83 Keputusan untuk membangun fasilitas ini antara lain didorong oleh janji
dari dana federal untuk program energi alternatif serta kebutuhan Departemen Perhubungan untuk mengganti rangka jembatan di antara sungai Annapolis Royal
dan Granville Ferry yang sudah lama. Proyek ini telah memiliki dampak positif dan negatif terhadap lingkungan. Di samping fungsi efektifnya menghasilkan
listrik, penghalang aliran air menggunakan bendungan untuk meninggikan air telah menyebabkan tingginya erosi di tepi sungai pada ke-2 ujung yaitu hulu dan
hilir. Bendungan ini juga dikenal sebagai perangkap bagi kehidupan laut.
2.8 Sistem Daur Ganda dengan Kolam Tunggal
Pada dasarnya pembangkit listrik tenaga pasang surut melibatkan kolam penampung air, baik itu kolam buatan maupun kolam yang memanfaatkan kondisi
alam. Pada prinsipnya pemanfaatan tenaga pasang surut air laut untuk pembangkit listrik dibedakan menjadi tiga, yaitu susunan kolam tunggal Gambar 2.22,
susunan kolam ganda Gambar 2.23 dan susunan kolam bersama. Dari prinsip- prinsip dasar ini kemudian dikembangkan beberapa cara untuk mendapatkan
energi yang boleh dikatakan terus menerus Dandekar dan Sherma, 1991 dalam Tantrawati dan Ruzardi, 2007. Dalam susunan kolam tunggal, hanya terdapat
sebuah kolam penampung air yang langsung berhadapan dengan laut. Keuntungan dari sistem daur ganda berkaitan dengan kesamaan pola
fenomena alami pasang pasang surut yang memiliki pengaruh pada lingkungan dan di beberapa kasus diperoleh daya yang lebih efisien. Namun, metode ini lebih
rumit dan mahalnya biaya turbin 2 arah serta peralatan listrik. Sistem daur tunggal lebih sederhana dan pembiayaan turbinnya lebih murah. Aspek negatif dari sistem
daur tunggal yaitu adanya potensi besar yang dapat membahayakan lingkungan dengan muka air yang lebih tinggi dan menyebabkan akumulasi sedimen di dalam
kolam. Kedua metode ini telah digunakan dalam prakteknya. Sebagai contoh, pembangkit listrik tenaga pasang surut La Rance dan Kislaya menggunakan
sistem daur ganda sedangkan Annapolis Royal menggunakan daur tunggal.
Universitas Sumatera Utara
Kolam dan laut dipisahkan oleh tanggul, sedangkan aliran antara keduanya disalurkan melalui pintu air yang terletak disepanjang tanggul, pada tanggul ini
juga terdapat bangunan pembangkit listrik. Arus yang masuk dari laut menuju kolam penampung atau dari kolam penampung menuju laut dapat digunakan
untuk memutar turbin. Dalam susunan kolam tunggal energi listrik dapat dibangkitkan dengan menggunakan tiga macam sistem daur air. Tiga sistem daur
air itu adalah sistem daur air pasang tunggal, sistem daur air surut tunggal dan sistem daur air ganda. Gambar berikut ini merupakan skema dari pembangkit
listrik pasang surut dengan menggunakan masing-masing sistem daur air.
Gambar 2.22. Susunan kolam tunggal Dandekar dan Sherma, 1991 dalam Tantrawati dan Ruzardi, 2007
Universitas Sumatera Utara
85 Gambar 2.23. Susunan kolam ganda Chang, 2008
Sistem daur ganda merupakan gabungan dari sistem daur tunggal pasang dan daur surut Gambar 2.24. Sistem ini sangat menguntungkan karena mampu
membangkitkan tenaga listrik pada waktu pasang dan pada waktu surut. Pada saat laut sedang mengalami surut, pintu-pintu air dibuka agar air yang berada
dalam kolam dapat keluar bersamaan dengan surutnya air laut, sehingga mencapai titik terendah. Pada saat permukaan air laut dan kolam penampung sama yaitu
pada saat pintu air ditutup agar kolam tetap dalam keadaan kosong. merupakan selang waktu tunggu agar air mempunyai perbedaan tinggi minimal
yang dianggap mampu untuk memutar turbin, setelah beda tinggi minimal tercapai maka pada
air mulai dimasukan kedalam kolam melalui turbin, sehingga listrik akan dibangkitkan selama
. Pada saat pintu air ditutup
karena ketinggian air sudah tidak mampu memutar. merupakan selang
waktu tunggu agar permukaan air dalam kolam menjadi sama dengan laut yang sedang mengalami surut, pada saat
pintu air dibuka untuk membuang air dari dalam kolam menuju laut yang sedang surut. Untuk selanjutnya, pembangkitan
listrik pada sikus berikutnya akan sama seperti siklus sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.24. Sistem daur ganda Dandekar dan Sherma, 1991 dalam Tantrawati dan Ruzardi, 2007
Energi listrik dapat dibangkitkan pada saat pengisian kolam saat air laut pasang maupun pengosongan kolam saat air laut surut. Pada metode ini energi
listrik yang dibangkitkan tergantung pada lamanya pemanfaatan waktu produksi. Perkiraan energi listrik dapat dihitung dari besarnya fungsi luas kolam dan beda
tinggi pasang serta debit yang dihasilkan, yaitu volume aliran masuk kolam m³:
...............................................2.3
dengan: A = Luas kolam m² h = Beda tinggi pasang surut m
Universitas Sumatera Utara
87 Debit air rata-rata dapat dicari dengan Persamaan 2.4:
.....................................................2.4
dengan: T = Periode pasang surut detik V = Volume aliran masuk kolam m³
Q = Debit aliran m³detik
Apabila diasumsikan bahwa kolam rencana berbentuk persegi Gambar 2.25 di belakang bendungan yang memiliki luas permukaan
A
dan beda tinggi pasang surut
h
. Ketika air laut pasang, aliran air masuk menuju kolam. Namun ketika air laut surut, air di dalam kolam ditahan pada ketinggian yang sama
dengan air laut pada saat terjadi pasang. Permukaan air yang tertahan di belakang bendungan menghasilkan
h range
yang diukur dari permukaan air laut normal dan pusat massa air adalah di bawah muka air pasang.
Volume total air di dalam basin adalah . Jika massa jenis air laut
adalah , persamaan ini akan menjadi . Air di dalam kolam mengalir
keluar menuju laut melalui turbin dan membuatnya berputar hingga elevasi yang paling rendah. Energi potensial maksimum didapatkan apabila keseluruhan air
turun setinggi . Apabila periode pasang surut adalah
T
, maka Persamaan 2.5 berikut ini digunakan untuk menghitung daya yang dihasilkan per siklus:
.....................................2.5
dengan: P = Daya yang dihasilkan W A = Luas kolam m²
h = Beda tinggi pasang surut m η = Efisiensi daya
ρ = Massa jenis air laut kgm³ T = Waktu produksi detik
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.25.
Power generation from tides
MacKay, 2009
Dalam 1 tahun terdapat 365 hari. Persamaan 2.6 di bawah ini digunakan untuk menghitung energi dalam 1 tahun untuk tipe pasang surut harian ganda:
..........................2.6
dengan: = Energi yang dihasilkan selama 1 tahun Wh
P = Daya rata-rata yang dihasilkan selama 1 hari W
= Waktu produksi rata-rata selama 1 hari jam η
= Efisiensi energi
Universitas Sumatera Utara
89
2.9 Kabel dan Koneksi Jaringan
