TUGAS EKSPLORASI TAMBANG

PAPER ENERGI UNCONVENTIONAL

ENERGI PASANG SURUT (TIDAL ENERGY) SEBAGAI

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

(SUMBER ENERGI MASA DEPAN)

Disusun oleh :

SYLVESTER SARAGIH DBD 111 0105

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS PALANGKA RAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat

rahmat dan bimbingan-Nya saya dapat menyelesaikan penulisan Paper Energi

Unconventional ini, walaupun isi dari rangkuman karya ilmiah ini saya kutip

langsung dari sumber lain. Tapi saya berharap paper ini dapat membantu dan

menambah wawasan saudara-saudari yang ingin lebih memahami atau mengetahui

tentang “Energi Pasang Surut (Tidal Energy) sebagai Pembangkit Tenaga Listrik”.

Ada pun isi dari rangkuman paper saya ini hanyalah berupa pengetahuan tentang

proses kinerja, dan manfaat Energi Pasang Surut (Tidal Energy).

Banyak rintangan dan hambatan yang penulis hadapi ketika menyusun paper

ini. Namun, dengan berkat rahmat dan bimbingan Tuhan Yang Maha Esa saya dapat

menyelesaikan paper ini. Saya menyadari bahwa rangkuman paper ini masih banyak

kekurangan, untuk itu saya menerima kritik dan saran dari pembaca.

Dan akhirnya semoga paper ini bermanfaat bagi kita semua terutama bagi

pembaca. Terima kasih.

Penulis

SYLVESTER SARAGIH

DBD 111 0105

DAFTRAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR …………………………………………………i

DAFTAR ISI ………………………………………………...ii

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………..iii

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

1.1 Latar Belakang ………………………………………………...11.2 Rumusan masalah ………………………………………………...21.3 Tujuan ………………………….……………………..2

BAB II. PEMBAHASAN …………………………………….…………..3

2.1 Proses Terjadinya Pasang Surut …………………………….…………..3

2.2 Tipe-tipe Pasang Surut Laut ……………………………….………..3

2.3 Arus Pasang Surut ……………………………….………..5

2.4 Listrik Tenaga Pasang Surut ………………………………………...5

2.5 Pemanfaatan Energi Pasang Surut Laut …………...................................6

2.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Laut ……………………………………………………………….11

2.7 Dampak Energi Pasang Surut ……………………………………….12

BAB III. PENUTUP ……………………………………………….13

3.1 Kesimpulan ……………………………………………………….13

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Pergerakan Pasang laut ……………………...............................4

Gambar 2.2 Ombak masuk ke dalam muara

sungai ketika terjadi pasang naik air laut. ………………………...7

Gambar 2.3 Ketika surut, air mengalir keluar dari dam menuju laut sambil memutar turbin. ………………………………………………………………...7

Gambar 2.4 PLTPs La Rance, Brittany, Perancis. ………………………………...8

Gambar 2.5 Seagen Tidal Turbines buatan MCT, Tidal Stream Turbines buatan Swan

Turbines, Davis Hydro Turbines dari Blue Energy, dan skema komponen Davis

Hydro Turbines milik Blue Energy. ………………………………………...9

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi menjadi komponen penting bagi kelangsungan hidup manusia

karena hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan

energi yang cukup. Dewasa ini dan beberapa tahun ke depan, manusia masih akan

tergantung pada sumber energi fosil karena sumber energi fosil inilah yang mampu

memenuhi kebutuhan energi manusia dalam skala besar. Sedangkan sumber energi

alternatif atau terbarukan belum dapat memenuhi kebutuhan energi manusia dalam

skala besar karena fluktuasi potensi dan tingkat keekonomian yang belum bisa

bersaing dengan energi konvensional. Di lain pihak, manusia dihadapkan pada situasi

menipisnya cadangan sumber energi fosil dan meningkatnya kerusakan lingkungan

akibat penggunaan energi fosil. Melihat kondisi tersebut maka saat ini sangat

diperlukan penelitian yang intensif untuk mencari, mengoptimalkan dan

menggunakan sumber energi alternatif atau terbarukan. Hasil penelitian tersebut

diharapkan mampu mengatasi beberapa permasalahan yang berkaitan dengan

penggunaan energi fosil. Salah satu energi yang sedang dikembangkan saat ini

adalah energi pasang surut (tidal energy). Energi pasang surut atau tidal energy

adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan air laut akibat perbedaan pasang

surut. Energi pasang surut merupakan energi yang terbarukan. Prinsip kerjanya

sama dengan pembangkit listrik tenaga air, dimana air dimanfaatkan untuk

memutar turbin dan menghasilkan energi listrik. Energi pasang surut juga belum

banyak digunakan, namun para ahli melihat pasang surut sebagai sumber energi

alternatif yang menjanjikan di masa depan. Pasang surut dianggap menjanjikan

karena mudah diprediksi tidak seperti energi matahari dan angin. Energi pasang

surut laut sangat menjanjikan dalam membagkitkan sumber arus pembangkit

tenaga listrik. Selama ini tenaga listrik banyak menggunakan minyak bumi

maupun batubara sebagai sumber pembangkit listrik pada mesin generatornya.

Namun minyak bumi ataupun batubara adalah sumber energi yang tak terbarukan

artinya akan habis. Untuk itu energi pasang surut bisa menjadi opsi pilihan yang

bagus di masa depan nantinya sebagai sumber energi yang menjanjikan dalam

membangkitkan sumber arus tenaga listrik untuk umat manusia.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam ruang lingkup pembahasan ini, maka akan dipertanyakan suatu

masalah, yaitu :

1. Bagaimana pasang surut laut terjadi?

2. Apa saja kelebihan dan kekurangan energi pasang surut ?

3. Manfaat apa saja energi pasang surut laut dalam fungsi kegunaan nantinya

bagi umat manusia?

4. Dampak apa saja yang ditimbulkan dari energi pasang surut?

1.3 Tujuan

1. Penulis dapat mengetahui gambaran terjadinya pasang surut air laut,

2. Penulis dapat mengetahui proses pemanfaatan pasang surut air laut menjadi

energi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Proses Terjadinya Pasang Surut

Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan

efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi.

Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik

terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik

gravitasi bulandua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam

membangkitkan pasangsurut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak

matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan

matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di

laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara

sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari. Faktor-faktor yang

menyebabkan terjadinya pasang surut berdasarkan teori kesetimbangan adalah

rotasi bumi pada sumbunya, revolusi bulan terhadap matahari, revolusi bumi

terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis adalah kedalaman dan

luas perairan, pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), dan gesekan dasar. Selain itu

juga terdapat beberapa faktor lokal yang dapat mempengaruhi pasang surut

disuatu perairan seperti, topogafi dasar laut, lebar. 

2.2 Tipe-tipe Pasang Surut Laut

Panjang periode pasang surut bervariasi antara 12 jam 25 menit sampai 24

jam 50 menit. Terdapat 3 tipe pasang surut yaitu :

1. Pasang surut Diurnal adalah keadaan dimana dalam satu hari terjadi satu kali

pasang naik dan satu kali pasang surut dengan periode 24 jam 50 menit.

2. Pasang surut Semi-Diurnal adalah keadaan dimana dalam sehari terjadi 2 kali

pasang naik dan 2 kali pasang surut secara berurutan. Periode pasang surut

tersebut adalah 12 jam 54 menit.

3. Pasang surut Campuran adalah keadaan dimana dalam sehari terjadi 2 kali

pasang naik dan 2 kali pasang surut, tetapi tinggi muka air laut dan periodenya

berbeda. 

Pada gambar dibawah ini adalah gambar pergerakan pasang naik dan pasang

surut :

Gambar 2.1 Pergerakan Pasang laut

2.3 Arus Pasang Surut

Gerakan air vertikal yang berhubungan dengan naik dan turunnya pasang

surut, diiringi oleh gerakan air horizontal yang disebut dengan arus pasang surut. 

Permukaan air laut senantiasa berubah-ubah setiap saat karena gerakan pasut,

keadaan ini juga terjadi pada tempat-tempat sempit seperti teluk dan selat,

sehingga menimbulkan arus pasang surut. Gerakan arus pasut dari laut lepas yang

merambat ke perairan pantai akan mengalami perubahan, faktor yang

mempengaruhinya antara lain adalah berkurangnya kedalaman (Mihardja et,. al

1994). Menurut King (1962), arus yang terjadi di laut teluk dan laguna adalah

akibat massa air mengalir dari permukaan yang lebih tinggi ke permukaan yang

lebih rendah yang disebabkan oleh pasut. 

Arus pasang surut adalah arus yang cukup dominan pada perairan teluk yang

memiliki karakteristik pasang (Flood) dan surut atau ebb. Pada waktu gelombang

pasut merambat memasuki perairan dangkal, seperti muara sungai atau teluk,

maka badan air kawasan ini akan bereaksi terhadap aksi dari perairan lepas. Pada

daerah-daerah di mana arus pasang surut cukup kuat, tarikan gesekan pada

dasar laut menghasilkan potongan arus vertikal, dan resultan turbulensi

menyebabkan bercampurnya lapisan air bawah secara vertikal.  Pada daerah lain,

di mana arus pasang surut lebih lemah, pencampuran sedikit terjadi, dengan

demikian stratifikasi (lapisan-lapisan air dengan kepadatan berbeda) dapat terjadi.

Perbatasan antar daerah-daerah kontras dari perairan yang bercampur dan

terstratifikasi seringkali secara jelas didefinisikan, sehingga terdapat perbedaan

lateral yang ditandai dalam kepadatan air pada setiap sisi batas. 

2.4 Listrik Tenaga Pasang Surut

Listrik tenaga pasang surut adalah energi terbarukan, hasil dari mengkonversi

energi pasang surut menjadi listrik. Listrik tenaga pasang surut adalah bentuk

tenaga air di mana energi didapatkan dari energi yang terkandung pada pasang

surut air laut. Listrik tenaga pasang surut merupakan sumber energi terbarukan

karena pasang surut air laut di bumi adalah hasil dari interaksi gravitasi bulan dan

matahari dan rotasi bumi yang membuatnya menjadi sumber tenaga listrik yang

hampir tak ada habis-habisnya. Listrik tenaga pasang surut memiliki potensi yang

sangat baik tetapi banyak industri listrik pasang surut masih sebatas proyek

percontohan dan belum mendapat perhatian di seluruh dunia. Banyak daerah di

dunia memiliki sumber daya pasang surut air laut yang kuat, konstan dan dapat

diprediksi. Energi pasang surut juga disebutkan sebagai salah satu sumber energi

terbarukan yang paling efisien, dengan efisiensi hingga 80%. Listrik tenaga

pasang surut tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca berbahaya dan karena itu

tidak berkontribusi terhadap perubahan iklim seperti yang terjadi pada bahan

bakar fosil.

Listrik tenaga pasang surut memiliki satu kelemahan utama, yaitu biaya

konstruksinya yang tinggi sehingga secara signifikan memperpanjang masa

pengembalian investasi dan hal inilah yang menghalangi masuknya para investor.

Energi pasang surut mampu menghasilkan listrik hanya disaat gelombang pasang

yang rata-rata sekitar 10 jam setiap hari. Ini berarti bahwa energi pasang surut

adalah sumber energi intermiten (seperti surya dan angin) dan karena itu

memerlukan solusi penyimpanan energi yang memadai.

2.5 Pemanfaatan Energi Pasang Surut Laut

Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya; dan

pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar.

Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Oleh karena waktu

siklus bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya

pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.

Gambar 2.2 Ombak masuk ke dalam muara sungai ketika terjadi pasang naik

air laut.

Gambar 2.3 Ketika surut, air mengalir keluar dari dam menuju laut sambil memutar turbin.

Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi pasang surut

laut:

1. Dam pasang surut (tidal barrages)

Cara ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang

terdapat di dam/waduk penampungan air sungai. Hanya saja, dam yang

dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada

dam air sungai pada umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai

dimana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut. Ketika ombak

masuk atau keluar (terjadi pasang atau surut), air mengalir melalui

terowongan yang terdapat di dam. Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat

dimanfaatkan untuk memutar turbin (Lihat gambar 2.4 dan 2.5)

Gambar 2.4 PLTPs La Rance, Brittany, Perancis.

Gambar atas menampilkan aliran air dari kiri ke kanan. Gambar

sebelah kiri bawah menampilkan proyek dam ketika masih dalam masa

konstruksi. Gambar kanan menampilkan proses perakitan turbin dan baling-

balingnya.  Pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia

terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik

ini dibangun pada tahun 1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance

didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga

hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoperasian pada akhir pekan

dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova

Scotia, Kanada dengan kapasitas “hanya” 16 MW. Kekurangan terbesar dari

pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah mereka hanya dapat

menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk (pasang) ataupun

mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per

harinya. Namun, karena waktu operasinya dapat diperkirakan, maka ketika

PLTPs tidak aktif, dapat digunakan pembangkit listrik lainnya untuk

sementara waktu hingga terjadi pasang surut lagi.

2. Turbin lepas pantai (offshore turbines)

Pilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih

menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya

dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak

lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan

persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih

banyak tempat.

Beberapa perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas

pantai adalah: Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris,

dan Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris. Gambar hasil rekaan tiga

dimensi dari ketiga jenis turbin tersebut ditampilkan dalam Gambar 4.

Gambar 2.5 Seagen Tidal Turbines buatan MCT (kiri), Tidal Stream Turbines

buatan Swan Turbines (tengah), Davis Hydro Turbines dari Blue Energy

(kanan atas), dan skema komponen Davis Hydro Turbines milik Blue Energy

(kanan bawah).

Teknologi MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang

dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter

memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah

kotak gir (gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap

yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke

dasar laut. Turbin tersebut akan mampu menghasilkan 750-1500 kW per

unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang

pembangkit listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk lainnya tidak

terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai

perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga

sepuluh kalinya).

Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan

Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung

terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien

dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat.

Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST

menggunakan pemberat secara gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan

turbin tetap di dasar laut. Adapun satu-satunya perbedaan mencolok

dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energy adalah poros baling-balingnya

yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin ini juga dipasangkan di dasar laut

menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk

membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk mencukupi kebutuhan

listrik dalam skala besar.

2.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Pembangkit Listrik Tenaga Pasang

Surut Laut.

Berikut ini kelebihan dan kekurangan dari pembangkit listrik tenaga

pasang surut

Kelebihan:

a. Setelah dibangun, energi pasang surut dapat diperoleh secara gratis.

b. Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya.

c. Tidak membutuhkan bahan bakar.

d. Biaya operasi rendah.

e. Produksi listrik stabil.

f. Pasang surut air laut dapat diprediksi.

g. Turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak

menimbulkan dampak lingkungan yang besar.

Kekurangan:

1. Sebuah dam yang menutupi muara sungai memiliki biaya pembangunan

yang sangat mahal, dan meliputi area yang sangat luas sehingga merubah

ekosistem lingkungan baik ke arah hulu maupun hilir hingga berkilo-

kilometer.

2. Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya, ketika

ombak bergerak masuk ataupun keluar.

Kelemahan utama energi pasang surut adalah pembangkit listrik pasang

surut sangat mahal untuk dibangun, yang berarti listrik tenaga pasang surut

masih tidak efektif dalam hal biaya bila dibandingkan dengan pembangkit

bahan bakar fosil.

2.7 Dampak Energi Pasang Surut

Listrik tenaga pasang surut juga dapat memiliki dampak negatif terhadap

lingkungan; turbin pembangkit dapat mengganggu gerakan kapal dan hewan laut

yang besar di sekitar kanal, sedangkan bangunan pembangkit listrik tenaga pasang

surut dapat mengganggu migrasi ikan di lautan, dan bahkan membunuh populasi

ikan ketika melewati turbin.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Fenomena pasang surut diartikan sebagai naik turunnya muka laut secara

berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda angkasa terutama matahari dan

bulan terhadap massa air di bumi.

2. Energi pasang surut air laut adalah energi yang dihasilkan akibat terjadinya

fenomena pasang surut air laut.

3. Ada tiga tipe pasang surut yang dapat diketahui, yaitu : Pasang surut diurnal,

Pasang surut semi diurnal, Pasang surut Campuran.

4. Energi Pasang Surut Air Laut dapat digunakan sebagai energi alternatif yang

mana energi ini berasal dari fenomena pasang surut laut.