Pembangkit listrik tenaga ombak

Energi ombak adalah energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek osilasi tekanan udara (pumping effect) di dalam bangunan chamber (geometri kolom) akibat fluktuasi pergerakan gelombang yang masuk ke dalam chamber. Berkaitan dengan hal tersebut pada 22 Juni 2007 bertempat di Parang Racuk Yogyakarta telah diresmikan Technopark Parang Racuk melalui Uji Operasional PLTO (Pembangkit Listrik Tenaga Ombak) pada Kondisi Air Pasang oleh Kepala BPPT Said D. Jenie
Acara yang dihadiri Sekretaris Utama, Deputi TIRBR, Deputi TPSA, Deputi TAB, Eselon II di lingkungan Setama dan Eselon I, II dan III di lingkungan TIRBR, dan Bupati Gunung Kidul, Staf Ahli Kepala BPPT serta pimpinan dan peneliti dari BPDP Yogyakarta.
Tujuan kegiatan ini adalah memberikan paket model sumber energi alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah perairan pantai Indonesia. Paket model tersebut akan menunjukkan tingkat efisiensi energi yang dihasilkan dan parameter-parameter minimal hidrooseanografi yang layak, baik itu secara teknis maupun ekonomis untuk melakukan konversi energi.
Hasil survei hidrooseanografi di wilayah perairan Parang Racuk menunjukkan bahwa sistem akan dapat membangkitkan daya listrik optimal jika ditempatkan sebelum gelombang pecah atau pada kedalam 4m-11m. Pada kondisi ini akan dapat dicapai putaran turbin antara 3000-700rpm. Posisi prototip II OWC (Oscilating Wave Column) masih belum mencapai lokasi minimal yang diisyaratkan, karena kesulitan pelaksanaan operasional alat mekanis. Posisi ideal akan dicapai melalui pembangunan prototip III yang berupa sistem OWC apung.
Kegiatan ini dimulai pada tahun 2005 dan telah menghasilkan Sistem Pengendali Berbasis DC dengan kapasitas 3500 KW. Pada saat ini sistem tersebut telah dipasang di Baron Energy Park - BPPTdan Parang Racuk yang siap diujicoba (OT&E) bersama UPT LAGG yang mengembangkan wind turbine serta BPDP yang mengembangkan OWC System.
Yogyakarta merupakan daerah di Indonesia yang memiliki potensi gelombang laut terbesar dibanding daerah lainnya. Pantai Selatan di daerah Yogyakarta memiliki potensi gelombang 19 kw/panjang gelombang). Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut di daerah Yogyakarta dikembangkan oleh BPPT khususnya BPDP (Balai Pengkajian DinamikaPantai). Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut ini menggunakan metode OWC (Ocillating Water Column).

BPDP – BPPT pada tahun 2004 telah berhasil membangun prototype OWC pertama di Indonesia. Prototype itu dibangun di pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul. Prototype OWC yang dibangun adalah OWC dengan dinding tegak. Luas bersih chamber 3m x 3m. Tinggi sampai pangkal dinding miring 4 meter, tinggi dinding miring 2 meter sampai ke ducting, tinggi ducting 2 meter. Prototype OWC 2004 ini setelah di uji coba operasional memiliki efisiensi 11%. Pada tahun 2006 ini pihak BPDP – BPPT kembali membangun OWC dengan sistem Limpet dipantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul . OWC Limpet dibangun berdampingan dengan OWC 2004 tetapi dengan model yang berbeda. Dengan harapan besar energi gelombang yang bisa dimanfaatkan dan efisiensi dari OWC Limpet ini akan lebih besar dari pada OWC sebelumnya.

Image has been scaled down 75% (650x433). Click this bar to view original image (2576x1716). Click image to open in new window.

KONSTRUKSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA OMBAK

Unsur yang paling penting dari instalasi PLTO adalah pada pemodifikasian saluran air masuk, kemudian dinaikkan di penampungan. Bangunan ini terdiri dari dua unit, yaitu kolektor dan konvertor. Kolektor berfungsi menangkap ombak, menahan energinya semaksimal mungkin dan mengarahkan gelombang itu ke konverter. Oleh converter yang ujungnya meruncing, air diteruskan menuju ke penampungan. Saluran ini dinamai tapchan, kependekkan dari tappered channel atau saluran penjebak. Setelahair terkumpul, tahap berikutnya tidak jauh berbeda dengan mekanisme kerja yang ada pada pembangkit listrik umumnya. Banyak manfaat yang bisa dipetik dari teknologi PLTO. Selain hemat biasanya investasi dan biaya operasional, pembangkit listrik tersebut juga ramah lingkungan karena tidak mengeluarkan limbah padat, cair, maupun gas. Bahkan, kolam penampungannya dapat digunakan untuk budidaya ikanair laut.
Selain memanfaatkan ombak, energi listrik ternyata juga bisa diperoleh dari arus laut. Arus laut mempunyai kelebihan dibanding gelombang, karena bisa dihitungdan diperkirakan. Untuk wilayah Indonesia, energi arus laut memiliki prospek yang cukup baik karena Indonesia memiliki banyak pulau dan selat. Ketika melewati selat yang sempit, arus laut mengalami percepatan sebagai akibat dari interaksi bumi-bulan-matahari. Energi inilah yang digunakan untuk menggerakkan roda gigi generator sehingga dapat menghasilkan setrum (arus/energi/tenaga listrik). Energi arus laut bersifat ramah lingkungan, juga mempunyai intensitas energi kineticyang besar. Karena kerapatan air laut 830 kali lipat dibandingkan dengan udara sehingga daun turbin arus laut akan jauh lebih kecil dibandingkan dengan daun turbin angin. Turbin arus laut juga tidak memerlukan rancangan struktur dengan kekuatan berlebihan seperti halnya turbin anginyang dirancang dengan memperhitungkan adanya angin topan.

OWC 2004

FWP adalah suatu peningkatan pada desain Oscillating water column (OWC). Itu mengadopsi beberapa konsep dari mesin bahan bakar. FWP berisi suatu array dari kolamair yang dapat bergerak kesana kemari.

where ?p is the pressure drop from the high pressure chamber to the low pressure chamber times the air flow rate Q

To calculate wave energy for the one linear meter we use the formula below

Power (in kW/m) = k H 2 T ~ 0.5 H 2 T,

Where k = constant, H = wave height (crest to trough) in meters, and T = wave period (crest to crest) in seconds.

For deep water, the relationship between speed and wavelength is given by the formula:

l = g x t x t / (2 x pi)

l = t x c for all kinds of waves, substitute in above equation:
t x c = g x t x t / (2 x pi)
c = g x t / (2 x pi) or t = c x 2 x pi / g or t = c x 0.641 (s) where t= wave period (sec), f= wave frequency, l= wave length (m) and phi=3.1415...

to calculate c and l from wave period t (in sec):

c = t x 1.56 m/s= t x 5.62 km/hr = t x 3.0 knot

l = 1.56 x t x t (metres)

Penelitian Siswa SMU Negeri 1 Singaraja Bali
Pemanfaatan potensi laut Indonesia belum optimal. Paling tidak, dalam pandangan Ni Nyoman Mestri Agustini dan Arista Dewi, pemanfaatan yang dilakukan baru sebatas pada kekayaan alam yang ada di dalamnya. Gelombang laut yang, disebutnya, memiliki potensi cukup besar, kenyataannya selama ini belum termanfaatkan.

Tenaga gelombang laut ini, menurut kedua siswi Sekolah Menengah Umum Negeri (SMUN) 1 Singaraja, Bali, ini merupakan salah satu bentuk energi yang dapat diubah menjadi energi yang dapat dipergunakan untuk keperluan hidup sehari-hari. Model pemanfaatannya hampir sama dengan pemanfaatan air terjun sebagai pembangkit energi listrik.

Berangkat dari pemikiran itulah, keduanya kemudian melakukan penelitian mengenai transformasi energi gelombang laut menjadi energi listrik. Penelitian menyangkut bagaimana mekanisme transformasinya serta kuantitas energi listrikyang dapat dihasilkan.

Penelitian yang berhasil menyabet juara harapan II bidang Teknologi Lomba Karya Ilmiah Remaja (LKIR) 2002 ini dilakukan awal Juni hingga Juli 2002 di Laboratorium Fisika SMU Negeri 1 Singaraja,dan di Pantai Buleleng. Penelitian yang dilakukan di laboratorium sekolah yaitu dengan pembuatan model transformasi energi gelombang laut menjadi energi listrik dan cara kerjanya. Sedang di Pantai Buleleng, dilakukan pengujian terhadap model transformasi energi gelombang laut menjadi energi listrik.jumlah gerigi 44 dan dengan jumlah gerigi 16, besi batangan, dan engsel.
Peralatan yang digunakan dalam melakukan penelitian ini meliputi alat las, gergaji besi, gergaji kayu, penggaris, pensil, bor, obeng, palu, pemotong besi, siku, tahanan 500 ohm,dan voltmeter. Bahan-bahan yang dipakai, free wheel, roda sepeda, jeruji besi, paku, triplek dengan tebal 1 cm ukuran 60 x 40 cm, baut, dinamo, besi siku, roda gergaji dengan

Percobaan penelitian dilakukan dengan lebih dulu mengukur periode datangnya ombak. Ini dilakukan dengan mengukur selang waktu datangnya ombak pertama dengan ombak kedua, ombak kedua dengan ombak ketiga, dan seterusnya hingga ombak kesepuluh. Percobaan ini dilakukan sebanyak lima kali. Hasil yang didapatkan pada setiap percobaan, kemudian dirata-ratakan.

Dari sejumlah peralatan yang telah dipersiapkan, dibuat alat untuk mentransformasi energi gelombang laut menjadi energi listrik. Dari alat ini pula dilakukan pengukuran tegangan listrik yang dihasilkan alat transformasi energi laut menjadi energi listrik. Caranya, dinamo yang berfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dihubungkan dengan tahanan dan voltmeter melalui kabel.

Selain itu, tegangan listrik yang dihasilkan generator diukur dengan voltmeter, sedangkan untuk mengetahui kuat arus yang dihasilkan dapat dilakukan dengan menggunakan data tegangan dan hambatan yang ada.

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh data periode datangnya gelombang laut sebesar 5,56 detik. Dengan data ini dapat dibuat suatu alat yang bisa mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik. Data periode tersebut digunakan untuk mengetahui waktu yang diperlukan oleh alat untuk tetap mempertahankan putaran selama belum datang gelombang berikutnya.

Dari alat percobaan yang dirancang, dapat dilihat adanya transformasi energi dari energi gelombang laut menjadi gelombang mekanik, lalu menjadi energi listrik. Besarnya energi listrik yang dihasilkan akan sebanding dengan energi gelombang laut yang mengenai alat.

Percobaan yang dilakukan diperoleh tegangan listrik rata-rata yang dihasilkan sebesar 2,151 volt dan rata-rata tegangan minimal yang dihasilkan adalah 1,457 volt. Setelah dilakukan beberapa perhitungan, maka didapatkan besar arus listrik yang dihasilkan adalah 0,0036 amper dan besar daya yang dihasilkan adalah 0,0065 watt. Dengan mengalikan daya dengan waktu maka diperoleh energi sebesar 0,0065 joule. Hal ini berarti bahwa energi yang dihasilkan untuk setiap detiknya adalah 0,0065 joule.

Untuk memperbesar energi yang dapat dihasilkan per satuan waktu, dapat dilakukan dengan cara memperluas bidang yang dikenai oleh gelombang laut. Selain itu, memperbesar ukuran dinamo (alat pengubah energi mekanik menjadi energi listrik), dan memperbesar putaran roda pemutar dinamo.

Energi yang dihasilkan itu, menurut kedua siswi ini, memiliki kelebihan. Antara lain, tidak menimbulkan polusi karena tidak ada limbahnya, energi gelombang laut tidak akan habis, dan sistem transformasi energi gelombang laut menjadi energi listrik relatif sederhana.

Berdasarkan hasil penelitian ini disimpulkan bahwa energi gelombang laut dapat diubah menjadi energi listrik melalui suatu mekanisme tranformasi energi. Dinamo adalah komponen utama dalam mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik. Tenaga listrik yang dihasilkan dari sistem yang digunakan sebesar 1,806 volt.Tegangan ini bisa diperbesar lagi......