Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (PLTO)

Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (PLTO)

A. Pengertian 

       Ombak merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Pembangkit listrik tenaga ombak adalah suatu pembangkitan energi listrik yang merubah energi mekanik gelombang ombak menjadi energi listrik. Merupakan energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi pergerakan gelombang, yang mana pembangkitan energi ini akan terjadi di lepas pantai yang memiliki laju ombak besar (stabil). 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                                 

B. Komponen-Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (PLTO)                                   

      Komponen utama pembangkit listrik tenaga ombak

     1. Piston Hidrolik

          Piston hidrolik adalah bagian yang berfungsi menjaga keseimbangan generator agar kedudukanya tidak terpengaruh oleh laju ombak yang bergerak. Piston hidrolik bekerja berdasarkan hukum archimides “Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang terdesak oleh benda tersebut.”

     2. Turbin

       Turbin adalah bagian konverter yang merubah energi mekanik ombak menjadi energi mekanik (gerak) yang mana menggerakan generator adapun turbin impuls.

     3.  Generator

        Generator adalah mesin listrik yang prinsip kerjanya berdasarkan prinsip elektromagnetik yang merubah energi mekanik menjadi listrik ,adapun generator yang digunakan adalah generator 3 fasa dengan frekuensi 50-60Hz dengan kapasitas daya yang di hasilkan adalah 2.25MW.

     4.  Submarine towers

     Submarine towers adalah menara pemantau yang mana di dalamnya terdapat jaringan interkoneksi dari generator menuju gardu induk atau kendali. Terdapat beberapa ruangan yaitu ruangan pemantau ombak dan ruangan pemeliharaan jaringan interkoneksi. Selain dari itu ruangan ini pun memiliki fungsi sebagai mercusuar pengawas pelayaran kapal penyebrangan atau nelayan.

     5. Pipa kabel bawah tanah

      Pipa kabel bawah tanah adalah suatu komponen yang berfungsi melindungi sambungan interkoneksi dari submarine towers menuju gardu induk atau kendali agar tidak terjadi gangguan mekanis dan lebih efesien dalam penyaluran energy ke gardu induk .

      6. Gardu induk atau kendali

       Gardu induk adalah tempat kendali dimana energi yang didapatkan ditransformasikan ke grid conection atau saluran transmisi. Didalam gardu induk terdapat :

• Kapasitor arus, kapasitor yang digunakan adalah kapasitor non polar  yang memiliki kapasitansi tinggi yang berfungsi menyimpan arus agar stabil dan sebagai penguat sebelum dihungkan ke saluran grid conection. 
• Auto transformator, suatu mesin listrik yang berfungsi mentransformasikan arus agar stabil dan tidak terjadi rugi-rugi dalam penyaluran energi ke grid conection. 
• Trafo step up, mesin listrik yang berfungsi mentransformasikan tegangan yang mana pada mesin ini tegangan dinaikan.
• Trafo step down, mesin listrik yang berfungsi mentransformasikan tegangan yang mana pada mesin ini tegangan diturunkan. Trafo pemakaian sendiri mesin listrik yang berfungsi menyalurkan energi pada daerah area pembangkitan.

        7.   Grid conection

        Grid conection, sutu proses pentransmisian energi dari gardu induk ke saluran distribusi yang mana selanjutnya akan disalurkan kepada konsumen.

    

C. Proses Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

           Secara mekanis,  PLTO dikenal memakai teknologi OWC (Oscillating Wave Column). Untuk OWC ini ada dua macam, yaitu OWC tidak terapung dan OWC terapung. Untuk OWC tidak terapung prinsip kerjanya sebagai berikut. Instalasi OWC tidak terapung terdiri dari tiga bangunan utama, yakni saluran masukan air, reservoir (penampungan), dan pembangkit. Dari ketiga bangunan tersebut, unsur yang terpenting adalah pada tahap pemodifikasian bangunan saluran masukan air yang tampak berbentuk U, sebab ia bertujuan untuk menaikkan air laut ke reservoir. 

        Bangunan untuk memasukkan air laut ini terdiri dari dua unit, kolektor dan konverter. Kolektor berfungsi menangkap ombak, menahan energinya semaksimum mungkin, lalu memusatkan gelombang tersebut ke konverter. Konverter yang didesain berbentuk saluran yang runcing di salah satu ujungnya ini selanjutnya akan meneruskan air laut tersebut naik menuju reservoir. Karena bentuknya yang spesifik ini, saluran tersebut dinamakan tapchan (tappered channel).

          Setelah air tertampung pada reservoir, proses pembangkitan listrik tidak berbeda dengan mekanisme kerja yang ada pada pembangkit listrik tenaga air. Yaitu, air yang sudah terkumpul itu diterjunkan ke sisi bangunan yang lain. Energi potensial inilah yang berfungsi menggerakkan atau memutar turbin sehingga menghasilkan energi listrik.  Energi potensial inilah yang berfungsi menggerakkan atau memutar turbin pembangkit listrik. Turbin tersebut didesain untuk bisa bekerja dengan generator putaran dua arah. Sistem yang berfungsi mengonversi energi mekanik menjadi listrik terletak di atas permukaan laut dan terisolasi dari air laut dengan meletakkannya di dalam ruang khusus kedap air sehingga bisa dipastikan tidak bersentuhan dengan air laut. OWC ini dapat diletakkan di sekitar 50 m dari garis pantai pada kedalaman sekitar 15 m.

         Selain OWC tidak terapung, kita juga mengenal OWC tidak terapung lain seperti OWC tidak terapung saat air pasang. OWC ini bekerja pada saat air pasang saja, tapi OWC ini lebih kecil. Hasil survei hidrooseanografi di wilayah perairan Parang Racuk menunjukkan bahwa sistem akan dapat membangkitkan daya listrik optimal jika ditempatkan sebelum gelombang pecah atau pada kedalam 4-11 meter. Pada kondisi ini akan dapat dicapai putaran turbin antara 3000-700 rpm. Posisi prototip II OWC (Oscillating Wave Column) masih belum mencapai lokasi minimal yang disyaratkan, karena kesulitan pelaksanaan operasional alat mekanis. Posisi ideal akan dicapai melalui pembangunan prototip III yang berupa sistem OWC apung. Untuk OWC terapung, prinsip kerjanya sama seperti OWC tidak terapung, hanya saja peletakannya yang berbeda.

       Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (PLTO):

• Energi bisa diperoleh secara gratis
• Tidak butuh bahan bakar
• Tidak menghasilkan limbah
• Mudah dioperasikan dan biaya perawatan rendah
• Dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai.
• Ramah lingkungan karena tidak mengeluarkan limbah padat, cair maupun gas

       Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (PLTO):

• Bergantung pada ombak; kadang dapat energi, kadang pula tidak, artinya pembangkit tenaga ini tidak pasti dapat digunakan (tidak flexible).
• Perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten.
• Membutuhkan alat konversi yang handal yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras yang disebabkan antara lain oleh tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut

D. Perkembangan Pembangkit Tenaga Listrik di Indonesia dan Dunia

          Saat ini baru beberapa negara yang yang sudah melakukan penelitian secara serius dalam bidang energi tidak, diantaranya Inggris dan Norwegia. Di Norwegia, pengembangan energi ini dimotori oleh Statkraft, perusahaan pembangkit listrik terbesar di negara tersebut. Statkraft bahkan memperkirakan energi tidal akan menjadi sumber energi terbarukan yang siap masuk tahap komersial berikutnya di Norwegia setelah energi hidro dan angin. Keterlibatan perusahaan listrik besar seperti Statkraft mengindikasikan bahwa energi tidal memang layak diperhitungkan baik secara teknologi maupun ekonomis sebagai salah satu solusi pemenuhan kebutuhan energi dalam waktu dekat.

          Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua setelah Norwegia. Sehingga Energi ombak di pantai tersebut 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.

      Di dunia, terdapat beberapa perusahaan & lembaga lainnya yang mengembangkan model untuk memanfaatkan ombak sebagai penghasil energi listrik, antara lain:

• 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 diantara 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.
• 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
• 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.
• 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.

Kesimpulan:

• Pembangkit listrik tenaga ombak adalah suatu pembangkitan energi listrik yang merubah energi mekanik gelombang ombak menjadi energi listrik.
• Komponen dari pembangkit listrik tenaga ombak antara lain : piston hidrolik, turbin, generator,  submarine towers, pipa kabel bawah tanah, gardu induk atau kendali, dan grid conection.
• Secara mekanis, PLTO dikenal memakai teknologi OWC (Oscillating Wave Column). Untuk OWC ini ada dua macam, yaitu OWC tidak terapung dan OWC terapung. Prinsip kerjanya sama, hanya peletakannya yang berbeda.
• Kelebihan dari PLTO ini yaitu, energi yang digunakan dapat didapatkan secara gratis,tidak menghasilkan limbah, dan lain-lain. Sedangkan kekurangannya yaitu bergantung pada ombak (kadang dapat energi, kadang pula tidak), perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten serta membutuhkan alat konversi yang handal yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras yang disebabkan antara lain oleh tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut.

Read More