Optimalisasi Energi Gelombang Laut Dengan OWEC-Smartgrid (Oscillating Buoy Wave Energy Converter Terintegrasi Smart Grid Sistem)

Saat ini,kebutuhan energi dan efek gas rumah kaca meningkat akibat penggunaan bahan bakar fosil,hal ini mendorong penggunaan sumber energi terbarukan memiliki potensi yang lebih besar.

Beberapa penelitian telah dilakukan terhadap energi terbarukan didaerah terpencil seperti energi tenaga angin, tenaga matahari dan mikrohidro.Akan tetapi sumber energi tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan, seperti di pulau-pulau kecil banyak yang menggunakan energi dari matahari,tapi semua itu hanya bisa digunakan pada siang hari dan memerlukan baterai yang harganya mahal.

Sedangkan permintaan energi listrik diperkirakan meningkat dan diperlukan untuk menemukan metode dalam mengekstrak energi listrik dari sumber energi terbarukan seperti gelombang laut. 

Beberapa penelitian menyimpulkan bahwa energi gelombang di beberapa titik di Indonesia bisa mencapai 70 kW/m di beberapa lokasi.Pantai barat Pulau Sumatera bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat juga berpotensi memiliki energi gelombang laut sekitar 40 kW/m (EBTKE.ESDM,2016)

Tabel 1.Sumberdaya dan Pemanfaatan Energi Baru Terbarukan (BPPT,2016)

Apakah potensi tenaga gelombang laut sebagai sumber energi terbarukan bisa menghasilkan tenaga listrik yang sesuai? 

Penggunaan energi gelombang laut sebagai pembangkit bukan teknologi baru.Banyak jenis pembangkit listrik tenaga gelombang laut, seperti desain pembangkit listrik tenaga gelombang laut yang menggunakan sistem bandulan (Zamri,2015).

Untuk mengurangi dampak emisi yang ditimbulkan oleh pembangkit energi berbahan dasar fosil,pembangkit energi dengan gelombang laut sangatlah sesuai untuk mencapai 5 persen dari sasaran kebijakan energi 25 persen bauran energi Indonesia.

Kenapa gelombang laut? Secara geografi, Indonesia yang terletak diantara 2 samudera yaitu samudera pasifik dan samudera hindia, yang mempunyai potensi sangat besar untuk mengembangkan energi ini.Indonesia belum memanfaatan energi gelombang laut sebagai sumber lis­trik. 

Untuk merealisasikan hal tersebut perlu di­la­­kukan penelitian lebih mendalam.Te­tapi secara sederhana dapat dilihat bah­wa probabilitas menemukan dan memanfaatkan potensi energi ge­lombang laut dan energi panas laut lebih besar dari energi pasang surut.(EBTKE.ESDM,2013) 

Baca juga : PGN Siapkan Infrastruktur Gas Bumi Terintegrasi

Pemanfaatan energi gelombang laut mendorong para inovasi untuk mengembangkan teknologi konversi energi gelombang laut.Inovasi yang dibutuhkan tentunya dapat menghasilkan energi listrik,memiliki efisiensi tinggi,tahan terhadap segala cuaca yang ada dan harga yang relatif terjangkau. OWEC-Smartgrid ( Oscillating Buoy Wave Energy Converter ) menjadi salah satu teknologi yang bisa dimanfaatkan untuk konversi energi gelombang laut.

OWEC-Smartgrid (Oscillating Buoy Wave Energy Converter) 

Pada dasarnya pergerakan laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin.Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di kedua titik tersebut.(EBTKE.ESDM,2011)

Gambar 1.Terbentuknya gelombang laut akibat pergerakan angin (Sumber: Leão Rodrigues,2008)

Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum.Pada selang waktu tertentu, ketinggian puncak yang dicapai serangkaian gelombang laut berbeda-beda. 

Gambar 2.Perambatan gelombang laut  (Sumber: Leão Rodrigues, 2008)

Secara global,laut mempunyai sumber energi yang sangat besar yaitu mencapai 2,8 x 1014 (280 Triliun) Watt-jam.Selain itu,arus laut ini juga menarik untuk dikembangkan sebagai pembangkit listrik karena sifatnya yang relatif stabil dan dapat diprediksi karakteristiknya.(EBTKE.ESDM,2011)

Gambar 3. Konverter energi gelombang laut dengan penggerak hidrolik [(sumber: N. J. Baker and M. A. Mueller (2001), Leão Rodrigues, (2008)]

Baca juga : Unas Terima Program Insentif Pengabdian Masyarakat Terintegrasi MBKM

OWEC-Smartgrid Memanfaatkan pergerakan naik turun karena perbedaan ketinggian gelombang air laut lalu dikonversikan menjadi gerakan vertical didalam tabung hidrolik,tekanan udara mampu mendorong hidrolik yang berada di tabung untuk menggerakkan generator listrik.

.

Gambar 4.Single-degree-of-freedom heave oscillating buoy WEC[4]

Bagian tahap pertama mengacu pada buoy terisolasi,yang bisa mengubah kinetik dan potensial energi gelombang menjadi energi mekanik dan kemudian mentransfernya ke bagian stage kedua,daya yang ditangkap masuk bagian tahap pertama dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan buoy dan kekuatan PTO. Ketika gelombang naik maka buoy akan turun dan sebaliknya.Penempatan sistem  OWEC-Smartgrid didalam laut berfungsi untuk memberikan ketahanan teknologi terhadap cuaca yang ada di laut.

Gambar 5. Ilustrasi PTO (sumber: popwilglobal)

Bagian tahap kedua mengacu pada PTO yang menghubungkan buoy dan generator,dan fungsi bagian ini adalah untuk mengubah energi yang ditransfer dari Gerakan vertikal buoy menjadi energi yang menggerakkan generator untuk beroperasi.Buoy yang bergerak vertical memberikan tekanan udara yang diteruskan oleh PTO untuk menggerakkan generator.

Energi diserap melalui silinder hidrolik dan diubah menjadi energi hidrolik,dan energi hidrolik menggerakkan motor hidrolik untuk berputar dan mentransfer energi ke generator.Kelebihan energi hidrolik dapat disimpan oleh akumulator,dan kemudian dilepaskan ketika energi diserap dalam silinder hidrolik tidak mencukupi,yang dapat dipertahankan stabilitas operasi motor hidrolik (Lasa et al.,2012).

Keuntungan dari perangkat PTO hidrolik adalah dapat bekerja dengan baik menyesuaikan karakteristik gelombang daya tinggi dan frekuensi rendah,memastikan kelancaran pengoperasian generator berikutnya, dan melakukan kontrol fase kontinyu dari respon gerak pelampung (Gaspar et al., 2016).keuntungannya adalah energinya kerugian selama proses transmisi kecil sedangkan energi efisiensi transmisi tinggi (Penalba dan Ringwood, 2016;Pendar dan Sarjan,2019). 

Bagian tahap ketiga mengacu pada generator, yang mengubah energi yang ditransfer oleh bagian tahap kedua menjadi energi listrik dan mentransmisikan ke beban atau menyimpan dalam baterai dengan dilengkapi smartgrid sistem guna untuk mempermudah kotroling pada teknologi OWEC-Smartgrid.

Baca juga : LPPM Unas-KPPS BMT BUMi Latih Manajemen Produksi Warga Cimanggis Depok

Gambar 6.prototype AWS Ocean Energy Ltd

Penggunaan teknologi yang sama sudah dilakukan oleh Startup asal Skotlandia AWS Ocean yang telah membangun perangkat prototipe yang diklaim bisa mengubah gelombang laut menjadi energi. Perangkat tersebut adalah pelampung seberat 50 ton yang ditambatkan ke dasar laut.

Sistem ini cocok untuk penyebaran di kedalaman air lebih dari 25m sebagai pelampung tunggal atau untuk integrasi ke dalam struktur multi-penyerap. Unit tunggal dapat dikonfigurasi untuk peringkat antara 15kW dan 500kW sementara unit multi-absorber dapat menawarkan hingga 10MW dari satu platform. (AWS Ocean Energy Ltd) 

Mekanisme pembangkit listrik tenaga gelombang laut tipe OWEC-Smartgrid ini dapat menyerap energi gelombang laut dan mengkonversi energi gelombang menjadi gerakan vertical didalam tabung hidrolik tekanan udara mampu mendorong hidrolik yang berada di tabung untuk menggerakkan generator listrik. 

Penempatan sistem dipelampung didalam laut berfungsi untuk memberikan ketahanan teknologi terhadap cuaca yang ada di laut,serta dibekali dengan teknologi smartgrid yang memudahkan kontroling dan monitoring serta menyalurkan distribusi energi listrik walaupun berada di tengah laut.Teknologi konversi gelombang ini juga tidak menganggu biota laut dan jalur pelayaran karena berada di dalam laut.

Referensi

[1] Zamri,Aidil.(2015).Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistim Empat Bandul.Seminar Nasional Sains dan Teknologi

[2] Parjiman. et al.(2018).Simulasi Gelombang Laut Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut (PLTGL),Jurnal Teknologi Elektro,Universitas Mercu Buana

[3] Qiao D,Zhi G,Liang H,Ning D,Yan J and Li B (2021)Scaling Orchestration in Physical Model Test of Oscillating Buoy Wave Energy Converter.

[4] Penalba,M.,and Ringwood, J.(2016).A review of wave-to-wire models for wave energy converters.Energies 9:506. doi: 10.3390/en9070506

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.