Ocean Energy sebagai solusi pemenuhan en
OCEAN ENERGY SEBAGAI SOLUSI PEMENUHAN ENERGI DI
INDONESIA
Muhammad Ihsan Al Hafiz
13/348462/TK/40927
Jurusan Teknik Fisika
Universitas Gadjah Mada Angkatan 2013
Abstrak
Ocean energy merupakan merupakan salah satu sumber energi alternatif yang memiliki
potensi yang sangat tinggi, untuk di Indonesia sekitar 727 ribu MW. Indonesia adalah
negara keempat yang memiliki panjang pantai terbesar keempat setelah Amerika,
Kanada, dan Rusia, yaitu sekitar 95.181 km menurut data PBB tahun 2008. Ocean
energy memiliki keunggulan yaitu potensi energi yang sangat besar, tanpa limbah, dan
dapat diperbaharui. Kebutuhan energi Indonesia yang saat ini mulai memasuki zaman
industri, menjadi sangat besar ditambah dengan gempuran zaman digital yang
memanfaatkan serba barang elektronik menjadikan konsumsi energi bertambah setiap
tahun. Penggunaan energi fosil yang saat ini sangat populer dan utama, ternyata terdapat
banyak kelemahan yaitu sumber daya tidak dapat diperbaharui dan yang paling parah
yaitu mencemari lingkungan dengan hasil limbah dan residu yang dihasilkan. Di dalam
paper ini, akan dijelaskan mekanisme dari pemanfaatan secara maksimal dari ocean
energi. Ocean energi dalam pemanfaatannya dibagi menjadi beberapa bagian yaitu,
Ocean Wave Energy (Energi Gelombang Laut), Ocean Tidal Energy (Energi Pasang
Surut Laut), Ocean Thermal Energy (Energi Panas Laut).
Kata Kunci : Energi Terbarukan, Ocean Energy, Energi Alternatif
A. Pendahuluan
Potensi energi yang terdapat di laut sangatlah besar. 2/3 luas permukaan bumi
adalah lautan, dan dari seluruhnya memiliki potensi yang sangat besar untuk
menghasilkan energi. Banyak negara-negara maju yang telah mulai mengembangkan
dengan serius potensi energi dari laut seperti Jepang, Amerika, Inggris, dll. Energi laut
mulai dilirik ketika dunia disadarkan oleh penggunaan energi fosil yang hanya
sementara dan tidak ramah lingkungan. Energi laut mempunyai beberapa keunggulan
yaitu besarnya energi yang dihasilkan, ramah lingkungan, dan menghasilkan energi
secara terus-menerus. Negara yang sangat berpotensi mengembangkan energi laut
adalah negara kepulauan yang relatif mempunyai perairan yang luas, salah satunya yaitu
Indonesia.
Indonesia sebagai negara maritim, 2/3 wilayahnya terdiri dari laut. Sebagai
akibatnya Indonesia memiliki pantai keempat terpanjang di dunia setelah Kanada,
Amerika, Rusia. Panjang pantai Indonesia sekitar 95.181 km dan luas lautnya adalah
sekitar 52 juta km2. Diantara lautnya ada yang memiliki potensi untuk digali energi
gelombangnya karena memiliki gelombang laut yang cukup potensial dikonversikan
menjadi energi listrik sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil
seperti di daerah pantai barat Pulau Sumatra, pantai selatan Jawa, Kepulauan Nusa
Tenggara Timur, di perairan laut Kepulauan Natuna dan di laut di wilayah Indonesia
Bagian Timur.
Dengan besarnya potensi energi laut yang dimiliki Indonesia dan kurang
maksimalnya dalam pemanfaatan, paper ini dibuat untuk memacu, menggerakkan, dan
memotivasi. Serta memberi gambaran dalam pemanfaatan energi laut untuk solusi
bersama untuk memenuhi kebutuhan energi indonesia yang terus bertambah.
Tabel 1. perkiraan pertumbuhan energi di indonesia (Sumber: Djojonegoro, 1992)
Berdasarkan tabel diatas kebutuhan setiap dekadenya diperkirakan akan terus
bertambah hingga 100% lebih. Sedangkan ketika pertumbuhan energi tidak sebanding
dan hanya fokus pada energi fosil saja, indonesia dikhawatirkan akan mengalami krisis
energi. Untuk itu pemanfaatan sumber energi terbarukan, terutama yang sedang dibahas
disini adalah ocean energy perlu dioptimalkan segera.
B. Sumber-Sumber Energi Laut
Potensi dari laut sebagai sumber energi alternatif sangatlah besar. Dalam
menindak lanjuti potensi energi laut ini, beberapa negara telah memulai langkahnya
untuk memanfaatkannya yaitu diantaranya New Zealand, Australia, Amerika, dll.
Sumber-sumber energi laut diantaranya energi gelombang laut, energi panas laut, dan
energi pasang surut laut. Konsep yang dikembangkan untuk setiap kategori akan singkat
dijelaskan di bagian berikut.
1. Ocean Thermal Energy (Energi Panas Laut)
Energi panas laut didasarkan pada prinsip termodinamika, yaitu teknik
pembangkitan energi yang memanfaatkan cairan yang berada pada dua suhu yang
berbeda. Di kasus ini, perbedaan suhu antara permukaan perairan dan air dingin
ditemukan di kedalaman laut dapat mencapai 20 derajat Celcius, cukup besar untuk
menghasilkan gerak yang melalui turbin dan memutar generator.
Siklus kalor yang sesuai dengan OTEC adalah siklus Rankine, menggunakan
turbin bertekanan rendah. Sistem dapat berupa siklus tertutup ataupun terbuka. Siklus
tertutup menggunakan cairan khusus yang umumnya bekerja sebagai refrigeran,
misalnya amonia. Siklus terbuka menggunakan air yang dipanaskan sebagai cairan yang
bekerja di dalam siklusnya.
Sistem power OTEC dapat dibagi kedalam dua kategori closed cycle dan open
cycle. Pada operasi closed cycle, working fluid di pompa ke dalam evaporator setelah
mengalami kondensasi. Open cycle
merupakan pelopor dari variasi siklus
OTEC. Open cycle berhubungan pada
penggunaan air laut sebagai fluida
kerja (working fluid). Sebuah skema
di bawah merupakan gambaran umum
komponen-komponen yang ada di
Gambar 1. Gambar OTEC siklus terbuka (open cycle)
(Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)
model OTEC siklus terbuka. Siklus tersebut merupakan dasar dari siklus Rankine yang
mengkonversi energy panas (thermal energy) dari air hangat permukaan menjadi energi
listrik. Dalam siklusnya, air laut yang hangat di deaerasi dan dilewatkan kedalam ruang
evaporasi, dimana bagian dari air laut di konversi ke dalam uap bertekanan rendah.
Uapnya kemudian dilewatkan melalui turbin, dimana mengekstraksi energi darinya, lalu
kemudian keluar kedalam kondenser. Sebaliknya, air yang mengalami kondensasi dapat
digunakan sebagai desalinisasi air karena tidak dikembalikan kedalam evaporator.
Closed cycle merupakan proses dimana heat digunakan untuk mengevaporasikan
fluida pada tekanan yang tetap di dalam sebuah tangki pemanas atau evaporator, dari
yang mana uap masuk ke piston mesin atau turbin dan berekspansi melakukan kerja.
Uap keluar kemudian masuk ke
dalam suatu wadah dimana heat
ditransfer dari uap ke cairan
pendingin, menyebabkan uap
terkondensasi menjadi cair lalu
cairan
tersebut
dipompa
kembali ke dalam evaporator
untuk melengkapi siklus.
Gambar 2. Gambar OTEC siklus tertutup (closed cycle)
(Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)
Siklus Rankine menunjukkan perbedaan tekanan dan suhu dari waktu ke waktu pada
saat berlangsungnya sistem OTEC, dimana fluida kerja (working fluid) yang mengalir
ke evaporator akan di evaporasikan terlebih dahulu hingga suhu dan tekanan tertentu
sehingga dapat menggerakkan turbin lalu dialirkan kembali ke kondensator untuk
dijadikan cair kembali dengan suhu dan tekanan yang telah diatur.
2. Ocean Tidal Energy (Energi Pasang Surut Laut)
Energi pasang surut memanfaatkan naik dan turunnya permukaan air laut yang
disebabkan terutama oleh interaksi dari medan gravitasi dari Matahari dan Bulan. Cara
kerjanya adalah sebagai berikut, apabila muka air laut (surut) sama tingginya dengan
muka air dalam waduk maka aluran air ke turbin ditutup. Sementara itu muka air laut
(pasang) naik terus. Ketika tinggi muka air laut mencapai kira-kira setengah tinggi air
pasang maksimum, maka katup saluran air ke turbin dibuka dan air laut masuk ke dalam
waduk melalui saluran air ke turbin, dan menjalankan turbin dan generator dalam hal
tersebut tinggi muka air di dalam waduk akan naik. Apabila muka air laut telah
mencapai ketinggian maksimumnya tetapi masih lebih dari muka air dalam waduk,
turbin generator dan air dalam waduk menjadi sangat kecil. Sehingga turbin generator
tidak
bekerja
pada
keadaan
tersebut
katup
simpang
(bypass
valve)
yang
menghubungkan laut dengan waduk dibuka, sehingga air laut lebih cepat masuk mengisi
waduk,ketika muka air laut dan air di dalam waduk sama tingginya, baik katup simpang
maupun katup saluran turbin ditutup. Pada keadaan tersebut tinggi muka air dalam
waduk tetap konstan sedangkan inggi muk air laut terus surut. Apabila pebedaan tinggi
antara permukaan air laut dan permukaan air dalam waduk sudah cukup besar maka
turbin dijalankan dengan membuka katup air ke turbin pada keadaan tersebut air
mengalir dari waduk ke laut melalui turbin sehingga turbin berputar dan permukaan air
dalam waduk turun. Proses ini terus berlangsung sampai tinggi air dalam waduk tidak
cukup untuk menjalankan turbin, dan katup simpang dibuka supaya air yang masih ada
di dalam waduk cepat keluar mengalir ke laut.
Dalam keadaan tersebut air laut masih surut atau telah naik tetapi masih belum
mencapai tinggi turbin setelah waduk kosong atau ketika permukaan air laut dalam
waduk sama tingginya dengan muka air laut, katup simpang dan katup masuk turbin
ditutup kembali. Demikianlah proses tersebut terjadi berulang-ulang mengisi dan
mengosongkan air dalam waduk untuk menjalankan turbin generator dengan
memanfaatkan proses air pasang dan air surut. Pusat listrik tenaga pasang surut biasanya
dibuat
berukuran
dapat
ekonomis
dengan
besar
dibuat
waduk
supaya
secara
dengan
menghasilkan listrik yang
banyak.
Gambar 3. Pusat tenaga listrik waduk tunggal
Dari gambar di atas turbin yang digunakan adalah turbin air dua arah yang
nantinya untuk membangkitkan daya pada waktu pasang dan pada waktu surut. Hal ini
dapat dilakukan selama 12,5 jam dalam/hari dengan periode 2x sehari. Periode
pengosongan waduk dilakukan pada saat permukaan air laut mulai turun sehingga turbin
dapat berputar 24 jam.
3. Ocean Wave Energy (Energi Gelombang Laut)
Energi gelombang laut/ombak laut adalah energi yang dihasilkan dari
pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Pada dasarnya pergerakan
laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin.
Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons
pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di kedua titik tersebut. Mengingat sifat
tersebut
maka
energi
gelombang
laut
dapat
dikategorikan
sebagai
energi
terbarukan.Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang
memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum.
Alternatif teknologi yang diprediksikan tepat dikembangkan di pesisir pantai
selatan Pulau Jawa adalah Teknologi Tapered Channel (Tapchan). Prinsip teknologi ini
cukup sederhana, gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran
runcing yang berujung pada sebuah bak penampung yang diletakkan pada sebuah
ketinggian tertentu. Air laut yang berada dalam bak penampung dikembalikan ke laut
melalui saluran yang terhubung dengan turbin generator penghasil energi listrik. Adanya
bak penampung memungkinkan aliran air penggerak turbin dapat beroperasi terus
menerus dengan kondisi gelombang laut yang berubah-ubah. Teknologi ini tetap
memerlukan bantuan mekanisme pasang surut dan pilihan topografi garis pantai yang
tepat. Teknologi ini telah dikembangkan sejak tahun 1985.
Alternatif teknologi pembangkit tenaga gelombang laut yang lebih banyak
dikembangkan adalah teknik osilasi kolom air (the oscillating water column). Teknologi
ini telah dikembangkan BPPT dengan didirikannya sebuah Pembangkit Listrik
Bertenaga Ombak (PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column.
Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column). Alat ini membangkitkan listrik
dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang.
Naik turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang
bagian atas pipa dan menggerakkan turbin.
Gambar 4. Prinsip kerja PLTO
Dalam PLTO ini proses masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan
tertentu (khusus) dapat menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui
sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Apabila diletakkan sebuah turbin di ujung
saluran tersebut, maka aliran udara yang keluar masuk akan memutar turbin yang
menggerakkan generator. Kelemahan dari model ini adalah aliran keluar masuk udara
dapat menimbulkan kebisingan, akan tetapi karena aliran ombak sudah cukup bising
umumnya ini tidak menjadi masalah besar.
C. Potensi Pemanfaatan Ocean Energy di Indonesia
Sebagai negara kepulauan yang besar, laut Indonesia menyediakan sumber
energi alternatif yang melimpah. Sumber energi itu meliputi sumber energi yang
terbarukan dan tak terbarukan. Selain minyak bumi di lepas pantai dan laut dalam,
sumber energi yang tak terbarukan yang berasal dari laut dalam di wilayah Indonesia
adalah methane hydrate. Methane hydrate adalah senyawa padat campuran antara gas
metan dan air yang terbentuk di laut dalam akibat adanya tekanan hidrostatik yang besar
dan suhu yang relatif rendah dan konstan di kedalaman lebih dari 1.000 meter.
Sumber energi yang terbarukan dari laut adalah energi gelombang, energi yang
timbul akibat perbedaan suhu antara permukaan air dan dasar laut (Ocean Thermal
Energi Conversion/OTEC), energi yang disebabkan oleh perbedaan tinggi permukaan
air akibat pasang surut dan energi arus laut. Dari keempat energi ini hanya energi
gelombang yang tidak dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat karena keberadaan
energi gelombang sangat bergantung pada cuaca. Sedangkan OTEC, energi perbedaan
tinggi pasang surut serta energi arus laut dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat di
atas kertas. Untuk mendukung kebijaksanaan pemerintah, perlu dilakukan langkahlangkah pencarian sumber-sumber energi alternatif yang ramah lingkungan serta
terbarukan. Berdasarkan tempatnya, ada dua sumber energi alternatif, yakni sumber
energi alternatif yang berasal dari daratan dan sumber energi yang berasal dari laut.
Untuk Jawa yang padat penduduknya, pembangunan fasilitas pembangkit listrik dengan
energi alternatif yang berasal dari daratan kemungkinan Dari penelitian PL Fraenkel
(Power and Energi Vol 216 A, 2002) lokasi yang ideal untuk instalasi pembangkit listrik
tenaga arus mempunyai kecepatan arus dua arah (bidirectional) minimum 2 meter per
detik. Yang ideal adalah 2.5 m/s atau lebih. Kalau satu arah (sungai/arus geostropik)
minimum 1.2-1.5 m/s. Kedalaman tidak kurang dari 15 meter dan tidak lebih dari 40
atau 50 meter. Relatif dekat dengan pantai agar energi dapat disalurkan dengan biaya
rendah. Cukup luas sehingga dapat dipasang lebih dari satu turbin dan bukan daerah
pelayaran atau penangkapan ikan. Gelombang laut sangat potensial dikonversikan
menjadi energi listrik, khususnya karena Indonesia memiliki pantai yang sangat panjang
yang bisa diberdayakan sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil.
Balai Pengkajian Dinamika Pantai BPPT beberapa tahun yang lalu sudah melakukan
kajian Hybrid Power Energy dengan mendisain dan membangun sistem energi
gelombang laut dengan peralatan berbasis Oscilating Water Column (OWC).
OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi
gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. Alat OWC
ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga
terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara ini
akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator listrik
sehingga menghasilkan listrik. Sistem ini diakuinya belum pernah dibangun di
Indonesia sehingga pelaksanaan desain dan pembangunan prototipe sistem OWC ini
adalah yang pertama kali dilaksanakan. Rencananya pada 2007 akan dilaksanakan
pengembangan rancang
bangun pembangkit
listrik
energi gelombang untuk
menghasilkan listrik 2,5 KVA hingga 500 KVA yang disesuaikan dengan pendanaan
yang tersedia, pemerintah ataupun swasta. Prototipe yang telah diujicobakan adalah
dengan struktur baja yang untuk output 1 KVA dicapai efisiensi 30 persen dan dengan
struktur beton yang untuk output 1 KVA dicapai efisiensi 45 persen. Jika didayagunakan
secara optimal maka energi konversi gelombang laut akan menjamin ketersediaan
energi listrik sepanjang tahun sehingga suplai listrik tidak akan tergantung pada
pergantian dan perubahan musim, ujarnya. Fenomena fisik laut seperti pergerakan
pasang surut, gelombang, panas laut, angin laut dan perubahan salinitas seluruhnya bisa
dikonversikan menjadi listrik.
D. Simpulan
Simpulan yang dapat diambil dari penjelasan yang telah diuraikan adalah
1. Laut dengan segala kekuatannya, menyimpan potensi sumber energi yang sangat
besar. Secara umum potensi energi yang dapat diambil dari laut dapat dibagi
menjadi tiga yaitu energi ombak, energi pasang surut dan energi panas laut.
Prinsip sederhana dari pemanfaatan ketiga bentuk energi itu adalah memakai
energi kinetik untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator
untuk menghasilkan listrik.
2. Indonesia sebagai negara maritim dengan daerah laut yang sangat luas, memiliki
potensi yang sangat besar dalam pengembangan dan pemanfaatan potensi energi
dari laut.
3. Potensi energi dari laut memiliki kelebihan sekaligus memiliki kekurangan.
Kelebihannya adalah energi yang dihasilkan sangat besar, polusi serta limbah
yang dihasilkan dapat dikatakan hampir tidak ada, serta dapat diperbaharui dan
tak akan habis dan berhenti.
E. Daftar Pustaka
Setiadi, Ariep Soelaiman dkk, “Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (Tidal) Dan
Ombak Laut (Wave)”. Makalah Teknologi Energi Terbarukan, Universitas
Jenderal Soedirman, Purbalingga 2011.
Hafiz, Muhammad Ihsan Al, “Pemanfaatan Potensi Energi Laut di Indonesia”. Karya
Tulis Islmiah, Madrasah Aliyah Negeri 1 Bandar Lampung, Bandar Lampung
2013.
Yaakob, Omar dkk, “Prospects for Ocean Energy in Malaysia”. Universiti Teknologi
Malaysia, Selangor 2006.
INDONESIA
Muhammad Ihsan Al Hafiz
13/348462/TK/40927
Jurusan Teknik Fisika
Universitas Gadjah Mada Angkatan 2013
Abstrak
Ocean energy merupakan merupakan salah satu sumber energi alternatif yang memiliki
potensi yang sangat tinggi, untuk di Indonesia sekitar 727 ribu MW. Indonesia adalah
negara keempat yang memiliki panjang pantai terbesar keempat setelah Amerika,
Kanada, dan Rusia, yaitu sekitar 95.181 km menurut data PBB tahun 2008. Ocean
energy memiliki keunggulan yaitu potensi energi yang sangat besar, tanpa limbah, dan
dapat diperbaharui. Kebutuhan energi Indonesia yang saat ini mulai memasuki zaman
industri, menjadi sangat besar ditambah dengan gempuran zaman digital yang
memanfaatkan serba barang elektronik menjadikan konsumsi energi bertambah setiap
tahun. Penggunaan energi fosil yang saat ini sangat populer dan utama, ternyata terdapat
banyak kelemahan yaitu sumber daya tidak dapat diperbaharui dan yang paling parah
yaitu mencemari lingkungan dengan hasil limbah dan residu yang dihasilkan. Di dalam
paper ini, akan dijelaskan mekanisme dari pemanfaatan secara maksimal dari ocean
energi. Ocean energi dalam pemanfaatannya dibagi menjadi beberapa bagian yaitu,
Ocean Wave Energy (Energi Gelombang Laut), Ocean Tidal Energy (Energi Pasang
Surut Laut), Ocean Thermal Energy (Energi Panas Laut).
Kata Kunci : Energi Terbarukan, Ocean Energy, Energi Alternatif
A. Pendahuluan
Potensi energi yang terdapat di laut sangatlah besar. 2/3 luas permukaan bumi
adalah lautan, dan dari seluruhnya memiliki potensi yang sangat besar untuk
menghasilkan energi. Banyak negara-negara maju yang telah mulai mengembangkan
dengan serius potensi energi dari laut seperti Jepang, Amerika, Inggris, dll. Energi laut
mulai dilirik ketika dunia disadarkan oleh penggunaan energi fosil yang hanya
sementara dan tidak ramah lingkungan. Energi laut mempunyai beberapa keunggulan
yaitu besarnya energi yang dihasilkan, ramah lingkungan, dan menghasilkan energi
secara terus-menerus. Negara yang sangat berpotensi mengembangkan energi laut
adalah negara kepulauan yang relatif mempunyai perairan yang luas, salah satunya yaitu
Indonesia.
Indonesia sebagai negara maritim, 2/3 wilayahnya terdiri dari laut. Sebagai
akibatnya Indonesia memiliki pantai keempat terpanjang di dunia setelah Kanada,
Amerika, Rusia. Panjang pantai Indonesia sekitar 95.181 km dan luas lautnya adalah
sekitar 52 juta km2. Diantara lautnya ada yang memiliki potensi untuk digali energi
gelombangnya karena memiliki gelombang laut yang cukup potensial dikonversikan
menjadi energi listrik sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil
seperti di daerah pantai barat Pulau Sumatra, pantai selatan Jawa, Kepulauan Nusa
Tenggara Timur, di perairan laut Kepulauan Natuna dan di laut di wilayah Indonesia
Bagian Timur.
Dengan besarnya potensi energi laut yang dimiliki Indonesia dan kurang
maksimalnya dalam pemanfaatan, paper ini dibuat untuk memacu, menggerakkan, dan
memotivasi. Serta memberi gambaran dalam pemanfaatan energi laut untuk solusi
bersama untuk memenuhi kebutuhan energi indonesia yang terus bertambah.
Tabel 1. perkiraan pertumbuhan energi di indonesia (Sumber: Djojonegoro, 1992)
Berdasarkan tabel diatas kebutuhan setiap dekadenya diperkirakan akan terus
bertambah hingga 100% lebih. Sedangkan ketika pertumbuhan energi tidak sebanding
dan hanya fokus pada energi fosil saja, indonesia dikhawatirkan akan mengalami krisis
energi. Untuk itu pemanfaatan sumber energi terbarukan, terutama yang sedang dibahas
disini adalah ocean energy perlu dioptimalkan segera.
B. Sumber-Sumber Energi Laut
Potensi dari laut sebagai sumber energi alternatif sangatlah besar. Dalam
menindak lanjuti potensi energi laut ini, beberapa negara telah memulai langkahnya
untuk memanfaatkannya yaitu diantaranya New Zealand, Australia, Amerika, dll.
Sumber-sumber energi laut diantaranya energi gelombang laut, energi panas laut, dan
energi pasang surut laut. Konsep yang dikembangkan untuk setiap kategori akan singkat
dijelaskan di bagian berikut.
1. Ocean Thermal Energy (Energi Panas Laut)
Energi panas laut didasarkan pada prinsip termodinamika, yaitu teknik
pembangkitan energi yang memanfaatkan cairan yang berada pada dua suhu yang
berbeda. Di kasus ini, perbedaan suhu antara permukaan perairan dan air dingin
ditemukan di kedalaman laut dapat mencapai 20 derajat Celcius, cukup besar untuk
menghasilkan gerak yang melalui turbin dan memutar generator.
Siklus kalor yang sesuai dengan OTEC adalah siklus Rankine, menggunakan
turbin bertekanan rendah. Sistem dapat berupa siklus tertutup ataupun terbuka. Siklus
tertutup menggunakan cairan khusus yang umumnya bekerja sebagai refrigeran,
misalnya amonia. Siklus terbuka menggunakan air yang dipanaskan sebagai cairan yang
bekerja di dalam siklusnya.
Sistem power OTEC dapat dibagi kedalam dua kategori closed cycle dan open
cycle. Pada operasi closed cycle, working fluid di pompa ke dalam evaporator setelah
mengalami kondensasi. Open cycle
merupakan pelopor dari variasi siklus
OTEC. Open cycle berhubungan pada
penggunaan air laut sebagai fluida
kerja (working fluid). Sebuah skema
di bawah merupakan gambaran umum
komponen-komponen yang ada di
Gambar 1. Gambar OTEC siklus terbuka (open cycle)
(Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)
model OTEC siklus terbuka. Siklus tersebut merupakan dasar dari siklus Rankine yang
mengkonversi energy panas (thermal energy) dari air hangat permukaan menjadi energi
listrik. Dalam siklusnya, air laut yang hangat di deaerasi dan dilewatkan kedalam ruang
evaporasi, dimana bagian dari air laut di konversi ke dalam uap bertekanan rendah.
Uapnya kemudian dilewatkan melalui turbin, dimana mengekstraksi energi darinya, lalu
kemudian keluar kedalam kondenser. Sebaliknya, air yang mengalami kondensasi dapat
digunakan sebagai desalinisasi air karena tidak dikembalikan kedalam evaporator.
Closed cycle merupakan proses dimana heat digunakan untuk mengevaporasikan
fluida pada tekanan yang tetap di dalam sebuah tangki pemanas atau evaporator, dari
yang mana uap masuk ke piston mesin atau turbin dan berekspansi melakukan kerja.
Uap keluar kemudian masuk ke
dalam suatu wadah dimana heat
ditransfer dari uap ke cairan
pendingin, menyebabkan uap
terkondensasi menjadi cair lalu
cairan
tersebut
dipompa
kembali ke dalam evaporator
untuk melengkapi siklus.
Gambar 2. Gambar OTEC siklus tertutup (closed cycle)
(Sumber: Renewable Energy from the Ocean, Oxford)
Siklus Rankine menunjukkan perbedaan tekanan dan suhu dari waktu ke waktu pada
saat berlangsungnya sistem OTEC, dimana fluida kerja (working fluid) yang mengalir
ke evaporator akan di evaporasikan terlebih dahulu hingga suhu dan tekanan tertentu
sehingga dapat menggerakkan turbin lalu dialirkan kembali ke kondensator untuk
dijadikan cair kembali dengan suhu dan tekanan yang telah diatur.
2. Ocean Tidal Energy (Energi Pasang Surut Laut)
Energi pasang surut memanfaatkan naik dan turunnya permukaan air laut yang
disebabkan terutama oleh interaksi dari medan gravitasi dari Matahari dan Bulan. Cara
kerjanya adalah sebagai berikut, apabila muka air laut (surut) sama tingginya dengan
muka air dalam waduk maka aluran air ke turbin ditutup. Sementara itu muka air laut
(pasang) naik terus. Ketika tinggi muka air laut mencapai kira-kira setengah tinggi air
pasang maksimum, maka katup saluran air ke turbin dibuka dan air laut masuk ke dalam
waduk melalui saluran air ke turbin, dan menjalankan turbin dan generator dalam hal
tersebut tinggi muka air di dalam waduk akan naik. Apabila muka air laut telah
mencapai ketinggian maksimumnya tetapi masih lebih dari muka air dalam waduk,
turbin generator dan air dalam waduk menjadi sangat kecil. Sehingga turbin generator
tidak
bekerja
pada
keadaan
tersebut
katup
simpang
(bypass
valve)
yang
menghubungkan laut dengan waduk dibuka, sehingga air laut lebih cepat masuk mengisi
waduk,ketika muka air laut dan air di dalam waduk sama tingginya, baik katup simpang
maupun katup saluran turbin ditutup. Pada keadaan tersebut tinggi muka air dalam
waduk tetap konstan sedangkan inggi muk air laut terus surut. Apabila pebedaan tinggi
antara permukaan air laut dan permukaan air dalam waduk sudah cukup besar maka
turbin dijalankan dengan membuka katup air ke turbin pada keadaan tersebut air
mengalir dari waduk ke laut melalui turbin sehingga turbin berputar dan permukaan air
dalam waduk turun. Proses ini terus berlangsung sampai tinggi air dalam waduk tidak
cukup untuk menjalankan turbin, dan katup simpang dibuka supaya air yang masih ada
di dalam waduk cepat keluar mengalir ke laut.
Dalam keadaan tersebut air laut masih surut atau telah naik tetapi masih belum
mencapai tinggi turbin setelah waduk kosong atau ketika permukaan air laut dalam
waduk sama tingginya dengan muka air laut, katup simpang dan katup masuk turbin
ditutup kembali. Demikianlah proses tersebut terjadi berulang-ulang mengisi dan
mengosongkan air dalam waduk untuk menjalankan turbin generator dengan
memanfaatkan proses air pasang dan air surut. Pusat listrik tenaga pasang surut biasanya
dibuat
berukuran
dapat
ekonomis
dengan
besar
dibuat
waduk
supaya
secara
dengan
menghasilkan listrik yang
banyak.
Gambar 3. Pusat tenaga listrik waduk tunggal
Dari gambar di atas turbin yang digunakan adalah turbin air dua arah yang
nantinya untuk membangkitkan daya pada waktu pasang dan pada waktu surut. Hal ini
dapat dilakukan selama 12,5 jam dalam/hari dengan periode 2x sehari. Periode
pengosongan waduk dilakukan pada saat permukaan air laut mulai turun sehingga turbin
dapat berputar 24 jam.
3. Ocean Wave Energy (Energi Gelombang Laut)
Energi gelombang laut/ombak laut adalah energi yang dihasilkan dari
pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Pada dasarnya pergerakan
laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin.
Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons
pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di kedua titik tersebut. Mengingat sifat
tersebut
maka
energi
gelombang
laut
dapat
dikategorikan
sebagai
energi
terbarukan.Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang
memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum.
Alternatif teknologi yang diprediksikan tepat dikembangkan di pesisir pantai
selatan Pulau Jawa adalah Teknologi Tapered Channel (Tapchan). Prinsip teknologi ini
cukup sederhana, gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran
runcing yang berujung pada sebuah bak penampung yang diletakkan pada sebuah
ketinggian tertentu. Air laut yang berada dalam bak penampung dikembalikan ke laut
melalui saluran yang terhubung dengan turbin generator penghasil energi listrik. Adanya
bak penampung memungkinkan aliran air penggerak turbin dapat beroperasi terus
menerus dengan kondisi gelombang laut yang berubah-ubah. Teknologi ini tetap
memerlukan bantuan mekanisme pasang surut dan pilihan topografi garis pantai yang
tepat. Teknologi ini telah dikembangkan sejak tahun 1985.
Alternatif teknologi pembangkit tenaga gelombang laut yang lebih banyak
dikembangkan adalah teknik osilasi kolom air (the oscillating water column). Teknologi
ini telah dikembangkan BPPT dengan didirikannya sebuah Pembangkit Listrik
Bertenaga Ombak (PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column.
Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column). Alat ini membangkitkan listrik
dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang.
Naik turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang
bagian atas pipa dan menggerakkan turbin.
Gambar 4. Prinsip kerja PLTO
Dalam PLTO ini proses masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan
tertentu (khusus) dapat menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui
sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Apabila diletakkan sebuah turbin di ujung
saluran tersebut, maka aliran udara yang keluar masuk akan memutar turbin yang
menggerakkan generator. Kelemahan dari model ini adalah aliran keluar masuk udara
dapat menimbulkan kebisingan, akan tetapi karena aliran ombak sudah cukup bising
umumnya ini tidak menjadi masalah besar.
C. Potensi Pemanfaatan Ocean Energy di Indonesia
Sebagai negara kepulauan yang besar, laut Indonesia menyediakan sumber
energi alternatif yang melimpah. Sumber energi itu meliputi sumber energi yang
terbarukan dan tak terbarukan. Selain minyak bumi di lepas pantai dan laut dalam,
sumber energi yang tak terbarukan yang berasal dari laut dalam di wilayah Indonesia
adalah methane hydrate. Methane hydrate adalah senyawa padat campuran antara gas
metan dan air yang terbentuk di laut dalam akibat adanya tekanan hidrostatik yang besar
dan suhu yang relatif rendah dan konstan di kedalaman lebih dari 1.000 meter.
Sumber energi yang terbarukan dari laut adalah energi gelombang, energi yang
timbul akibat perbedaan suhu antara permukaan air dan dasar laut (Ocean Thermal
Energi Conversion/OTEC), energi yang disebabkan oleh perbedaan tinggi permukaan
air akibat pasang surut dan energi arus laut. Dari keempat energi ini hanya energi
gelombang yang tidak dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat karena keberadaan
energi gelombang sangat bergantung pada cuaca. Sedangkan OTEC, energi perbedaan
tinggi pasang surut serta energi arus laut dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat di
atas kertas. Untuk mendukung kebijaksanaan pemerintah, perlu dilakukan langkahlangkah pencarian sumber-sumber energi alternatif yang ramah lingkungan serta
terbarukan. Berdasarkan tempatnya, ada dua sumber energi alternatif, yakni sumber
energi alternatif yang berasal dari daratan dan sumber energi yang berasal dari laut.
Untuk Jawa yang padat penduduknya, pembangunan fasilitas pembangkit listrik dengan
energi alternatif yang berasal dari daratan kemungkinan Dari penelitian PL Fraenkel
(Power and Energi Vol 216 A, 2002) lokasi yang ideal untuk instalasi pembangkit listrik
tenaga arus mempunyai kecepatan arus dua arah (bidirectional) minimum 2 meter per
detik. Yang ideal adalah 2.5 m/s atau lebih. Kalau satu arah (sungai/arus geostropik)
minimum 1.2-1.5 m/s. Kedalaman tidak kurang dari 15 meter dan tidak lebih dari 40
atau 50 meter. Relatif dekat dengan pantai agar energi dapat disalurkan dengan biaya
rendah. Cukup luas sehingga dapat dipasang lebih dari satu turbin dan bukan daerah
pelayaran atau penangkapan ikan. Gelombang laut sangat potensial dikonversikan
menjadi energi listrik, khususnya karena Indonesia memiliki pantai yang sangat panjang
yang bisa diberdayakan sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil.
Balai Pengkajian Dinamika Pantai BPPT beberapa tahun yang lalu sudah melakukan
kajian Hybrid Power Energy dengan mendisain dan membangun sistem energi
gelombang laut dengan peralatan berbasis Oscilating Water Column (OWC).
OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi
gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. Alat OWC
ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga
terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara ini
akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator listrik
sehingga menghasilkan listrik. Sistem ini diakuinya belum pernah dibangun di
Indonesia sehingga pelaksanaan desain dan pembangunan prototipe sistem OWC ini
adalah yang pertama kali dilaksanakan. Rencananya pada 2007 akan dilaksanakan
pengembangan rancang
bangun pembangkit
listrik
energi gelombang untuk
menghasilkan listrik 2,5 KVA hingga 500 KVA yang disesuaikan dengan pendanaan
yang tersedia, pemerintah ataupun swasta. Prototipe yang telah diujicobakan adalah
dengan struktur baja yang untuk output 1 KVA dicapai efisiensi 30 persen dan dengan
struktur beton yang untuk output 1 KVA dicapai efisiensi 45 persen. Jika didayagunakan
secara optimal maka energi konversi gelombang laut akan menjamin ketersediaan
energi listrik sepanjang tahun sehingga suplai listrik tidak akan tergantung pada
pergantian dan perubahan musim, ujarnya. Fenomena fisik laut seperti pergerakan
pasang surut, gelombang, panas laut, angin laut dan perubahan salinitas seluruhnya bisa
dikonversikan menjadi listrik.
D. Simpulan
Simpulan yang dapat diambil dari penjelasan yang telah diuraikan adalah
1. Laut dengan segala kekuatannya, menyimpan potensi sumber energi yang sangat
besar. Secara umum potensi energi yang dapat diambil dari laut dapat dibagi
menjadi tiga yaitu energi ombak, energi pasang surut dan energi panas laut.
Prinsip sederhana dari pemanfaatan ketiga bentuk energi itu adalah memakai
energi kinetik untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator
untuk menghasilkan listrik.
2. Indonesia sebagai negara maritim dengan daerah laut yang sangat luas, memiliki
potensi yang sangat besar dalam pengembangan dan pemanfaatan potensi energi
dari laut.
3. Potensi energi dari laut memiliki kelebihan sekaligus memiliki kekurangan.
Kelebihannya adalah energi yang dihasilkan sangat besar, polusi serta limbah
yang dihasilkan dapat dikatakan hampir tidak ada, serta dapat diperbaharui dan
tak akan habis dan berhenti.
E. Daftar Pustaka
Setiadi, Ariep Soelaiman dkk, “Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (Tidal) Dan
Ombak Laut (Wave)”. Makalah Teknologi Energi Terbarukan, Universitas
Jenderal Soedirman, Purbalingga 2011.
Hafiz, Muhammad Ihsan Al, “Pemanfaatan Potensi Energi Laut di Indonesia”. Karya
Tulis Islmiah, Madrasah Aliyah Negeri 1 Bandar Lampung, Bandar Lampung
2013.
Yaakob, Omar dkk, “Prospects for Ocean Energy in Malaysia”. Universiti Teknologi
Malaysia, Selangor 2006.