Jumat, 22 November 2013

Kekuatan Pasang Surut sebagai Sumber Energi Listrik


KATA PENGANTAR

   Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat, Inayah, Taufik dan Hinayahnya sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan Makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga Makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam mempelajari mata kuliah Oseanografi Terapan yang berhubungan dengan Kekuatan Pasang Surut sebagai Sumber Energi Listrik.
Harapan saya semoga Makalah ini membantu menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun isi Makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.

            Makalah ini kami akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang saya miliki sangat kurang. Oleh kerena itu saya harapkan kepada para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan
Makalah ini.


                                                                                                Kendari,     April 2013



                                                                                                                                                                           Penyusun



                                                                                                                                                      I.            PENDAHULUAN
A.      Latar Belakang
Pasang surut merupakan suatu fenomena yang terjadi akibat kombinasi antara gravitasi bulan dan matahari sehingga mengakibatkan terjadi peninggian air laut di daerah pesisir yang disebut pasang dan penurunan air laut di daerah pesisir yang disebut surut.
Energi pasang surut di ekstraksi dari gerakan relatif pada badan air, perubahan secara berkala dari level air dan arus pasang surut yang diasosiasikan dari dua gravitasi yaitu gravitasi bulan dan matahari. Besarnya pasang surut di sebuah tempat di hasilkan dari perubahan posisi relatif bulan dan matahari ke bumi, pengaruh rotasi bumi dan geografi dasar laut di suatu tempat serta garis pantainya (Aly and El-Hawary, 2013).
Kekuatan Pasang surut dapat terjadi dari bentuk kekuatan air yang mengubah energi pasang surut kedalam energi listrik ataupun bentuk energi lain yang bermanfaat. Negara pertama yang melakukan percobaan ini ialah dinegara Francis yaitu di kota La Roche pada Tahun 1966 (Tousif and Taslim, 2011).
Meskipun penggunaannya saat ini belum dilakukan secara komersil hanya beberapa Negara yang menggunakannya, namun proyeksi kedepannya merupakan hal tidak mustahil lagi dilakukan untuk seluruh Negara bahkan terpelosok ke perkotaan setiap Negara. Hal ini dapat terjadi apabila semua Negara mampu melihat potensi-pontensi di setiap daerahnya yang mampu dijadikan sebagai energi pembangkit listrik di daerah pesisir karena hal ini dapat diprediksi dibandingkan energi angin dan energi matahari.
Kekuatan pasang surut biasanya melibatkan penegakan bendungan melintang ke sebuah kolam pasang surut yang terbuka. Bendungan tersebut mencakup pintu air yang dibuka untuk aliran pasang ke dalam kolam, pintu air tersebut tertutup dan sebagai indikator penurunan level air laut. Secara umum teknologi tenaga air dapat digunakan untuk membangkitkan energi listrik dari peninggian air kolam tersebut (Zoufan, 2004).

B.       Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari makalah ini ialah sebagai berikut:
v  Bagaimana kinerja energi pasang surut sebagai pembangkit energi listrik?
v  Apa keuntungan dan kerugian dari energi pasang surut sebagai sumber energi listrik?
v  Negara-negara manakah yang menggunakan energi pasang surut?
v  Bagaimanakah potensi energi pasang surut sebagai sumber energi listrik yang ada di Indonesia?

C.      Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini ialah sebagai berikut:
1.        Untuk mengetahui kinerja dari energi pasang surut sebagai pembangkit energi listrik.
2.        Untuk mengetahui keuntungan dan kerugian dari energi pasang surut sebagai sumber energi listrik.
3.        Untuk mengetahui Negara – Negara yang menggunakan energi pasang surut.
4.        Untuk mengetahui potensi energi pasang surut sebagai energi listrik yang ada di Indonesia. 

D.      Manfaat

Manfaat dari makalah ini ialah sebagai berikut :
1.        Mahasiswa dapat mengetahui kinerja dari energi pasang surut sebagai pembangkit energi listrik.
2.        Mahasiswa dapat mengetahui mengetahui keuntungan dan kerugian penggunaan energi pasang surut sebagai sumber energi listrik.

                                                                                                                                                         II.       PEMBAHASAN
A.      Energi Pasang Surut  sebagai Pembangkit Energi Listrik
Kriteria yang paling baik untuk energi pasang surut yaitu dengan perbandingan antara pasang dan surut ialah minimal 5 meter. Potensi secara keseluruhan yang dihasilkan yaitu 3000 GW (Giga watt) dari pergerakan pasang surut. Sehingga teluk dan ceruk yang paling baik berdasarkan kriteria yang telah disebutkan. Berdasarkan survei yang telah dilakukan yaitu hanya ada 40 negara di seluruh dunia yang mempunyai kriteria tersebut. Berdasarkan jenis perubahan energi pasang surut di bagi menjadi dua yaitu model rintangan keseluruhan dan model rintangan terpisah.
a)        Model rintangan keseluruhan (Full Barrage-style)
Model rintangan keseluruhan atau juga biasa disebut sistem pasu tunggal (single basin system). Pada model ini prosesnya dimulai dengan membuat model rintangan keseluruhan atau sejenis bendungan diantara pasang tertinggi dan sebelum surut terendah. Setelah dilakukan pembuatan model rintangan kemudian berisi air dari pasang tertinggi lalu air yang masuk diteruskan ke sebuah turbin lalu kembali pada saat pasang terendah.
 
 air yang masuk diteruskan ke sebuah turbin lalu kembali pada saat pasang terendah.
 


           
 








Gambar 1. Stasiun energi pasang surut di daerah teluk kota La Roche Negara Francis

 








Gambar 2. Stasiun Energi Pasang Surut model rintangan keseluruhan di daerah ceruk di kota Kislaya Guba, Rusia.
a)             Model rintangan terpisah (Separated Barrage-style)
Pada model rintangan ini memiliki betuk yang terpisah-pisah sehingga jumlah biaya yang dikeluarkan lebih murah dibandingkan dengan model rintangan keseluruhan. Pada model ini terdapat dua tipe yaitu tipe sumbu vertikal dan tipe sumbu horizontal. Namun kebanyakan dinegara maju menggunakan tipe sumbu vertikal.  Berikut perbedaan dari kedua tipe model rintangan terpisah dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan antara sumbu vertikal dan horizontal











Model rintangan ini terlihat lebih efisien dibandingkan dengan model rintangan keseluruhan karena dapat memenuhi dalam produksi energi listrik dari kedua-duanya baik energi pada saat pasang maupun energi pada saat surut serta dapat menyamai 3 pembangkit listrik tenaga nuklir.
 







Gambar 3. Bentuk model rintangan terpisah didaerah pesisir Negara Canada
            Adapun turbin yang dipergunakan sangat bervariasi mulai dari model rintangan keseluruhan sampai model rintangan terpisah. Pada model rintang penuh ini turbine yang dipergunakan memiliki ukuran sangat besar mulai dari baling-baling sampai pada tempat baling tersebut sehingga perlu alat bantu angkut untuk memasukkannya ke dalam air (lihat gambar 4).  










Gambar 4. Turbin yang biasa di pergunakan pada model rintangan keseluruhan
Sedangkan model rintangan terpisah memiliki turbin yang ciri khasnya baling-baling berada di luar tanpa penutup baling namun turbin pada jenis ini lebih bervariasi dibandingkan dengan model rintangan penuh atau keseluruhan (lihat gambar 5) namun variasi turbin dari kedua model tersebut tidak terlepas dari efisiensi tubin tersebut apakah dapat berjalan dengan baik atau tidak serta jumlah watt yang dihasilkan dari turbin kedua model tersebut memiliki perbedaan yang signifikan.






Gambar 5. Jenis turbin yang dipergunakan dalam model rintangan terpisah.
Oleh karena itu, kriteria model untuk turbin yang baik berdasarkan El-Hawary and Aly (2013) ialah:
1.        Model yang memiliki signal yang cepat (sumberdaya).
Kecepatan pasang surut dijadikan sebagai fungsi kecepatan musim semi pasang surut, kecepatan surut terendah dan koefisien pasang surut (C). sehingga rumus yang digunakan ialah:
2.        Model baling-baling
Kekuatan arus pasang surut (Pts) yang dapat dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
Pts     = kekuatan arus pasang surut        Cp  = Desain konstan pisau turbin (0,35 -0,5)
ρ      = massa jenis air (1044 kg/m3)
A     = luas penampang area (m2)
Vtide = kecepatan aliran pasang surut (m/s)
3.        Model dinamis generator
Model yang digunakan sama dengan model dinamis generator untuk energi angin yaitu DFIG (Doubly Fed Induction Generator).
4.        Model kontrol
Karakteristik sumberdaya pasang surut adalah non linear seperti gelombang besar dan turbulensi serta tidak dapat dipungkiri ketidaktentuan DFIG pada turbin arus dasar laut sehingga dibutuhkan nonlinear dan control yang kuat sebagai syarat untuk turbin yang berada di laut.

A.      Keuntungan dan Kerugian Energi Pasang Surut sebagai Energi Pembangkit Listrik

a)        Keuntungan
Keuntungan dari penggunaan energi pasang surut sebagai energi pembangkit listrik ialah:
Ø  Tidak ada polusi
Ø  Sumberdayanya dapat diperbaharui (renewable reseource)
Ø  Lebih efisien dibandingkan energi angin karena adanya massa jenis air
Ø  Sumberdaya energi pasang surut dapat diramalkan dibandingkan energi angin dan matahari
Ø  Intensitas enerinya sangat tinggi, karena  sebuah baling-baling kecil dari energi sumberdaya pasang surut sebanding dengan turbin udara dengan tingkat kekuatan yang tinggi.
Ø  Sangat rendah dampak lingkungannya dibandingakn sumber energi yang lain.
Ø  Mempunyai turbin yang baling-balingnya lebih lambat dan akan menyebabkan lebih sedikit gangguan dari kehidupan dibawah air.
Ø  Lebih sedikit menyebabka gangguan karena perbedaan ujung baling-balingnya dengan dasar perairan minimal 10 m. 
Ø  Energi pasang surut bergantung pada hasil data selama satu bulan dengan akurasi yang baik.
Ø  Energi pasang surut memiliki faktor kapasitas terbesar.
b)        Kerugian
Ø  Sangat mahal baik dari segi pembangunan dan pemeliharaan misalnya 1085 MW yang dihasilkan dapat menghasilkan lebih dari 1,2 milyar dollar untuk konstruksi dan pengoperasian.
Ø  Terkoneksi dengan jaringan
Ø  Teknologi yang digunakan masih sangat terbatas saat ini
Ø  Pada model rintangan penuh hanya diproduksi energi listrik selama 10 jam per hari.
Ø  Pada model rintagan penuh juga dapat menyebabkan kerusakan lingkungan seperti migrasi ikan, menghasilkan endapan lumpur, perubahan pasang surut yang terjadi di daerah tersebut dan penyebabnya belum diketahui.

B.       Negara-negara yang menggunakan Energi Pasang Surut
Sampai saat ini negara yang telah menggunakan energi pasang surut sebagai pembangkit energi listrik telah kurang lebih 15 negara dan berikut deskripsi beberapa negara yang telah menggunakan energi pasang surut.
1.        La Ranche (Francis)
Negara ini pertama kali menggunakan energi pasang surut sebagai energi pembangkit listrik di kota La Ranche dan juga dapat dikatakan pembangkit listrik kedua terbesar di dunia dan dibuka pada tanggal 26 November 1966.  240 MW yang telah dikerjakan dengan baik selama ini dan memenuhi kebutuhan untuk lebih dari 300.000 populasi kota sampai saat ini. Hal ini menjadi pertama kalinya pembangunan energi pasang surut di Francis, tetapi selama 1960 tahun pembangkit energi Francis ini telah di geserkan oleh energi nucler dan energi pasang surut sudah tidak lagi dibangun sehingga pada tahun 2011 secara resmi berhenti. Model rintangan yang digunakan ialah model rintangan keseluruhan dan menggunakan turbin bohlam yang dimana pengembangannya untuk energi listrik Francis. Dampak yang diakibatkan oleh pembangunan energi ini ialah terjadinya pendangkalan ekosistem Muara Sungai Rance secara progresif belut pasir ikan plaice yang menjadi endemik di tempat tersebut telah menghilang meskipun cumi-cumi. Sehingga EDF berusaha menyesuaikan ekosistem tersebut untuk menimalkan dampak tersebut.
2.        Annapolis Royal, Nova Scotia (Canada)
Stasiun pembangkit listrik Annapolis royal yang dihasilkan ialah 20 MW yang teletak di hulu sungai Annapolis dari kota Annapolis Royal, Nova Scotia dan selesai pada 1984. Proyek ini ditangani oleh pemerintah provinsi saat itu.  Pada pembangkit pasang surut ini memanfaatkan pasang surut yang diciptakan oleh gelombang besar yang berada di cekungan Annapolis sub dari teluk Fundy. Dampak yang diakibatkan ialah peningkatan perosi bantaran sungai pada kedua ujung yaitu hulu dan hilir serta dikenal sebagai peragkap bagi kehidupan di laut seperti kasus paus bungkuk pada tahun 2004 dan 2007.
3.         Wuyantou, Kota Wenling, Provinsi Zhejiang (China)
Stasiun Jiangxia merupakan energi pasang surut terbesar ketiga untuk pembangkit listrik pasang surut di dunia yang dibangun telah hampir 20 tahun dengan investasi pembangunan berkisar 1.130 milyar yuan. Pembangunan energi pasang surut untuk energi listrik ini pertama kali dibangun pada tahun 1974. Pada generator pertamanya ditetapkan untuk ukuran pembangkit yaitu 5000kW pada tahun 1980 dan proyek tersebut selesai pada tahun 1985. Pada instalasi dengan 3.200 KW yang dihasilkan dari satu unit 500 KW, satu dari 600 KW dan tiga unit dari 700 KW dengan total keseluruhan 3.200 KW. Pemberian pembangkit energi pada permintaan desa-desa kecil pada jarak 20 km (12 mil) melalui saluran transmisi 35 kV- dengan rentang pasang surut maksimum di muara yaitu 8.39 m (27,5 ft).
4.        Kislaya Guba (Rusia)
Stasiun Kislaya Guba merupakan stasiun proyek percobaan pasang surut yag berada di daerah Kislaya Guba, Rusia. Stasiun ini adalah stasiun ke empat terbesar energi pasang surut di seluruh dunia. Kapasitas energi yang dihasilkan dari stasiun pasamg surut ini ialah 1,7 MW. Stasiun ini mulai beroperasi 1968, namun 10 tahun kemudian stasiun ini ditutup pada tahun 2004. Stasiun ini dipilih karena memiliki fjord yang panjang dan dalam serta memiliki outlet yang sempit sehingga lebih mudah untuk bendung.
 
D. Potensi Energi Pasang Surut sebagai Sumber Energi Listrik yang ada di     Indonesia
Khususnya mengenai tenaga air, Indonesia termasuk urutan kedelapan diantara bangsa-bangsa di dunia dalam hal potensi teoritis mengenai listrik tenaga air. Pada laporan ECAPE tahun 1970, dicantumkan bahwa kapasitas listrik dari tenaga air di Indonesia sebesar 311,9 MW dan diperkirakan peningkatan kapasitas instansi listrik dari tenaga air antara tahun 1970 - 1980 sekitar 200 MW sedangkan potensi teoritis tenaga air di seluruh Indonesia diperkirakan berjumlah 31.000 MW. (Notohardjo et al., 1974 dalam Mahlan, 1984).
Mengenai data di atas jelas bahwa peningkatan kapasitas tenaga listrik sangat diperlukan dan potensi sumberdaya air memungkinkan adanya peningkatan tersebut. Membandingkan data di luar negeri dengan keadaan esturia di Indonesia terutama di Kalimantan dan Sumatera, dimana air pasang dapat mencapai atau menjangkau daerah pedalaman kurang lebih 100 km ke hulu, maka besar sekali kemungkinannya tenaga pasangsurut di esturia Indonesia dapat dimanfaatkan sebagai tenaga pembangkit listrik.
Oleh karena itu disarankan pemanfaatan tenaga pasangsurut guna pembangkit tenaga listrik dengan dasar pertimbangan :
1.        Sebagai sumber tenaga alam, tenaga pasangsurut selalu tersedia dan tidak akan pernah habis, yang berarti memungkinkan penyediaan enerji secara mantap.
2.        Keadaan alam Indonesia yang terdiri dari banyak pulau dengan esturia-esturia yang potensial untuk didaya gunakan sebagai pembangkit tenaga listrik.
3.        Memungkinkan adanya peningkatan kesejahteraan masyarakat pedesaan khususnya masyarakat pesisir dan masyarakat pemukiman-pemukiman baru di daerah- daerah persawahan pasangsurut.
4.        Di dalam penggunaannya, tenaga pasang surut tidak akan menimbulkan pencemaran.
Namun demikian sebagai konsekuensinya perlu diadakan penelitian yang mendalam mengenai esturia-esturia yang ada dan memungkinkan serta menunjang bagi pembangunan dewasa ini. Hal ini harus pula dilengkapi dengan dengan adanya atau tersedianya tenaga pelaksana yang terampil. Sebagai intinya apabila hal ini dapat diwujudkan, maka tenaga pasang surut akan mempunyai peranan sebagai penambah potensi pembangkitan listrik air yang telah ada. Hal tersebut berarti dapat mengurangi ketergantungan kita pada minyak bumi sebagai sumber energi. Dengan demikian memperbesar faktor pendorong bagi kemungkinan pengembangan sektor-sektor lain dalam pembangunan.


                                                                                                                                  III.   KESIMPULAN DAN SARAN
A.      Kesimpulan
Berdasarkan uraian pada pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1.        Kinerja pasang surut dirubah ialah pada model rintangan keseluruhan prosesnya dimulai dengan membuat model rintangan keseluruhan atau sejenis bendungan diantara pasang tertinggi dan sebelum surut terendah. Setelah dilakukan pembuatan model rintangan kemudian berisi air dari pasang tertinggi lalu air yang masuk diteruskan ke sebuah turbin lalu kembali pada saat pasang terendah. Sedangkan model rintangan terpisah kinerjanya sama namun pada model ini dapat memenuhi dalam produksi energi listrik dari kedua-duanya baik energi pada saat pasang maupun energi pada saat surut serta dapat menyamai 3 pembangkit listrik tenaga nuklir.
2.        Keuntungan dari energi pasang surut sebagai pembangkit listrik diantaranya ialah tidak ada polusi, sumberdayanya dapat diperbaharui (renewable reseource), lebih efisien dibandingkan energi angin karena adanya massa jenis air, dst. Sedangkan kerugiannya diantaranya ialah Sangat mahal baik dari segi pembangunan dan pemeliharaan, harus terkoneksi dengan jaringan, teknologi yang digunakan masih sangat terbatas saat ini.
3.        Sampai saat ini negara yang telah menggunakan energi pasang surut sebagai pembangkit energi listrik telah kurang lebih 15 negara seperti Rusia, Francis, Canada, Cina, dsb.
4.        potensi teoritis tenaga air di seluruh Indonesia diperkirakan berjumlah 31.000 MW dimana pada laporan ECAPE tahun 1970, dicantumkan bahwa kapasitas listrik dari tenaga air di Indonesia sebesar 311,9 MW dan diperkirakan pada kapasitas instansi listrik dari tenaga air antara tahun 1970 - 1980 sekitar 200 MW.

B.       Saran
Dalam pembahasan di makalah ini, masih banyak kekurangan sehingga diharapkan pembaca mampu mencari refrensi yang lebih lengkap lagi. Mengingat perkembangan teknologi yang kian pesat tiap tahunnya, bukan tidak mungkin kemudian makalah ini menjadi tidak relevan lagi karena perubahan teknologi yang semakin maju.

  DAFTAR PUSTAKA
Aly, H. H. H. 2013. The Current Status of Wind and Tidal in-stream Electric Energy Resource. Department of Electrical and Computer Engineering, Dalhouse University. Canada. Americal Journal of Electrical Power and Energy System, 2(2):23-40.
Anonim. 2013. Tidal Power. http://www.wikipedia.org. Diakases pada tanggal 14 April 2013.
Mahlan, M. 1984. Sumberdaya Pasang Surut sebagai Energi Pembangkit Listrik. Oseana, Volume IX, Nomor 2: 49-55. ISSN 0216 – 1877.
Tousif, Md. R. S and Taslim, Md. B. S. 2011. Tidal Power: An Effective Method of Generating Power. International Journal of Scientific and Engineering Research, Volume 2, Issues 5. ISSN 2229 – 5518.
Zoufan. 2004. Tidal Power Energy: Renewable Energy in Future. University of Gavle. Department of Technology and Built Environment. Ireland.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar