4.1.1.1. Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Untuk Skala Rumah Tangga

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA OMBAK

UNTUK SKALA RUMAH TANGGA

Jenis Kegiatan:PKM Penelitian

TIM :SUPARNO L2E 006 083FAJAR ARIANTO J2D 005 167TAUFAN AJI L2E 003 460ERI WINARDI L2E 003 408IMAM YUGO SANTOSO L2E 004 405

UNIVERSITAS DIPONEGORO2008

HALAMAN PENGESAHANPROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

1. Judul Kegiatan : Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Untuk Skala Rumah Tangga

2. Bidang Kegiatan : PKM Penelitian

3. Ketua Pelaksana Kegiatana. Nama Lengkap : Suparnob. NRP/NIM : L2E 006 083c. Jurusan/Fakultas : Teknik/Mesind. Universitas/Institut/Politeknik : Universitas Diponegoro

4. Anggota Pelaksana : 5 orang

5. Dosen Pembimbing

a. Nama Lengkap dan Gelar : M. Tauviqirrahman,S.T,M.T

b. NIP : 132 303 958

Semarang, 31 Agustus 2008

6. Biaya Kegiatan TotalDIKTI : Rp 6.000.000,00Sumber lain : Rp 730.000,00

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : Bulan April s/d September 2009

Menyetujui:Semarang, 24 September 2008

Ketua Jurusan Teknik Mesin Ketua Pelaksana Kegiatan

(Dr.Ir. Dipl. Ing Berkah Fadjar T.K.) (Suparno)

NIP. 131 668 482 NIM. L2E 006 083

Mengetahui PR III Dosen PembimbingUniversitas Diponegoro

(Sukinta, SH, MHum) (M. Tauviqirrahman,S.T,M.T) NIP.131 763 894 NIP. 132 303 958

I. Judul Proposal Penelitian

Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Untuk Skala Rumah Tangga

II. Latar Belakang Masalah

Ketersediaan energi listrik di Indonesia semakin berkurang,

bertolak belakang dengan kebutuhan masyarakat yang justru semakin bertambah..

Menurut Badan Pusat Statistik PLN tahun 2006, kebutuhan energi listrik di

Indonesia untuk beberapa sektor dapat dilihat seperti pada gambar 1 di bawah ini:

Gambar 1. Grafik kebutuhan listrik untuk beberapa sektor

(Sumber : BPS PLN, 2006, PT PLN (Persero))

Berdasar grafik di atas, diramalkan kebutuhan energi listrik di

Indonesia akan semakin meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik

yang selalu meningkat dibutuhkan beberapa sumber energi listrik sesuai tabel di

bawah ini.

3

Cadangan minyak bumi yang semakin berkurang disebabkan

penggunaan yang semakin meningkat dan berkurangnya cadangan dalam

perut bumi. Oleh

Tabel 1. Sumber energi listrik di Indonesia


Menurut data di atas sebagian besar pembangkit listrik di Indonesia masih

menggunakan minyak bumi sebagai bahan bakar. Padahal cadangan minyak bumi

di dunia khususnya di Indonesia semakin berkurang sesuai data Badan Pusat

Statistik tahun 2006. (Lihat Tabel 2)

Tabel 2. Cadangan minyak bumi beberapa negara di dunia

(Sumber : Badan Pusat Statistik, 2006)

4

karena itu, diperlukan energi alternatif sebagai pengganti minyak bumi.

Keberadaan energi alternatif di Indonesia masih pada tahap pengembangan,

sehingga masih kurang berperan dalam suplai energi khusunya energi listrik.

Adanya kebutuhan energi listrik masyarakat yang semakin meningkat,

memunculkan gagasan untuk menggunakan ombak laut sebagai sumber

energi alternatif pembangkit listrik. Dengan adanya pemanfaatan ombak laut

sebagai energi alternatif pembangkit listrik, diharapkan dapat membantu

pemerintah dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Dengan

pembangkit listrik tenaga ombak, masyarakat dapat memproduksi energi listrik

secara mandiri dalam skala terbatas untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga.

III. Perumusan Masalah

Ketersediaan energi menyokong pertumbuhan ekonomi bangsa.

Kebijakan energi yang tidak tepat memunculkan ancaman krisis energi.

Diversifikasi energi dianggap perlu untuk mengamankan pasokan energi

nasional. Misalnya energi alternatif dikembangkan agar mampu menggeser

energi konvensional/minyak bumi. Kondisi geografis

Indonesia yang merupakan negara kepulauan

(archipelagic state) terbesar di dunia. Jumlah pulau mencapai 17.508 buah, serta

garis pantai sepanjang 81.000 km merupakan garis pantai terpanjang kedua

di dunia setelah Kanada (Dahuri, et all. 1996). Dengan kondisi laut Indonesia

yang luas memunculkan gagasan pemanfaatan ombak sebagai sumber energi

alternatif pembangkit listrik. Pemanfaatan ombak sebagai sumber energi

pembangkit listrik dapat dikerucutkan menjadi dua permasalahan, yaitu :

1. Pemanfaatan energi ombak yang dipakai sebagai sumber energi alternatif

pembangkit listrik harus didesain sederhana baik bahan baku dan perangkat

pembangkitnya agar mudah diaplikasikan di masyarakat.

2. Perangkat pembangkit listrik tenaga ombak harus mengadaptasi

kondisi geografis wilayah Indonesia agar masyarakat dapat

menggunakannya sepanjang waktu.

5

IV. Tujuan Penelitian

Kegiatan penelitian ini bertujuan merancang peralatan pembangkit

listrik tenaga ombak dengan bahan sederhana, dan relatif mudah dibuat oleh

masyarakat sehingga dapat memenuhi kebutuhan listrik untuk skala rumah

tangga.

V. Kegunaan Penelitian

Kegunaan dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi

perkembangan masyarakat Indonesia, sebagai berikut :

1. Memenuhi kebutuhan listrik untuk skala rumah tangga.

2. Memberikan inspirasi penelitian pengembangan energi alternatif untuk

pemenuhan kebutuhan energi nasional

3. Meningkatkan kesadaran masyarakat Indonesia untuk menggunakan energi

listrik secara hemat dan mandiri

VI. Tinjauan Pustaka

6.1. Wilayah Pesisir Indonesia

Indonesia merupakan negara kepulauan (archipelagic state) terbesar di

dunia. Jumlah pulau mencapai 17.508 buah, serta garis pantai sepanjang 81.000

km, merupakan garis pantai terpanjang kedua di dunia setelah Kanada (Dahuri, et

al. 1996). Secara geografis negara Kepulauan Nusantara ini terletak di sekitar

khatulistiwa antara 94°45' BT-141° 01' BT dan dari 06° 08' LU-11° 05' LS. Secara

spasial, wilayah teritorial Indonesia membentang dari barat ke timur sepanjang

5.110 km dan dari utara ke selatan 1.888 km.

Wilayah Indonesia terdiri atas lima pulau besar yaitu Sumatera,

Kalimantan, Jawa, Sulawesi dan Irian Jaya. Enam puluh lima persen dari

seluruh wilayah Indonesia ditutupi oleh laut. Luas total perairan laut Indonesia

mencapai 5,8 juta km2, terdiri dari 0,3 juta km2 perairan teritorial, dan 2,8

juta km2 perairan nusantara, ditambah dengan luas ZEEI (Zona Ekonomi

Eksklusif Indonesia) sebesar 2,7 juta km2 (UNCLOS, 1982).

6

6.2. Pemanfaatan Ombak Sebagai Pembangkit Listrik Terdahulu

Sumber daya hayati yang ada di planet bumi ini salah satunya adalah

lautan. Selain mendominasi wilayah di bumi ini, laut juga mempunyai

banyak potensi pangan (beranekaragam spesies ikan dan tanaman laut) dan

potensi sebagai sumber energi. Energi yang ada di laut ada 3 macam, yaitu:

energi ombak, energi pasang surut dan energi panas laut.

Salah satu energi di laut tersebut adalah energi ombak. Sebenarnya

ombak merupakan sumber energi yang cukup besar. Ombak merupakan gerakan

air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Energi ombak adalah energi

alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi

pergerakan gelombang. Energi ombak dapat digunakan sebagai pembangkit

tenaga listrik, seperti saat ini telah didirikan sebuah Pembangkit Listrik

Bertenaga Ombak

(PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Tujuan

didirikannya PLTO ini adalah untuk memberikan model sumber energi

alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah

perairan pantai Indonesia. Model ini menunjukan tingkat efisiensi energi

yang dihasilkan dan parameter-parameter minimal hiroosenografi yang layak,

baik itu secara teknis maupun ekonomis untuk melakukan konversi energi.

Gambar 2. Pembangkit listrik tenaga ombak terdahulu

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

7

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. Selain model Oscillating Water Column, ada beberapa

perusahaan & lembaga lainnya yang mengembangkan model yang berbeda untuk

memanfaatkan ombak sebagai penghasil energi listrik, antara lain:

1. Ocean Power Delivery; perusahaan ini mendesain tabung-tabung yang

sekilas terlihat seperti ular mengambang di permukaan laut (dengan sebutan

Pelamis) sebagai penghasil listrik. Setiap tabung memiliki panjang sekitar

122 meter dan terbagi menjadi empat segmen. Setiap ombak yang melalui alat ini

akan menyebabkan tabung silinder tersebut bergerak secara vertikal maupun

lateral. Gerakan yang ditimbulkan akan mendorong piston di antara tiap

sambungan segmen yang selanjutnya memompa cairan hidrolik bertekanan

melalui sebuah motor untuk menggerakkan generator listrik. Supaya tidak

ikut terbawa arus, setiap tabung ditahan di dasar laut menggunakan jangkar

khusus.

2. Renewable Energy Holdings; ide mereka untuk menghasilkan listrik dari

tenaga ombak menggunakan peralatan yang dipasang di dasar laut dekat

tepi pantai sedikit mirip dengan Pelamis. Prinsipnya menggunakan gerakan naik

turun dari ombak untuk menggerakkan piston yang bergerak naik turun pula di

dalam sebuah silinder. Gerakan dari piston tersebut selanjutnya

digunakan untuk mendorong air laut guna memutar turbin.

3. SRI International; konsepnya menggunakan sejenis plastik

khusus bernama elastomer dielektrik yang bereaksi terhadap listrik.

Ketika listrik dialirkan melalui elastomer tersebut, elastomer akan meregang

dan terkompresi bergantian. Sebaliknya jika elastomer tersebut dikompresi atau

diregangkan, maka energi listrik pun timbul. Berdasarkan

konsep tersebut idenya ialah menghubungkan sebuah

pelampung dengan elastomer yang terikat di dasar laut. Ketika pelampung

diombang-ambingkan oleh ombak, maka regangan maupun tahanan yang

dialami elastomer akan menghasilkan listrik.

8

4. BioPower Systems; perusahaan inovatif ini mengembangkan sirip-ekor-

ikan-hiu buatan dan rumput laut mekanik untuk menangkap energi dari

ombak. Idenya bermula dari pemikiran sederhana bahwa sistem yang

berfungsi paling baik di laut tentunya adalah sistem yang telah ada disana selama

beribu-ribu tahun lamanya. Ketika arus ombak menggoyang sirip ekor

mekanik dari samping ke samping sebuah kotak gir akan mengubah

gerakan osilasi tersebut menjadi gerakan searah yang menggerakkan sebuah

generator magnetik. Rumput laut mekaniknya pun bekerja dengan cara yang

sama, yaitu dengan menangkap arus ombak di permukaan laut dan

menggunakan generator yang serupa untuk merubah pergerakan laut menjadi

listrik.

(3.1) (3.2) (3.3)

Gambar kiri (3.1): Pelamis Wave Energy Converters dari Ocean Power Delivery.

Gambar tengah (3.2): Rumput laut mekanik yang disebut juga Biowave.

Gambar kanan (3.3): Sirip ekor ikan hiu buatan yang disebut Biostream.

Namun dalam pemanfaatan energi ombak sebagai pembangkit listrik ini

ternyata masih terdapat kekurangannya. Kekurangan tersebut yaitu:

1. Bergantung pada ombak; kadang dapat energi, kadang pula tidak,

2. Perlu menemukan lokasi yang ombaknya kuat dan kemunculannya secara

konsisten.

Akan tetapi jika kita memanfaatkan energi ini maka kelebihan yang kita

dapatkan adalah energi bisa diperoleh secara gratis, tidak butuh bahan bakar,

tidak menghasilkan limbah, mudah dioperasikan dan biaya perawatan rendah,

serta dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai.

9

Oleh karena itu mengingat potensi yang telah dimiliki oleh ombak begitu

besar, maka sebaiknya mulai sekarang kita perlu memanfaatkan energi ombak ini

sebagai pembangkit tenaga listrik guna memenuhi kebutuhan akan energi listrik

di hari mendatang, dengan mengembangkan model tersebut di seluruh pesisir

pantai Indonesia (Nafika, 2008).

6.3. Perkembangan Energi Listrik di Indonesia

6.3.1. K e butuhan En ergi List r ik di I nd o n esia

Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan

peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Oleh karena itu, prakiraan

kebutuhan listrik jangka panjang di Indonesia sangat diperlukan agar dapat

menggambarkan kondisi kelistrikan saat ini dan masa datang. Dengan

diketahuinya perkiraan kebutuhan listrik jangka panjang antara tahun 2003

hingga tahun 2020 akan dapat ditentukan jenis dan perkiraan kapasitas

pembangkit listrik yang dibutuhkan di Indonesia selama kurun waktu tersebut.

Kebutuhan listrik di Indonesia diperhitungkan per sektor pada 22

wilayah pemasaran listrik PLN, yaitu sektor industri, rumah tangga, usaha,

umum, dan lainnya. Berdasarkan hasil proyeksi kebutuhan listrik dari tahun

2003 s.d. 2020 yang dilakukan Dinas Perencanaan Sistem PT PLN (Persero)

dan Tim Energi BPPT, terlihat bahwa selama kurun waktu tersebut rata-rata

kebutuhan listrik di Indonesia tumbuh sebesar 6,5% per tahun dengan

pertumbuhan listrik di sektor komersial yang tertinggi, yaitu sekitar 7,3% per

tahun dan disusul sektor rumah tangga dengan pertumbuhan kebutuhan listrik

sebesar 6,9% per tahun. Hal tersebut sangat beralasan, mengingat untuk

meningkatkan perekonomian di Indonesia, pemerintah meningkatkan

pertumbuhan sektor parawisata yang selanjutnya akan mempengaruhi

pertumbuhan sektor komersial.

Untuk sektor rumah tangga laju pertumbuhan kebutuhan listrik yang tinggi

dipicu oleh ratio elektrifikasi dari berbagai daerah yang masih relatif

rendah, karena sampai tahun 2003 masih ada beberapa wilayah di Indonesia

yang belum terlistriki terutama di daerah yang tidak dilewati listrik PLN.

Berdasarkan gambar

10

1 terlihat bahwa kebutuhan listrik nasional didominasi oleh sektor industri, disusul

sektor rumah tangga, usaha, dan umum. Pola kebutuhan listrik per sektor tersebut

akan berbeda apabila ditinjau menurut wilayah pemasaran listrik PLN,

dimana semakin ke Kawasan Indonesia Timur, semakin besar kebutuhan

listrik sektor rumah tangga dibanding sektor industri. Hal ini disebabkan

karena masih rendahnya rasio elektrifikasi dan terbatasnya jumlah industri.

Gambar 4. Grafik proyeksi kebutuhan listrik

per sektor di Indonesia tahun 2003-2025

Gambar 5. Grafik proyeksi kebutuhan listrik per sektor di Jawa,

Madura, dan Bali tahun 2003-2020

11

Gambar 6. Grafik proyeksi kebutuhan listrik per sektor

di Sumatera tahun 2003-2020


di Kalimantan tahun 2003-2020


di pulau lain tahun 2003-2020

(Sumber : BPS PLN, 2006, PT PLN (Persero)

12

6.3.2. Rasio Elekt r i f ika s i p er Wi l ayah I n don esia

Berdasarkan Indonesia Energy Outlook & Statistics 2004 dan RUKN 2004-

2013 dapat ditunjukkan besarnya rasio elektrifikasi di Indonesia per wilayah

pada tahun 1999-2002 dan tahun 2003 s.d. 2013. Dari data tersebut, besarnya

ratarata rasio elektrifikasi di Indonesia pada tahun 2003 mencapai 54,8% dan

diperkirakan pada tahun 2008 menjadi 63,5%, kemudian pada tahun

2013 diharapkan meningkat menjadi 75%.

Pada dasarnya untuk masing-masing provinsi di Indonesia mempunyai rasio

elektrifikasi yang berbeda tergantung ada tidaknya fasilitas aliran listrik PLN

di masing-masing provinsi. Besarnya rasio

elektrifikasi di Indonesia untuk masingmasing

provinsi pada tahun 2003, 2008, dan 2013 ditunjukkan pada Tabel

2. Pada tahun 2013, rasio elektrifikasi terbesar diperkirakan terjadi di wilayah

Batam yang mencapai 100%, sedangkan rasio elektrifikasi terkecil sebesar

40% terjadi di NTT. Dengan demikian, meskipun target rasio elektrifikasi tahun

2013 sebesar 75%, namun rasio elektrifikasi per wilayah akan bervariasi.

Tabel 3. Rasio elektrifikasi nasional per wilayah tahun 2003,

tahun 2008, dan tahun 2013


13

6.3.3. Su m b er E n ergi List r ik di Ind o n esia

Sumber energi listrik di Indonesia meliputi air, uap, gas, gas uap, panas

bumi, diesel. Perbandingan energi tersebut bisa dilihat di tabel 4 berikut:

Tabel 4. Rasio pasokan energi listrik beberapa pembangkit

dari tahun 1992-2005.


6.4. Energi Alternatif Pembangkit Listrik Terdahulu

6.4.1. Bioethanol

Bioethanol adalah ethanol yang diproduksi dari tumbuhan. Brazil, dengan

320 pabrik bioethanol, adalah negara terkemuka dalam penggunaan serta ekspor

bioethanol saat ini [5]. Di tahun 1990-an, bioethanol di Brazil telah menggantikan

50% kebutuhan bensin untuk keperluan transportasi [8]; ini jelas sebuah angka

yang sangat signifikan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan

bakar fosil. Bioethanol tidak saja menjadi alternatif yang sangat menarik

untuk substitusi bensin, namun dia mampu menurunkan emisi CO2 hingga

18% di Brazil.

6.4.2. Biodiesel

Serupa dengan bioethanol, biodiesel telah digunakan di beberapa negara,

seperti Brazil dan Amerika, sebagai pengganti solar. Biodiesel didapatkan dari

14

minyak tumbuhan seperti sawit, kelapa, jarak pagar, kapok, dsb [4]. Beberapa

lembaga riset di Indonesia telah mampu menghasilkan dan

menggunakan biodiesel sebagai pengganti solar, misalnya BPPT serta

Pusat Penelitian Pendayagunaan Sumber Daya Alam dan Pelestarian

Lingkungan ITB. Kandungan sulfur yang relatif rendah serta angka cetane

yang lebih tinggi menambah daya tarik penggunaan biodiesel dibandingkan

solar.

6.4.3. Tenaga Panas Bumi

Pemanfaatan tenaga panas bumi di Indonesia masih sangat rendah,

yakni sekitar 3% [16]. Tenaga panas bumi berasal dari magma (yang

temperaturnya bisa mencapai ribuan derajad celcius). Panas tersebut akan

mengalir menembus berbagai lapisan batuan di bawah tanah. Bila panas tersebut

mencapai reservoir air bawah tanah, maka akan terbentuk air/uap panas

bertekanan tinggi. Ada dua cara pemanfaatan air/uap panas tersebut, yakni

langsung (tanpa perubahan bentuk energi) dan tidak langsung (dengan

mengubah bentuk energi). Untuk uap bertemperatur tinggi, tenaga panas

bumi tersebut bisa dimanfaatkan untuk memutar turbin dan generator yang

selanjutnya menghasilkan listrik.

6.4.4. Mikrohidro

Mikrohidro adalah pembangkit listrik tenaga air skala kecil (bisa mencapai

beberapa ratus kW). Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro

(dibandingkan dengan PLTA skala besar) berimplikasi pada relatif sederhananya

peralatan serta kecilnya areal tanah yang diperlukan guna instalasi

dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu

keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan.

6.4.5. Tenaga Surya

Energi yang berasal dari radiasi matahari merupakan potensi energi

terbesar dan terjamin keberadaannya di muka bumi. Berbeda dengan

sumber energi lainnya, energi matahari bisa dijumpai di seluruh permukaan

bumi. Pemanfaatan radiasi matahari sama sekali tidak menimbulkan polusi

ke atmosfer. Perlu diketahui bahwa berbagai sumber energi seperti tenaga

angin, bio-fuel, tenaga air, dsb, sesungguhnya juga berasal dari energi matahari.

15

6.4.6. Tenaga Angin

Pembangkit listrik tenaga angin disinyalir sebagai jenis

pembangkitan energi dengan laju pertumbuhan tercepat di dunia dewasa ini.

Saat ini kapasitas total pembangkit listrik yang berasal dari tenaga angin di

seluruh dunia berkisar

17.5 GW [17]. Jerman merupakan negara dengan kapasitas pembangkit

listrik tenaga angin terbesar, yakni 6 GW, kemudian disusul oleh Denmark

dengan kapasitas 2 GW [17] (Indartono,2005).

6.5. Bandul Matematis

Bandul matematis adalah suatu titik benda digantungkan pada suatu

titk tetap dengan tali. Jika ayunan menyimpang sebesar sudut q terhadap garis

vertical maka gaya yang mengembalikan :

Gambar 9. Prinsip kerja generator listrik

F = - m . g . sin q (1)

(Resnick, 2004)

Untuk q dalam radial yaitu q kecil maka sin q = q = s/l, dimana s = busur lintasan

bola dan l = panjang tali. Dengan bandul matematis maka percepatan gravitasi

g dapat ditentukan yaitu dengan hubungan

g = 4 π 2 L (2)

T2

Harga l dan T dapat diukur pada pelaksanaan percobaan dengan bola logam yang

cukup berat digantungkan dengan kwat yang sangat ringan. Menentukan g dengan

cara ini cukup teliti jika terpenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

1. Tali lebih ringan dibandingkan bolanya

2. Simpangan harus lebih kecil (sudut q lebih kecil dari 15o)

16

3. Gesekan dengan udara harus sangat kecil sehingga dapat diabaikan

4. Gaya puntiran (torsi) tidak ada (boleh terpuntir)

(http://labdasar.unlam.ac.id/modul_praktikkum/fisika)

6.6. Gelombang

Gelombang adalah gangguan yang merambat. Bentuk ideal dari

suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi

elektromagnetik dan mungkin radiasi gravitasional, yang bisa berjalan lewat

ruang vakum, gelombang juga terdapat pada medium (yang karena perubahan

bentuk dapat menghasilkan gaya memulihkan yang lentur) di mana

mereka dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat

kepada yang lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara

permanen, yaitu tidak ada perpindahan secara masal. Malahan setiap titik khusus

berosilasi di sekitar satu posisi tertentu.

Suatu medium disebut:

1. linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa

dijumlahkan,

2. terbatas jika terbatas, selain itu disebut tak terbatas

3. seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda

4. isotropik jika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda

(Wikipedia, 2008)

Gambar 10. Bentuk gelombang sinusoide

(Resnick, 2004)

17

y=A sin (aωt-kx)

y=A sin 2p/T (t- x/v )

y=A sin 2p (t/T-x/l)

Tanda (-) menyatakan gelombang merambat dari kiri ke kanan

A = amplitudo gelombang (m)

l = v.T = panjang gelombang (m) v

= cepat rambat gelombang (m/s) k =

2p/l = bilangan gelombang (m')

x = jarak suatu titik terhadap titik asal (m)

(Resnick, 2004)

6.7. Generator Listrik

Generator listrik merupakan sebuah alat yang memproduksi energi

listrik dari sumber energi mekanikal. Proses ini dikenal sebagai pembangkit

listrik. Sebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator

menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi

elekrostatik atau influence. Generator Van de Graaff menggunakan satu dari

dua mekanisme, sebagai berikut :

1. Penyaluran muatan dari elektroda voltase-tinggi.

2. Muatan yang dibuat oleh efek triboelektrik menggunakan pemisahan dua

insulator

Gambar 11 a dan 11 b. Prinsip kerja generator listrik

(Resnick, 2004)

18

Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank".

Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara

dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat.

Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa

arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil". Lebih jauh lagi, kutub

utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan

menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi

arus searah. Namun, kedua desain di atas menderita masalah yang sama: mereka

menginduksi

"spike" arus diikuti tanpa arus sama sekali (ht t p: / / i d . W ik i p e dia/wiki / g e n e r a tor

l i strik.or g )

VII. Gambaran Umum Karya

Pembangkit listrik tenaga ombak terdiri atas tiga komponen penting,

yaitu papan apung, bola besi sebagai bandul matematis dan generator

pembangkit listrik. Secara umum, adanya energi ombak laut mengakibatkan

papan apung bergerak naik turun. Sehingga menyebabkan bola besi pada papan

apung bergerak menyerupai ayunan bandul matematis. Besar simpangan

bola besi sangat dipengaruhi masa bola dan ketinggian ombak laut. Simpangan

bola besi memutar gir yang dihubungkan dengan generator

listrik. Perputaran generator menghasilkan energi listrik.

Gambar 12. Gambaran umum pembangkit listrik tenaga ombak.

19

VIII. Gambaran Lengkap Karya

Pembangkit listrik tenaga ombak terdiri atas tiga komponen penting,

yaitu papan apung, bola besi sebagai bandul matematis dan generator

pembangkit listrik. Secara umum, adanya energi ombak laut mengakibatkan

papan apung bergerak naik turun. Sehingga menyebabkan bola besi pada papan

apung bergerak menyerupai ayunan bandul matematis. Besar simpangan

bola besi sangat dipengaruhi masa bola dan ketinggian ombak laut. Simpangan

bola besi memutar gir yang dihubungkan dengan generator

listrik. Perputaran generator menghasilkan energi listrik.

Desain alat ini berdimensi lebih kurang seperti gambar berikut:

L = 1-2 m

P = 2-3 m

[a]

d = 0,2-0,3 m

Keterangan gambarP : Panjang papan apung [m] L : Lebar papan apung [m]

d : Diameter bola besi[m]

[b]

220 V50Hz

Gambar 13. [a]. Papan apung

[b]. Bola besi

[c]. Generator listrik

20

Pada desain alat ini tinggi minimal ombak yang dibutuhkan diperkirakan 1 meter

Dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga ombak terdahulu, sistem

pembangkit ini memiliki beberapa kelebihan:

1. Ekonomis

Teknologi pembangkit listrik tenaga ombak ini relatif lebih ekonomis

karena membutuhkan dana yang lebih kecil dibanding sistem terdahulu.

2. Tepat Guna

Pemanfaatan ombak untuk membangkitan listrik pada sistem ini lebih tepat

guna karena lebih praktis dapat dipindahkan tempatnya. Disamping itu,

teknologi ini sangat cocok dengan kondisi geografis Indonesia yang memiliki

laut luas dan ombak yang relatif tinggi sehingga dapat diterapkan hampir di

seluruh laut Indonesia.

3. Berdaya Guna

Menggunakan sistem ini dapat memanfaatkan barang-barang bekas

di sekitar kita dan dapat meningkatkan kemandirian berwirausaha

masyarakat Indonesia. Di samping itu, teknologi ini lebih mudah dipelajari dan

relatif lebih mudah untuk diterapkan pada kehidupan sehari-hari.

4. Ramah Lingkungan

Teknologi ini ramah lingkungan karena tidak menghasilkan zat yang dapat

mencemarkan lingkungan sekitar.

5. Tidak membutuhkan ombak yang terlalu tinggi

Dari segi pemanfaatan ombak, teknologi ini lebih menguntungkan

karena dapat di letakkan di laut yang ombaknya tidak terlalu tinggi berbeda

dengan pembangkit listrik tenaga ombak pada umumnya.

Desain alat ini sebagai solusi atas alat PLTO yang sudah ada

sebelumnya. Permasalahan harga yang mahal serta persyaratan tinggi

gelombang minimal 7 meter setidaknya dapat dipecahkan dengan alat yang

terbaru ini. Di samping itu, alat ini sangat praktis karena relatif mudah

dibuat dan dapat ditempatkan di hampir seluruh laut Indonesia. Daya

keluaran pembangkit listrik tenaga ombak

21

sangat tergantung pada generator yang digunakan. Pada penelitian ini

direncanakan digunakan generator listrik dengan daya yang dihasilkan lebih dari

500 Watt. Sehingga dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik

untuk skala rumah tangga, misalnya : lampu pijar, radio, kipas angin,

televisi, almari pendingin, dan komputer.

IX. Metode Pelaksanaan Penelitian

9.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian akan dilakukan di perairan Tambak Lorok, Semarang

9.2. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Generator listrik 6. Gir

2. Drum bekas 7. Papan apung

3. Bola besi 7. Kawat besi

4. Pipa besi 8. Multimeter

5. Rantai

9.3. Deskripsi Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Deskripsi lengkap tentang pembangkit listrik tenaga ombak

dijelaskan secara umum dalam sketsa sistem pembangkit listrik yang terdiri

atas susunan komponen-komponen utama pembangkit listrik tenaga ombak.

9.3.1. Sk etsa P e m bangkit List r ik T e naga O m bak

Sistem pembangkit listrik tenaga ombak seperti tampak pada gambar

I.1, merupakan rangkaian peralatan yang dibuat berdasarkan konsep teknologi

ayunan bandul matematis. Teknologi ini berupa bandul matematis yang yang

diletakkan

di atas papan yang mengapung di laut. Papan apung yang bergerak akibat

pengaruh ombak menghasilkan ayunan bandul matematis. Kemudian akan

22

memutar gir yang dihubungkan dengan rantai sehingga generator listrik akan

berputar. Perputaran generator akan menghasilkan arus listrik

32

1

Gambar 14. Susunan sistem pembangkit listrik tenaga ombak

Keterangan :

1. Papan apung (drum bekas)

2. Bola besi

3. Generator listrik

9.3.2. K o m pon en Pe m bangkit List r ik T e naga O m bak

Komponen-komponen utama dalam penelitian ini terdiri atas generator

listrik, bandul besi, papan apung, rantai.

1. Generator Listrik

Generator listrik berfungsi sebagai pembangkit listrik.

2. Bola Besi

Bola besi berfungsi sebagai bandul matematis.

3. Papan Apung

Papan apung berfungsi sebagai tempat diletakkannya bandul matematis

yang akan bergerak ketika terkena ombak air laut.

23

4. Pipa Besi

Berfungsi sebagai kerangka pembangkit listrik tenaga ombak.

5. Rantai

Rantai berfungsi menggerakkan gir.

6. Gir

Gir digunakan sebagai pasangan rantai.

7. Multimeter

Multimeter digunakan untuk mengukur arus listrik.

9.4. Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian dimulai dengan melakukan perancangan papan

apung sebagai tempat reaktor pembangkit listrik untuk selanjutnya diujikan pada

proses pembangkit listrik yang susunan skematisnya tampak dalam skema

pembangkit listrik tenaga ombak.

9.4.1. P e ra n ca n gan dan U j i S ist e m P e m bangkit List r ik T e naga O m bak

Perancangan sistem pembangkit listrik tenaga ombak diawali

dengan pembuatan papan apung untuk kemudian dirangkai dengan pipa besi

sebagai kerangka. Ujung pipa besi dihubungkan ke gir. Rantai

digunakan untuk menghungkan gir dengan generator listrik. Uji sistem

pembangkit listrik tenaga ombak dilakukan melalui pergerakkan bola besi

menghasilkan ayunan matematis akibat ombak laut. Kemudian menggerakkan

gir yang dihubungkan ke generator listrik menggunakan rantai. Sehingga

generator menghasilkan listrik.

24

9.4.2. Sk e ma K e rja

Pembangkti listrik tenaga ombak secara skematis dijelaskan dalam gambar

Mulai

Perancangan papan apung

Perakitan kerangka pembangkit listrik tenagaombak

Pemasangan bola besi

Pemasangan gir

Memasang generator listrik

Pemasangan rantai penghubung gir dengangenerator listrik

Pengukuran tegangan dan arus listrik yang dihasilkan

Analisis hasil

Selesai

Gambar 15. Skema Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

9. 5. Variabel dan Data

Variabel pada penelitian ini dibagi atas variabel tetap dan tidak tetap.

Variabel tetap yang digunakan yakni :

1. Ukuran papan apung

2. Ukuran kerangka

3. Kapasitas daya generator listrik

25

4. Ukuran gir

Sedangkan variabel tidak tetap yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Tinggi ombak laut

2. Massa bola besi

Data yang diperoleh dalam penelitian ini adalah

1. Tinggi ombak sebagai amplitudo gelombang

2. Periode gelombang ombak

3. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan

9.6. Jadwal Penelitian

No Uraian Kegiatan Bulan

1 2 3 4 5 6

1. Merancang papan

apung

2. Merancang

kerangka

3. Memasang bola

besi

4. Memasang

generator listrik

5. Memasang gir dan

rantai

6. Menguji alat dan

menyusun laporan

7. Presentasi hasil

26

X. Nama dan Biodata Ketua serta Anggota Kelompok

1. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Suparno

b. NIM : L2E 006 083

c. Fakultas/Program Studi : Teknik/Mesin

d. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro

2. Anggota Pelaksana

a. Nama Lengkap : Fajar Arianto

b. NIM : J2D 005 167




a. Nama Lengkap : Taufan Aji

b. NIM : L2E 004 443




a. Nama Lengkap : Eri Winardi

b. NIM : L2E 003 408

c. Fakultas/Program Studi : Teknik/Teknik Mesin



a. Nama Lengkap : Imam Yugo Santoso

b. NIM : L2E 004 405



27

XI. Nama dan Biodata Dosen Pembimbing

a. Nama Lengkap : Muhammad Tauviqirrahman, S.T, M.T

b. NIP : 132 303 958

c. Golongan Pangkat : IIIA / Penata Muda

d. Jabatan Fungsional : Assisten Ahli

e. Jabatan Struktural : -

f. Fakultas/Program Studi : Teknik/Teknik Mesin

g. Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoro

h. Bidang Keahlian : Metode Komputasi dan Numerik

XII. Biaya Penelitian

12.1. Bahan habis pakai

No. Keterangan Jumlah

1 Bola besi Rp 1.000.000,00

2 Pipa besi Rp 500.000,00

3 Papan Rp 100.000,00

4 Drum Rp 200.000,00

5 Rantai Rp 200.000,00

6 Gir Rp 200.000,00

7 Kawat Rp 50.000,00

8 Mur dan baut Rp 50.000,00

9 Batang besi Rp 300.000,00

10 Generator Rp 1.500.000,00

11 Kabel Rp 300.000,00

12 Lampu Rp 30.000,00

13 Pelat besi Rp 300.000,00

Biaya habis pakai sejumlah Rp 4.730.000,00

28

12.2. Peralatan penunjang penelitian


1 Peralatan montir (lengkap) Rp 1.000.000,00

2 Multimeter Rp 200.000,00

Biaya peralatan penunjang sejumlah Rp 1.200.000,00

12.3. Operasional


1 Transportasi Rp 500.000,00

2 Dokumentasi Rp 100.000,00

3 Akomodasi Rp 200.000,00

Biaya operasional sejumlah Rp 800.000,00

Perhitungan total :

Biaya habis pakai sejumlah Rp 4.730.000,00

Biaya peralatan penunjang sejumlah Rp 1.200.000,00

Biaya operasional sejumlah Rp 800.000,00 +

Total biaya keseluruhan: Rp 6.730.000,00

29

Daftar Pustaka

Badan Pusat Statistik, 2006

Dahuri, H.Rokhmin,dkk.1996.Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan

Lautan, cetakan 1.Pradnya Paramita.Jakarta.

ht t p: / /en e r g i. i n f o gu e . com / pemanfaa t an_en er gi_o m b a k_se b a g ai_ p emba n gki t _tena

g a_l i strik Iftitah Nafika Penulis adalah mahasiswa jurusan biologi FMIPA

Universitas Negeri Malang (UM)March 20, 2008 at 10:37 am

http://id.Wikipedia/wiki/generator listrik.org

ht t p: / / l abdasar.unlam.ac. i d/ m odul_prakt i kum / fisi k a/Bandul%20 m atemat i s.doc

(Indartono,2005).Edisi Vol.5/XVII/November 2005) Yuli Setyo Indartono,

Graduate School of Science and Technology, Kobe University, Japan

PLN Statistik 2004, PT PLN (Persero)

PLN Statistik 2006, PT PLN (Persero)

Resnick, Halliday.2004.Fundamentals.of.Physics.Willey

United Nations Convention on The Law of The Sea [“Convention”].10 Desember

1982. New York

30

Lampiran

1. Gambar Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

2. Gambaran teknologi yang akan diterapkembangkan

a. Biaya pembuatan dan perawatan alat ini relatif murah

b. Peralatan yang dibutuhkan juga sederhana dan terjangkau

c. Ramah lingkungan sehingga sangat sesuai dengan gerakan hijau yang

dicanangkan pemerintah

d. Produksi dalam negeri

e.Pembangkit listrik altenatif yang sangat cocok dengan kondisi geogafis

Indonesia.

31

Documents

4.1.1.1. Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Untuk Skala Rumah Tangga