Kajian Komprehensif: Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Air Laut (PLTPS)

TUGAS AKHIR

KAJIAN KOMPREHENSIF:
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PASANG SURUT AIR
LAUT (PLTPS)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
Pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Sub Konsentrasi Energi Listrik

OLEH :

WILLY ARMI
NIM : 130422006

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016


Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Kebutuhan energi listrik di banyak negara saat ini meningkat sejalan
dengan perkembangan ekonomi dan teknologi negara tersebut. IEA (2015)
menyebutkan bahwa bahan bakar fosil mendominasi seumber energi saat ini.
Salah satu sumber energi pembangkit listrik tenaga air adalah pembangkit listrik
tenaga pasang surut (tidal energy). Prinsip kerjanya hampir sama dengan
pembangkit listrik tenaga air, dimana air digunakan untuk memutar turbin untuk
mengahasilkan energi listrik.Energi yang dihasilkan dari fenomena pasang surut
dapat diperoleh dengan dua cara, pertama energi potensial yaitu gerakan air secara
vertikal yang berhubungan dengan naik turunnya pasang surut, kedua energi
kinetik yaitu hasil dari gerakan air secara horizontal disebut juga sebagai arus
pasang surut.
Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang hal-hal yang berkaitan dengan
pembangkit listrik tenaga pasang surut air laut, yaitu tipe pembangkitannya,
kelebihan dan kekurangannya melalui studi literatur.

Kata Kunci : PLTPs, Pasang surut, Tidal energy

i
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan
karunia-Nya, akhirnya penyusunan Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan
dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang
harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan
Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada keluarga terkasih, yaitu
Ayahanda (Arisman) Ibunda (Emi Farida), Kakak (Wenny arminda) dan Adik –
adik

(Wendy Armi dan Wilda Arminda) yang senantiasa mendukung dan

mendoakan penulis selama perkuliahan maupun dalam menyelesikan Tugas Akhir
ini.

Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini,
penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk
itu, dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1.

Bapak Ir. Eddy Warman, MT. selaku dosen Pembimbing Tugas
Akhir, yang telah meluangkan waktu, tenaga dan fikiran untuk
memberikan bimbingan, arahan dan motivasi dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.

2.

Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Ketua Depatemen
Teknik Elektro FT-USU sekaligus Ketua Penguji Sidang yang telah
memberikan masukan-masukan kepada saya sehingga Tugas Akhir
ini dapat diselesaikan.

2.

Bapak Ir. Syamsul Amien, MS. selaku dosen Penguji Sidang yang

telah banyak memberikan masukan untuk perbaikan Tugas Akhir
ini.

3.

Bapak Suherman, ST, M.Com, P.hd. selaku dosen wali penulis
yang banyak memberikan masukan dan pengarahan dalam
menyelesaikan perkuliahan.

ii
Universitas Sumatera Utara

4.

Bapak Ir. Rahmad Fauzi, MT, selaku Sekretaris Departemen
Teknik Elektro FT-USU.

5.

Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara .

6.

Rekan-rekan seangkatan Jurusan Teknik Elektro Ekstensi 2013

7.

Teman



teman

Jurusan

Teknik

Konversi


Energi

dan

Telekomunikasi Ekstensi dan reguler atas semua dukungannya.
9.

Semua pihak yang memberi dukungan yang tidak dapat penulis
sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki kekurangan, baik
dari segi isi maupun penulisannya. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan
kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan dan juga kesempurnaan
tugas akhir ini, agar nantinya dapat bermanfaat bagi penulis dan juga pembaca.
Akhir kata hanya kepada Tuhan penulis memohon ampun dan kepada pembaca
penulis meminta maaf, Seperti ada kata bijak mengatakan “Kekurangan datangnya
dari manusia dan kesempurnaan datangnya dari Tuhan”.

Medan,


Juli 2016

Hormat Saya,

Penulis

iii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................................x
BAB I .......................................................................................................................1
PENDAHULUAN ...................................................................................................1
1.1


Latar Belakang ..........................................................................................1

1.2

Perumusan Masalah ...................................................................................5

1.3

Tujuan Penelitian .......................................................................................5

1.4

Batasan Masalah ........................................................................................6

1.5

Diagram Alir Penelitian.............................................................................6

BAB 2 ......................................................................................................................7
TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................................7

2.1

Pasang Surut Air Laut (Tidal) ...................................................................7

2.1.1

Definisi Pasang Surut ........................................................................ 7

2.2

Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (PLTPs) ...................................9

2.3

Sistem Konversi Energi Pasang Surut .....................................................10

iv
Universitas Sumatera Utara

2.3.1


Tidal Barage .................................................................................... 10

2.3.2

Arus Pasang Surut ........................................................................... 17

2.4

Jenis Turbin .............................................................................................19

2.4.1 Turbin Tidal Barrage ............................................................................ 19
2.4.2 Turbin Tidal Stream ............................................................................. 24
2.5

Daya Pada Turbin ....................................................................................28

2.5.1

PLTPs Sistem Bendungan (Barrage) .............................................. 28


2.5.2

PLTPs Sistem Arus Pasut (Stream) ................................................ 30

2.6

Komponen ...............................................................................................37

2.6.1

Komponen PLTPs Sistem Barrage.................................................. 37

2.6.2

Komponen PLTPs Sistem stream.................................................... 38

2.7

Keunggulan .............................................................................................39

2.8

Perkembangan di Indonesia.....................................................................40

2.8.1 Potensi Energi Arus Laut di Perairan Indonesia .................................. 41
2.8.2 Road Map Penelitian Energi Arus Laut di Indonesia........................... 42
BAB III ..................................................................................................................44
METODOLOGI PENELITIAN .............................................................................44
3.1

Pendahuluan ............................................................................................44

3.2

Penentuan Maksud dan Tujuan ...............................................................44

3.3

Tinjauan Pustaka .....................................................................................45

3.4

Metode Penelitian dan Pengumpulan Data..............................................45

v
Universitas Sumatera Utara

3.4.1
3.4.1.1

Metode Penelitian............................................................................ 45
Pengumpulan Data ...................................................................... 46

3.5

Analisa Data ............................................................................................46

3.6

Kesimpulan Dan Saran ............................................................................47

3.7

Penyusunan Laporan ...............................................................................47

BAB IV ..................................................................................................................48
STUDI KASUS DAN ANALISIA ........................................................................48
4.1

Studi Kasus ..............................................................................................48

4.2

Analisa .....................................................................................................49

4.2.1

La Rance Tidal Power Plant, France ............................................... 49

4.2.1.1

Profil ............................................................................................ 49

4.2.1.2

Struktur dan komponen ............................................................... 51

4.2.1.3

Siklus kerja .................................................................................. 53

4.2.1.4

Data rata-rata operasi kerja.......................................................... 55

4.2.1.5

Turbin .......................................................................................... 55

4.2.1.6

Dampak lingkungan .................................................................... 57

4.2.2

Sihwa Lake Tidal Power Station, South Korea............................... 58

4.2.2.1

Profil ............................................................................................ 58

4.2.2.2

Struktur dan komponen ............................................................... 59

4.2.2.3

Sistem operasi.............................................................................. 61

4.2.2.4

Turbin .......................................................................................... 61

vi
Universitas Sumatera Utara

4.2.3

Strangford Narrows MCT, Northen Ireland .................................... 63

4.2.3.1

Profil ............................................................................................ 63

4.2.3.2

Sistem Kerja ................................................................................ 64

4.2.3.3

Operation & Maintenence ........................................................... 66

4.2.3.4

Dampak Lingkungan ................................................................... 66

4.2.3.5

Pengembangan ............................................................................. 67

4.3

Pembahasan .............................................................................................68

4.3.1 Pembahasan studi kasus ....................................................................... 68
4.3.2

Potensi Indonesia ............................................................................ 69

4.3.3

Keuntungan dan kerugian ................................................................. 70

4.4

Prospek Implementasi Di Indonesia ........................................................71

4.4.1 Potensi Perairan Indonesia ................................................................... 71
4.4.2 Road Map Penelitian dan Pengembangan Energi Arus Laut di
Indonesia ....................................................................................................... 72
BAB V....................................................................................................................75
KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................................75
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................75
5.2 Saran.............................................................................................................76
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................77
LAMPIRAN ........................................................... Error! Bookmark not defined.

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Pasokan Energi Utama Dunia [1] ........................................................ 1
Gambar 1. 2 Trend Emisi CO2 dari Bahan Bakar Fosil[1] ....................................... 2
Gambar 1. 3 Emisi CO2 dari berbagai sektor di tahun 2013[1] ................................ 3
Gambar 1.4 Pasokan Energi Dunia dari tahun 1971 sampai 2013[2]....................... 4
Gambar 1.5 Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 6
Gambar 2.6 Model pembangkitan pasang............................................................ 15
Gambar 2.7 Siklus pembangkitan 2 arah ............................................................. 16
Gambar 2.8 sistem 2 basin ................................................................................... 17
Gambar 2.9 tipe-tipe fondasi ................................................................................ 18
Gambar 2.10 turbin bulb [21][10] ............................................................................ 20
Gambar 2.11 turbin rim [21][10] .............................................................................. 22
Gambar 2.12 turbin tubular [21][10] ........................................................................ 23
Gambar 2.13 (a),(b) 2 bilah; (b) 3 bilah horizontal axis turbine ......................... 24
Gambar 2.14 project seaflow ............................................................................... 25
Gambar 2.15 Proyek E-Tide ................................................................................ 25
Gambar 2.16 (a) jenis-jenis vertical axis turbine; (b) contoh gorlov turbine ...... 26
Gambar 2.17 vertical axis turbine ........................................................................ 26
Gambar 2.18 turbin kobold .................................................................................. 27
Gambar 2.19 proyek blue energy ......................................................................... 28
Gambar 2.20 Bilah turbin..................................................................................... 35
Gambar 2.21 (a),(b) tata letak komponen PLTPs tipe barrage ............................ 37
Gambar 2.22 Konstruksi PLTPs menggunakan bulb turbine............................... 38
Gambar 2.23 Komponen PLTPs tipe stream ....................................................... 39
Gambar 2.24 Prototipe turbin pertama oleh kelompok Teknik T-Files ITB ....... 42
Gambar 2.25 Road map penelitian tentang energi arus laut di Indonesia ............ 43
Gambar 4.1 Lokasi La Rance tidal power plant [27] ........................................ .....49
Gambar 4.2 Komponen La Rance tidal power plant ....................................... .....51
Gambar 4.3 Konstruksi dyke pada La Rance tidal power plant ...................... .....51
Gambar 4.4 Konstruksi Barrage pada La Rance tidal power plant ................. .....52
Gambar 4.5 jenis turbin pada La Rance tidal power plant .............................. .....52
viii
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.6 Single line diagram pada La Rance tidal power plant.......................53
Gambar 4.7 (a),(b) Siklus kerja 1 arah pada La Rance tidal power plant ............ 54
Gambar 4.8 Siklus kerja 2 arah pada La rance Tidal Power Plant ....................... 54
Gambar 4.9 turbin bulb pada La rance Tidal Power Plant ............................... .....55
Gambar 4.10 Lokasi Sihwa tidal power plant [27] ............................................ ....58
Gambar 4.11 (a);(b) konstruksi power house Sihwa tidal power plant................60
Gambar 4.12 konstruksi dyke Sihwa tidal power plant........................................60
Gambar 4.13 Siklus kerja Sihwa tidal power plant...............................................61
Gambar 4.14 Lokasi Seagen S tidal Stream Turbine............................................63
Gambar 4.15 (a) komponen Seagen S tidal Stream Turbine;
(b) visualisasi daerah sapuan turbin.......................................................................65
Gambar 4.16 maintenance Seagen S tidal Stream Turbine...................................66
Gambar 4.17 Proyek pengembangan Seagen S 2 MW.........................................67
Gambar 4.18 Potensi arus laut di perairan indonesia............................................71
Gambar 4.19 Instalasi pengukur arus laut ACDP yang ditempatkan
Di dasar laut ...................................................................................................... ...72
Gambar 4.20 Ujicoba lapangan pembangkit listrik tenaga arus laut
Prototype Tfile ITB di Selat Nusa Penida, Bali ................................................ ...73

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Rentang Nilai F Terhadap Jenis Pasut .................................................... 9
Tabel 4.1 Studi kasus PLTPs ................................................................................ 48
Tabel 4.2 data hasil rangkuman PLTPs yang menjadi studi kasus ....................... 68
Tabel 4.3 Road map penelitian karakteristik arus laut dan estimasi daya listrik...74

x
Universitas Sumatera Utara