makalah enrgy gelombang laut
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pemanasan global merupakan sebuah hal yang menjadi perhatian semua
orang pada saat ini. Karena pemansaan global sangat berdampak dan membuat
perubahan iklim yang tidak lazim. Sehingga perubahan iklim yang disebabkan
oleh pemanasan global tersebut menjadi sebuah perhatian orang dimanapun
berada. Mereka juga sangat memperhatikan tentang krisis lingkungan yang
terutama terjadi karena disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil untuk
menghasilkan listrik. Pembangkit listrik batu bara menghasilkan gas karbon
dioksida dalam jumlah banyak. Bahan bakar tersebut merupakan pembangkit
energi yang tidak dapat diperbaharui dan kebutuhan energi dunia semakin hari
semakin tinggi sedangkan ketersediaan bahan bakar fosil tersebut semakin
menipis. Berbagai Negara-negara di dunia berlomba-lomba untuk mencari dan
menciptakan pembangkit energi yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui.
Sebenarnya, sumber daya berkelanjutan dan ramah lingkungan saat ini banyak
tersedia. Salah satunya adalah pemanfaatan gelombang laut sebagai energi
pembangkit listrik.
Negara Kesatuan Republik Indonesia (NKRI) merupakan Negara
kepulauan terbesar di dunia, yang memiliki ± 18.110 pulau dengan garis pantai
sepanjang 108.000 km. Berdasarkan Konvensi Hukum Laut (UNCLOS) 1982,
Indonesia memiliki kedaulatan atas wilayah perairan seluas 3,2 juta km2 yang
terdiri dari perairan kepulauan seluas 2,9 juta km2 dan laut teritorial seluas 0,3
juta km2. Selain itu Indonesia juga mempunyai hak eksklusif untuk
memanfaatkan sumber daya kelautan dan berbagai kepentingan terkait seluas 2,7
km2 pada perairan ZEE (sampai dengan 200 mil dari garis pangkal). Sebagai
negara kepulauan, laut dan wilayah pesisir memiliki nilai strategis dengan
berbagai keunggulan komparatif dan kompetitif yang dimilikinya sehingga
berpotensi menjadi prime mover pengembangan wilayah nasional diantaranya
adalah pengembangan pembangkit energi yang melibatkan sumberdaya laut
Indonesia yang sangat luas.
Secara umum, potensi energi samudra yang dapat menghasilkan listrik
dapat dibagi kedalam 3 jenis potensi energi yaitu energi pasang surut (tidal
power), energi gelombang laut (wave energy) dan energy panas laut (ocean
thermal energy). Energi pasang surut adalah energi yang dihasilkan dari
pergerakan air laut akibat perbedaan pasang surut. Energi gelombang laut adalah
energi yang dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan
sebaliknya. Sedangkan energi panas laut memanfaatkan perbedaan temperatur air
laut di permukaan dan di kedalaman. Meskipun pemanfaatan energi jenis ini di
Indonesia masih memerlukan berbagai penelitian mendalam, tetapi secara
sederhana dapat dilihat bahwa probabilitas menemukan dan memanfaatkan
potensi energi gelombang laut dan energi panas laut lebih besar dari energi pajang
surut. Oleh karena itu kajian dan penelitian mendalam tentang pemanfaatan
energy yang berasal dari sumberdaya laut harus semakin digiatkan dan terus
ditingkatkan. Melalui makalah ini penulis mencoba mendalami lebih khusus
tentang potensi energi gelombang laut khususnya sebagai pembangkit energi
listrik yang nantinya akan menjadi andalan Indonesia menuju kemandirian energi
yang berwawasan lingkungan atau lebih dikenal dengan Green Energy yang
nantinya dapat menekan pemanasan global.
I.2 Maksud dan Tujuan
Maksud penulisan makalah ini yaitu untuk mendalami tentang sifat dan
karakteristik gelombang laut serta aplikasi teknologi pembangkit yang tepat
berdasarkan karakterisrik gelombang laut tersebut dengan tujuan agar dapat
dimanfaatkan sebagai energi pembangkit listrik yang ramah lingkungan dan
berkelanjutan.
BAB II
PEMBAHASAN
II.1 . Gelombang Laut
Gelombang/ombak yang terjadi di lautan dapat
diklasifikasikan kepada beberapa jenis bergantung kepada daya
pencetusnya. Pencetus gelombang laut dapat disebabkan oleh:
angin (gelombang angin), daya tarikan bumi-bulan-matahari
(gelombang pasang-surut), gempa (vulkanik atau tektonik) di dasar
laut (gelombang tsunami), ataupun gelombang yang disebabkan oleh
gerakan kapal. Gelombang yang biasanya terjadi dan dikaji
dalam bidang teknik pantai adalah gelombang angin dan pasang-
surut. Gelombang dapat membentuk dan merosakan pantai dan
menbawa kesan kepada struktur pantai. Tenaga dari gelombang
akan membangkitkan arus dan mempengaruhi pergerakan
sedimen dalam arah tegak lurus pantai (cross-shore) dan sejajar
pantai (longshore). Dalam pengkajian bidang teknik pantai,
gelombang merupakan faktor utama yang dikenalpasti dalam
proses pembentukan struktur pantai.
Pengertian Gelombang Laut
Gelombang laut adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah
tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal.
Gelombang laut biasanya disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan
memindahkan tenaganya ke permukaan perairan, menyebabkan riak-riak,
alunan/bukit, dan berubah menjadi apa yang kita sebut sebagai gelombang atau
ombak.
Gb. Ilustrasi pergerakan partikel zat cair pada gelombang
Amati gerakan pelampung di dalam gambar gelombang di atas. Perhatikan
bahwa sebenarnya pelampung bergerak dalam suatu lingkaran (orbital) ketika
gelombang bergerak naik dan turun. Partikel air berada dalam satu tempat,
bergerak di suatu lingkaran, naik dan turun dengan suatu gerakan kecil dari sisi
satu kembali ke sisi semula. Gerakan ini memberi gambaran suatu bentuk
gelombang. Pelampung yang mengapung di air pindah ke pola yang sama, naik
turun di suatu lingkaran yang lambat, yang dibawa oleh pergerakan air.
Di bawah permukaan, gerakan putaran gelombang itu semakin mengecil.
Pergerakan orbital yang mengecil seiring dengan kedalaman air, sehingga
kemudian di dasarnya hanya akan meninggalkan suatu gerakan kecil mendatar
dari sisi ke sisi yang disebut “surge”.
Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinosoide. Selain
radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasional, yang bisa berjalan
lewat vakum, gelombang juga terdapat pada medium yang karena perubahan
bentuk dapat menghasilkan gaya yang lentur dimana dapat juga berjalan dan dapat
memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa mengakibatkan partikel
medium yang berpindah secara permanent, yaitu tidak ada perpindahan secara
masal. Dan setiap titik khusus berosilasi di sekitar satu posisi tertentu.
Suatu medium disebut linier jika gelombang yang berbeda disemua titik
tertentu di medium bisa di jumlahkan, terbatas jika terbatas, selain itu disebut tak
terbatas, seragam jika cirri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda,
isotoprik jika ciri fisiknya sama pada arah yang berbeda.
Pengaruh Gelombang
Pada kondisi sesungguhnya di alam, pergerakan orbital di perairan dangkal
(shallow water) dekat dengan kawasan pantai dapat dilihat pada gambar animasi
dibawah ini. Pada gambar animasi ini, dapatlah kita bayangkan bagaimana energi
gelombang mampu mempengaruhi kondisi pantai.
Ketinggian dan periode gelombang tergantung kepada panjang fetch
pembangkitannya. Fetch adalah jarak perjalanan tempuh gelombang dari awal
pembangkitannya. Fetch ini dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut.
Semakin panjang jarak fetchnya, ketinggian gelombangnya akan semakin besar.
Angin juga mempunyai pengaruh yang penting pada ketinggian gelombang.
Angin yang lebih kuat akan menghasilkan gelombang yang lebih besar.
Gelombang yang menjalar dari laut dalam (deep water) menuju ke pantai
akan mengalami perubahan bentuk karena adanya perubahan kedalaman laut.
Apabila gelombang bergerak mendekati pantai, pergerakan gelombang di bagian
bawah yang berbatasan dengan dasar laut akan melambat. Ini adalah akibat dari
friksi/gesekan antara air dan dasar pantai. Sementara itu, bagian atas gelombang di
permukaan air akan terus melaju. Semakin menuju ke pantai, puncak gelombang
akan semakin tajam dan lembahnya akan semakin datar. Fenomena ini yang
menyebabkan gelombang tersebut kemudian pecah.
Gb. Perubahan bentuk gelombang yang menjalar mendekati pantai
Ada dua tipe gelombang, bila dipandang dari sisi sifat-sifatnya. Yaitu:
Gelombang pembangun/pembentuk pantai (Constructive wave).
Gelombang perusak pantai (Destructive wave).
Yang termasuk gelombang pembentuk pantai, bercirikan mempunyai
ketinggian kecil dan kecepatan rambatnya rendah. Sehingga saat gelombang
tersebut pecah di pantai akan mengangkut sedimen (material pantai). Material
pantai akan tertinggal di pantai (deposit) ketika aliran balik dari gelombang pecah
meresap ke dalam pasir atau pelan-pelan mengalir kembali ke laut.
Gb. Gelombang pembentuk pantai
Sedangkan gelombang perusak pantai biasanya mempunyai ketinggian dan
kecepatan rambat yang besar (sangat tinggi). Air yang kembali berputar
mempunyai lebih sedikit waktu untuk meresap ke dalam pasir. Ketika gelombang
datang kembali menghantam pantai akan ada banyak volume air yang terkumpul
dan mengangkut material pantai menuju ke tengah laut atau ke tempat lain.
Gb. Gelombang perusak pantai
Arus di Sekitar Pantai (Nearshore Circulation)
Gelombang yang datang menuju pantai membawa massa air dan
momentum, searah penjalaran gelombangnya. Hal ini menyebabkan terjadinya
arus di sekitar kawasan pantai. Penjalaran gelombang menuju pantai akan
melintasi daerah-daerah lepas pantai (offshore zone), daerah gelombang pecah
(surf zone), dan daerah deburan ombak di pantai (swash zone). Diantara ketiga
daerah tersebut, Bambang Triatmodojo (1999) menjelaskan bahwa karakteristik
gelombang di daerah surf zone dan swash zone adalah yang paling penting di
dalam analisis proses pantai.
Gb. Daerah penjalaran gelombang menuju pantai
Menurut Dean dan Dalrymple (2002), perputaran/sirkulasi arus di sekitar
pantai dapat digolongkan dalam tiga jenis, yaitu: arus sepanjang pantai
(Longshore current), arus seret (Rip current), dan aliran balik (Back flows/cross-
shore flows). Sistem sirkulasi arus tersebut seringkali tidak seragam antara
ketiganya bergantung kepada arah/sudut gelombang datang.
Pada kawasan pantai yang diterjang gelombang menyudut (αb > 5o)
terhadap garis pantai, arus dominan yang akan terjadi adalah arus sejajar pantai
(longshore current).
Sedangkan apabila garis puncak gelombang datang sejajar dengan garis
pantai, maka akan terjadi 2 kemungkinan arus dominan di pantai. Yang pertama,
bila di daerah surf zone terdapat banyak penghalang bukit pasir (sand bars) dan
celah-celah (gaps) maka arus yang terjadi adalah berupa sirkulasi sel dengan rip
current yang menuju laut. Kemungkinan kedua, bila di daerah surf zone tidak
terdapat penghalang yang mengganggu maka arus dominan yang terjadi adalah
aliran balik (back flows).
Gb. Terjadinya rip current
Namun karena pengaruh hidrodinamik laut yang sangat kompleks, maka
yang biasanya terjadi adalah kombinasi dari kondisi-kondisi di atas. Seperti yang
ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Gb. Kombinasi longshore current dan rip current
Gb. Kombinasi longshore current & back flows.
Jika suatu gelombang yang spesifik di pilih dan diikuti, akan ditemukan
bahwa gelombang akan membantu melewati rentet gelombang dengan cepat.
Seperti melanjut untuk maju melalui rentet gelombang, dan secara
berangsurangsur akan hilang energi dan tingginya akan menurun. Ketika
menjangkau medan, gelombang akan menghilang lenyap dan digantikan oleh
gelombang lainnya, gelombang dibentuk naik pada tingkat dari kerak.
Penghilangan gelombang yang terkenuka dalam kaitan dengan tenaga/energi akan
pindah dan bergerak ke air yang tenang dan lenyap, dan penyebabnya adalah
energi yang sedikit / kecil. Faktanya bahwa tanpa alternative dapat terjadi dari
masing-masing gelombang tertentu di dalam suatu tran yang benar-benar bergerak
lebih cepat dari kelompok gelombang. Pengamatan yang diulangi menunjukkkan
bahwa dalam kesukaran tenaga getaran kelompok adalah separuh energi dari suatu
gelombang individu.
Gerakan air dalam gelombang
Gerakan partikel muka air sedikit hubungannya dengan jumlah gelombang
channel. Muka air sedikit berpindah dengan tiap-tiap gelombang yang berlalu.
Sebagai akibatnya air menunjukkan orbit gerakan gelombang yang lewat. Gerakan
ke atas dan masing-masing ujun, bawah dan punggung dalam tiap lembah sangat
sedikit permukaan yang bergerak, karena orbitnya tidak nenyeluruh. Pergerakan
yang sedikit dari air dinamakan dengan Mass Transport.
The Surf Zone merupakan suatu area dimana gelombang mulai masuk
dalam perairan laut dangkal untuk pertama kali sehingga terdapat suatu
kenampakan gelombang yang bergulung-gulung menuju ke arah daratan dan
selanjutnya menuju pada daerah pecah gelombang.
The Swash Zone merupakan zone dimana air bergerak secara laminar kea
rah daratan, karena gelombang sudah pecah sehingga hanya merupakan suatu
aliran yang mirip dengan limpasan permukaan.
Gelombang Angin
Ketika angin mulai berhembus melintasi hamparan pantai, energi dari
angina ditransfer ke air dalam bentuk gelombang. Ini memeng sifat dari angin,
yang menimbulkan pergeseran seperti gerakan lintasan air. Pergeseran ini
menekan melawan air dan jika energinya sangat akan membentuk riakan, jika
anginnya sangat keras akan membentuk gelombang besar dari riakan tersebut.
Gelombang permukaan laut
Gelombang dihasilkan oleh angina yang berubah dalam jumlah besar.
Gelombang ini berjalan dari tempat yang berbeda, akan bertemu dengan sudut
yang tidak sama. Angin jarang berhembus dalam arah yang tetap pada kecepatan
yang tetap. Oleh karena itu setiap perubahan gelombang dihasilkan pada daerah
terbuka dan gelombang yang terdiri dari beberapa ketidaksamaan ukuran,
kecepatan dan bentuk: rip currents, longshore currents.
Tenaga Pembentuk Gelombang
Semua gelombang dipengaruhi atau dihasilkan oleh salah satu dari 3 faktor
atau mekanisme dasar yaitu angin, gravitasi, dan gempa. Ketika
gelombangterbentuk, gelombang mampu bergerak sepanjang laut interlokal
dengan tenaga yang kecil. Ketika gelombang bergerak ke atas kerak samudera,
kebanyakan gelombang hanya mempunyai sedikit interaksi dengan kerak. Ketika
bergerak naik ke landas kontinen, terutama ketika masuk ke kawasan pantai
dangkal, gelombang mulai berhubungan dengan kerak. Hasilnya adalah suatu
perubahan dalam bentuk kecepatan gelombang. Di dalam air dangkal gelombang
akan secepatnya dimodifikasi menjadi gelombang yang memecah pada suatu garis
pantai dan melepaskan suatu jumlah energi yang dapat diperhitungkan.
Gelombang dapat juga dibelokkan, dibiaskan dan dipantulkan oleh dermaga,
pulau dan berbagai hal lainnya. Kondisi topografi dasar laut dan keadaan angin.
Hasil pengamatan memperlihatkan bahwa keadaan gelombang tertinggi terjadi
pada periode bulan desember sampai februari (musim barat), ketinggian
gelombang mencapai 1,5 m – 2 m. Sedangkan pada bulan lainnya tinggi
gelombang yang tercatat kurang dari 1,5 meter (Nurjaya,1993).
Penyebab utama terjadinya gelombang adalah angin. Gelombang
dipengaruhi oleh kecepatan angin, lamanya angin bertiup, dan jarak tanpa
rintangan saat angin bertiup (fetch). Gelombang terdiri dari panjang gelombang,
tinggi gelombang, periode gelombang, kemiringan gelombang dan frekuensi
gelombang. Panjang gelombang adalah jarak berturut-turut antara dua puncak atau
dua buah lembah. Tinggi gelombang adalah jarak vertikal antara puncak dan
lembah gelombang. Periode gelombang adalah waktu yang dibutuhkan
gelombang
untuk kembali pada titik semula. Kemiringan gelombang adalah perbandingan
antara tinggi dan panjang gelombang. Frekuensi gelombang adalah jumlah
gelombang yang terjadi dalam satu satuan waktu. Pada hakikatnya, gelombang
yang terbentuk oleh hembusan angin akan merambat lebih jauh dari daerah yang
menimbulkan angin tersebut. Hal ini yang menyebabkan daerah di pantai selatan
Pulau Jawa memiliki gelombang yang besar meskipun angin setempat tidak begitu
besar. Gelombang besar yang datang itu bisa merupakan gelombang kiriman yang
berasal dari badai yang terjadi jauh dibagian selatan Samudera Hindia.
II.2. Aplikasi Teknologi Untuk Konversi Energi Gelombang Laut Menjadi
Energi Listrik
Pada dasarnya pergerakan laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi
akibat dorongan pergerakan angin. Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2
titik yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahari yang berbeda
di kedua titik tersebut. Mengingat sifat tersebut maka energi gelombang laut dapat
dikategorikan sebagai energi terbarukan.
Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang
memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum. Pada selang waktu
tertentu, ketinggian puncak yang dicapai serangkaian gelombang laut berbeda-
beda, bahkan ketinggian puncak ini berbeda-beda untuk lokasi yang sama jika
diukur pada hari yang berbeda. Meskipun demikian secara statistik dapat
ditentukan ketinggian signifikan gelombang laut pada satu titik lokasi tertentu.
Bila waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut dihitung
dari data jumlah gelombang laut yang teramati pada sebuah selang tertentu, maka
dapat diketahui potensi energi gelombang laut di titik lokasi tersebut. Potensi
energi gelombang laut pada satu titik pengamatan dalam satuan kw per meter
berbanding lurus dengan setengah dari kuadrat ketinggian signifikan dikali waktu
yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut. Berdasarkan perhitungan
ini dapat diprediksikan berbagai potensi energi dari gelombang laut di berbagai
tempat di dunia. Dari data tersebut, diketahui bahwa pantai barat Pulau Sumatera
bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat berpotensi memiliki
energi gelombang laut sekitar 40kw/m.
Pada dasarnya prinsip keria teknologi yang mengkonversi energi gelombang
laut menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk
memutar turbin generator. Karena itu sangat penting memilih lokasi yang secara
topografi memungkinkan akumulasi energi. Meskipun penelitian untuk
mendapatkan teknologi yang optimal dalam mengkonversi energi gelombang laut
masih terus dilakukan, saat ini, ada beberapa alternatif teknologi yang dapat
dipilih.
Beberapa teknologi yang diterapkan untuk mengkonveri energi gelombang
menjadi energy listrik antara lain:
OWC Terapung
Ocean Energy memfokuskan pengembangan pembangkit listrik gelombang
laut dengan membuat oscilating water column yang mengapung di atas sebuah
ponton dengan dipancangkan di dasar laut menggunakan kawat baja. Listrik yang
dihasilkan dialirkan melalui kabel transmisi menuju ke daratan.
Berlokasi di Irlandia, sebuah negara yang terletak di salah satu tempat
dengan iklim yang mendukung terjadinya gelombang laut dengan energi yang
lebih dari cukup untuk dipanen, perusahaan tersebut memiliki lokasi yang tepat
untuk melakukan riset dan pengembangan.
Sistem pembangkit listrik tersebut terdiri dari chamber berisi udara yang
berfungsi untuk menggerakkan turbin, kolom tempat air bergerak naik dan turun
melalui saluran yang berada di bawah ponton dan turbin yang terhubung dengan
generator. Gerakan air naik dan turun yang seiring dengan gelombang laut
menyebabkan udara mengalir melalui saluran menuju turbin. Turbin tersebut
didesain untuk bisa bekerja dengan generator putaran dua arah.
Sistem yang berfungsi mengkonversi energi mekanik menjadi listrik terletak
di atas permukaan laut dan terisolasi dari air laut dengan meletakkannya di dalam
ruang khusus kedap air, sehingga bisa dipastikan tidak bersentuhan dengan air
laut.
Dengan sistem yang dimilikinya, pembangkit listrik tersebut bisa
memanfaatkan efisiensi optimal dari energi gelombang dengan meminimalisir
gelombang-gelombang yang ekstrim. Efisiensi optimal bisa didapat ketika
gelombang dalam kondisi normal. Hal tersebut bisa dicapai dengan digunakannya
katup khusus yang menghindarkan turbin tersebut dari overspeed.
Teknologi ''Kerang'' Panen Energi Gelombang Laut
Para peneliti di Queen’s University Belfast yang telah melakukan riset
selama bertahun-tahun dan dipimpin oleh Professor Trevor Whittaker, telah
menghasilkan "kerang" untuk memanen energi gelombang laut dan mengubahnya
menjadi listrik.
Oyster nama yang diberikan kepada teknologi tersebut memang berbentuk
seperti kerang. Oyster mempunyai dua buah "cangkang" yang mempunyai fungsi
berbeda. Cangkang atau platform bagian atas berfungsi untuk menangkap energi
gelombang laut dan platform yang berada di bagian bawah berfungsi sebagai
penahan dan sekaligus menjadi tempat dimana sistem mekanik bekerja.
Oyster bekerja sesuai dengan gerakan gelombang laut yang terjadi terus
menerus. Gerakan gelombang laut yang mengandung energi tersebut
mengakibatkan terjadinya osilasi pada platform atas yang pada gilirannya
menggerakkan pompa hidrolik yang terletak di platform bagian bawah.
Pompa hidrolik bertekanan tinggi tersebut kemudian menekan fluida yang
berada di dalam pipa di dasar laut dan akhirnya memutar generator yang berada di
pantai.
Oyster juga didesain hanya untuk dipasang di pantai dengan kedalaman 12
meter hingga 16 meter, dengan strukturnya sendiri selebar 18 meter. Menurut riset
mereka, pantai dengan kedalaman tersebut mempunyai air yang konstan dan
gelombang yang tidak terpecah, serta mengurangi energi yang berlebihan yang
mungkin terjadi. Jika terjadi gelombang besar seperti badai, maka Oyster juga
mempunyai mekanisme untuk menutup kedua "cangkang"nya, dan berdiam diri di
dasar laut.
Selain itu Oyster juga ramah lingkungan. Penggunaan fluida dalam pompa
hidrolik dari air serta tidak digunakannya bahan-bahan beracun tidak akan
merusak lingkungan jika terjadi kebocoran sistem.
Aquamarine Power yang menggunakan hasil riset Queen’s University
Belfast untuk mengembangkan lebih jauh lagi, menyatakan bahwa meski masih
berada dalam tahap pengembangan, Oyster mempunyai potensi yang menjanjikan
untuk dikembangkan ke dalam skala komersial.
Oscillating Water Column (OCW)
Mengenai prinsip kerja OWC untuk dikonversi energi gelombang adalah
memanfaatkan tenaga gelombang yang asuk ke dalam suatu kolom sehingga air
yang berada di dalam kolom akan berfluktuasi dan berisolasi, bergerak naik turun
dan mendesak udara di atasnya sehingga tekanan udara mampu menggerakkan
turbin yang terpasang di kolom berputar. Turbin yang berputar itu kemudian
dihubungkan generator yang akan menghasilkan listrik.
Proses pembangkitan tenaga listrik dengan teknologi ini melalui 2 tahapan
proses. Gelombang laut yang datang menekan udara pada kolom air yang
diteruskan ke kolom atau ruang tertutup yang terhubung dengan turbin generator.
Tekanan tersebut menggerakkan turbin generator pembangkit listrik. Sebaliknya,
gelombang laut yang meninggalkan kolom air diikuti oleh gerakan udara dalam
ruang tertutup yang menggerakkan turbin generator pembangkit listrik.
Permanent Magnet Linear Buoy
Peneliti Universitas Oregon mempublikasikan temuan teknologi
terbarunya yang diberinama Permanent Magnet Linear Buoy. Diberinama buoy
karena memang pada prinsip dasarnya teknologi terbaru tersebut dipasang untuk
memanfaatkan gelombang laut di permukaan. Berbeda dengan buoy yang
digunakan untuk mendeteksi gelombang laut yang menyimpan potensi tsunami.
Peneliti Oregon menjelaskan prinsip dasar buoy penghasil listrik tersebut
yaitu dengan mengapungkannya dipermukaan. Gelombang laut yang terus
mengalun dan berirama bolak-balik dalam buoy ini akan diubah menjadi gerakan
harmonis listrik.
Sekilas bila dilihat dari bentuknya, buoy ini mirip dengan dinamo sepeda.
Bentuknya silindris dengan perangkat penghasil listrik pada bagian dalamnya.
Buoy di apungkan di permukaan laut dengan posisi sebagian tenggelam dan
sebagian lagi mengapung.
Kuncinya, terdapat pada perangkat elektrik yang berupa koil (kuparan
yang mengelilingi batang magnet di dalam buoy). Saat ombak mencapai
pelampung, maka pelampung tersebut akan bergerak naik dan turun secara relatif
terhadap batang magnet sehingga bisa menimbukan beda potensial dan listrik
dibangkitkan. ”Tentu saja agar dapat bergerak koil tersebut ditempelkan pada
pelampung yang dikaitkan ke dasar laut,” kata Annette von Jouanne, teknisi dari
Oregon State University (OSU).
Jouanne menuturkan dalam percobaan sistem ini diletakkan kurang lebih
satu atau dua mil laut dari pantai. Kondisi ombak yang cukup kuat danmengayun
dengan gelombang yang lebih besar akan menghasilkan listrik dengan tegangan
yang lebih tinggi. Berdasarkan hasil penelitian Universitas Oregon, setiap
pelampung mampu menghasilkan daya sebesar 250 kilowatt.
”Ada beberapa pilihan untuk menghasilkan daya tersebut,” ujar Jouanne.
Penjelasan diatas 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 didasar atau dipermukaan laut.
Jouanne menuturkan teknologi yang ditawarkannya tersebut memiliki
banyak keuntungan dibandingkan dengan teknologi laut. ”Ketersediaan teknologi
ini mencapai 90 persen dan kerapatan energi yang dihasilkannya lebih tinggi,”
katanya. Mesin sendiri juga dapat dirakit dan digunakan dalam skala kecil
maupun besar tergantung pada energi yang dibutuhkan. Potensi penggunaan
energi pun bisa diterapkan di banyak negara terutama yang memiliki kawasan
pantai.
Dibandingkan dengan energi angin atau matahari, energi gelombang laut
kerapatannya jauh lebih tinggi. Peneliti yang sama dari OSU, Alan Wallace
menyebutkan penyediaan energi gelombang ini dengan hanya 200 buoy yang
diapungkan, satu buah pelabuhan atau kota besar seperti Portland sudah dapat
memanfaatkan energinya dengan sangat melimpah tanpa harus menarik bayaran.
Peneliti percaya jika hasil penelitian tersebut benar-benar di optimalkan di
sepanjang pantai, seluruh energi listrik di dunia sudah bisa terpenuhi. ”Jumlah ini
ditaksir hanya mengambil 0,2 persen energi pantai,” kata Alan. Keyakinannya
semakin lebih diperkuat dengan efisiensi penghasilan energi yang tinggi dan
besar, energi gelombang laut ini bisa menjadi energi utama pengganti energi
sekarang.
Di samping nilai ekonomis yang cukup menjanjikan ada hal-hal lain yang
dapat memberikan keuntungan di bidang lingkungan hidup. Energi ini lebih
ramah lingkungan, tidak menimbulkan polusi suara, emisi CO2, maupun polusi
visual dan sekaligus mampu memberikan ruang kepada kehidupan laut untuk
membentuk koloni terumbu karang di sepanjang jangkar yang ditanam di dasar
laut. Pada kasus-kasus seperti ini biasanya lebih menguntungkan karena ikan dan
binatang laut selalu lebih banyak berkumpul.
Penempatan buay dengan ukuran yang tidak terlalu besar juga tidak
mengganggu pelayaran. Rata-rata dengan besar buoy kurang dari dua meter, kapal
besar atau kecil bisa melihat objek tersebut dan dapat menghindarinya.
Anaconda
Para ahli di University of Southampton, Inggris, sedang melakukan
program uji coba laboratorium dan penelitian matematika untuk meningkatkan
pengembangan konsep pengubah energi gelombang laut yang sederhana.
Konsep tersebut, menurut mereka, bisa menghasilkan listrik dari
gelombang laut dengan harga yang lebih murah. Program yang mendapatkan
dukungan dana sebesar US$852.233 dari Engineering and Physical Sciences
Research Council (EPSRC), bertujuan untuk membuat suatu perangkat pengubah
energi gelombang laut yang lebih sederhana dibandingkan dengan yang ada saat
ini.
Anaconda, demikian nama perangkat tersebut, adalah sebuah tabung karet
berukuran besar yang pada kedua ujungnya tertutup dan berisi air. Perangkat yang
ditemukan oleh Francis Farley dan Rod Rainey, didesain untuk dipasang
mengapung di bawah permukaan laut, dengan salah satu ujungnya menghadap ke
arah gelombang.
Ketika sebuah gelombang mengenai ujung tertutup dari tabung, maka akan
terjadi gelombang yang bergerak maju mundur [bulge wave] di dalam tabung
akibat tekanan pada salah satu ujungnya. Kecepatan gelombang yang berjalan di
dalam tabung tersebut ditentukan oleh geometri dan bahan tabung karet tersebut.
Energi yang terjadi akibat gerakan gelombang ditangkap oleh sebuah katup yang
kemudian menyalurkan tekanannya ke sebuah turbin. Listrik yang dihasilkannya
disalurkan ke pantai melalui sebuah kabel.
Dengan bahan yang terbuat dari karet, maka Anaconda menjadi lebih
ringan dibandingkan perangkat pengubah energi laut lainnya, yang biasanya
terbuat dari logam, dan memerlukan banyak sistem mekanik. Dengan sistem yang
lebih sederhana, Anaconda bisa dibangun dengan biaya yang lebih sedikit, serta
mengurangi biaya perawatan. Produksi Anaconda saat ini dilakukan oleh
Checkmate SeaEnergy.
Konsep Anaconda saat ini masih diuji dalam skala kecil di laboratorium.
Mereka menggunakan dimensi 0,25 m dan 0,5 meter, untuk mendapatkan
berbagai data pada berbagai kondisi seperti gelombang biasa, tidak biasa bahkan
gelombang paling ekstrim. Data - data tersebut untuk mengetahui besar tekanan
yang terjadi di dalam tabung, perubahan bentuk dan gaya yang berpengaruh pada
tali yang mengikat Anaconda dengan dasar laut. Data-data tersebut juga
digunakan untuk membuat model matematika yang bisa digunakan untuk
memperkirakan besarnya energi listrik yang dihasilkan dari Anaconda dalam skala
penuh.
Dari pengujian pertama di laboratorium, diperkirakan Anaconda bisa
menghasilkan sekitar 1MW dan bisa menghasilkan listrik seharga US$ 0,12 per
kWh atau bahkan kurang dari angka tersebut. Rencananya, jika dibuat dalam skala
penuhnya, maka Anaconda akan mempunyai panjang 200 m dan diameter 7
meter, dan dipasang di laut dengan kedalaman antara 40 m hingga 100 m. Skala
berukuran 1:3 rencananya akan dibuat tahun depan untuk pengujian di laut dan
skala penuhnya akan dipasang di perairan pantai Inggris sekitar 5 tahun
mendatang.
WaveRoller
Perusahaan Firlandia Energi-AW menghasilkan alat energi ombak yang
disebut WaveRoller, yang tergantung pada gelombang dasar laut untuk
menghasilkan tenaga listrik. Inspirasi teknologi hijau ini ditemukan pada tahun
1993 ketika pendiri perusahaan dan penyelam professional, Rauno Koivusaari
sedang menyelam di Lautan Baltik. Ketika ia menemukan kapal rusak, hampir
saja ia tertabrak oleh pintu yang bergerak menutup dan membuka dikarenakan
gerakan gelombang air di dasar laut. Melihat kejadian ini membuat Mr.
Koivusaari berpikir untuk memproduksi energi dengan memanfaatkan gelombang
dasar laut, dan rasa penasarannya itu mendorongnya untuk menciptakan Energi
AW sebagai rasa ingin tahunya untuk menciptakan Energi AW.
Pendekatan Energi AW menggunakan “gelombang dasar” atau gerakan air
di bawah permukaan laut. Untuk melakukan ini, WaveRolLers (Gulungan
Ombak) atau beberapa plat diletakkan di dasar laut sehingga bergerak maju dan
mundur. Gaya gelombang laut pada alat itu akan menghasilkan energi yang dapat
kita hubungkan dengan pompa piston sehingga dengan generator listrik di darat
energi itu dapat diubah menjadi energi listrik.
Menurut perusahaan itu, teknik Gulungan Ombak ini berbeda dengan
teknologi kelautan yang lain karena teknologi ini tidak terlihat, tidak
menimbulkan polusi suara dan tidak terpengaruh oleh badai yang mungkin terjadi.
Energi-AW juga menyatakan bahwa peralatan dan bahan-bahan yang digunakan
untuk membuat WaveRollers tidak mencemari lingkungan. Misalkan, mereka
menggunakan minyak yang dibuat dari tanaman pada peralatan hidrolik yang
digunakan pada sistem generator ombak yang inovatif ini.
Akhir-akhir ini, perusahaan ini melakukan uji coba di Pantai Peniche,
Portugal dengan target utamanya adalah menghasilkan energi 10 megawaat dari
WaveRoller di perariran Portugal dalam kurun waktu dua tahun ini. Sesuai dengan
pendekatan perusahaannya, pemimpin Energi AW, Bapak Tuomo Hyysalo
berkata, “Telah diperkirakan bahwa energi ombak ini mempunyai kemampuan
menyumbang 10 persen dari keseluruhan kebutuhan listrik secara global tanpa
menghasilkan emisi CO2. Lebih lanjut, gelombang dasar yang terjadi dekat pantai
yang digunakan oleh WaveRoller merupakan sumber energi yang mudah
didapatkan di mana-mana karena terdapat di sepanjang garis pantai.”
BAB III
PENUTUP
III.1. Kesimpulan
Dari pembahasan makalah ini dapat disimpulkan bahwa gelombang laut
memiliki karakteristik dan sifat yang dapat dimanfaatkan untuk dikonversi
menjadi energy gelombang. Sedangkan penerapan teknologi untuk mengkonversi
energi gelombang menjadi pembangkit listrik sangatlah mungkin berdasarkan
penelitian dan ujicoba dari prototype yang dikembangkan oleh beberapa Negara
termasuk Indonesia bahkan sudah ada yang dimanfaatkan. Teknologi yang
dikembangkan untuk mengonversi gelombang laut menjadi pembangkit listrik
diantaranya adalah Oscillating Water Column (OCW) baik yang terapung maupun
yang tertancap di dasar, Anaconda, teknologi “kerang”, teknologi Permanent
Magnet Linear Buoy dan Waveroller. Bahkan perkembangan teknologi terus
diupayakan untuk memaksimalkan pemanfaatan Energi gelombang laut.
III.2. Saran
Melihat potensi sumberdaya laut khususnya gelombang yang dapat
dimanfaatkan sebagai pembangkit Energy listrik di Indonesia maka perlu
ditingkatkan penelitian dan ujicoba penerapan teknologi terbaru yang telah di
jelaskan sebelumnya untuk konversi energi gelombang di Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
“Anaconda pengubah energy gelombang laut berbahan karet”, artikel Planethijau.com (online), (http://planethijau.com/mod.php?mod=publisher&op=viewarticle&cid=37&artid=858, diakses 07 january 2010)
“Energi tarian Gelombang laut” (online), (http://agusdd.wordpress.com/2007/09/28/energi-tarian-gelombang-laut/, diakses 21 November 2007)
“Gelombang laut (Ocean waves)”(online), (http://soffiyana-gaul.blogspot.com/2009/07/gelombang.html, diakses 07 January 2010)
“Portugal dan MIT kembangkan energi gelombang laut”, Artikel Planethijau.com(online), (http://planethijau.com/mod.php?mod=publisher&op=viewarticle&cid=37&artid=948, diakses 07 january 2010)
“Membuat Energy Hijau dari Gelombang laut” (online), (http://ashfia.blog.uns.ac.id/2009/09/29/membuat-energi-hijau-dari-gelombang-laut/, diakses 07 january 2010)
“Memanen energi gelombang laut dengan OWC terapung”, Artikel Planethijau.com(online), (http://planethijau.com/mod.php?mod=publisher&op=viewarticle&cid=37&artid=731, diakses 07 january 2010)
Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik pantai. Beta offset,. Yogyakarta.
“Teknologi ''Kerang'' Panen Energi Gelombang Laut”, Artikel Planethijau.com(online), (http://planethijau.com/mod.php?mod=publisher&op=viewarticle&cid=37&artid=1108, diakses 07 january 2010)
(http://celebrating200years.noaa.gov/magazine/wave_energy/water_column.html, diakses 9 April 2007)