Pembangnkit Listrik Tenaga Pasang Surut ( PLTPs ) - Tidal Energy

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat sekarang penggunaan pembangkit energi listrik tenaga minyak bumi, gas alam, batu bara sangatlah tidak efisien karena energi tersebut tidak dapat diperbaharui sehingga akan mengalami kehabisan akibat persediaan yang semakin berkurang. Hal ini tentu saja membuat kita semakin genjar mencari alternatif yang dapat memecahkan masalah ini. Salah satu alternatifnya adalah pembangkit listrik energi pasang surut atau sering disebut Tidal Energy. Selain teknologi ini ramah lingkungan bahkan juga persediaannya yang tiada habisnya dan dapat diperoleh secara cuma – cuma.

Dengan melihat Indonesia adalah Negara kepulauan dengan luas perairan memiliki luas lebih kurang 5,6 juta  dengan garis pantai sepanjang 81.000 km, laut Indonesia adalah tempat melintasnya dua arus dari samudra pasifik dan samudra Indonesia, sehingga potensi energi arus laut sangat besar dan belum tersentuh dengan baik sampai saat ini, potensi lainnya adalah Indonesia berada di garis katulistiwa, seperti kita ketahui pasang surut dipengaruhi oleh gaya grafitasi bulan dan matahari. Pada musim hujan, angin umumnya bergerak dari Utara Barat Laut dengan kandungan uap air dari Laut Cina Selatan dan Teluk Bengala. Di musim Barat,gelombang air laut naik dari biasanya di sekitar Pulau jawa.Fenomena alamiah ini Mempermudah pembuatan Pembangkit Listrik Energi Pasang Surut tersebut.

Penerapan pembangkit listrik energy pasang surut ini di Indonesia bukan hal yang mustahil. Namun diperlukan perencanaan yang sangat matang untuk mewujudkannya. Karena ini dapat menjadi sumber energy alternatif potensial. Apalagi proses pembuatannya tidak merusak lingkungan atau alam, melainkan ramah lingkungan.  Tetapi sebelumnya, harus dilakukan sebuah riset yang berguna untuk mengukur kedalaman sepanjang garis pantai di Indonesia. Sehingga dapat ditentukan di daerah mana saja yang layak. Bangsa Indonesia seharusnya menyadari bahwa alam menyediakan semua yang dibutuhkan. Hanya perlu kerja keras dan kebijakan yang memperhatikan sumber daya alam yang tak terbatas. Sehingga Indonesia tidak perlu risau akan cadangan energi.

1.      Bagaimana prinsip dasar pembangkit listrik tenaga Pasang surut?

2.  Apa Kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik tenaga pasang surut dengan pembangkit energy lainnya?

1.3 Tujuan

1.      Menjelaskan prinsip dasar dari proses pembangkit listrik tenaga pasang surut.

2.      Mendeskripsikan  kelebihan  dan  kekurangan  pembangkit  listrik tenaga pasang surut dengan pembangkit energy lainnya.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Pasang surut

Pasang surut dikatakan sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik benda – benda angkasa terutama matahari dan bulan Terhadap massa air di bumi. Pasang surut air laut juga merupakan suatu fenomena pergerakan naik turunnya permukaan air laut secara berkala yang diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dna gaya tarik menarik dari benda – benda astronomi terutama oleh matahari, bumi dan bulan. Pasang surut air laut adalah hasil dari gaya gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surutlaut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik airlaut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional dilaut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari.   Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa energi pasang surut air laut adalah energi yang dihasilkan akibat terjadinya fenomena pasang surut air laut.

2.2 Pengertian Tidal Energy

Gambar 1. Proses Pasang

Ketika surut, air mengalir keluar dari dam menuju laut sambil memutar turbin seperti yang terlihat pada gambar 2 berikut ini.

Gambar 2 Proses surut

Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya, dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali   siklus pasang surut. Oleh karena waktu siklus bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.

Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi   pasang surut, yaitu :

a. Dam Pasang Surut ( Tidal Barrages )

Teknologi pasang surut dengan membangun dam merupakan teknologi yang paling lama digunakan,extrasi energi didapat dari perbedaan ketinggian antara air di dalam dam dan diluar dam (laut), saat pasang air mengalir memasuki dam, sampai kondisi tertentu lalu air tersebut ditahan, bila laut sudah surut air dialirkan kembali ke laut melewati turbine air, sehingga energi listrik diperoleh.

Gambar 3 Prinsip kerja Tidal Barrage saat air laut pasang

            Pada saat proses pasang, gerbang penahan air dibuka, sehingga air dilaut mengalir ke muara sungai melewati dam dan memutarkan turbin.

Gambar 4 Prinsip kerja tidal barrage saat air laut surut

            Saat proses surut, air di muara sungai di tampung dengan menutup gerbang pintu air, pada saat air di laut turun selanjutnya gerbang pintu air di buka sehingga mengalirkan air dari muara sungai ke laut sambil melewati dam dan memutarkan turbin.

hh(

Gambar 5 contoh penerapan  Barrage tidal system 

Gambar 6. Bulb Turbin  Gambar

7. Kontruksi bulb turbine

Turbin yang digunakan pada dam pasang surut umumnya menggunakan Bulb Turbine. Turbine ini memiliki ukuran berdiameter 5,35m, sehingga didalam bulb turbine bisa dibuat sebuah ruangan untuk mengawasi kinerja turbin tersebut.   Bulb turbine ini bekerja akibat adanya putaran pada pisau pemutar, dimana pisau pemutar ini langsung terhubung dengan generator. Pisau pemutar inilah yang digerakkan oleh pasang surutnya air laut.

Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar Turbin. Pembangkit  Listrik  Tenaga  Pasang  surut  (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik ini dibangun pada tahun 1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoperasian pada akhir pekan dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas hanya 16 MW.

Kekurangan terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah mereka  hanya  dapat  menghasilkan  listrik  selama  ombak mengalir masuk (pasang) ataupun mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per harinya. Namun, karena waktu operasinya dapat diperkirakan, maka ketika PLTPs tidak aktif, dapat digunakan pembangkit listrik lainnya untuk sementara waktu hingga terjadi pasang surut lagi. Dalam perkembangannya sistem DAM ini berdampak pada lingkungan, walau berrhasil menghasilkan energy listrik yang lumayan besar, namun ecology air, dan berbagai jenis satwa yang  berhubugan antara muara dan laut tidak dapat berkembang biak dengan baik, di Inggris (UK) memutuskan untuk menghentikan pemakaian barrage tidal system mulai tahun 1980 an.

b. Free Flow Tidal Turbine  ( Turbin Lepas Pantai )

FFTT saat ini sedang marak dikembangkan, prinsip kerjanya sama persis dengan wind turbine, bahkan bentuk dari tidal turbine sangat mirip dengan wind turbine, sistem tidak memerlukan bendungan, namun langsung terpasang di lautan lepas, gaya dorong dihasilkan dari pegerakan energy kinetic arus laut, dikarenakan densitas air lebih tinggi dari pada angin, FFTT dapat menghasilkan energy yang lebih besar dengan ukuran yang sama untuk wind turbine.

Gambar 8 Beberapa contoh  tidal Turbin lepas pantai bawah laut

Macam-macam jenis turbin lepas pantai yang digerakkan oleh arus pasang surut. Gambar (1) : Seagen Tidal Turbines buatan MCT. Gambar (2): Tidal Stream Turbines buatan Swan Turbines. Gambar (3): Davis Hydro Turbines dari Blue Energy dan skema komponen Davis Hydro Turbines milik Blue Energy.

Gambar 9 Komponen Tidal turbine di dalam laut.

Beberapa perusahaan yang  mengembangkan  teknologi  turbin  lepas  pantai  adalah:  Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris. Teknologi  MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut.

Turbin tersebut akan mampu menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi  menjaga  agar  ikan  dan  makhluk lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga sepuluh kalinya). Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut. Adapun satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines  milik  Blue  Energy  adalah  poros  baling-balingnya  yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut  (tidal   fence) untuk mencukupi kebutuhan listrik dalam skala besar.

Bentuk dari tidal turbine sangat beragam seperti halnya wind turbine, tidal turbine terbesar dipasang scotlandia berbobot 1300 ton dengan tinggi sekitar 22m, dengan kecepatan aliran laut 2.65m/s mampu menghasilkan daya sampai dengan 4000 Twh setiap tahun, diharapkan turbine ini mampu digunakan lebih dari 1000 rumah tangga.

Gambar 10. Tidal turbine terbesar di dunia AK1000

2.4. Kelebihan dan Kekurangan

a.      Kelebihan

·         Setelah dibangun, energi pasang surut dapat diperoleh secara gratis.

·         Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya

·         Tidak membutuhkan bahan bakar.

·         Biaya operasi rendah.

·         Produksi listrik stabil.

·         Pasang surut air laut dapat diprediksi.

·         Turbin  lepas  pantai  memiliki  biaya  instalasi  rendah  dan  tidak menimbulkan dampak lingkungan yang besar.

b.      Kekurangan

·         Sebuah   dam   yang   menutupi   muara      sungai   memiliki   biaya pembangunan yang sangat mahal, dan meliputi area yang sangat luas sehingga merubah ekosistem lingkungan baik ke arah hulu maupun hilir hingga berkilo-kilometer.

·         Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya, ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar.

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

Pembangkit Listrik Tenaga Pasang surut tidak menghasilkan dampak dan limbah berbahaya terhadap lingkungan. Waduk atau bendungan yang dibangun untuk pembangkit pasang surut juga dapat berperan ganda selain untuk menampung air yang digunakan memutar turbin juga dapat berfungsi melindungi pulau dari gelombang laut yang besar.

Tidal energy lepas pantai sangat menguntungkan untuk dibangun, karena selain ramah lingkungan, turbin ini juga murah pada proses pemeliharaannya. Turbin ini dapat dibangun dilepas pantai dimana sering terjadi pasang surut. Turbin lepas pantai juga tidak berdampak buruk terhadap ekosistem lingkungan sekitar.

Efisiensi dari pembangkit listrik pasang surut sangat besar dengan efisiensi 80% yang tentunya sangat besar bahkan hampir tiga kali lebih besar dibandingkan dengan efisiensi dari pembangkit batu bara dan minyak bumi yang  memiliki  efisiensi  hanya 30% saja. Pembangkit  pasang  surut  juga mampu menghasilkan listrik sebesar 500 sampai 1000 MW.

3.2 Saran

Potensi untuk membagun Pembangkit Listrik tenaga Pasang surut di Indonesia sangatlah besar, karena Negara Indonesia adalah Negara kepulauan yang sebagian besar adalah daerah laut dengan tinggi gelombang yang konstan. Jika Negara ini mampu memanfaatkan dan menguasai teknologi Tidal energy ini, Negara kita dapat menjawab krisi energy yang sedang terjadi dan tidak hanya tergantung terhadap pembangkit listrik tenaga Air, Uap, atau Diesel. Jika dibangun Tidal Energy di Indonesia kita juga dapat memberikan konstribusi terhadap devisa Negara. Sekarang inilah saatnya bagi Indonesia untuk mulai menggunakan Tidal energy.

DAFTAR PUSTAKA

Edhi  Budiharso.   2012.   Energi   Listrik   dari   Pasang   Surut   Air   Laut  . http://teknotrek.blogspot.com/2012/12/energi-listrik-dari-pasang-surut-air.html (diunduh tanggal 29 Maret 2014)

Shlyakhin.1999. Steam Turbin, Cet.4, terjemahan Zulkifli, Jakarta : Erlangga

Meiki, 2012. Tidal Energy ( Energy Pasang Surut ).

http://meikieruputra.blogdetik.com/2012/11/03/tidal-energi pasang-surut/. (diunduh tanggal 1 april 2014)