Rancangan dan Ujicoba Prototipe Pembangkit Listrik Pasang

JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36
Rancangan dan Ujicoba Prototipe Pembangkit Listrik Pasang Surut
di Sulawesi Utara
Ferry Johnny Sangari
Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Manado, Tondano 95618,Indonesia
E-mail: [email protected]
Abstrak
Pembangkit listrik pasang surut yaitu memanfaatkan energi lautan menjadi energi listrik melalui turbin dan generator.
Potensi energi potensial yang terkandung dalam perbedaan pasang dan surut air laut dimanfaatkan untuk menggerakkan
turbin air dan bila turbin air ini dihubungkan dengan generator dapat menjadi pembangkit listrik. Potensi energi pasang
surut di Sulawesi Utara menurut hasil pengamatan dan perhitungan dalam penelitian yang dilakukan mempunyai tinggi
maksimum (head) sebesar 207,676 cm yang dapat digunakan untuk perancangan pembangkit listrik pasang surut. Untuk
ujicoba maka dibuat prototipe dam/bendungan menggunakan kayu dan papan dua lapis yang diisi dengan karung plastik
berisi pasir dan dilengkapi dengan 2 pintu air, dimana pada pintu keluar dipasang turbin air. Prototipe turbin air yang
dibuat menggunakan model turbin propeller tipe undershot dan terbuat dari bahan baja tahan karat. Hasil analisis data
potensi energi listrik yang dapat dihasilkan sebesar 85,56 kilo Joule dan daya listrik sebesar 30,38 kW, yang cukup
untuk digunakan oleh masyarakat di daerah pesisir pantai atau di pulau-pulau terpencil dan pulau di daerah perbatasan
yang belum terjangkau listrik PLN.
Abstract
Design and Test-Drive the Prototype of Tidal Power Plant in North Sulawesi. Tidal power plant is utilizing ocean
energy into electrical energy through a turbine and generator. Potential energy contained in the different ocean tide and
ebb of water used to drive turbines and if this water turbine generator can be connected to electrical energy generation.
Tidal energy potential in North Sulawesi, according to the observations and calculations in a study conducted has a
maximum height (head) at 207.676 cm which can be used for design of tidal energy power plant. Device and making of
draught prototype/barrage use the wood and board two enduing filled by plastic bag contain the sand so that form the
draught whereas and provided with by the flood gate as much twice fruit that is one fruit for the entrance of and one
fruit for the way out of which is in it attached by a turbine irrigate the device and making of turbine prototype irrigate to
use the model of turbine of propeller of type undershot and made the than rustproof steel substance. From result analyse
the data of potency of energi electrics which can be yielded by equal to 85,56 kilo of Joule and electricity of equal to
30,38kW, what is last for used by society in coastal seaboard or in remote island and island in borderland which not yet
been reached by electrics PLN.
Keywords: propeller model, Tidal power plant, turbine prototype
memanfaatkan energi lautan menjadi energi listrik
melalui turbin dan generator. Potensi energi potensial
yang terkandung dalam perbedaan pasang dan surut air
laut digunakan untuk menggerakkan turbin air dan bila
turbin ini dihubungkan dengan generator dapat menjadi
pembangkit listrik [2].
1. Pendahuluan
Krisis energi adalah masalah yang sangat fundamental
di Indonesia, khususnya masalah energi listrik. Energi
listrik merupakan energi yang sangat diperlukan bagi
manusia modern. Potensi energi pasang surut lautdapat
dimanfaatkan untuk mengatasi krisis energi listrik
melalui pembangunan pembangkit listrik pasang surut
[1]. Pembangkit listrik pasang surut yaitu
Pasang surut lautan adalah salah satu bentuk energi
yang dapat diperbarui (renewable) dan nyata
33
34
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36
keuntungannya jika dibandingkan dengan sumber energi
lainnya, yang sulit diprediksi, seperti angin dan energi
cahaya matahari.
Berdasarkan data dari Kementerian ESDM, potensi
energi terbarukan dari fenomena pasang surut air laut
mencapai 240.000 MW, namun belum ada instalasi
yang terpasang [3-4].
Prinsip sederhana pemanfaatan energi pasang surut
adalah memakai energi kinetik untuk memutar turbin
yang selanjutnya menggerakkan generator untuk
menghasikan listrik adalah seperti Gambar 1 [5].
2. Metode Penelitian
Metode penelitian menggunakan metode survey untuk
data pasang surut dan metode eksperimental untuk
pengujian putaran turbin dan tegangan listrik. Data
lokasi penelitian dibuat melalui pengukuran alat GPS
dan dianalisis dengankomputer yang menghasilkan peta
lokasi penelitian. Data pasang surut diambil melalui
pengamatan dengan memasang bak ukur selama 15 hari,
kemudian dimasukkan dalam program komputer untuk
memperoleh tabel perhitungan dari nilai pasang
tertinggi dan terendah.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil pengukuran dan analisis data pasang surut di
lokasi penelitian (Muara sungai Mangatasik)
menunjukkan bahwa nilai pasang tertinggi sebesar
207,678 cm dan terendah adalah 19,207 cm.
Berdasarkan hasil pengamatan dan wawancara dengan
penduduk sekitar, air yang mengalir pada sungai
Mangatasik bersifat kontinu artinya tidak pernah
mengalami kekeringan.
Dari analisis data di atas dan melalui pengukuran lebar
muara 60,46 m dan jarak dam dengan bibir pantai
29,31 m, maka pada muara sungai tersebut dapat
dibangun pembangkit listrik pasang surut.
Rancangan dam menggunakan sistem Kaison dengan
memasang buis beton yang diisi sirtu padat dan ditutup
dengan campuran beton. Panjang dam 60,46 meter
dengan 2 buah pintu air yang dilengkapi dengan
pelimpahan banjir. Pintu air menggunakan sistem putar
untuk menutup dan membuka pintu. (Gambar 2).
Rancangan turbin air dipakai turbin model Propeller tipe
undershot yang sesuai dengan beda tinggi yang rendah
dan debit air yang sedikit. Untuk material turbin
menggunakan bahan dari fiberglass atau baja tahan
karat karena air yang digunakan untuk memutar turbin
adalah campuran air laut dan air tawar.
Gambar 1. Pemanfaatan Energi Pasang Surut
Persamaan untuk menghitung energi adalah [6]:
E=HxV
(1)
dengan: E = Energi yang dibangkitkan per siklus
H = Selisih tinggi permukaan antara pasang
surut
V = Volume waduk
Persamaan untuk menghitung daya listrik adalah:
P=fQH
dengan: P = daya listrik dalam kW
Q = debit air (m3)
H = tinggi pasang surut terbesar (m)
F = faktor efisiernsi 0,7–0,8.
Gambar 2. Rancangan Dam
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36
35
Hasil perhitungan jumlah energi berdasarkan rancangan
dam adalah 85,56 kJoule dan daya listrik adalah 30,38
kW untuk luas waduk 1800 m2. Hasil analisis jumlah
energi dan daya listrik yang didapat cukup memenuhi
kebutuhan daya listrik di lokasi tersebut baik bagi
pengusaha ataupun bila ada masyarakat yang tinggal di
sekitar lokasi.
Untuk pelaksanaan uji coba pembangkit listrik dibuat
prototipe dam menggunakan kayu dan papan dua lapis
yang diisi dengan karung plastik berisi pasir dan
dilengkapi dengan 2 pintu air, di mana pada pintu keluar
dipasang turbin air yang memutar generator (Gambar 3).
Prototipe turbin untuk uji coba dibuat dari pelat baja
seperti Gambar 4.
Dudukan turbin terbuat dari balok kayu. Turbin air yang
dibuat dilengkapi dengan pulley dan belt untuk
dihubungkan dengan generator. Dalam uji coba
dilakukan pengukuran putaran turbin dan generator serta
pengukuran tegangan dan daya listrik. Pengukuran
putaran turbin adalah 15 rpm dan putaran generator
adalah 355 rpm. Hasil pengukuran tegangan adalah 15
volt. Tegangan yang dihasilkan rendah karena generator
yang digunakan putarannya 1500 rpm. Prototipe
pembangkit untuk uji coba seperti Gambar 5.
Gambar 5. Prototipe Pembangkit
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 di bidang 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. Sebagai informasi bahwa
lokasi itu merupakan salah satu tempat wisata dari
masyarakat Sulawesi Utara dan sekitarnya untuk
tamasya dan mandi di pantai.
4. Simpulan
Gambar 3. Prototype Dam
Gambar 4. Prototipe Turbin
Indonesia merupakan negara kepulauan di daerah
khatulistiwa yang dikelilingi oleh sejumlah lautan
dengan potensi sumberdaya energi kelautan cukup besar
termasuk di Sulawesi Utara dapat dibangun pembangkit
listrik pasang surut, berdasarkan data pasang surut hasil
pengukuran, yaitu pasang tertinggi sebesar 207,678 cm
dan terendah 19,207 cm. Energi pasang surut dapat
dimanfaatkan dengan membangun 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. Pembangunan waduk pembangkit listrik tenaga
pasang surut seluas 1800 m2 di muara sungai
Mangatasik
sebagai
lokasi
penelitian,
dapat
menghasilkan energi sebesar 85,5 6 kiloJoule tiap
terjadi pasang surut dan daya listrik sebesar 30,38 kW.
Prototipe pembangkit listrik hasil uji coba dapat
dibangun dan digunakan oleh masyarakat di daerah
pesisir pantai ataupun pulau-pulau terpencil dan pulau
di daerah perbatasan untuk dapat mempunyai
pembangkit listrik sendiri, karena sudah dapat
menghasilkan daya listrik sekitar 2–5 kWatt untuk
penggunaan tenaga listrik antara 4 sampai 10 rumah
tangga.
36
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 33-36
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 (pasang surut), memiliki intensitas energi kinetik
yang besar dibandingkan dengan energi terbarukan yang
lain, dan tidak perlu perancangan struktur yang
kekuatannya berlebihan.
Lampiran:
Peta Lokasi Penelitian, dan Foto Pengukuran
Gambar 8. Foto Pengukuran Pasang Surut
Daftar Acuan
Gambar 6. Peta Lokasi Penelitian
Gambar 7. Foto Pengukuran dengan GPS
[1] A.
Setiawan,
Pasang
Surut
Laut,
http://oseanografi.blogspot.com/2005/07/pasangsurut-laut.htm, 2007.
[2] Anon., Pasang Laut, http://id.wikipedia.org/wiki/
Pasang_surut, 2011.
[3] Anon., Pemanfaatan Energi Pasang Surut,
http://www.alpensteel.com/article/pengembanganenergi-terbarukan-dan-konversi.html, 2011.
[4] U. Sumotarto, Jurnal Sains dan Teknologi BPPT,
5/5 (2003) 85.
[5] G. Thicon, Pemanfaatan Energi Laut 2: Pasang
Surut, http://majarimagazine.com/2008/01/energilaut-2-pasang-surut/, 2008.
[6] A. Kadir, Energi, 2nd ed., UI Press, Jakarta, 1995,
p.565.