Pemanfaatan Potensi Gelombang Laut sebagai Energi Terbarukan

Fitri Noor Permatasari - 15409056

Laut di Indonesia memiliki potensi yang sangat besar karena luas perairan yang sangat besar dan kekayaan laut yang melimpah. Laut, memiliki berbagai potensi sumberdaya yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Potensi sumberdaya yang dimiliki oleh laut berupa potensi hayati dan potensi non-hayati. Potensi sumberdaya non-hayati yang dimiliki oleh laut berupa angin, arus laut, gelombang laut, dan lain-lain. Salah satu pemanfaatan sumber daya non hayati adalah memanfaatkan sumberdaya ini menjadi potensi energi terbarukan pengganti energi fossil untuk menghasilkan listrik. Potensi energi samudra yang dapat menghasilkan listrik dibagi tiga, yaitu energi pasang surut, energi gelombang laut, dan energi panas. Salah satu pemanfaatan sumberdaya non hayati menjadi energi terbarukan yang akan dibahas lebih lanjut adalah pemanfaatan gelombang laut sebagai salah satu potensi energi terbarukan.

Gelombang laut merupakan salah satu fenomena alam yang disebabkan oleh angin yang bertiup di atas permukaan laut. Angin yang timbul terjadi akibat adanya perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di kedua titik tersebut. Pada beberapa wilayah di dunia, angin yang bertiup cukup stabil dan kuat untuk menghasilkan gelombang besar terus menerus sehingga dapat dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Gelombang air laut merupakan sumber energi yang memiliki potensi besar untuk menjadi sumber energi terbarukan yang signifikan di beberapa bagian dunia di tahun-tahun mendatang. Energi gelombang laut merupakan energi yang dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Pemanfaatan gelombang laut sebagai energi lebih mudah untuk dimanfaatkan dan dikembangkan dibandingkan dengan pemanfaatan pasang surut dan panas laut karena sifat gelombang yang bersifat siklik dan stabil.

Gelombang laut dipandang sebagai bentuk gelombang yang memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum. Pada selang waktu tertentu, ketinggian puncak yang dicapai oleh 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. Ketinggian dan periode gelombang sangat tergantung dari panjang fetch pembangkitannya. Fetch merupakan jarak tempuh gelombang dari awal pembangkitannya yang dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut tersebut. Semakin panjang dan besar jarak fetchnya, ketinggian gelombang juga akan semakin besar. Oleh karena itu, gelombang yang lebih besar dihasilkan oleh laut-laut yang terletak pada pulau-pulau besar. Selain itu, angin juga berpengaruh penting pada ketinggian gelombang. Tiupan angin yang lebih kuat akan menghasilkan gelombang yang lebih besar.

Gelombang yang menjalar dari laut dalam (deep water) dan 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

OS 3003 – Manajemen PesisirOseanografiFakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung

adalah akibat dari gerakan 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.

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 gelombang yang signifikan dikali dengan waktu yang diperlukan untuk terjadinya sebuah gelombang laut. Berdasarkan perhitungan ini dapat diprediksikan berbagai potensi energi dari gelombang laut di berbagai tempat di dunia. Dari data tersebut, diketahui bahwa potensi gelombang laut di Indonesia sangat besar untuk dijadikan sumber energi listrik terbarukan, daerah yang memiliki potensi terbesar adalah pantai barat Pulau Sumatera bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat berpotensi memiliki energi gelombang laut sekitar 40kw/m.

Namun, potensi gelombang laut yang besar tidak dapat dimanfaatkan secara langsung untuk menjadi energi listrik. Dibutuhkan suatu teknologi untuk mengelola gelombang laut tersebut menjadi suatu energi listrik yang dapat dimanfaatkan oleh manusia, selain itu juga dibutuhkan pembangkit listrik tenaga gelombang laut dalam proses pengelolaan gelombang laut tersebut. Pada dasarnya prinsip kerja teknologi yang mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk memutar turbin generator. Karena itu salah satu syarat penting dalam menentukan pembangunan generator/pembangkit listrik adalah memilih lokasi yang secara topografi memungkinkan untuk akumulasi energi, tidak terlalu landai namun tidak terlalu terjal. Alternatif teknologi yang mungkin dapat dikembangkan di pesisir pantai selatan Pulau Jawa adalah teknologi Tapered Channel (Tapchan).

Sistem Tapered Channel biasa disebut sistem tapchan atau sistem kanal meruncing merupakan sistem yang dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang dengan sebuah kanal untuk membawanya kedalam kolam penampung yang ditinggikan, hal ini dimaksudkan agar air yang masuk hanya air gelombang, dan agar dapat mengeluarkan air dari kolam penampung pada sisi lainnya, maka air yang keluar itulah yang dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik menggunakan teknologi standar hydropower. Prinsip teknologi ini cukup sederhana, pertama gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran runcing yang berujung kepada sebuah bak penampung yang diletakkan pada sebuah ketinggian tertentu. Air laut yang berada di dalam bak penampung dikembalikan ke laut melalui saluran yang terhubung dengan turbin generator penghasil energi listrik. Adanya bak penampung memungkinkan aliran air penggerak turbin dapat beroperasi secara terus menerus dengan kondisi gelombang laut yang berubah-ubah. Teknologi ini tetap memerlukan bantuan mekanisme pasang surut dan pilihan topografi garis pantai yang tepat. Teknologi ini telah dikembangkan sejak tahun 1985.

Gambar I Bentuk Teknologi Tapered Channel (Tapchan)

Sumber : http://superpowerful.wordpress.com/2011/12/28/energi-gelombang-laut/ dikunjungi tanggal 25 Februari 2013.

Selain menggunakan teknologi Tapered Channel (Tapchan), terdapat alternative lain dalam pemanfaatan teknologi untuk pembangkit tenaga gelombang laut. Teknologi ini merupakan teknologi yang lebih banyak dikembangkan yaitu teknik osilasi kolom air (the oscillating water column). Oscillating water column beroperasi seperti turbin angin dengan prinsip perbedaan tekanan udara akibat gelombang laut. Ruangan udara dipasang di atas permukaan air laut, hal ini dimaksudkan agar gelombang air laut mengubah batas permukaan dalam ruangan, dari perubahan batas permukaan ruangan terdapat kenaikan dan penurunan tekanan udara dalam ruangan. Diatas ruangan udara dipasang sebuah turbin yang dapat dilewati oleh udara, baik udara keluar maupun udara masuk.

Udara akan mengalir masuk ke dalam ruangan selama gelombang diluar turun dan udara akan keluar pada saat gelombang akan naik.Dari sini terdapat dua arah aliran udara, untuk menjaga arah yang sama, maka turbin didesain agar berputar pada satu arah putaran saja agar tidak terpengaruh oleh arah aliran udara. 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. Lalu sebaliknya, gelombang laut yang meninggalkan kolom air diikuti oleh gerakan udara dalam ruang tertutup yang menggerakkan turbin generator pembangkit listrik. Hal yang harus diperhatikan pada pembuatan ruang udara oscillating water column adalah karakteristik dari perioda gelombang, tinggi gelombang, dan panjang gelombang pada iklim daerah terkait.

Gambar 2Bentuk teknologi Osciliating Water Column (OWC)

Sumber : http://superpowerful.wordpress.com/2011/12/28/energi-gelombang-laut/ dikunjungi tanggal 25 Februari 2013.

Prinsip teknologi OCW ini telah dikembangkan di Jepang dengan nama might whale technology. Di Skotlandia, Inggris Raya, telah dibangun pembangkit tenaga gelombang laut yang menggunakan teknologi OCW. Pembangkit yang selesai dibangun pada tahun 2000 ini dapat menghasilkan energi listrik hingga 500 kW. Selain itu, di Denmark telah dikembangkan pula teknologi pembangkit tenaga gelombang laut yang disebut wave dragon yang memiliki prinsip kerja mirip dengan tapered channel. Perbedaannya pada wave dragon, saluran air dan turbin generator diletakkan di tengah bak penampung sehingga memungkinkan pembangkit dipasang tidak di pantai.

Pembangkit-pembangkit tenaga gelombang laut tersebut dihubungkan dengan jaringan transmisi bawah laut kepada konsumen listrik. Hal ini yang menyebabkan biaya instansi dan perawatan pembangkit mahal. Meskipun demikian pembangkit ini tidak menyebabkan polusi dan tidak memerlukan biaya bahan bakar karena sumber penggeraknya energi alam yang bersifat terbarukan.

Pada dasarnya, potensi gelombang laut dapat diubah menjadi energi listrik melalui suatu mekanisme tranformasi energi dengan menggunakan teknologi transformasi energi. Dinamo merupakan salah satu komponen utama dalam mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik. Tenaga listrik yang dihasilkan dari sistem yang digunakan sebesar 1,806 volt. Tegangan ini dapat diperbesar bergantung pada besaran gelombang dan besaran dinamo dan turbin yang digunakan dalam melakukan transformasi energi.

Dari penjelasan di atas mengenai pemanfaatan potensi gelombang laut, diketahui bahwa laut memiliki potensi non-hayati yang sangat besar untuk dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Apabila pemanfaatan potensi gelombang laut ini digalakkan, maka energi fossil yang saat ini masih digunakan dapat tergantikan denga energi terbarukan yang lebih bersih dan ramah lingkungan. Energi gelombang

laut ini memiliki beberapa keunggulan dimana energi yang dihasilkan oleh gelombang laut ini merupakan sumber energi terbarukan yang benar-benar bersih di mana bahan bakar tidak diperlukan dan tidak ada masalah dengan emisi dan/atau limbah seperti pada beberapa sumber energi lainnya.Energi gelombang laut memiliki potensi yang sangat besar dari segi kuantitas, gelombang laut dapat menghasilkan sejumlah besar energi (sumber daya gelombang laut yang bermanfaat diperkirakan lebih besar dari 2 TW -tera watt-). Selain itu pada proyek energi gelombang laut, sekali pembangkit tenaga gelombang laut telah dibangun maka tidak mahal untuk dioperasikan dan dipelihara. Energi gelombang juga memiliki keuntungan dari sisi prediktabilitasnya.Gelombang merupakan salah satu potensi laut yang sangat bisa diprediksi. Gelombang yang disebabkan oleh angin dapat diprediksi lima hari sebelumnya.

Namun, di samping memiliki keunggulan, pemanfaatan gelombang untuk energi terbarukan juga memiliki beberapa kelemahan. Kelemahan utama dari energi gelombang laut adalah kondisi bahwa kekuatan gelombang bervariasi di berbagai belahan dunia sehinggs tidak semua bagian dunia efisien untuk dibuat proyek-proyek energi gelombang yang bernilai ekonomis. Daerah dengan potensi energi gelombang laut diantaranya adalah pantai barat Skotlandia, Kanada bagian utara, Afrika Selatan, Australia, dan pantai barat laut Amerika Serikat. Agar proyek-proyek energi gelombang laut cocok secara komersial, dibutuhkan gelombang kuat secara konsisten. Selain itu, teknologi energi gelombang laut masih belum berkembang, teknologi energi gelombang laut saat ini sedang dalam tahap awal pertumbuhan, meskipun telah hadir pembangkit listrik tenaga gelombang laut komersial pertama di dunia yang berbasis di Portugal, di Aguçadoura Wave Park.

Karena proyek energi gelombang laut membutuhkan lokasi yang memiliki gelombang cukup kuat dan konsisten, maka instalasi pembangkit listrik tenaga gelombang juga harus dibangun dengan sangat kuat agar dapat menahan kondisi cuaca yang sangat buruk, oleh karena itu dalam banyak kasus proyek-proyek energi gelombang laut, pembuatan pembangkit listrik sangat mahal untuk dikembangkan.Pemanfaatan energi gelombang laut juga dapat memiliki beberapa efek negatif dari sudut pandang lingkungan seperti mengganggu kehidupan laut, mengganggu pemandangan lanskap, dan polusi suara.

Di balik kelemahan yang dimiliki oleh gelombang laut, pemanfaatan gelombang laut untuk menjadi sumber energi listrik terbarukan sangatlah besar karena kebutuhan akan energi terbarukan yang bersih dan ramah lingkungan semakin tinggi sebagai salah satu cara untuk menjaga bumi tetap bersih. Langkah pertama yang dapat dilakukan untuk mengembangkan potensi gelombang laut ini adalah melakukan pemetaan daerah pantai mana saja yang memiliki potensi gelombang yang dapat dimanfaatkan sebagai energi. Setelah itu, dapat dikembangkan teknologi yang sesuai dengan kondisi gelombang, topografi, kondisi fisik daerah serta kondisi masyarakat yang ada di daerah tersebut. Teknologi yang dikembangkan dapat mengadaptasi dari teknologi-teknologi gelombang laut yang telah dikembangkan di bagian dunia lain. Namun yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan potensi ini adalah pemeliharaan dan penjagaan infrastruktur pembangkit listrik serta kondisi pantai serta laut yang akan dikembangkan sehingga potensi gelombang laut dapat dimanfaatkan seutuhnya untuk kesejahteraan masyarakat, khususnya masyarakat pesisir.

Referensi :

http://www.alpensteel.com/article/52-106-energi-laut-ombakgelombangarus/2153--gelombang-laut-sebagai-alternatif-energy.html dikunjungi pada tanggal 25 Februari 2013.

http://www.alpensteel.com/article/52-106-energi-laut-ombakgelombangarus/2893--potensi-energi-terbarukan-dari-ombak.html dikunjungi pada tanggal 25 Februari 2013.

http://diditsmile.blogspot.com/2012/09/menghasilkan-energi-listrik-dari.html dikunjungi pada tanggal 25 Februari 2013.

http://indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-energi_15.html dikunjungi pada tanggal 25 Februari 2013.

http://superpowerful.wordpress.com/2011/12/28/energi-gelombang-laut/ dikunjungi pada tanggal 25 Februari 2013.