putu yoga loka pantai makalah otec

14
Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012 1 Pusat Litbang Sumber Daya Air STUDI DISTRIBUSI PANAS LAUT UNTUK OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION (OTEC) Putu Yoga Perdana 1) , Dadang Karmen 2) Loka Pengembangan Teknologi Pantai Desa Musi, Kecamatan Gerokgak Kabupaten Buleleng Abstrak Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) merupakan konversi energi panas laut menjadi energi listrik memanfaatkan siklus perbedaan temperatur laut antara permukaan laut dengan laut dalam, dengan selisih temperatur minimal sebesar 20 o C. OTEC sangat cocok dibangun di wilayah perairan Indonesia karena Indonesia berada di daerah khatulistiwa, banyak terdapatnya pulau- pulau kecil, selat dan topografi yang bervariasi. Perhitungan distribusi panas laut di Indonesia untuk OTEC dilakukan dengan statistik dari nilai temperatur permukaan awal diambil dari perairan tropis dunia yang meliputi Hawai, Puerto Rico dan Filipina dengan kedalaman sampai dengan 700 meter. Hasil validasi dengan data di Mamuju digunakan untuk mencari persamaan yang paling mendekati untuk peramalan suhu di kedalaman laut Indonesia berdasarkan suhu permukaan dan data kedalaman. Hasil persamaan kemudian dipakai untuk perhitungan dengan diambil 3 daerah potensi berdasarkan nilai temperatur rata-rata permukaan yang tinggi yaitu di Perairan Simeulue NAD, Laut Utara Bali dan di Laut Banda dengan kedalaman sampi 600 meter. Dari ketiga data tersebut yang paling potensial dibangun OTEC adalah di daerah Laut Simeulue NAD karena terlindung dekat pantai dan efisiensi yang dihasilkan paling besar yaitu 0,818529. Kata Kunci : OTEC, Temperatur, Studi Distribusi Panas STUDY OF OCEAN THERMAL DISTRIBUTION FOR OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION (OTEC) Putu Yoga Perdana 1) , Dadang Karmen 2) Loka Pengembangan Teknologi Pantai Desa Musi, Kecamatan Gerokgak Kabupaten Buleleng Abstract OTEC is a method for generating electricity which uses the temperature difference that exist between deep and shallow water with the minimal difference about 20 o C. OTEC is very compatible build in Indonesian waters because Indonesia is placed in equator teritory, a lot of island, strain and many difference of topography. A calculation ocean thermal distribution in Indoensia for OTEC is doing with statistics from ocean thermal surface from Hawai, Puerto Rico and Filipina with depth until 700 m under sea water surface. Validation with data from Mamuju is use for search the best equation to forecast temperature in deep water in Indonesia based data from surface temperature and depth. This equation then use for to calculated three place in Indonesia i.e. Simuelue ocean at NAD, North Bali ocean and Banda ocean with depth untill 600m under surface water. From three place that used for research, the best potential place to build OTEC is in Simeulue ocean because it has efficieny 0,818529, the biggest efficiency than the other place . Keyword : OTEC, Temperature, thermal distribution study 1) Calon Peneliti Loka Pengembangan Teknologi Pantai 2) Peneliti Muda Loka Pengembangan Teknologi Pantai

Upload: firmanximanullang

Post on 30-Nov-2015

118 views

Category:

Documents


36 download

DESCRIPTION

kk

TRANSCRIPT

Page 1: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

1 Pusat Litbang Sumber Daya Air

STUDI DISTRIBUSI PANAS LAUT UNTUK OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION (OTEC)

Putu Yoga Perdana 1) , Dadang Karmen 2)

Loka Pengembangan Teknologi Pantai Desa Musi, Kecamatan Gerokgak Kabupaten Buleleng

Abstrak

Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) merupakan konversi energi panas laut menjadi energi listrik memanfaatkan siklus perbedaan temperatur laut antara permukaan laut dengan laut dalam, dengan selisih temperatur minimal sebesar 20oC. OTEC sangat cocok dibangun di wilayah perairan Indonesia karena Indonesia berada di daerah khatulistiwa, banyak terdapatnya pulau-pulau kecil, selat dan topografi yang bervariasi. Perhitungan distribusi panas laut di Indonesia untuk OTEC dilakukan dengan statistik dari nilai temperatur permukaan awal diambil dari perairan tropis dunia yang meliputi Hawai, Puerto Rico dan Filipina dengan kedalaman sampai dengan 700 meter. Hasil validasi dengan data di Mamuju digunakan untuk mencari persamaan yang paling mendekati untuk peramalan suhu di kedalaman laut Indonesia berdasarkan suhu permukaan dan data kedalaman. Hasil persamaan kemudian dipakai untuk perhitungan dengan diambil 3 daerah potensi berdasarkan nilai temperatur rata-rata permukaan yang tinggi yaitu di Perairan Simeulue NAD, Laut Utara Bali dan di Laut Banda dengan kedalaman sampi 600 meter. Dari ketiga data tersebut yang paling potensial dibangun OTEC adalah di daerah Laut Simeulue NAD karena terlindung dekat pantai dan efisiensi yang dihasilkan paling besar yaitu 0,818529. Kata Kunci : OTEC, Temperatur, Studi Distribusi Panas

STUDY OF OCEAN THERMAL DISTRIBUTION FOR OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION (OTEC)

Putu Yoga Perdana 1) , Dadang Karmen 2)

Loka Pengembangan Teknologi Pantai Desa Musi, Kecamatan Gerokgak Kabupaten Buleleng

Abstract

OTEC is a method for generating electricity which uses the temperature difference that exist between deep and shallow water with the minimal difference about 20o C. OTEC is very compatible build in Indonesian waters because Indonesia is placed in equator teritory, a lot of island, strain and many difference of topography. A calculation ocean thermal distribution in Indoensia for OTEC is doing with statistics from ocean thermal surface from Hawai, Puerto Rico and Filipina with depth until 700 m under sea water surface. Validation with data from Mamuju is use for search the best equation to forecast temperature in deep water in Indonesia based data from surface temperature and depth. This equation then use for to calculated three place in Indonesia i.e. Simuelue ocean at NAD, North Bali ocean and Banda ocean with depth untill 600m under surface water. From three place that used for research, the best potential place to build OTEC is in Simeulue ocean because it has efficieny 0,818529, the biggest efficiency than the other place . Keyword : OTEC, Temperature, thermal distribution study

1) Calon Peneliti Loka Pengembangan Teknologi Pantai 2) Peneliti Muda Loka Pengembangan Teknologi Pantai

Page 2: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 2

1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

OTEC atau yang merupakan singkatan dari Ocean Thermal Energy Conversion merupakan salah satu teknik terbaru yang bertujuan untuk merubah energi yang ada di dalam lautan menjadi energi terbarukan yang salah satunya berupa energi listrik.

Sistem kerja OTEC mirip dengan sistem kerja siklus hidrologi di bumi yaitu ketika pada siang hari, matahari mengangkat molekul-molekul air mengalami penguapan (evaporation) ke awan lalu angin meniupkan ke arah daratan dan saat terjadi pengembunan (condensation) di awan, maka butiran-butiran air yang tadinya berupa uap kembali menjadi cair lalu turun ke darat. Sistem kerja inilah yang ditiru oleh OTEC yaitu memompa air laut permukaan yang bertemperatur tinggi (hangat) dan mengevaporasikannya kedalam turbin untuk menghasilkan listrik lalu mengkondensasikannya kembali dengan air laut dingin yang diambil pada laut dalam dan kemudian siklus berulang (Rahman,2008).

Dalam OTEC terdapat dua macam siklus yang biasanya digunakan, yaitu siklus terbuka (open cycle) dan siklus tertutup (closed cycle). Pada open cycle, air dengan temperatur berkisar 25o-30o C, dipompa dengan menggunakan pipa masuk ke dalam ruang vacuum untuk diubah menjadi uap. Akibat perbedaan tekanan antara tekanan uap air dan tekanan dalam turbin maka uap air tadinya yang telah masuk kedalam turbin dapat memutar rotor turbin sehingga menghasilkan listrik. Selanjutnya uap air dialirkan kembali lagi ke kondensator untuk dikondensasikan kembali oleh air dingin yang dipompa dari kedalaman 1000 m untuk dijadikan air tawar (desalinated water). Sedangkan closed cycle menggunakan fluida kerja sebagai pemutar rotor turbin, dimana fluida kerja yang digunakan berupa fluida yang mempunyai sifat yang cepat menguap karena mempunyai titik didih yang rendah. (Avery, Chih Wu.1994). Perbedaan temperatur antara suhu air hangat yang dingin yang berfungsi sebagai evaporator dan kondensor sangat berpengaruh terhadap efisiensi kerja dari fluida kerja sehingga dapat mempengaruhi efisiensi dari sistem kerja OTEC secara keseluruhan.

Di Indonesia, penggunaan OTEC sebagai sumber energi terbarukan masih belum maksimal karena kurangnya studi yang dilakukan untuk mengetahui perbedaan temperatur yang sesuai untuk OTEC. Studi ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar suhu air laut permukaan dan suhu air laut dalam sehingga efisiensi OTEC dapat dimaksimalkan. 1..2 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian yang diambil dalam penelitian ini adalah di 3 (tiga) tempat di wilayah Indonesia yang masing-masing mewakili daerah wilayah Timur, Tengah dan Barat.

1.3 Perumusan Masalah

Permasalahan yang diselesaikan melalui penelitian ini: 1. Berapakah suhu air laut dalam di Indonesia apabila suhu air laut permukaan dan kedalamannya diketahui? 2. Dimanakah daerah yang dapat digunakan untuk OTEC agar dapat menghasilkan energi yang maksimal?

1.4 Batasan masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain : 1. Suhu air laut yang dihitung adalah suhu air laut dalam. 2. Perhitungan densitas air laut diabaikan. 3. Kedalaman maksimal yang dihitung adalah 700 meter dibawah permukaan air laut. 4. Sumber data penelitian diambil tiga tempat di Indonesia Barat, Indonesia Tengah dan Indonesia Timur. 5. Lokasi penelitian adalah di wilayah Indonesia. 6. Lautan tropis di dunia dianggap mempunyai karateristik yang sama.

Page 3: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

3 Pusat Litbang Sumber Daya Air

7. Faktor ekonomi dalam penentuan lokasi dianggap sama. 8. Data yang dipakai adalah data sekunder.

1.5 Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan: 1. Mengetahui besarnya suhu air laut dalam di Indonesia dengan data suhu air permukaan dan kedalaman 2. Mengetahui daerah-daerah yang dapat digunakan untuk dapat memperoleh energi yang maksimal.

1.6 Sasaran Penelitian

Kegunaan dari penelitian ini adalah: 1. Memberikan informasi mengenai OTEC sebagai sumber energi baru yang dapat dipakai terus-menerus. 2. Sebagai bahan refrensi tentang suhu air laut dalam di Indonesia yang dapat digunakan sebagai kondensor

dalam OTEC. 3. Memberikan informasi tentang dimana daerah-daerah yang berpotensial dibangun OTEC .

2. Tinjauan Pustaka 2.1. OTEC Power System

Sistem power OTEC dapat dibagi kedalam dua kategori closed cycle dan open cycle. Pada operasi closed cycle, working fluid di pompa ke dalam evaporator setelah mengalami kondensasi.

Open cycle merupakan pelopor dari variasi siklus OTEC. Open cycle berhubungan pada penggunaan air laut sebagai fluida kerja (working fluid). Sebuah skema di bawah merupakan gambaran umum komponen-komponen yang ada di model OTEC siklus terbuka. Siklus tersebut merupakan dasar dari siklus Rankine yang mengkonversi energy panas (thermal energy) dari air hangat permukaan menjadi energi listrik. Dalam siklusnya, air laut yang hangat di deaerasi dan dilewatkan kedalam ruang evaporasi, dimana bagian dari air laut di konversi ke dalam uap bertekanan rendah. Uapnya kemudian dilewatkan melalui turbin, dimana mengekstraksi energi darinya, lalu kemudian keluar kedalam kondenser. Sebaliknya, air yang mengalami kondensasi dapat digunakan sebagai desalinisasi air karena tidak dikembalikan kedalam evaporator.

Gambar 2.1 Gambar OTEC siklus terbuka (open cycle) (Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)

Page 4: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 4

Gambar 2.2 Gambar OTEC siklus tertutup (closed cycle) (Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)

Closed cycle merupakan proses dimana heat digunakan untuk mengevaporasikan fluida pada tekanan yang

tetap di dalam sebuah tangki pemanas atau evaporator, dari yang mana uap masuk ke piston mesin atau turbin dan berekspansi melakukan kerja. Uap keluar kemudian masuk ke dalam suatu wadah dimana heat ditransfer dari uap ke cairan pendingin, menyebabkan uap terkondensasi menjadi cair lalu cairan tersebut dipompa kembali ke dalam evaporator untuk melengkapi siklus.

Gambar 2.3 Siklus Rankine yang diterapkan pada OTEC (Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)

Siklus Rankine diatas menunjukkan perbedaan tekanan dan suhu dari waktu ke waktu pada saat

berlangsungnya sistem OTEC, dimana fluida kerja (working fluid) yang mengalir ke evaporator akan di evaporasikan terlebih dahulu hingga suhu dan tekanan tertentu sehingga dapat menggerakkan turbin lalu dialirkan kembali ke kondensator untuk dijadikan cair kembali dengan suhu dan tekanan yang telah diatur(Avery, Chih Wu.1994).

Page 5: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

5 Pusat Litbang Sumber Daya Air

2.2. Efisiensi OTEC

Ada teori limit, hingga efisiensi maksimum dari sebuah sistem OTEC dengan mengkonversi panas yang disimpan di air permukaan hangat dari lautan tropis menjadi kerja mekanis.

maxTw Tc

Twη −

= ....................................................................... (2.1)

Dimana : ηmax = efisiensi carnott Tw = Temperatur absolut dari air hangat Tc = Temperatur absolut dari air dingin.

Untuk wilayah laut yang paling cocok untuk operasi OTEC, temperatur permukaan rata-rata tiap tahunannya adalah berkisar 26.7o C hingga 29.4o C. Cold water pada 4.4 o C atau dibawah tersedia pada kedalaman dari 900 m. Oleh karena itu, maksimum efisiensi heat OTEC bahkan tanpa reduksi yang tak dapat dihindari disebabkan oleh friksi dan kehilangan panas, dapat dicapai hanya pada laju yang sangat kecil dari produksi power. Efsiensi adalah perbandingan dari energi atau hasil kerja pada sistem ke dalam input energi ke dalam sistem.

2.3. Suhu Laut

Suhu adalah suatu besaran fisika yang menyatakan banyaknya panas yang terkandung dalam suatu benda. Secara alamiah sumber utama panas dalam air laut adalah matahari. Setiap detik matahari memancarkan energi sebesar 1026 kalori dan setiap tempat dibumi yang tegak lurus ke matahari akan menerima energi sebanyak 0.033 kalori/detik. Pancaran energi matahari ini akan sampai kebatas atas atmosfir bumi rata- rata sekitar 2 kalori/cm2/menit. Pancaran energi ini juga sampai ke permukaan laut dan diserap oleh massa air.

Kisaran suhu pada daerah tropis relatif stabil karena cahaya matahari lebih banyak mengenai daerah ekuator daripada daerah kutub. Hal ini dikarenakan cahaya matahari yang merambat melalui atmosfer banyak kehilangan panas sebelum cahaya tersebut mencapai kutub. Suhu di lautan kemungkinan berkisar antara -1.87°C (titik beku air laut) di daerah kutub sampai maksimum sekitar 42°C di daerah perairan dangkal.

Sebaran suhu secara menegak (vertical) diperairan Indonesia terbagi atas tiga lapisan, yakni lapisan hangat di bagian teratas atau lapisan epilimnion dimana pada lapisan ini gradien suhu berubah secara perlahan, lapisan termoclyne yaitu lapisan dimana gradien suhu berubah secara cepat sesuai dengan pertambahan kedalaman, lapisan dingin di bawah lapisan termoklin yang disebut juga lapisan hipolimnion dimana suhu air laut konstan sebesar 4ºC. Pada lapisan termoclyne memiliki ciri gradien suhu yaitu perubahan suhu terhadap kedalaman sebesar 0.1ºC untuk setiap pertambahan kedalaman satu meter.Faktor yang memengaruhi suhu permukaan laut adalah letak ketinggian dari permukaan laut (altitude), intensitas cahaya matahari yang diterima, musim, cuaca, kedalaman air, sirkulasi udara, dan penutupan awan. 3. Metodologi Penelitian Metode perhitungan yang dipakai adalah dengan menggunakan persamaan hubungan antara suhu laut permukaan dengan kedalaman, dengan menghitung nilai (b) sebagai konstanta terhadap fungsi kedalaman. Xn = X0 + by ......................... (3.1) Dimana: Xn = Suhu pada kedalaman n X0 = Suhu permukaan awal b = Konstanta dari fungsi kedalaman y = Kedalaman

Page 6: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 6

Dari persamaan di atas, kemudian dicari masing-masing persamaan dari data di perairan laut tropis yang ada di dunia, yang dalam penelitian ini diambil tiga tempat yaitu di hawai, Puerto Rico dan Filipina dan selanjutnya dilakukan validasi dengan data di perairan Indonesia yaitu di Mamuju, Sluawesi Barat.

Grafik 1. Contoh Posisi dari nilai X0 dan Xn Kemudian menentukan efisiensi dari perbedaan temperatur yang telah dihitung dengan menggunakan persamaan OTEC efficiency (Persamaan 3.1) untuk dapat menentukan daerah yang mempunyai efisiensi OTEC yang paling maksimal. 4. Analisa dan Pembahasan 4.1 Sumber Data

Perairan di Indonesia merupakan perairan yang termasuk dalam kawasan tropis. Hal ini menyebabkan potensi sumber panas laut di Indonesia sangat banyak manfaatnya terutama dalam bidang sumber energi terbarukan seperti OTEC.. Di bawah ini disajikan peta yang berisikan kondisi perairan laut di seluruh dunia

Gambar 4.1 Peta Distribusi Panas Permukaan laut di Dunia (Sumber : Ocean Surface temperature,NASA)

Dari data OTEC sebelumnya dapat diambil tiga tempat di lautan tropis yang dipakai sebagai sumber data. Grafik yang ditampilkan merupakan hasil dari perhitungan menggunakan instrumen khusus dapat berupa pencitraan satelit NOAA maupun instrumen pengukur suhu panas laut.

Page 7: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

7 Pusat Litbang Sumber Daya Air

1. Filipina

Filipina merupakan salah satu negara yang berada di wilayah perairan tropis yang dimana daerahnya telah dibangun struktur OTEC. Data dari wilayah Filipina yang diambil data perairan lautnya dapat dilihat dibawah ini :

Gambar 4.2 Peta Filipina yang Berpotensi Dibangun OTEC

(H.Uehara et al, 1988)

2. Perairan Amerika Selatan

Amerika Selatan juga merupakan daerah yang berada di perairan tropis dunia. Di daerah Amerika Selatan telah dibangun struktur OTEC seperti yang berada di Hawaii. Grafik dibawah ini menunjukkan perbedaan temperatur permukaan laut dengan temperatur laut dalam di empat tempat berbeda di Amerika Selatan yang meliputi Hawaii, Puerto Rico, Teluk Meksiko dan Naul. Yang dipakai dalam penelitian ini adalah daerah Hawaii dan Puerto Rico karena memiliki kedalaman laut lebih dari 1000 m.

Gambar 4.3 Grafik Perbedaan Temperatur Permukaan Laut dengan Laut Dalam Amerika Selatan

(Xenesys Inc.) 4.2 Analisa Data Data yang dipakai sebagai dasar menghitung persamaan yaitu data sekunder yang didapat dari penelitian dan pengukuran sebelumnya:

Page 8: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 8

1). Hawai Tabel 3.1 Data Perairan Laut Hawai (sumber : Xenesys Inc.)

Tabel 3.2 Data Nilai (b) Laut Hawai

No suhu (celcius) kedalaman (m)

1 29,4 0 2 19,5 150 3 10,4 300 4 6,8 450 5 5,9 600 6 5,6 700

No suhu (celcius) kedalaman (m) b1 29,4 0 02 19,5 150 ‐0,0663 10,4 300 ‐0,0634 6,8 450 ‐0,055 5,9 600 ‐0,0396 5,6 700 ‐0,034

2). Puerto Rico Tabel 3.3 Data Perairan Laut Puerto Rico (sumber : Xenesys Inc.)

Tabel 3.4 Data Nilai (b) Laut Puerto Rico

No suhu (celcius) kedalaman (m)

1 27,8 0 2 22,2 150 3 17,1 300 4 11,7 450 5 9,6 600 6 8,1 700

No suhu (celcius) kedalaman (m) b

1 27,8 0 02 22,2 150 ‐0,0483 17,1 300 ‐0,0414 11,7 450 ‐0,0395 9,6 600 ‐0,0336 8,1 700 ‐0,03

3). Filipina Tabel 3.5 Data Perairan Laut Filipina (sumber: Uehara, H et al.1988)

Tabel 3.6 Data Nilai (b) Laut Filipina

No suhu (celcius) kedalaman (m)

1 32,2 0 2 24,8 150 3 15,7 300 4 9,9 450

No suhu (celcius) kedalaman (m) b

1 32,2 0 02 24,8 150 ‐0,0313 15,7 300 ‐0,0464 9,9 450 ‐0,043

Page 9: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

9 Pusat Litbang Sumber Daya Air

Validasi dilakukan dengan melakukan perbandingan dengan data yang diperoleh di UNOCAL yaitu data di perairan Mamuju di Sulawesi Barat Tabel 3.7 Data perairan Mamuju(sumber : UNOCAL)

Waterline Farenheit Celcius Waterline (m)

EL 0 85 F 29.4 C 0EL (‐)500 65 F 18.3 C 152,4EL (‐)1000 51 F 10.5 C 304,8EL (‐)1500 46 F 7.7 C 457,2EL (‐)2000 44 F 6.6 C 609,6

EL (‐)2300 & below 42 F 5.4 C 701,04 Dengan memasukan persamaan untuk daerah Mamuju, maka akan didapat hasil perbandingan dari tiga perairan di dunia dan perairan Mamuju seperti dibawah ini : Tabel 3.8 Hasil Perbandingan

Depth Data UNOCAL Pers. Hawaii Pers. Puerto Rico Pers. Filipina

0 29,4 29,4 29,4 29,4150 18,3 19,5 22,2 24,75300 10,5 10,5 17,1 15,6450 7,7 6,9 11,85 10,05600 6,6 6 9,6700++ 5,4 5,6 8,4

Dari hasil perbandingan data tersebut, kemudian dibuat grafik yang mewakili suhu-suhu dan kedalaman sehingga dapat dilihat perbandingannya secara lebih detail

Grafik 2. Grafik perbandingan perhitungan Daerah Mamuju

Page 10: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 10

Dari persamaan dan grafik perbandingan di atas, dapat dillihat persamaan Hawaii yang paling mendekati persamaan yang dipakai di Mamuju Indonesia. Dasar yang dipakai dalam penetuan persamaan di Hawai yang paling mendekati data di Mamuju antara lain :

1. Suhu di laut dalam di kedalaman 150m, 300m, 450m, 600m dan 700m paling mendekati dari data Mamuju sehingga dapat disimpulkan persamaan dari Hawai paling mendekati dalam hal perhitungan dibandingkan dengan persamaan lainnya.

2. Batimetri atau kedalaman laut di Hawai menurut data sampai dengan kedalaman 1500m, sama dengan Puerto Rico. Sedangkan Filipina di beberapa Site atau lokasi paling dalam mempunyai kedalaman 600m (H.Uehara et al, 1988) sehingga penggunaan data di Hawai untuk menentukan persamaan di Mamuju yang mempunyai kedalaman 700m++ dapat dipakai. Setelah di dapat persamaan yang mendekati peramalan laut dalam di Indonesia, kemudian dicari nilai (b)

dari kedua persamaan itu yang nantinya akan dapat mewakili konstanta terhadap fungsi kedalaman di wilayah Indonesia.

Tabel 3.9 Hasil Perbandingan (b)

No Kedalaman Indonesia Hawaii Average/mean

1 0 0 0 02 150 ‐0,074 ‐0,066 ‐0,073 300 ‐0,063 ‐0,063 ‐0,0634 450 ‐0,048 ‐0,05 ‐0,0495 600 ‐0,038 ‐0,039 ‐0,0396 700 ‐0,034 ‐0,034 ‐0,034

Dari data, dibuat grafik dan dicari persamaan treandlinenya untuk lebih memduahkan menentukan nilai (b) yang berfungsi sebagai kosntanta terhadap fungsi kedalaman di Indonesia

Grafik 3. Grafik nilai (b)

Tabel 3.10 Nilai (b) di Laut Indonesia No Kedalaman (m) b

1 0 ‐150 m y/‐21422 150 ‐ 700 m (y‐1170)/14309

Page 11: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

11 Pusat Litbang Sumber Daya Air

Setelah didapat persamaan nilai (b), maka akan dilakukan perhitungan di tiga tempat di Indonesia yang masing-masing mewakili daerah Timur, Tengah dan Barat dengan batas kedalaman sampai dengan 600 meter di bawah permukaan laut

Gambar 4.4 Map Indonesia yang dipakai sumber data

1). Perairan Pulau Simeulue, NAD Dengan data X0 = 29,2oC (Sumber : Balai Riset dan Observasi Kelautan) dan kedalaman maksimal yang dihitung adalah 600 meter Tabel 3.11 Hasil Perhitungan Perairan Simeulue

No Kedalaman b X0 Xn

1 0 0 29,2 29,22 100 ‐0,047 29,2 24,533 200 ‐0,068 29,2 15,644 300 ‐0,061 29,2 10,965 400 ‐0,054 29,2 7,686 500 ‐0,047 29,2 5,797 600 ‐0,04 29,2 5,3

Grafik 4. Grafik perbandingan suhu terhadap kedalaman di Perairan Simeulue

Page 12: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 12

Dari data suhu laut permukaan dan laut dalam di Laut Simeulue NAD dengan Tw = 29,20 dan Tc = 5,30, maka dapat dihitung efisiensi menggunakan efisiensi Carnott sehingga didapat :

maxTw Tc

Twη −

=

ηmax = 29,20 – 5,30 29,20 ηmax = 0,818529 2). Perairan Bali Utara (Singaraja) Dengan data X0 = 30,3oC (Sumber : Balai Riset dan Observasi Kelautan) dan kedalaman maksimal yang dihitung adalah 600 meter Tabel 3.12 Hasil Perhitungan Perairan Utara Bali

No Kedalaman b X0 Xn

1 0 0 30,3 30,32 100 ‐0,047 30,3 25,633 200 ‐0,068 30,3 16,744 300 ‐0,061 30,3 12,065 400 ‐0,054 30,3 8,786 500 ‐0,047 30,3 6,897 600 ‐0,04 30,3 6,4

Grafik 5. Grafik perbandingan suhu terhadap kedalaman di Perairan Utara Bali Dari data suhu laut permukaan dan laut dalam di Laut Utara Bali dengan Tw = 30,30 dan Tc = 6,40, maka dapat dihitung efisiensi menggunakan efisiensi Carnott sehingga didapat :

maxTw Tc

Twη −

=

ηmax = 30,30 – 6,40 30,30 ηmax = 0,788813

Page 13: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

13 Pusat Litbang Sumber Daya Air

3). Perairan Laut Banda Dengan data X0 = 31,2oC (Sumber : Balai Riset dan Observasi Kelautan) dan kedalaman maksimal yang dihitung adalah 600 meter Tabel 3.13 Hasil Perhitungan Laut Banda

No Kedalaman b X0 Xn

1 0 0 31,2 31,22 100 ‐0,047 31,2 26,533 200 ‐0,068 31,2 17,644 300 ‐0,061 31,2 12,965 400 ‐0,054 31,2 9,686 500 ‐0,047 31,2 7,797 600 ‐0,04 31,2 7,3

Grafik 6. Grafik perbandingan suhu terhadap kedalaman di Laut Banda

Dari data suhu laut permukaan dan laut dalam di Laut Banda dengan Tw = 31,20 dan Tc = 7,30, maka dapat dihitung efisiensi menggunakan efisiensi Carnott sehingga didapat :

maxTw Tc

Twη −

=

ηmax = 31,20 – 7,30 31,20 ηmax = 0,766059 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan

Dari hasil analisa data dan pembahasan dapat ditarik beberapa kesimpulan : 1. Besarnya suhu air laut dalam di tiga tempat penelitian yaitu:

a) Untuk Perairan Pulau Simeulue, suhu permukaan sebesar 29,20o C dan pada kedalaman 600m mencapai suhu sebesar 5,30o C dengan efisiensi carnott sebesar 0,818529

Page 14: Putu Yoga Loka Pantai Makalah OTEC

Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012

Pusat Litbang Sumber Daya Air 14

b) Untuk Perairan Utara Bali, suhu permukaan sebesar 30,30o C dan pada kedalaman 600m mencapai suhu sebesar 6,40o C dengan efisiensi carnott sebesar 0,788813

c) Untuk Perairan Laut Banda, suhu permukaan sebesar 31,20o C dan pada kedalaman 600m mencapai suhu sebesar 7,30o C dengan efisiensi carnott sebesar 0,766059

2. Daerah-daerah yang dapat digunakan untuk OTEC agar dicapai energi yang maksimal antara lain harus memenuhi berapa syarat berikut :

a) Mempunyai kedalaman laut yang cukup dalam (>500m) b) Mempunyai suhu permukaan yang relatif panas agar delta perubahan suhu untuk OTEC dapat terpenuhi c) Daerah yang dekat dengan pantai, sehingga biaya untuk pembuatan OTEC dapat di minimalkan d) Efisiensi dari siklus Carnott paling maksimal

5.2. Saran

Saran yang dapat disampaikan untuk penelitian yang lebih lanjut antara lain: 1. Perlu dilakukan penelitian-penelitian yang lebih dalam tentang faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi

perubahan suhu permukaan terhadap kedalaman sehingga peramalan suhu di laut dalam dapat dilakukan mendekati kenyataan di lapangan.

2. Pencarian data yang lebih akurat untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. 3. Faktor ekonomi diperhitungkan apabila ingin mengetahui daerah mana yang paling cocok dibuat struktur

OTEC sebagai salah satu acuan dalam pembuatan struktur OTEC tersebut. 6. Daftar Pustaka Avery, W. H. Wu, Chih. 1994. Renewable energy from the ocean : a guide to OTEC. Oxford University Press, Inc.

New York. Blevins, R. W. H. L. Donnelly and J.T. Stadler,1980. Verification test for cold water pipe anlysis. Johns Hopkins Univ.

Apllied Phsysics Lab., SR-80-2A.B,c. Oct. General Electric. 1983. Closed cycle OTEC power plant final report. General Electric Co., Schenectady, N.Y. McGuiness, T.1982. “Some ocean engineering considerationsin the design of OTEC plants”. Proc. IECEC’82 17th

Intersociety Engineering Conf.,3.1423. Nutall, L.J.1981. “Advance water electrolysis technology for efficient utilizationocean thermal energy”. Proc. 8th Ocean

Energy Conf., Washington, D.C.,6,625. Rahman, Y. 2008. OTEC : Ocean Thermal Energy Conversion. Institut Teknologi Bandung Press. Bandung Sims, Calvin. Steam System May Improve Power Plant. Cambridge University Press. Cambridge Surinati, Dewi. 2009. Kondisi Oseanografi Fisikia Perairan Barat Sumatra (Pulau Simeulue dan Sekitarnya) Pada

Bulan Agustus 2007 Pasca Tsunami 2004. Bidang Dinamika Laut, Pusat Penilitan Oseanografi, LIPI. Jakarta Utara.

Uehara, H et al.1988. Conceptual Design of Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) Power Plants in the Philipines. Pergamon Press.U.S.A

Wu, C. 1987. “A performance bound for real OTEC heat engines”. Ocean engineering, 24,349. www.brok.kkp.go.id www.xenesys.com