PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA “WINDOL” : PENGHASIL LISTRIK TENAGA ANGIN DI JEMBATAN SURAMADU BIDANG KEGIATAN : PKM GAGASAN TERTULIS Oleh : Gilang Hamzah Fansury 12808012 (2008, Ketua Kelompok) Vera Arida 12808036 (2008, Anggota Kelompok) Muhshonati Syahidah 12808031 (2008, Anggota Kelompok) Nasmi 12809034 (2009, Anggota Kelompok) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2011 LEMBAR PENGESAHAN 1. Judul Kegiatan 2. Bidang Kegiatan 3. Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap b. NIM c. Jurusan d. Institut e. Alamat Rumah dan No Tel./HP 4. Anggota Pelaksana Kegiatan 5. Dosen Pendamping a. Nama Lengkap b. NIP c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : “Windol” : Penghasil Listrik Tenaga Angin di Jembatan Suramadu : PKM-GT : Gilang Hamzah Fansury : 12808012 : Meteorologi : Institut Teknologi Bandung : Bojong Menteng, RT 04 RW 01, No. 29, Ciomas, Kabupaten Bogor, Jawa Barat 16610 / 085697296231 : 3 (Tiga) orang : Drs. Zadrach Ledoufij Dupe, M.Si : 19570322 198303 1 003 : Komplek PPR ITB, E 29, Dago Bengkok, Bandung 40931 Bandung, 18 Februari 2011 Menyetujui Ketua Program Studi Meteorologi Ketua Pelaksana Kegiatan (Dr. Plato M. Siregar, S.Si, M.Si ) NIP. 19700131 199802 1 001 (Gilang Hamzah Fansury) NIM. 12808012 Wakil Rektor Bidang Akademik dan Kemahasiswaan Dosen Pembimbing (Prof.Dr. Carmadi Machbub) NIP. 130931165 ( Drs. Zadrach L. Dupe, M.Si) NIP. 19570322 198303 1 003 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang atas berkat dan rahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan gagasan tulisan yang berjudul “Windol : Penghasil Listrik Tenaga Angin di Jembatan Suramadu”. Penulisan gagasan tertulis ini merupakan ide atas persoalan aktual yang sedang dihadapi oleh masyarakat, melalui ide inilah seyogyanya dapat dijadikan solusi yang nantinya dapat mengurangi permasalahan yang ada di masyarakat. Dalam penulisan gagasan tulisan ini penulis merasa masih banyak kekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan gagasan tulisan ini. Dalam penulisan gagasan tertulis ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan tulisan ini, khususnya kepada : 1. Bapak Plato Martuani Siregar selaku Ketua Program Studi Meteorologi yang telah memberikan kemudahan baik berupa moril maupun materi selama mengikuti studi di Program Studi Meteorologi, 2. Bapak Zadrach Ledoufij Dupe selaku Dosen Pembimbing yang telah membantu proses pembuatan tulisan ini. Semoga Allah SWT memberikan imbalan pada mereka yang telah memberikan bantuan selama penyusunan gagasan tertulis ini, dan semoga gagasan tertulis ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Amiin. DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN i KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI iii RINGKASAN 1 PENDAHULUAN 1 GAGASAN 3 KESIMPULAN 4 DAFTAR PUSTAKA 6 DAFTAR RIWAYAT HIDUP 7 LAMPIRAN 8 RINGKASAN Salah satu energi alternatif untuk mengganti sumber energi minyak bumi yang semakin lama jumlahnya semakin berkurang adalah energi angin. Negara Indonesia merupakan Negara Maritim yang memiliki potensi angin yang cukup besar. Hal ini didukung dengan pengolahan data FNL (Final Analysis) dari NCEP (National Center for Environmental Prediction) yang menunjukkan kecepatan energi angin minimum diwilayah Indonesia sebesar 3 m/s atau 6 knot yang merupakan batas minimum kecepatan angin yang dapat dikonversi menjadi energi angin. Gagasan ini bertujuan untuk memberikan teknologi dan metode yang efisien untuk memanfaatkan energi angin di Indonesia khususnya di Suramadu, karena merupakan jembatan pertama di Indonesia yang melintasi selat dan memiliki potensi angin yang cukup besar, dan juga pemanfaatan energy angin dapat berpotensi untuk mempercepat pembangunan daera-daerah di Indonesia terutama daerah pesisir yang tertinggal. Gagasan teknologi yang berupa alat ini memanfaatkan angin yang berasal dari sekitar suramadu diantaranya angin lokal yang diakibatkan perbedaan tekanan antara daratan dan lautan dan juga angin yang berasal dari hembusan kendaraan yang melintas di bawah alat ini, dan alat ini bernama windol. Windol ini terdiri dari baling-baling sebagai penangkap angin dan turbin sebagai penghasil energi listrik. Turbin ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk merubah rotasi mekanis menjadi arus listrik searah dengan bantuan commutator. Windol ini nantinya akan diletakkan melintang di atas jalan Suramadu dengan bantuan tiang. Dengan membuat windol ini kita dapat memberikan teknologi yang efektif dan efisien dengan total keseluruhan daya yang dihasilkan adalah sebesar 3,5824,776 kW/hari dengan efisiensi rotor turbin sebesar 0,3-0,4. Dampak yang diberikan gagasan ini adalah sebagai energi untuk penerangan jalan dan keperluan jalan lain yang membutuhkan energi listrik. Sehingga pada jembatan Suramadu tidak lagi bergantung pada pasokan listrik dari PLN dan juga tidak mengalami krisis energi kembali. Untuk itu rekomendasi yang diberikan agar gagasan ini terealisasikan adalah melakukan langkah-langkah strategis dengan Badan Pelaksana Pengembangan Wilayah Suramadu (BPWS). PENDAHULUAN Sumber energi yang paling banyak digunakan saat ini adalah sumber energi yang berasal dari bahan bakar fosil, seperti minyak bumi. Telah diketahui bahwa cadangan minyak bumi yang ada di dalam perut bumi sudah semakin berkurang seiring dengan semakin banyaknya eksploitasi minyak di setiap negara. Selain karena faktor langkanya minyak bumi di masa mendatang, energi yang berasal dari minyak bumi juga menghasilkan gas-gas dan cairan yang dapat mencemari lingkungan dalam proses produksinya. Maka dari itu dibutuhkan sumber energi alternatif baru yang mampu menggantikan sumber energi minyak bumi dan tentunya juga ramah lingkungan. Salah satu energi alternatif yang diusulkan yaitu energi angin. Energi angin ini berpotensi sebagai sumber energi pengganti minyak bumi yang sedang dikembangkan di beberapa negara. Dalam pembangunan fasilitas pembangkit dengan menggunakan energi angin setidaknya dilakukan dengan penelitian dan data yang cukup tentang potensi angin di daerah tersebut. Tidak sembarang daerah dapat ditempatkan sebagai pembangkit listrik dengan sumber energi angin, karena dibutuhkan kecepatan angin yang cukup kencang yang selalu muncul di daerah tersebut. Dengan batas kecepatan angin tertentu maka akan efektif dalam produksi energi angin. Selain itu teknologi yang digunakan juga harus efisien agar sebanding dengan perolehan energi dan teknologi pembangkitnya. Indonesia yang merupakan Negara Maritim dengan luas total perairannya 2/3 dari luas daratan memiliki potensi angin yang cukup besar, terutama pada daerah pesisir pantai,dikarenakan pengaruh dari angin lokal yang begitu besar, angin lokal terjadi akibat perbedaan suhu lokal antara sifat fisis daratan dan lautan, seperti : a. Laut mempunyai kapasitas panas lebih besar daripada darat, sehingga laut mampu menyimpan panas lebih lama daripada darat, b. Laut lebih banyak memantulkan sinar matahari daripada darat, c. Energi matahari dapat memasuki laut sampai dalam dengan bantuan arus laut, sedangkan di darat energi matahari hanya mencapai kedalaman beberapa sentimeter. Jembatan Suramadu yang telah selesai pengerjaannya pada tahun 2008 yang menghubungkan Pulau Jawa dan Pulau Madura dengan panjang total jembatan 5438 m, merupakan jembatan pertama di Indonesia yang melintas selat dan juga jembatan terpanjang di Indonesia. Jembatan Suramadu juga merupakan jembatan yang banyak dilintasi oleh kendaraan roda 2 maupun kendaraan roda 4, baik dari Surabaya menuju Madura ataupun sebaliknya. Artinya potensi angin yang dimiliki di jembatan Suramadu cukup besar, selain angin yang berasal dari lautan yang memberikan kontribusi besar tetapi adapula angin yang dikarenakan mobil yang melintas di jembatan tersebut, yang menghasilkan angin yang cukup besar. Oleh karena itu, tujuan dari penulisan gagasan tertulis ini yaitu mampu memberikan teknologi dan metode pemanfaatan yang efisien untuk memanfaatkan energi angin di Indonesia, khusunya di jembatan Suramadu dalam rangka mencari sumber energi alternative. GAGASAN Kondisi kekinian yang menjadi pencetus gagasan yaitu pernyataan dari Kepala Bidang Ketenagalistrikan Asosiasi Kontraktor Ketenagalistrikan Indonesia atau Aklindo Jatim Nelson Sembiring. Menurut beliau, selama ini penerangan di Suramadu sangat minim akibat tingginya beban biaya yang harus ditanggung ke PLN. Akibatnya, kawasan di sekitarnya hingga Bangkalan cenderung gelap pada malam hari (sumber : Kompas, dipublikasikan Rabu, 12 Januari 2011). Selain itu seperti diberitakan sejumlah media, PT PLN (persero) Distribusi Jatim mengancam akan mematikan aliran listrik ke jembatan karena belum membayar tunggakan.(sumber : Tempo, dipublikasikan Senin, 11 Mei 2010). Untuk itu diperlukan alternatif lain sehingga mengurangi ketergantungan terhadap PLN. Kondisi lainnya yaitu jembatan Suramadu merupakan jembatan yang memiliki potensi yang memungkinkan untuk dibangun pembangkit listrik tenaga angin, dilihat dari potensi kecepatan angin mencapai 50 km/jam atau 13,89 m/s, dan juga data dari BMKG kecepatan rata-rata di Suramadu selama ini 4 m/s. (sumber : Kompas, dipublikasikan Senin, 7 Februari 2011) Dan jika dilihat dari profil kecepatan angin di daerah Suramadu, berdasarkan pengolahan data yang telah kami lakukan, Suramadu termasuk kedalam daerah yang berpotensi untuk menghasilkan energi angin yang cukup sebagai pembangkit di Indonesia. Untuk mendukung pernyataan tersebut kami mengumpulkan data dari berbagai sumber diantaranya : a) Data FNL (final analysis) dari NCEP (National Center for Environmental Prediction). Data ini merupakan data global dengan resolusi spasial 1 x1 dan resolusi waktu setiap interval 6 jam selama 11 tahun mulai tahun 1999-2010. Data FNL ini merupakan data yang akan diolah untuk memperoleh hasil peta potensi angin yang diinginkan, b) Data GTS (Global Telecommunication System) yang ada di server meteorologi yang diperoleh dari BMKG. Data ini merupakan data titiktitik stasiun BMKG di Indonesia yang diambil dengan jangka waktu selama 1 tahun yaitu tahun 2008 dengan interval setiap 3 jam. Data ini akan digunakan sebagai data verifikasi daerah-daerah yang berpotensi. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software GrADs dalam server prodi meteorologi yang menggunakan OS linux. File data yang diperoleh dibuka dalam GrADs juga untuk diolah. Dalam file data terdapat informasi angin zonal (u) dan angin meridional (v) yang digunakan untuk mencari vektor angin rata-ratanya tiap bulan dalam 11 tahun dan rata-rata selama 11 tahun, dan kecepatan angin (ws) digunakan untuk mencari distribusi kecepatan angin di wilayah Indonesia yang berpotensi sebagai sumber energi alternatif. Dari pengolahan data yang dilakukan diperoleh hasil berupa peta-peta potensi, dimana syarat minimum suatu daerah dapat dikatakan berpotensi yaitu memiliki kecepatan angin rata-rata > 3 m/s. Dan Suramadu sendiri merupakan daerah yang memiliki potensi kecepatan angin sebesar 3-5 m/s. Saat ini solusi yang ditawarkan atau diterapkan sebelumnya masih dalam tahap ujicoba pada akhir bulan Februari 2011,sehingga belum ada informasi mengenai hal ini. Sebagaimana yang diberitakan dalam koran-jakarta.com pada Senin, 7 Februari 2011. Gagasan ini diharapkan dapat memperbaiki kondisi jembatan Suramadu dari segi Biaya dan krisis listrik. Krisis listrik ini sering terjadi terutama tahun 2010 dimana Lampu Akses Suramadu Padam (Tempo Sabtu 12 juni 2010). Pemadaman lampu di jembatan Suramadu ini jika sering terjadi dikhawatirkan dapat meningkatkan angka kriminalitas. Jika gagasan ini terlaksana maka pengelola jembatan tidak perlu lagi bergantung pada PLN serta tidak terjadi pemadaman listrik. Pihak-pihak yang dipertimbangkan dapat membantu mengimplementasikan gagasan diantaranya Bidang Ketenagalistrikan Asosiasi Kontraktor ketenagalistrikan Indonesia (Aklindo) Jawa Timur dan Badan Pelaksana Pengembangan Wilayah Suramadu (BPWS) selaku pengelola Jembatan Suramadu untuk mengembangkan wind power. Selain itu BPWS telah mengeluarkan izin pengembangan wind power dan pembangkit surya, yang nantinya untuk investor, akan ditenderkan, sekaligus siap menggantikan PLN.(sumber : Kompas diterbitkan Rabu, 12 Januari 2011). Peran dan kontribusi Aklindo diantaranya membantu dalam pembangkit tenaga listrik semua daya, termasuk perawatannya. Khususnya pembangkit tenaga listrik dengan daya maksimal 10 MW/unit, termasuk perawatannya, dan yang paling penting adalah membantu dalam pembangkit tenaga listrik energi baru dan terbarukan, termasuk perawatannya, serta membantu dalam Instalasi kontrol dan Instrumentasi termasuk perawatannya. Langkah-langkah strategis yang dilakukan guna merealisasikan gagasan ini dengan melakukan koordinasi langsung dengan BPWS selaku pengelola jembatan Suramadu untuk membangun gagasan ini. Lalu melakukan penelitian lebih lanjut mengenai kecepatan angin yang berada di Suramadu dengan menggunakan anemometer yang telah di pasang oleh pihak BPWS, guna menentukan jenis turbin yang akan digunakan dan menentukan tempat yang akan diletakkan alat ini sesuai dengan kecepatan angin yang telah dicatat sebelumnya. Adapula gagasan ini kami berikan kepada pihak BPWS sebagai salah satu masukkan teknologi konversi energi angin, dengan perhitungan dan system yang telah kami pertimbangkan dengan data dan informasi yang kami dapat. Nantinya pihak BPWS berhak melakukan kerjasama dengan Aklindo selaku kontraktor yang ahli dalam ketenagalistrikan atau pihak kontraktor yang lainnya. KESIMPULAN Berdasarkan uraian di atas, kami memberikan suatu gagasan teknologi untuk memanfaatkan energi angin di Indonesia , khususnya di jembatan Suramadu. Gagasan teknologi ini berupa alat yang dapat mengkonversi energi angin menjadi energi listrik, alat ini dinamakan “windol”. Windol ini bekerja dengan memanfaatkan angin yang berasal dari sekitar jembatan Suramadu, baik dari laut maupun dari mobil yang melintas. Windol ini terdiri dari baling-baling sebagai penangkap angin dan turbin sebagai penghasil energi listrik. Pada dasarnya energi angin yang akan dikonversi alat ini adalah energi mekanik pada sumbu putar. Sumbu putar ini dihubungkan dengan sebuah turbin yang akan merubah putaran sumbu menjadi energi listrik. Turbin menggunakan prinsip elektromagnetik untuk merubah rotasi mekanis menjadi arus listrik searah dengan bantuan commutator. Commutator adalah suatu alat yang dapat menyearahkan sumber arus, alat ini merupakan suatu converter mekanik yang membuat arus dari sumber mengalir pada aliran yang tetap walaupun belitan medan berputar berbeda. Dan turbin yang terdiri dari sebuah struktur stasioner yang menyediakan medan magnet konstan dan sebuah kumparan yang bergerak melingkar dalam medan tersebut. Ketika kumparan tersebut bergerak di dalam medan magnet maka akan terjadi perpotongan medan elektromagnetik yang menjadikan pulsa-pulsa listrik. Windol ini nantinya akan diletakkan melintang di atas jalan Suramadu dengan bantuan tiang, setiap tiang terdiri dari 2 windol. Tiang ini memiliki ketinggian 12 meter dan baling-baling windol memiliki diameter 6 meter,dan nantinya tiang tersebut akan ditempatkan di beberapa titik agar sumber listrik yang dihasilkan cukup besar. Prediksi hasil yang diperoleh dari alat ini, antara lain : 1. Dengan memanfaatkan kendaraan yang melaju di bawah alat ini, maka kendaraan tersebut akan menghasilkan hembusan angin di atasnya. Dengan kecepatan kendaraan minimum 40 km/jam, maka kecepatan angin yang dihasilkan setiap kendaraan dapat diasumsikan sebesar 5 knot atau 2,5 m/s, sehingga alat ini akan menghasilkan daya sebesar 2,47 kW/hari, 2. Dengan memanfaatkan angin yang berasal dari laut, maka kecepatan angin minimum yang dihasilkan sebesar 6 knot atau 3 m/s sehingga alat ini akan menghasilkan daya sebesar 3,55 kW/hari. Total keseluruhan daya yang dihasilkan windol dari kecepatan minimum angin 11 knot atau 5.5 m/s dan dengan efisiensi rotor yang disesuaikan dengan jenis baling-baling dan turbin yang diterapkan pada windol sebesar 0.3-0.4 maka daya yang dihasilkan sebesar 3.582 – 4.776 kW/hari. Dampak yang diberikan gagasan ini adalah sebagai energi untuk penerangan jalan, dan juga untuk keperluan jalan lain yang membutuhkan energi listrik di kawasan Suramadu. Sehingga pada jembatan Suramadu tidak lagi bergantung pada pasokan listrik dari PLN dan juga tidak mengalami krisis energi kembali. DAFTAR PUSTAKA Adi K. Bimo. 2011. Teknologi dan Pemanfaatan Potensi Energi Angin di Indonesia. Institut Teknologi Bandung. Artikel Blogargajogja. 2011. Desain Metode kontruksi Jembatan Suramadu. Diakses 16 Februari 2011. http://blogargajogja.com/struktur/desain-metodekonstruksi-jembatan-suramadu.html. Artikel non-personal. 2010. Beaufort Scale. Diakses 10 Februari 2011. http://en.wikipedia.org/wiki /Beaufort_scale. Artikel non-personal. 2010. Highway Wind Turbines Joe Arizona State Electricity Green Power. Diakses 7 Februari 2011. http://inhabitat.com/student-designshighway-power/highway-wind-turbines-joe-arizona-state-electricity-green-power. Artikel non-personal.2011. Energi Terbarukan untuk Penerangan Suramadu. Diakses 17 Februari 2011. http://koran-jakarta.com/berita-detail.php?id=74678. Dupe, Zadrach L. 2010. Slide Kuliah Observasi Meteorologi 2009/2010, (ppt). Institut Teknologi Bandung. Ian. 2010. How to Calculate Power in Watts. Diakses 10 Februari 2011. http://www.ehow.com/how_4868862_ calculate-power-watts.html. Cibek, Nago. 2011. Motor Arus Searah. Diakses 17 Februari 2011. http://blog.unsri.ac.id/nago_cibek/welcome/motor-arus-searah/mrdetail/23961. K. Wadrianto, Glori. 2011. Suramadu Bakal Dipasangi Kincir Angin. Regional. Diakses 10 Februari 2011 http://regional.kompas.com/read/2011/01/12/ 08590440/Suramadu.Bakal.Dipasangi.Kincir.Angin. Mulyati. 2008. Kajian Potensi Energi Angin Indonesia (Studi Kasus di Nusa Tenggara Timur). Institut Teknologi Bandung. Satriyani, Made, dkk., 2010. Peta Potensi Energi Angin di Indonesia. Institut Teknologi Bandung. Susandi, Armi. 2009. Potensi Energi Angin di Indonesia, (ppt). Institut Teknologi Bandung. Tj. H. K, Bayong. 2004. Klimatologi, Bandung : Penerbit ITB. Tj. H. K, Bayong. 2008. Meteorologi Terapan : Penerbit ITB. DAFTAR RIWAYAT HIDUP 1. Ketua Kelompok Nama NIM Tempat / Tanggal Lahir Fakultas / Jurusan Alamat Asal No Telepon / HP Karya Ilmiah yang pernah dibuat Penghargaan yang pernah diraih 2. Anggota Kelompok a. Nama NIM Tempat / Tanggal Lahir Fakultas / Jurusan Alamat Asal No Telepon / HP Karya Ilmiah yang pernah dibuat Penghargaan yang pernah diraih b. Nama NIM Tempat / Tanggal Lahir Fakultas / Jurusan Alamat Asal No Telepon / HP Karya Ilmiah yang pernah dibuat Penhargaan yang pernah diraih c. Nama NIM Tempat / Tanggal Lahir Fakultas / Jurusan Alamat Asal : Gilang Hamzah Fansury : 12808012 : Cianjur / 19 Januari 1990 : Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian / Meteorologi : Bojong Menteng RT/RW : 04/01 No.29, Kecamatan Ciomas, Kabupaten Bogor, Jawa Barat 16610. : 085697296231 : Teknologi Penerapan Energi Matahari :: Vera Arida : 12808036 : Bandung / 19 Maret 1990 : Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian / Meteorologi : Jalan Sambisari I Blok Q-1 No.9, Pharmindho, Kotamadya Cimahi, Jawa Barat 40534. : 081394019772 : Peta Potensi Daerah Sumber Energi Angin di Indonesia :: Muhshonati Syahidah : 12808031 : Bandung / 2 November 1989 : Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian / Meteorologi : Jalan Tamansari No.4 A. : 08157104418 : Peta Potensi Daerah Sumber Energi Matahari di Indonesia :: Nasmi : 12809034 : Jambi / 31 OKtober 1990 : Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian / Meteorologi : Jalan Nusa Indah 1 RT 06 No. 52, Kelurahan Rawa Sari, Kecamatan Kota Baru, Jambi 36125. No Telepon / HP Karya Ilmiah yang pernah dibuat Penhargaan yang pernah diraih : 085366029021 ::- LAMPIRAN Gambar 1. Plot kecepatan angin rata-rata di Indonesia yang dihasilkan dari pengolahan data FNL (Final Analysis) dari NCEP ( National Center for Environmental Prediction). Data ini merupakan data global dengan resolusi spasial 1ox1o dan resolusi waktu setiap interval 6 jam selama 11 tahun mulai tahun 1999-2010. Gambar 2. Penampang Windol Gambar 3. Letak tiang windol pada jembatan Suramadu