ITS Undergraduate 10413 Paper

  • View
    13

  • Download
    3

Embed Size (px)

Text of ITS Undergraduate 10413 Paper

  • 1

    STUDI PEMANFAATAN ENERGI LISTRIK TENAGA ARUS LAUT DI SELAT ALAS

    KABUPATEN LOMBOK, NTB

    Asruldin Azis - 2203100109

    Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

    Kampus ITS, Keputih Sukolilo Surabaya 60111

    Abstrak

    Listrik merupakan kebutuhan pokok masyarakat

    dan menjadi penunjang di segala aspek kehidupan dan

    pembangunan nasional, termasuk peningkatan taraf

    hidup bangsa Indonesia. Dari tahun ke tahun kebutuhan

    energi listrik juga semakin meningkat pesat. Namun

    ketersediaan energi listrik untuk kebutuhan nasional

    belum mencukupi seperti dengan adanya pemadaman

    bergilir di beberapa daerah di Indonesia.

    Pembangkit energi listrik yang menggunakan

    BBM (Bahan Bakar Minyak) dirasa sudah tidak

    ekonomis lagi dikarenakan persediaan bahan bakar

    fosil sudah menipis disertai dengan fluktuasi harga

    yang cenderung meningkat serta transportasi yang jauh

    ke tempat pembangkitan, sehingga dibutuhkan

    alternatif lain sebagai tenaga pembangkitan listrik.

    Seperti arus laut yang memiliki potensi besar di

    Indonesia karena memiliki banyak pulau dengan

    potensi arus laut yang besar seperti di Selat Alas,

    Kabupaten Lombok Timur NTB.

    Untuk itu dalam tugas akhir ini mengadakan studi

    analisis pembangunan pembangkit listrik tenaga arus

    laut di sebelah timur pulau Lombok dari segi teknis dan

    ekonomis untuk pemenuhan kelistrikan di daerah

    tersebut dengan menggunakan parameter potensi

    gelombang laut, ekonomi, dan lingkungan. Diharapkan

    dari penelitian ini dapat mengatasi krisis

    ketenagalistrikan di Pulau Lombok dan Indonesia pada

    umumnya.

    Kata kunci: energi alternatif, arus laut

    1. PENDAHULUAN

    Peran penting energi terutama energi listrik sangat

    dibutuhkan dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi

    dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan di

    Indonesia serta merupakan pendukung keberhasilan

    ekonomi Nasional. Konsumsi energi final relatif tinggi

    dengan pertumbuhan rata-rata 7% pertahun dengan

    data daftar tunggu untuk menjadi pelanggan PLN

    sekitar 1.162.419 pelanggan dengan kebutuhan daya

    sekitar 2.725.705,08 kVA. Sehingga dibutuhkan akses

    energi yang handal dan terjangkau merupakan

    prasyarat utama untuk meningkatkan standar hidup

    masyarakat sejalan dengan pembangunan di bidang

    teknologi, ekonomi, industri, informasi, dan segala

    aspek kehidupan lainnya.

    PT. PLN (Persero) menjadi lembaga pemerintah

    dalam penyediaan kelistrikan nasional belum mampu

    menyediakan energi listrik seiring pesatnya kebutuhan

    listrik di masyarakat. Terutama di daerah-daerah

    seperti di Nusa Tenggara Barat. Belum lagi

    pembangkit listrik yang banyak digunakan di Indonesia

    sangat mengandalkan pemanfaatan Bahan Bakar

    Minyak (BBM) atau minyak bumi sebagai salah satu

    sumber energi untuk menghasilkan listrik.

    Di sisi lain, Indonesia merupakan negara

    kepulauan yang berada di garis khatulistiwa

    mempunyai potensi sumber-sumber energi baru

    terbarukan yang melimpah sekitar 1,2 x 109 MW

    sedangkan yang termanfaatkan masih sangat kecil,

    sekitar 4679,37 MW atau 3,88 x 10-4

    % dari total

    potensi tersebut. Sehingga dimungkinkan untuk

    peningkatan pemanfaatkan sumber energi yang murah,

    ramah lingkungan dan terbarukan. Oleh karena itu

    dibutuhkan suatu sistem pembangkit yang efisien,

    mudah pendistribusiannya dan ramah lingkungan di

    masing-masing daerah di Indonesia dan menggalakkan

    pemanfaatan sumber energi lain selain bahan bakar

    minyak untuk proses pembangkitan seperti air,

    batubara, maupun arus laut di wilayah kepulauan.

    Dengan mengkaji pemanfaatan penggunaan

    arus laut sebagai tenaga pembangkitan energi listrik di

    sebelah timur Pulau Lombok di Selat Alas Kabupaten

    Lombok Timur diharapkan menjadi penyelesaian

    permasalahan kelistrikan di wilayah tersebut dan

    Indonesia pada umumnya dapat teratasi dengan baik.

    2. PERENCANAAN PEMBANGKIT TENAGA

    LISTRIK ENERGI ARUS LAUT DI PULAU

    LOMBOK

    Arus laut adalah gerakan massa air laut yang

    berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Arus di

    permukaan laut terutama disebabkan oleh tiupan angin,

    sedang arus di kedalaman laut disebabkan oleh

    perbedaan densitas massa air laut. Selain itu, arus di

    permukan laut dapat juga disebabkan oleh gerakan

    pasang surut air laut atau gelombang. Arus laut dapat

    terjadi di samudera luas yang bergerak melintasi

    samudera (ocean currents), maupun terjadi di perairan

    pesisir (coastal currents).

    Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut termasuk

    dalam Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut karena

    derasnya arus dan tingginya gelombang dipengaruhi

    oleh interaksi bulan-bumi. Mekanisme kerja

    pembangkit ini tidak jauh berbeda dengan pembangkit

    listrik tipe lainnya.

    2.1. Prinsip Kerja

    Teknologi Marine Current Turbine (MCT)

    bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang

    dibenamkan di bawah laut. Kincir memutar rotor yang

    menggerakkan generator yang terhubung kepada

    sebuah kotak gir (gearbox). Kincir tersebut

    dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang

    horisontal dari sebuah barang silinder yang diborkan ke

  • dasar laut. Turbin tersebut akan menghasilkan 750-

    1500 KW per unitnya, dan dapat disusun dalam

    barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit

    listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk hidup

    lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor

    diatur 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja,

    kecepatan baling-baling kapal laut berkisar hingga

    sepuluh kalinya).

    Gambar 1. Teknologi Marine Current Turbine

    Daya keluaran dari pembangkit listrik arus laut

    dapat diperoleh melalui persamaan berikut :

    (2.1)

    dengan :

    P = daya output (watt)

    = berat jenis air = 1025 kg/m3

    A = luas permukaan turbin (m2)

    V = kecepatan arus (m/s)

    Dengan mempertimbangkan bahwa pembangkit energi

    arus laut memiliki losses di turbin, maka

    persamaan daya keluaran pembangkit menjadi :

    (2.1)

    dengan :

    CP = konstanta performa turbin.

    2.2. Komponen

    Gambar 2. Komponen MCT

    Pembangkit listrik tenaga arus laut memiliki

    beberapa komponen penting antara lain :

    Rotor, untuk mengkonversikan energi kinetik terdapat dua jenis rotor (daun turbin) yang biasa

    digunakan Jenis rotor yang mirip dengan kincir

    angin atau cross-flow rotor atau rotor Darrieus.

    Generator, dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Generator yang digunakan oleh

    pembangkit arus laut dengan teknologi MCT

    adalah generator asinkron.

    Gearbox, berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada turbin energi arus laut menjadi

    putaran tinggi agar daat digunakan untuk memutar

    generator.

    Sistem Pengereman, digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja

    pada titik aman saat terdapat arus yang besar. Alat

    ini perlu dipasang karena generator memiliki titik

    kerja aman dalam pengoperasiannya.

    Rectifier-Inverter, untuk mengatasi naik turunnya keluaran listrik dari generator karena naik

    turunnya putaran turbin maka listrik yang

    dihasilkan oleh generator harus disalurkan terlebih

    dahulu ke sistem rectifier-inverter agar keluaran

    tegangan dan frekuensi listriknya sama dengan

    listrik yang dihasilkan PLN.

    2.3. Biaya Pembangkitan Tenaga Listrik

    Biaya pembangkitan total tanpa biaya eksternal

    merupakan penjualah dari biaya modal, biaya bahan

    bakar, serta biaya operasional dan perawatan.

    Atau,

    2.4. Metode Regresi untuk Peramalan Beban

    Metode regresi linear berganda peubah bebas

    (Independent Variable), yaitu suatu peubah yang

    sifatnya mempengaruhi peubah yang lain dan peubah

    yang dipengaruhi disebut peubah tak bebas (Dependent

    Variable), disebut tak bebas karena nilainya sangat

    tergantung dari peubah bebas.

    Suatu model yang mengaitkan peubah respon Y

    pada suatu himpunan peubah prediktor bebas

    diukur tanpa galat,

    (1)

    Disebut model statistik linear. Suatu anggapan umum

    bahwa ;

    ,

    Di samping itu sering dianggap bahwa distribusi

    (karenanya itu juga Y) normal. Penggunaan matriks

    memudahkan penentuan dan penurunan persamaan

    yang terkait. Maka kita dapat menulis (untuk setiap

    i=1,2,3,,n) :

    (2)

    Dalam lambang matriks dapat dituliskan sebagai :

    (3)

    Untuk mendapatkan nilai adalah

    (4)

    Dengan

    = Nilai Estimate (nilai dugaan)

  • 3

    Y = Konsumsi Energi Listrik

    X = Nilai Variabel

    3. NUSA TENGGARA BARAT

    3.1. Letak Geografis Provinsi Nusa Tenggara Barat (NTB) beribukota

    di kota Mataram, jumlah penduduk Nusa Tenggara

    Barat mencapai 4.292.421 juta jiwa. NTB yang terdiri

    dari Pulau Lombok dan Pulau Sumbawa, memiliki luas

    wilayah 20.153,15 km2. Terletak antara 115 46' -

    119 5' Bujur Timur dan 8 10' - 9 5' Lintang Selatan.

    Gambar 3. Peta Provinsi Nusa Tenggara Barat

    3.2. Kondisi Sosial Ekonomi

    Produk Domestik Regional Bruto Nusa

    Tenggara Barat Menurut Lapangan Usaha atas dasar

    berlaku pada tahun 2006 s