido
22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat
Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo
Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh
Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV
Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik
Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak
mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut
selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-
menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa
fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
5
selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar
dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang
Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton
ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan
bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel
bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel
dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke
satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan
memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji
coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga
kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan
untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan
kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)
atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah
23 Energi Ombak
Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial
Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy
potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka
gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan
dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2
dxyghhgdxyhg )2()(2
1 222
12
LL
dxygghLLghdxyghhg0
22
12
0
2122
21 )2(
Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata
energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang
L
p dxygL
E0
2
2
1
= frac14 ga2
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
6
Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan
luas permukaan dapat diperoleh
dzdxwuL
E
L h
h
k 2
0
22
Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0
komponen kecepatan u dan w pada persamaan
)cos()cosh(
)](cosh[tkx
kh
hzkau
)sin()cosh(
)(sinh[tkx
kh
hzkaw
Dimana
)tanh(2 khgk
)coth(4
2
khk
aLEk
2
2
4
gk
k
aL
=
2
24
1
Lga
12
L
24
1 gaEk
Total energy tiap satuan luas permukaan
24
124
1 gagaEEE kp
22
1 gaE
Dimana H = 2a
Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung
pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama
dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
7
24 Daya Ombak
Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka
gelombang
gg vgHvEP 28
1
Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan
panjang gelombang laut 2
1
h maka
22
321 HTgP
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut
20
1
h maka
vgHP 2
81
Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat
Gaya ke Atas
119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892
Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi
1198653 = 119896 119884
119896 = 119898 1205962
120596 = 2120587119891
f = frekuensi osilasi (Hz)
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
8
k = konstanta gaya osilasi (Nm)
Y = simpangan osilasi (m)
Gaya berat
F1 = W = mg
Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen
sum 120591119900 = 0
120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)
1198651 1198711 = 1198654 1198712
1198654 =1198651 1198711
1198712
25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik
Gaya Apung ( FA )
FA = Wu ndash Wa
FA = cVcg
Wu = berat beban apung di udara (N)
Wa = berat beban apung di air (N)
c = Massa jenis air (kgm3)
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
Gaya Berat (W)
W = mg
m = massa beban apung (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (ms2)
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
9
Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan
ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali
kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo
penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
10
BAB 3
METODE PENELITIAN
31 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)
dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash
1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012
sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota
Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam
1425 ndash 1530
32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini
dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis
beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban
sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi
ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan
menggerakkan dinamo penghasil listrik
33 Teknik Pengumpulan Data
Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai
Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara
bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu
tertentu
34 Pengolahan Data
Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang
diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk
mendapatkan satu data contoh (sample) ombak
Dengan menggunakan persamaan
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
11
119891 =119899
119905 (31)
Dimana n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)
119891 = frekuensi ombak (Hz)
Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)
1 detik = 1
60 menit
119891 = 119899
119905 119909 60 rpm (32)
Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal
119907 = 2120587119891119867 (33)
119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)
dimana v = kecepatan ombak (ms)
f = frekuensi ombak (Hz)
H = ketinggian ombak (m)
119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)
119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)
Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan
ketinggian ombak (H)
t
nf n = ft (35)
y = mx y = n m = f x = t
Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11
dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam
11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n
pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1
Garis lurus (36)
Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi
dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi
sebelumnya memberikan
Parabola (37)
Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam
11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
12
kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan
tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-
parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier
(38)
Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa
kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan
estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE
(39)
Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan
linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga
parameter
Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)
Ilustrasi regresi linier pada data
Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah
(310)
adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat
kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
13
Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan
estimasi varians yang diberikan oleh
(311)
Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi
parameter yang diberikan oleh
(312)
(313)
Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi
normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat
interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi
Persamaan yang kita tinjau adalah
y = mx m = 1
Data y dan x pada Lampiran
Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr
(314)
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
14
BAB 4
HASIL PENELITIAN
41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak
Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat
Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung B 17
2 Kawat Penunjuk Ukuran P
3 Lengan Pengungkit 1 L1
4 Meteran M
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Kriwil 009
12 Dinamo
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
15
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P
ikut naik skala pada meteran dapat terbaca
(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran
P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai
skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih
nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan
ketinggian ombak (H)
(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak
Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
16
Data Kode Alat
No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)
1 Beban Pelampung M 22 038 019
3 Lengan Pengungkit 1 L1
5 Katrol K
6 Lengan Pengungkit 2 L2
7 Roda Gigi 1 R1 018 09
8 Roda Gigi 2 R2 032 016
9 Roda gigi 3 R3 005 0025
10 Penyeimbang Beban D 064
11 Dinamo
Cara Kerja Alat
(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1
karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan
roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang
ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3
(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan
L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik
menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan
roda gigi dinamo R3
(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda
gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah
mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik
(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2
43 Pengukuran Parameter Ombak
Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang
laut 20
1
h maka
vgHP 2
81
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
17
Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman
dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak
maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak
menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis
air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)
1) Pengukuran L t dan h
Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20
1
h
Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang
A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari
tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar
pantai ke permukaan laut
2) Pengukuran H dan
Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang
Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara
mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
18
gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut
ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang
pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak
(n) antara dua titik tiang pancang A dan B
L = n
n
L
Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)
n = banyaknya ombak
= panjang gelombang ombak (m)
3) Pengukuran v
Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal
dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan
dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan
amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara
horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu
dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal
kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h
(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak
dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah
percepatan gravitasi bumi
4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak
Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada
kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang
sama dengan dua kali amplitudo a)
119864 = 1
81205881198921198672 =
1
21205881198921198862
Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang
gelombang laut) 20
1
h maka daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
19
44 Hasil Penelitian Ombak
Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari
Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat
Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v
(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin
(cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak
10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah
jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak
lagi
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
20
BAB 5
ANALISA HASIL PENELITIAN
51 Frekuensi Ombak
a) Grafik Frekuensi Ombak
Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal
b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak
Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak
No x = f |xi - xm| |xi - xm|2
1 024 00690457 0004767
2 015 00189786 000036
3 025 00744445 0005542
4 017 00042876 184E-05
5 016 016 00256
6 013 01296296 0016804
7 013 01322314 0017485
8 014 01417323 0020088
017 0010688
00
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20
n
t (detik)
Frekuensi Ombak
tfnt
nf n = banyaknya ombak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
21
Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f
= 771
c) Koefisien korelasi (r)
Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak
No
1 477 5125 22741 26265625 24440
2 398 6125 15830 37515625 24370
3 401 3125 16070 9765625 12527
4 127 1125 1610 1265625 1427
5 23 0875 53 0765625 202
6 353 2875 12470 8265625 10152
7 483 4875 23341 23765625 23552
8 543 6875 29498 47265625 37340
2805 310 121614 1549 13401
22 )()(
))((
yyxx
yyxxr 098
52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak
Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum
(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan
amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat
2
minHHR maks
Rfv 2
fT
1
RT
v 2
0390
1
50
1
2
n
xxn
mi
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
22
Tv
R 2
R = amplitudo ombak (m)
f = frekuensi ombak (Hz)
v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)
T = Periode ombak (detik)
Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak
No R (cm) T (detik) v (cms)
1 125 42 188
2 125 66 119
3 170 41 262
4 100 60 105
5 140 63 141
6 160 77 130
7 135 76 112
8 150 71 134
138 62 149
Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak
00
50
100
150
200
250
300
00 50 100 150 200
v (cms)
R (cm)
Amplitudo Ombak
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
23
Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak
Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak
No x = v |xi - xm| |xi - xm|2
1 1884 39537905 1563246
2 1193 29561183 8738635
3 2620 11312564 1279741
4 1047 44195428 1953236
5 1407 140672 1978861
6 1303 13025185 1696554
7 1121 11210579 1256771
8 1335 13351181 178254
1489 1718775
Nilai Kecermatan = 100 - (v
)100 = 667
00
50
100
150
200
250
300
00 20 40 60 80 100
v (cms)
T (detik)
Periode Ombak
964
1
50
1
2
n
xxn
mi
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
24
Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak
No
1 13 395 172 1563 519
2 13 296 172 874 388
3 32 1131 1016 12797 3606
4 38 442 1454 1953 1685
5 02 082 004 067 015
6 22 186 479 346 407
7 03 368 010 1351 115
8 12 154 141 236 182
135 305 3447 1919 692
53 Daya Ombak
Daya per meter dari muka gelombang
vgHP 2
81
H = Hmaks ndash Hmin
= 1025 kgm3
g = 981 ms2
Tabel 56 Daya ombak
No Ketinggian Ombak
v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)
1 55 30 025 019 148
2 54 29 025 012 94
3 62 28 034 026 381
4 49 29 020 010 53
5 58 30 028 014 139
6 64 32 032 013 168
7 65 38 027 011 103
8 70 40 030 013 151
028 015 154
850)()(
))((
22
yyxx
yyxxr
)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
25
Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak
Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat
Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung
Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung
00
50
100
150
200
250
300
350
400
000 005 010 015 020 025 030
P (Watt)
v (ms)
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
26
Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai
ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat
untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga
ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt
kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat
pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi
ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi
dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per
menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat
mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
27
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
61 Kesimpulan
(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)
dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat
dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk
mendapatkan listrik
(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan
yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal
(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang
mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal
(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi
potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan
energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy
potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik
(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar
(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban
apung yang kurang besar
(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak
mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan
62 Saran
(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji
kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat
konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang
dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama
(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi
listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan
disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
28
(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya
ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan
frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian
berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
29
DAFTAR PUSTAKA
Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik
lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut
ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-
listrikhtmlgt [14032010 0829]
Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy
lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]
Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut
lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt
[04022011 1817]
Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB
Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine
lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]
Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
30
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA
OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL
Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak
Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal
Hari
Jumat
Tanggal
13 Juli 2012
Jam
1425 - 1530
No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)
n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)
1 6 250 024 55 30 013 019
2 5 329 015 54 29 013 012
3 8 326 025 62 28 017 026
4 10 600 017 49 29 010 010
5 12 750 016 58 30 014 014
6 14 1080 013 64 32 016 013
7 16 1210 013 65 38 014 011
8 18 1270 014 70 40 015 013
11125 727
Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015
Keterangan
n = BanyaknyaOmbak
t = lamanya ombak (detik)
f = frekuensi ombak (Hz)
Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)
Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)
R = Amplitudo ombak (m)
v = kecepatan ombak (ms)
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
31
Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak
NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL
n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)
1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182
2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164
3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179
4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147
5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204
6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164
7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169
8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149
Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
32
LAMPIRAN 2
DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN
33
34
35
33
34
35
34
35
35