...

PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK PASANG SURUT AIR LAUT

by user

on
Category: Documents
13

views

Report

Comments

Transcript

PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK PASANG SURUT AIR LAUT
TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 37, NO. 1, PEBRUARI 2014:187196
PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK
PASANG SURUT AIR LAUT
Ferry Johnny Sangari
Abstrak: Tujuan penelitian ini untuk menghasilkan rancangan pembangkit listrik
pasang surut air laut di Mangatasik Minahasa. Data didapat melalui pengamatan dan
pengukuran menggunakan GPS, serta dianalisis menggunakan program komputer.
Selanjutnya, hasil analisis digunakan untuk merancang pembangkit listrik. Hasil
penelitian menunjukkan potensi gelombang pasang surut di Sulawesi Utara mempunyai tinggi maksimum 207,68 cm. Gelombang pasang surut ini memiliki potensi
energi listrik mencapai 85,57 kilo Joule dan daya listrik 30,38 kilo Watt. Rancangan
dam/bendungan menggunakan buis beton yang diisi dengan sirtu padat dan ditutup
dengan campuran beton dan dilengkapi dengan 3 pintu air. Rancangan turbin air
menggunakan model turbin propeller tipe undershot dan terbuat dari bahan fiberglass
atau baja tahan karat.
Kata-kata kunci: pembangkit listrik pasang surut, turbin model propeller
Abstract: Designing a Tidal Power Plant in Mangatasik Minahasa. This research
aims to design a tidal powerplant in Mangatasik Minahasa. Data is collected through
observations and measurements using GPS, and analyzed using a computer program.
Then, the analysis of data is used to design a tidal power plant. The results show that
the potential tidal wave in North Sulawesi has a maximum height of 207.68 cm. This
tidal wave has a potential electrical energy of 85.57 kilo Joule and potential
electrical power of 30.38 kilo Watt. The dam is designed using concrete buis filled
with gravel and covered with a mixture of concrete and equipped with a three water
gate. The water turbin is designed using a propeller turbine model type of undershot
and made from fiberglass or stainless steel material.
Keywords: tidal power plant, propeller turbine model
K
risis energi merupakan masalah yang
sangat fundamental di Indonesia,
khususnya masalah energi listrik. Energi
listrik merupakan energi yang sangat
diperlukan bagi manusia modern. Tidak
bisa dibayangkan pada peristiwa tersebut
apa yang terjadi kalau tiba-tiba listrik
padam, maka semua kegiatan yang terkait dengan listrik dapat terhenti seketika.
Di Sulawesi Utara krisis ini lebih terasa,
karena PLN sebagai pemasok energi
listrik sering dilakukan secara bergiliran
Ferry Johnny Sangari adalah Dosen Jurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Negeri Manado. Alamat Kampus: Kampus UNIMA Tondano. E-mail: [email protected]
187
188 TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 37, NO. 1, PEBRUARI 2014:187196
pemadaman listrik pada berbagai wilayah/
tempat, dikarenakan ketidakmampuan
daya yang tersedia lebih kecil dari pada
kebutuhan beban puncak.
Sampai saat ini di Sulawesi Utara
hanya memanfaatkan tenaga air, mesin
diesel, dan panas bumi sebagai pembangkit listrik utama. Beberapa pembangkit
listrik yang ada diantaranya: PLTA Tonsealama, PLTA Tanggari I, PLTA Tanggari II, PLTD Bitung, PLTD Kotamobagu, dan PLTP Lahendong. Namun dari
beberapa pembangkit yang ada kadangkala tidak semuanya beroperasi, karena
ada kerusakan atau perbaikan tahunan.
Suatu inovasi baru dengan cara memanfaatkan sumber energi alternatif yang
sampai sekarang belum dimanfaatkan sebagai solusi untuk mengatasi masalah kelistrikan dikembangkan melalui penelitian ini. Salah satu sumber energi yang
melimpah dan tidak akan pernah habis
adalah energi lautan, diantaranya energi
pasang surut, yang banyak ditemukan di
wilayah perairan Indonesia.
Menurut Pariwono (1989), fenomena
pasang surut diartikan sebagai naik turunnya permukaan laut secara berkala akibat
adanya gaya tarik benda-benda angkasa
terutama matahari dan bulan terhadap
massa air di bumi. Demikian juga menurut Dronkers (1964) pasang surut laut
merupakan suatufenomena pergerakan
naik turunnya permukaan air laut secara
berkala yang diakibatkan oleh kombinasi
gaya gravitasi dan gaya tarik menarik
dari benda-benda astronomi terutama oleh
matahari, bumi, dan bulan. Pengaruh
benda angkasa lainnya dapat diabaikan
karena jaraknya lebih jauh, dan ukurannya lebih kecil.
Pasang surut laut merupakan hasil
dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan
kearah luar pusat rotasi. Gravitasi berbanding lurus dengan massa, tetapi berbanding terbalik dengan jarak. Meskipun
ukuran bulan lebih kecil dari pada mata-
hari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali
lebih besar daripada gaya tarik matahari
dalam membangkitkan pasang surut laut.
Hal ini 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 (Gross, 1990).
Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya pasang surut berdasarkan teori
kesetimbangan adalah rotasi bumi pada
sumbunya, dan revolusi bulan terhadap
matahari, revolusi bumi terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis adalah kedalaman dan keluasan 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
selat, bentuk teluk, dan sebagainya, sehingga berbagai lokasi memiliki ciri pasang surut yang berlainan (Wyrtki, 1961).
Menurut Wyrtki (1961), pasang surut di
Indonesia dibagi menjadi 4 yaitu: pasang
surut harian tunggal (Diurnal Tide), pasang surut harian ganda (Semi Diurnal
Tide), pasang surut campuran condong
harian tunggal (Mixed Tide, Prevailing
Diurnal), dan pasang surut campuran
condong harian ganda (Mixed Tide, Prevailing Semi Diurnal)
Pasang surut harian tunggal (Diurnal
Tide) Merupakan pasang surut yang
hanya terjadi satu kali pasang dan satu
kali surut dalam satu hari, ini terdapat di
Selat Karimata. Pasang surut harian
ganda (Semi Diurnal Tide) merupakan
pasang surut yang terjadi dua kali pasang
dan dua kali surut yang tingginya hampir
sama dalam satu hari, ini terdapat di Selat
Malaka hingga laut Andaman. Pasang
surut campuran condong harian tunggal
(Mixed Tide, Prevailing Diurnal) me-
Sangari, Perancangan Pembangkit Listrik Pasang Surut Air Laut 189
rupakan pasang surut yang tiap harinya
terjadi satu kali pasang dan satu kali surut
tetapi terkadang dengan dua kali pasang
dan dua kali surut yang sangat berbeda
dalam tinggi dan waktu, ini terdapat di
Pantai Selatan Kalimantan dan Pantai
Utara Jawa Barat. Pasang surut campuran
condong harian ganda (Mixed Tide, Prevailing Semi Diurnal) merupakan pasang
surut yang terjadi dua kali pasang dan
dua kali surut dalam sehari tetapi terkadang terjadi satu kali pasang dan satu kali
surut dengan memiliki tinggi dan waktu
yang berbeda, ini terdapat di Pantai Selatan Jawa dan Indonesia Bagian Timur.
Pasang surut laut adalah gerak relatif
dari materi suatu planet, bintang dan benda angkasa lainnya yang disebabkan gaya
gravitasi benda angkasa dari luar materi
itu berada, sehingga terjadi peristiwa naik
turun permukaan air laut disertai gerakan
horizontal massa air. Faktor-faktor nonAstronomis yang mempengaruhi tinggi
gelombang pasang surut adalah kedalaman perairan dan keadaan meteorologi serta
faktor hidrografis lainnya. Pasang surut
tidak hanya fenomena naik turunnya air
laut secara vertikal tetapi juga merupakan
fenomena gerakan air laut secara horizontal (Haryono, dkk., 2007:10–11).
Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi
dalam jumlah yang relatif besar. Dalam
sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus
pasang surut. Oleh karena waktu siklus
bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5
jam sekali), maka suplai listriknya pun
lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak. Prinsip dasar
pembangkit listrik pasang surut adalah
dinamika pergerakan turbin yang dipasang
secara teknis pada pertemuan muara sungai dan laut, pemanfaatan energi potensial dari pasang ke surut dan sebaliknya
dipakai menggerakkan turbin tersebut,
yang diperlihatkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Prinsip Pembangkit Listrik
Pasang Surut
Listrik tenaga pasang surut memiliki
beberapa keunggulan. Diantaranya adalah
bahwa tenaga pasang surut merupakan
sumber energi terbarukan karena pasang
surut di planet kita disebabkan oleh interaksi gaya gravitasi antara Bulan dan Matahari, serta rotasi bumi, yang berarti bahwa
listrik tenaga pasang surut tidak akan
habis.
Satu keunggulan besar yang dimiliki
tenaga pasang surut dibandingkan beberapa sumber energi terbarukan lainnya
(terutama energi angin) adalah bahwa tenaga pasang surut merupakan sumber
energi yang sangat handal. Hal ini dapat
dipahami karena kita bisa memprediksi
kapan air pasang akan naik dan kemudian
surut, karena pasang-surutnya air laut jauh
lebih siklik daripada pola cuaca yang
acak. Dan juga, listrik tenaga pasang surut
tidak menghasilkan gas rumah kaca seperti bahan bakar fosil. Limbah berbahaya
seperti ini juga dikhawatirkan terjadi pada
penggunaan energi nuklir.
Waduk dan bendungan kecil yang
diperlukan untuk memanfaatkan tenaga
pasang surut juga dapat memainkan peran
yang sangat penting dalam melindungi
kota-kota terdekat atau pelabuhan dari
gelombang berbahaya pada saat terjadi
190 TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 37, NO. 1, PEBRUARI 2014:187196
badai. Listrik tenaga pasang surut merupakan sumber energi yang sangat efisien, dengan efisiensi 80,00%, ini berarti
bahwa efisiensi energi pasang surut hampir tiga kali lebih besar dari batubara dan
minyak bumi yang memiliki efisiensi
30,00%. Demikian juga secara signifikan
lebih tinggi dari efisiensi energi surya
dan angin.
Kelemahan utama energi pasang surut adalah pembangkit listrik pasang surut sangat mahal untuk dibangun. Listrik
tenaga pasang surut jika dibandingkan
dengan pembangunan listrik pembangkit/
bahan bakar fosil biayanya lebih mahal.
Namun begitu, pembangkit listrik pasang
surut dibangun hanya sekali dan biaya
pemeliharaannya relatif rendah.
Begitu pula di kehidupan nyata, energi pasang surut hanya dapat dilakukan di
pantai dengan diferensial pasang surut
yang baik, artinya tidak banyak lokasi
yang benar-benar cocok untuk jenis pembangkit listrik tenaga pasang surut, dan
hanya menghasilkan listrik selama ada
gelombang pasang yang rerata terjadi sekitar 10 jam setiap hari (Sumotarto, 2012).
Bila tinggi jatuh air, yaitu selisih antara tinggi air laut dan tinggi air waduk
pasang surut adalah H dan debit air Q,
maka besar daya yang akan dihasilkan
adalah Q kali H atau QH. Bila selanjutnya luas waduk pada ketinggian h adalah
S(h), yaitu S sebagai fungsi h, maka jumlah energi yang dibangkitkan dengan mengosongkan sebagian dh dari ketinggian
h adalah berbanding lurus dengan volume
S(h).h.dh. Dengan demikian maka energi
yang dihasilkan per siklus berbanding lurus dengan waktu mengosongkan waduk
(persamaan 1) dan waktu mengisi waduk
(persamaan 2).
.......
...
(1)
(2)
Dalam hal tersebut diasumsikan bahwa pengisian atau pengosongan waduk
dilakukan pada pergantian pasang dan
surut, untuk mendapatkan penyederhanaan rumus. Dengan demikian maka energi
yang dibangkitkan per siklus berjumlah
E, sebagaimana dapat dilihat pada persamaan 3.
(3)
dengan pengertian: E = energi yang
dibangkitkan per siklus, H = selisih tinggi
permukaan air laut antara pasang surut,
dan V = volume waduk pasang surut.
Upaya untuk mendapatkan besaran
energi, pada persamaan 1, 2, dan 3 besaran V masih perlu diganti dengan besaran massa air laut, sehingga dapat ditulis sebagaimana persamaan 4.
........
P
(4)
=fQH
dengan pengertian: Emaks = jumlah
energi yang maksimal dapat diperoleh
per siklus, b = berat jenis air laut, g =
gravitasi, H = tinggi pasang surut terbesar, S = luas waduk rerata antara pasang
dan surut, Q = debit air, F = faktor efisiensi, dan P = daya.
Oleh karena besaran H terdapat dalam pangkat dua, maka tinggi pasang surut ini merupakan variabel yang sangat
penting. Pada umumnya H yang kurang
dari dua meter tidak diperhatikan karena
dianggap tidak cukup memenuhi syarat/
efisiensi.
Dalam penelitian ini yang menjadi
kajian adalah energi pasang surut laut dikonversi menjadi energi listrik. Pasokan
energi yang terbatas tentunya akan menghambat laju pertumbuhan industri di suatu daerah. Dengan teratasinya masalah
energi listrik di Sulawesi Utara, diharapkan provinsi ini dapat lebih berkembang,
terutama dalam aspek industri dan perdagangan. Lebih jauh setelah industri maju,
diharapkan taraf hidup masyarakat di
Sangari, Perancangan Pembangkit Listrik Pasang Surut Air Laut 191
daerah ini akan lebih meningkat. Tujuan
penelitian adalah untuk menghasilkan
rancangan pembangkit listrik pasang surut air laut di Mangatasik Minahasa.
METODE
Metode yang dipakai adalah penelitian lapangan yang didasarkan pada data
pengamatan dan pengukuran di lapangan
pada daerah pesisir pantai yang menjadi
lokasi penelitian. Data lokasi dibuat melalui pengukuran dengan alat GPS dan
lain-lain kemudian dimasukkan dalam
program komputer yang menghasilkan
peta lokasi. Data pasang surut laut diambil melalui pengamatan setiap jam dengan memasang bak ukur selama 15 hari.
Kemudian data hasil pengamatan dimasukkan dalam program komputer untuk
memperoleh tabel perhitungan dari nilai
pasang tertinggi dan terendah. Berdasarkan data pengamatan dan pengukuran dibuat rancangan dam/bendungan dan pintu
air, serta rancangan turbin dan generator.
berada tepat di muara sungai Mangatasik
dengan lebar muara sungai 60 meter. Lokasi muara terletak kurang lebih 30 meter
dari jalan raya, sehingga mudah diakses
untuk pembangunan konstruksi dam. Pada musim angin utara, tinggi gelombang
sekitar 1–2 meter, sedangkan pada musim angin barat dan selatan, relatif terlindung dari hantaman ombak. Sementara
pada musim angin timur, tinggi gelombang sekitar 1–1,5 meter.
Lokasi ini merupakan salah satu objek wisata pantai di Kabupaten Minahasa,
yang banyak dikunjungi oleh turis lokal
untuk melakukan kegiatan ibadah pantai,
perkemahan, mandi dan rekreasi lainnya.
Gambar peta lokasi seperti terlihat pada
Gambar 3. Sedangkan foto lokasi dilihat
dari laut terlihat pada Gambar 4.
HASIL
Hasil pengamatan dan pengukuran
antara lain dengan alat GPS (Global Positioning System) seperti pada Gambar 2.
Gambar 3. Peta Lokasi
Gambar 4. Foto Lokasi Dilihat dari Laut
Gambar 2. Pengukuran dengan Alat GPS
Lokasi penelitian berada di jalan raya antara Tanawangko-Poopoh dengan
jarak dari Tanawangko kurang lebih 1
km. Kondisi topografi memiliki kemiringan tanah antara 240 sampai 800 dan
Pengamatan dan pengukuran pasang
surut dilakukan selama 15 hari, mulai dari tanggal 6 Agustus 2010 sampai dengan
tanggal 20 Agustus 2010. Pengukuran dilakukan dengan memasang bak ukur didalam air kemudian diamati dan dicatat
setiap jam selama 24 jam sehari. Peng-
192 TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 37, NO. 1, PEBRUARI 2014:187196
amatan dilakukan oleh dua orang secara
bergantian baik siang maupun malam.
Data pengamatan secara lengkap diinputkan pada program komputer untuk mendapatkan data hasil perhitungan untuk
mengetahui nilai pasang tertinggi dan terendah, seperti pada Gambar 5.
Gambar 6. Detail Rancangan Bendungan
Gambar 5. Pengukuran Tinggi Pasang
Surut
Perancangan bendungan didasarkan
pada lebar muara dan kedalaman air pasang surut laut dan kecepatan aliran air di
muara sungai serta data topografi lokasi
penelitian. Berdasarkan hasil pengukuran
dan pengumpulan data lapangan diperoleh data sebagai berikut: (1) lebar muara
sungai 60 m, (2) air pasang surut tertinggi 207,68 cm, (3) kecepatan aliran air dimuara 2 m/detik, dan (4) kemiringan permukaan tanah antara 240 – 800.
Volume air yang dapat ditampung
adalah 60 x 2,07 x 50 x 1 m3 = 6,510 m3.
Guna menampung volume air tersebut digunakan dam dengan sistem kaison yaitu
menggunakan buis beton dengan ukuran
1x1x1x1m3 yang disusun seperti gambar
detail secara horizontal dan vertikal. Setiap buis beton diisi dengan sirtu padat
dan ditutup dengan campuran beton 1:2:3
sebagai perekat konstruksi, yang dapat
dilihat pada Gambar 6. Bendungan ini dilengkapi dengan 3 buah pintu air yaitu 2
pintu air masuk yang terletak dibagian
samping dan 1 pintu air keluar di bagian
tengah. Secara lengkap rancangan bendungan dapat dilihat pada Gambar 7.
Perancangan turbin didasarkan pada
perilaku fluida cair yang meliputi teori
Gambar 7. Rancangan Dam Pembangkit
Pasang Surut di Muara Sungai Mangatasik
hidroststika dan hidrodinamika. Besaran
fluida yang terlibat dalam perhitungan
turbin air adalah tekanan, massa jenis,
dan viskositas. Viskositas terbagi atas 2
jenis yaitu: viskositas kinematik (v) dan
viskositas absolut/dinamik (µ). Teori hidrostatika seperti distribusi tekanan dan
gradien tekanan benda dalam air, gaya hidrostatika pada permukaan bidang datar
atau permukaan yang tidak datar, serta
gaya apung banyak diterapkan pada
konstruksi statis dari turbin air seperti
bendungan, pintu air dan konstruksi sejenis lainnya. Turbin air dan bagian yang
bergerak menggunakan teori hidrodinamika, untuk aliran tunak menggunakan
persamaan kontinuitas yang diturunkan
dari hukum konservasi massa, untuk
penghitungan fluida tak kompresibel aliran satu dimensi menggunakan persamaan
5.
G = ρ .A.v = konstan . . . . . . . (5)
Sangari, Perancangan Pembangkit Listrik Pasang Surut Air Laut 193
Dalam kaitan dengan penelitian ini
untuk beda tinggi yang kurang dari 35 m
dengan arah aliran yang searah dengan
arah poros turbin lebih cocok digunakan
turbin jenis propeller dengan sudu gerak
8 buah yang bersifat tetap. Dibandingkan
jenis turbin lain turbin propeller lebih
murah dan efisien. Adapun konstruksi
dari turbin jenis propeller dapat dilihat
pada Gambar 8.
tor yang akan digunakan disesuaikan dengan besarnya putaran turbin dan debit
air sesuai rancangan.
Gambar 9. Detail Turbin Model Pro-
peller
Perhitungan Energi dan Daya Listrik
dapat dijelaskan sebagai berikut. Jumlah
energi yang dibangkitkan persiklus, seperti pada persamaan (6) dan (7).
Gambar 8. Turbin Air Propeller Tipe
Undershot
(http://osv.org/education/WaterPower)
Turbin air propeller tipe undershot
bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak pada bagian bawah dari turbin air. Turbin air tipe
undershot tidak mempunyai tambahan
keuntungan dari head. Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Di sini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar kincir. Bentuk detail pembuatan turbin seperti Gambar 9.
Bentuk sudu adalah model lengkung
dengan penampang lebar 30 cm dan panjang 50 cm dan tebal tergantung jenis bahan apakah fiberglass atau baja tahan karat, bila dari baja maka tebal 2 mm dan
bila dari fiberglass tebal 5 mm. Dengan
diameter turbin satu meter maka jumlah
sudu lengkung sebanyak 15 buah.
Material untuk turbin harus dibuat
dari bahan yang tahan terhadap air laut
misalnya dari bahan fiberglass atau dari
baja tahan karat. Agar supaya turbin dapat tahan lama. Jenis dan ukuran genera-
.... (6)
Dengan pengertian: E = energi yang dibangkitkan per siklus, H = selisih tinggi
permukaan antara pasang surut, dan V =
volume waduk pasang surut.
. . . . . . . . . . . . (7)
= 85556,94588 Joule
= 85,57 k Joule
Jadi besar energi maksimum yang
dapat dibangkitkan persiklus adalah 85,56
k Joule.
Perhitungan daya listrik dijelaskan
menggunakan persamaan 8.
P= f Q H
........ .......... .
(8)
Di mana: Emaks = jumlah energy
yang maksimal per siklus, b: berat jenis
air laut = 1,03, g: gravitasi = 9,8, H:
tinggi pasang surut terbesar = 2,17 m, S:
luas waduk rerata: 60 x 30 m = 1800 m2,
Q : debit air = 20 m3/detik, f : faktor efisiensi = 0,70 – 0,80, dan P = daya dalam
kW, maka besarnya daya yang dibangkitkan: P = 0,7 x 20 x 2,17 = 30,38 kWatt.
194 TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 37, NO. 1, PEBRUARI 2014:187196
Gambar 10 menunjukkan proses terjadinya pasang surut di mana turbin berputar yang dikopel secara langsung dengan generator, sehingga bila turbin berputar, maka generator akan membangkitkan listrik yang disalurkan melalui jaringan.
Gambar 10. Contoh Pembangkit Pasang
Surut
PEMBAHASAN
Dari hasil analisis data tentang lokasi
penelitian maka di muara sungai Mangatasik Minahasa dapat dibangun pembangkit listrik pasang surut karena untuk membangun dam lokasinya hanya sekitar 30
meter dari jalan raya, sehingga untuk pengadaan material bangunan dam tidak
menyulitkan. Berdasarkan hasil pengamatan dan wawancara dengan penduduk sekitar, air yang mengalir pada sungai Mangatasik bersifat kontinu artinya tidak
pernah mengalami kekeringan.
Selanjutnya, dengan dibangunnya
pembangkit listrik pasang surut dapat
memberikan energi listrik bagi beberapa
pengusaha yang ada di sekitar lokasi tersebut seperti PT Minahasa Lagoon yang
bergerak dibidang diving dan cottage.
Juga ada pengusaha restoran di sekitar
lokasi yang selama ini menggunakan genset sebagai pembangkit listrik untuk memperoleh penerangan dan kebutuhan listrik
lainnya. Selain itu dapat mengundang
pengusaha lainnya datang ke daerah tersebut.
Dari hasil analisis data tentang pasang surut menunjukkan bahwa nilai pa-
sang tertinggi sebesar 207,68 cm atau
2,08 m dan terendah adalah 19,21 cm.
Dengan nilai pasang surut tertinggi tersebut, sesuai dengan teori dapat dibangun
pembangkit listrik pasang surut dengan
besar daya listrik sesuai dengan hasil perhitungan = 30,38 KWatt.
Pembangkit listrik tenaga pasang
surut Kislaya Guba direncanakan sejak
tahun 1966 dan mulai beroperasi sejak
tahun 1968. Pembangkit listrik pasang
surut Kislaya Guba memanfaatkan perbedaan tinggi pasang surut air laut rerata sebesar 2,3 m. Luas kolam penampung air
yang digunakan adalah 1,1 km2. Kapasitas yang terpasang pada pembangkit listrik ini adalah 0,4 MWatt. (Dandekar dan
Sharma, 1991).
Dari hasil perhitungan jumlah energi
dan daya listrik yang dihasilkan dapat
memenuhi kebutuhan daya listrik di lokasi
tersebut baik bagi pengusaha ataupun bila
ada masyarakat yang tinggal di sekitar
lokasi yang dimaksud. Di sekitar lokasi
rencana pembuatan pembangkit pasang
surut tidak ada masyarakat yang bermukim, hanya ada pedagang musiman yang
berjualan pada saat banyak pengunjung
yang datang di lokasi wisata itu.
Konversi energi pasang surut menjadi
energi listrik diperlukan waduk/dam penampung air (Haryono, dkk., 2007). Waduk ini dapat dibuat di muara sungai
Mangatasik. Konstruksi dam yang dirancang menggunakan sistem Kaison dengan menggunakan buis beton yang diisi
dengan sirtu padat dan ditutup dengan
campuran beton. Jenis konstruksi ini dipilih karena sering digunakan dalam pembuatan beton penangkal ombak. Panjang
dam kurang lebih 60 meter dengan 3
buah pintu air yang dilengkapi dengan
pelimpahan banjir. Pintu air menggunakan sistem putar menutup dan membuka
pintu.
Dari hasil rancangan turbin air, maka
akan digunakan turbin air model Propeller tipe undershot yang sesuai dengan
Sangari, Perancangan Pembangkit Listrik Pasang Surut Air Laut 195
beda tinggi yang rendah dan debit air
yang sedikit (Majari Magazine.com,
2008). Apabila waduk telah dibuat maka
turbin ini akan dipasang pada salah satu
pintu air dam. Material turbin menggunakan bahan dari Fiberglass atau baja tahan
karat karena air yang digunakan untuk
memutar turbin adalah campuran air laut
dan air tawar.
Dalam uji coba pembangkit listrik
digunakan turbin dengan rangka besi dan
sudu dari papan dengan dudukan turbin
terbuat balok kayu seperti Gambar 11.
Gambar 11. Ujicoba Pembangkit Listrik
Pelaksanaan ujicoba pada salah satu
muara sungai kecil seperti Gambar 11 dengan memanfaatkan aliran sungai dan
waduk alami, yaitu menutup sebagian
muara sungai dengan karung berisi pasir.
Selanjutnya uji coba dilakukan dengan
dua jenis generator yaitu yang daya listrik besar 2000 Watt dan daya listrik kecil 500 Watt. Demikian juga dalam uji
coba tersebut, yang pertama dilakukan
dengan hanya satu belt sebagai transmisi
putaran dan kedua dengan menggunakan
3 buah belt untuk transmisi putaran, yaitu
untuk merubah putaran lebih cepat. Berdasarkan hasil uji coba prototype pembangkit diperoleh hasil sebagai berikut.
Generator dengan daya listrik besar
2000 Watt, keluaran tegangan dari generator seperti terlihat pada Tabel 1. Sedangkan generator dengan daya listrik
kecil 500 Watt, keluaran tegangan dari
generator seperti terlihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Keluaran Tegangan dari
Generator 2000 Watt
No. Putaran Tegangan Keterangan
(rpm)
(Volt)
1
80
20
2 pulley
2
240
60
4 pulley
Tabel 2. Keluaran Tegangan dari Generator 500 Watt
No. Putaran Tegangan Keterangan
(rpm)
(Volt)
1.
80
20
2 pulley
2.
240
60
4 pulley
Dari hasil uji coba prototype pembangkit, hasil yang diharapkan belum tercapai karena kami kesulitan mencari
generator yang putarannya sesuai dengan
putaran turbin. Generator yang digunakan
dalam ujin coba putarannya 1.000 rpm
dan 1.500 rpm. Sedangkan putaran turbin
hanya 80 rpm dan 240 rpm. Seharusnya
tegangan listrik yang diinginkan sebesar
220 volt, tapi yang dihasilkan seperti
pada Tabel 1 dan 2. Direncanakan pada
penelitian lanjutan akan dibuat prototipe
model turbin yang lebih baik dan menggunakan generator dengan putaran rendah, sehingga dapat dihasilkan tegangan
listrik sesuai dengan perancangan.
SIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil dan pembahasan penelitian rancangan pembangkit listrik energi
pasang surut air laut di Sulawesi Utara
dapat disimpulkan beberapa hal sebagai
berikut. Pertama, energi pasang surut dapat dimanfaatkan dengan membangun
bangunan waduk dengan kanal outlet/inlet yang dilengkapi dengan turbin dan
generator pembangkit listrik. Waduk dikosongkan atau diisi dalam waktu satu
atau kurang dari satu jam untuk mengantisipasi usainya saat puncak pasang atau
puncak surut. Kedua, pembangunan wa-
196 TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 37, NO. 1, PEBRUARI 2014:187196
duk (bendungan) pembangkit listrik tenaga pasang surut seluas 1.800 m2 di muara
sungai Mangatasik, bisa menghasilkan
energi 85,56 kilo Joule tiap terjadi pasang
surut dan daya listrik sebesar 30,38 kilo
Watt. Jumlah ini sangat potensial untuk
dikembangkan lebih lanjut sehingga nantinya dapat memenuhi kebutuhan energi
listrik di Mangatasik Minahasa dan sekitarnya. Ketiga, keuntungan menggunakan
pembangkit listrik energi pasang surut
antara lain karena energi ini tidak pernah
habis, tidak menimbulkan polusi, mudah
untuk mengkonversi energi listrik dari
energi mekanik pada ombak, memiliki intensitas energi kinetik yang besar dibandingkan dengan energi terbarukan yang
lain, dan tidak perlu perancangan struktur
yang kekuatannya berlebihan. Saran yang
diberikan untuk penelitian selanjutnya
dapat dihitung secara lebih rinci setiap
detail rancangan termasuk biaya/RAB
yang dibutuhkan.
DAFTAR RUJUKAN
Dandekar, M.M. & Sharma, K.N. 1991.
Pembangkit Listrik Tenaga Pasang
Surut. Jakarta: Penerbit Universitas
Indonesia.
Dronkers, J.J. 1964. Tidal Computations
in Rivers and Coastal Waters. Amsterdam: North-Holland Publishing
Company.
Gross, M.G. 1990. Oceanography; A
View of Earth Prentice Hall, Inc.
Englewood Cliff. New Jersey.
Haryono, A., Gunawan, S., dan Hansen,
M. 2007. Potensi Tenaga Pasang Surut sebagai Alternatif Pembangkit
Tenaga Listrik Menggunakan Model
Waduk Penampung Air di Bengkulu.
Jurnal Sains dan teknologi Indonesia BPPT/ ANY, 5 (5).
Majari Magazine.Com, 13 Januari 2008.
Pariwono, J.I. 1989. Gaya Penggerak Pasang Surut, dalam Pasang Surut. Ed.
Ongkosongo, O.S.R. dan Suyarso.
Jakarta:P3O-LIPI.
Sumotarto, U. 2012. Pemanfaatan Energi
Pasang Surut. Jurnal Sains dan Teknologi BPPT, 5 (5): 11.
Wyrtki, K. 1961. Phyical Oceanography
of the South East Asian Waters. Naga Report Vol. 2 Scripps, Institute
Oceanography, California.
Fly UP