PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT DI SELATAN JAWA

SEBAGAI SUMBER PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK

DENGAN SISTEM BANDUL

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk

Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Diajukan oleh:

Galih Winawang D400100043

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2014

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Tugas Akhir ini dengan judul “ PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT DI

SELATAN JAWA SEBAGAI SUMBER PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK

DENGAN SISTEM BANDUL ” diajukan guna memenuhi kelengkapan sebagai

syarat tugas akhir untuk menyelesaikan Program Sarjana (S1) pada Fakultas

Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Tugas

akhir ini telah disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Pembimbing I Pembimbing II

( Ir. Jatmiko, MT ) (Agus Ulinuha, ST, MT, Ph.D )

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir ini dengan judul “ PEMANFAATAN PEMANDIAN

UMUM UNTUK PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK MIKROHIDRO

(PLTMh) MENGGUNAKAN KINCIR TIPE OVERSHOT”. Tugas Akhir ini

telah diajukan dan dipertahankan di depan dewan penguji Tugas Akhir Fakultas

Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada :

Hari :

Tanggal :

Dewan Penguji Tugas Akhir :

1. Ir. Jatmiko, MT ...............................

2. Agus Ulinuha, ST, MT, Ph.D ...............................

3. Aris Budiman, ST. MT ................ ...............

4. Umar, ST. MT ...............................

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Surakarta Universitas Muhammadiyah Surakarta

Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD Umar , ST .MT

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayah dan

inayahNYA, sehingga sampai detik ini masih diberi kesempatan untuk

menjalankan perintahNYA dan menjauhi laranganNYA. Sholawat serta salam

bagi Nabi Muhammad SAW beserta, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang

selalu ditunggu dan dinanti syafa’atnya dihari akhir nanti, amin.. yaa robbal

allamin.

Alhamdulillah hanya padaMU ya Allah, dengan hidayahMU penulis dapat

menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan

diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di

Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul

yang penulis ajukan adalah : “ PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT DI

SELATAN JAWA SEBAGAI SUMBER PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK

DENGAN SISTEM BANDUL ” Penyusunan tugas akhir ini penulis

mendapatkan dukungan dan saran dari berbagai pihak, guna mendapatkan hasil

yang lebih baik. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya

kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiayah Surakarta.

2. Bapak Umar, ST .MT selaku Ketua Program Studi Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

v

3. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Agus Ulinuha, ST, MT, Ph.D selaku Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis

sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Segenap dosen dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

6. Ayahanda dan Ibunda tercinta “terimah kasih atas do’a, kasih sayang,

dukungan, dan materi yang senantiasa tercurah untuk Ananda” yang selalu

memberikan “segalanya” untuk kehidupan dan keberhasilan Ananda.

7. Adikku tersayang “terima kasih atas dukungan dan kebersamaanya”.

8. Pakde-Bude, Om-Bulik “terima kasih atas semua bantuan dan

dukungannya”

9. Teman-teman angkatan 2010 konsentrasi Sistem Tenaga Listrik : Ralyf,

Ardiya Faris, Agus Widodo, Novix, Feri, Rozak, Dikki,Angga, Laksa,

Arif, Teguh, Jumanto, dan yang lainna yang tidak bisa disebutkan satu-

persatu “terima kasih atas semua dukungan dan kebersamaan kalian”.

10. Teman-teman di KMTE, ROBOT, GOS, IT-Helpdesk, dan Duta

Perpustakaan

11. Agus Widodo yang telah membantu dalam pembuatan alat.

12. Bapak Lilik dan tim yang telah membantu dalam pembuatan kerangka.

vi

13. Seluruh Anggota SAR Pantai Baru yang telah membantu pengujian alat

pembangkt listrik tenaga gelombang laut sistem bandul.

14. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini

memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada

khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat

membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata.

Surakarta, ... Februari 2014

Penulis

vii

MOTTO

"Live good, honorable life. Then when you get older and think back, you'll be able

to enjoy it a second time. - Hiduplah dengan baik dan penuh arti. Supaya kelak di

saat Anda tua dan mengingatnya kembali, Anda akan menikmatinya kembali

selama beberapa saat."

(Dalai Lama)

…Hanyalah orang sabar yang akan menerima pahalanya tanpa batas!

(Q.S. 39 Az-Zumar : 10)

Bahwa tiada yang orang dapatkan, kecuali yang ia usahakan

(Q.S. An Najm : 39)

Lebih baik bertempur dan kalah daripada tidak pernah bertempur sama sekali.

(Arthur Hugh Clough)

Kebahagian hidup yang sebenarnya adalah hidup dengan rendah hati.

(W.M. Thancheray)

viii

PERSEMBAHAN

Allah Azza wa Jalla yang senantiasa melimpahkan nikmat-nikmatnya

kepadaku, bersama Sang Uswatun Khasanah, Rasulallah SAW.

Bapak dan Ibu yang selalu memberikan “ segalanya “ untuk kehidupan dan

keberhasilan anak-anaknya

Sahabat-Sahabatku Seperjuangan, Agus Widodo, Feri, Ralyf, Novix,

Rozak, dan dikki.

Teman seperjuangan Teknik Elektro angkatan 2010

Sahabat-Sahabatku Di Kota Sragen, Yogyakarta dan Kota Solo

Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE)

Teman-teman IT-Helpdesk dan Duta Perpustakaan

Seluruh Teman-Temanku

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iii

KATA PENGANTAR ................................................................................. iv

MOTTO........................................................................................................ vii

PERSEMBAHAN ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii

DAFTAR KONTRIBUSI .............................................................................. xiv

ABSTRAKSI ................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................ 3

1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 4

2.1 Telaah Penelitian ................................................................................ 4

2.2 Landasan Teori ................................................................................... 5

2.2.1 Sejarah Pembangkit Listrik Energi Gelombang Laut ................... 5

x

2.2.2 Karakteristik Gelombang............................................................. 6

2.2.3 Gelombang Laut.......................................................................... 7

2.2.4 Pergerakan gelombang ................................................................ 9

2.2.5 Momentum.................................................................................. 11

2.2.6 Bandul ........................................................................................ 12

2.2.7 Energi Listrik dan Daya Listrik ................................................... 14

2.2.8 Alternator .................................................................................... 14

2.2.9 Flywhell ...................................................................................... 20

2.2.10 Freewhell .................................................................................. 21

2.2.11 Gearbox .................................................................................... 21

2.2.12 Accu ......................................................................................... 22

BAB 3 METODE PENELITIAN .................................................................. 23

3.1 Prosedur Penelitian ............................................................................. 23

3.1.1 Persiapan Yang Dilakukan .......................................................... 23

3.1.2 Alat dan Bahan Yang Digunakan Dalam Penelitian ..................... 23

3.1.3 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................... 25

3.2 Diagram Alur Penelitian ..................................................................... 26

3.2.1 Urutan Penelitian ........................................................................ 28

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN .................................................... 29

4.1 Data Hidro-Oseanografi ...................................................................... 29

4.2 Perhitungan panjang dan kecepatan gelombang laut ............................ 29

4.3 Perhitungan Kecepatan Bandul ........................................................... 31

4.4 Analisa perhitungan daya yang dapat dibangkitkan alternator ............. 33

xi

4.5 Pembahasan ........................................................................................ 38

BAB 5 PENUTUP ........................................................................................ 39

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 39

5.2 Saran .................................................................................................. 39

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 41

LAMPIRAN ................................................................................................. 42

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gelombang dua dimensi (atas), amplitudo pada waktu 0 (tengah) dan

waktu θ (bawah) ........................................................................................... 10

Gambar 2.2 Ayunan Bandul .......................................................................... 12

Gambar 2.3 Stator ......................................................................................... 17

Gambar 2.4 Rotor ......................................................................................... 18

Gambar 2.5 Rectifier ..................................................................................... 18

Gambar 2.6 Sikat Arang ................................................................................ 19

Gambar 2.7 IC Regulator .............................................................................. 20

Gambar 2.8 Flywheel .................................................................................... 20

Gambar 2.9 Freewheel .................................................................................. 21

Gambar 2.10 Gear box .................................................................................. 21

Gambar 2.11 Accu / Akumulator................................................................... 22

Gambar 3.1. Diagram alur penelitian Pemanfatan Gelombang Laut Di Selatan

Jawa Sebagai Sumber Pembangkit Energi Listrik Sistem Bandul .................. 27

Gambar 4.1 Diagram garis hubungan anatar daya listrik dan kecepatan rotor

terhadap ketinggingan gelombang ................................................................. 37

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi dari Alternator ............................................................. 24

Tabel 3.2 Rincian Rencana Penelitian dan Pembuatan Laporan ..................... 25

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Periode Datangnya Gelombang ......................... 30

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Panjang Gelombang Laut .................................. 30

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Kecepatan Datanganya Gelombang ................... 31

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Massa Gelombang ............................................ 32

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Kecepatan Bandul ............................................. 32

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Kecepatan Putaran Gear 1 ................................. 33

Tabel 4.7 Hasil Perhitungankecepatan Putaran Freewheel 1 .......................... 34

Tabel 4.8 Hasil Kecepatan Putaran Freewheel 1 Dan Kecepatan Rotor

Alternator ..................................................................................................... 35

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Gaya Dan Torsi Alternator ................................ 36

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Daya Listrik Yang Dapat Dibangkitkan

Generator ...................................................................................................... 36

xiv

DAFTAR KONTRIBUSI

Tugas Akhir ini terwujud setelah mendapatkan inspirasi dan topik yang

akan dituang ke dalam Tugas Akhir, dari menipisnya cadangan minyak dunia dan

melimpahnya energi yang tersimpan dalam gelombang laut di Indonesia terutama

di Daerah Pantai Selatan.

Setelah berkonsultasi dengan Bapak Ir. Jatmiko, M.T dan DR. Agus

Ulinuha, ST .MT mengenai judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk

membimbing penulis dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini. Setelah seminar

Proposal Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen penguji demi

perbaikkan Tugas Akhir ini.

Penelitian ini dilakukan di Pantai Baru, Pandansimo, Sradakan, Bantul,

Yogyakarta. Setelah alat dan bahan terkumpul kemudian melakukan perancangan

kerangka penyangga, dan bandul. Dalam perancangan dan perakitan penulis

melakukan beberapa kali eksperimen / percobaan untuk mendapatkan hasil yang

maksimal dan alat bisa dilakukan pengujian.

Setelah alat selesai di uji, penulis langsung melakukan pengambilan data

di Pantai Baru, Pandansimo, Sradakan, Bantul, Yogyakarta. Karena kurangnya

pengetahuan terhadap medan untuk penelitian. Terjadi kerusakan pada alat, yang

seharusnya bekerja dengan baik.

Penulis kembali berkosultasi dengan pembimbing Tugas Akhir.

Pembimbing menawarkan untuk pembuatan laporan penilitian dengan analisa

xv

perhitungan. Dan data yang dibutuhkan harus data real dan sesuai dengan

rancangan alat yang digunakan.

Demikian daftar konstribusi penulis buat dengan sejujur-jujurnya.

Surakarta, ... Maret 2014

Mengetahui

Mahasiswa

(Galih Winawang)

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

( Ir. Jatmiko, M.T ) ( Agus Ulinuha, ST, MT .Ph.D )

xvi

ABSTRAKSI

Berdasarkan survei yang dilakukan Badan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi (BPPT) dan Pemerintah Norwegia sejak tahun 1987, Kondisi ombak di

pantai selatan jawa sekitar 1,5 hingga 2 meter berpotensi untuk membangkitkan

energi listrik. Tujuan penelitian ini untuk melihat karakteristik pembangkit listrik

tenaga gelombang laut sistem bandul serta mendapat data daya listrik yang dapat

dihasilkan oleh pembangkit tersebut.

Metode yang digunakan dalam penelitian adalah studi literatur, pembuat

desain PLTGL sistem bandul, dan perhitungan data yang didapatkan dari BMKG.

Hasil penelitian PLTGL sistem bandul didapatkan daya yang tertinggi

adalah 135.33 watt, pada ketinggian gelombang 4 m. Sedangkan daya yang

terendah adalah 87. 83 watt pada ketinggian gelombang 3 m. Serta memiliki

efisiensi sebesar 42.29%.

Kata kunci : PLTGL, Sistem Bandul, Gelombang Laut, Alternator, Freewhell,

Flywheel, Energi Terbarukan.