Teknologi dan Ilmu Kelautan: Pelamis Teknologi Konversi Energi Gelombang

TEORI

Indonesia adalah salah satu negara di dunia yang memiliki wilayah laut terbesar. Sekitar dua per tiga wilayah Indonesia adalah laut. Indonesia memiliki pantai kedua terpanjang di dunia setelah Kanada, dimana panjang pantai Indonesia sekitar 99.093 kilometer (Badan Informasi Geospasial) dan luas lautnya adalah sekitar 52 juta km². Dengan garis pantai yang panjang tersebut, potensi energi ombak yang dimiliki Indonesia sangat besar. Asosiasi Energi Laut Indonesia (ASELI) pada tahun 2011 telah mendata potensi energi listrik yang bisa dihasilkan ombak. Arus pasang surut memiliki potensi teoretis sebesar 160 Gigawatt (GW), potensi teknis 22,5 GW, dan potensi praktis 4,8 GW.

Gambar 1. Peta daerah yang memiliki potensi pembangkit listrik tenaga ombak (wave) berdasarkan riset BPPT-Pemerintah Norwegia. Sumber: Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, dan Badan Geologi, Desom.

Karakteristik energi gelombang sangat sesuai untuk memenuhi kebutuhan energi kota-kota pelabuhan dan pulau-pulau terpencil di Indonesia. Akan tetapi, pengembangan teknologi pemanfaatan energi gelombang di Indonesia saat ini masih belum optimal namun cukup menjanjikan.

Sebagai contoh Balai Pengkajian Dinamika Pantai (BPDP) dan BPPT Yogyakarta melalui riset sejak tahun 2003 telah mampu mengembangkan pemanfaatan energi gelombang laut sebagai sumber alternatif energi listrik, dengan menggunakan teknologi Oscillating Water Column / OWS, BPDP-BPPT telah membangun prototipe di pantai Parangracuk, Baron, Gunung Kidul, DIY dan berhasil memperoleh potensi daya sebesar 522 watt.

Oleh karena itu dibutuhkan keseriusan lagi untuk berani menerapkan teknologi yang lebih efisien dalam mengkonversi energi gelombang tersebut. Salah satunya adalah teknologi pengkonversi energi gelombang yang disebut Pelamis Wave Energy Converter mirip seperti yang dicoba di Skotlandia.

Model pembangkit ini cukup unik karena mengadaptasi gerakan ular berenang di permukaan air. Gerakannya meliuk-liuk dari kanan-kiri dan atas-bawah. Kelebihan dari teknologi ini ialah setiap mesin alat ini diperkirakan dapat mengkonversi energi ombak menjadi listrik sebesar 750 kW dengan target efisiensi 25-40% tergantung pada pemilihan lokasi, generasi keduanya (P2) memiliki efisiensi hingga 70%, tanpa membutuhkan bahan bakar dan menghasilkan energi yang bersih dan ramah lingkungan. Selain itu, teknologi ini cukup aman untuk diterapkan di lokasi yang rawan bencana seperti Indonesia yang berada di daerah yang disebut cincin api (ring of fire).

Daya sebesar ini diperkirakan mampu menghidupi sebanyak 500 rumah penduduk Skotlandia, dengan konsumsi listrik domestik rata-rata sebesar 4.148 kWh. Sedangkan, konsumsi energi listrik domestik Indonesia hanya 591 kWh (tahun 2011). Sehingga berdasarkan estimasi awal, penerapan di Indonesia bisa mencapai tujuh kali lipat (3500 rumah) daripada di Skotlandia.

PRINSIP KERJA

Pembangkit ini bekerja pada laut dengan kedalaman lebih dari 50 m dan berjarak 2-10 km dari pantai (tipe pembangkit offshore). Prinsip kerja dari Pelamis Wave Energy Converter adalah pembangkit ini mengapung dengan beberapa bagian tubuhnya tenggelam dalam air laut, dan posisi Pelamis langsung berhadapan dengan arah ombak. Badan pelamis terdiri dari lima tabung (Power module ─ yang seperti badan ular) yang terhubung dengan universal joints (sambungan universal) yang memungkinkan pergerakan dua arah.

Gambar 2. Properti dari Pelamis Wave Power (sumber : www.pelamiswave.com/image-library/12)

Ketika ombak mengarah ke badan Pelamis, ombak akan menyebabkan terjadinya pembengkokkan pada sendi-sendi Pelamis. Gerakan pembengkokkan tersebut dimanfaatkan dengan mengubahnya menjadi energi listrik dengan bantuan hidrolik sistem take-off yang memanjang dan memendek seiring dengan tarikan dan tekanan yang berasal dari gerakan naik-turun ombak. Listrik kemudian didistribusikan melalui kabel bawah tanah.

Gambar 3. Skema pergerakan Pelamis. Sumber gambar: http://www.pelamiswave.com/pelamis-technology

Pelamis yang sedang dikembangkan saat ini adalah generasi kedua (P2), dengan adanya pengembangan desain yang cukup signifikan. Pada Pelamis terdapat 3 bagian utama, yaitu Power Module, Universal Joints, serta Machine connection & anchoring system. Berikut ini penjelasan setiap bagiannya:

Power Module

Ada empat power module, satu untuk tiap sendi. Power module ini bagian yang seperti tubuh ularnya dan berupa tabung-tabung warna oranye. Di tabung-tabung tersebut terdapat pembangkit listrik dan komponen pengkonversi energi.

Gambar 4. Pelamis Power Module. (Sumber gambar: http://www.pelamiswave.com/media-centre)

Universal Joints

Universal Joint adalah bagian yang memungkinkan Pelamis melenggok-lenggok, seperti sendi dalam tubuh manusia. Setiap sendi memiliki dua derajat kebebasan dengan 4 silinder hidrolis.

Gambar 5. Universal Joints (Sumber gambar: http://www.pelamiswave.com/media-centre)

Machine connection & anchoring system

Pembangkit ini memiliki jangkar untuk menahan diri agar tidak terbawa arus laut. Pada bagian ini juga terdapat sistem elektrik yang bertujuan untuk mendistribusikan listrik hasil konversi. Seperti dalam gambar di bawah, bagian ini juga berguna untuk mendistribusi listrik menggunakan kabel bawah laut untuk selanjutnya didistribusikan ke rumah penduduk.

Gambar 6. Machine connection & anchoring system (Sumber gambar: http://www.pelamiswave.com/operations-maintenance)

APLIKASI

Peluang aplikasi Pelamis di Indonesia berdasarkan Pelamis Wave Power Ltd. selaku penemu dan pengembang Pelamis telah memprediksi beberapa tempat di dunia yang dinilai cukup efektif untuk mengaplikasikan Pelamis Wave Converter. Salah satu tempat tersebut berada di lautan Indonesia yaitu laut selatan pulau Jawa. Sementara pantai barat pulau Sumatera bagian selatan juga cukup berpotensi karena hampir memiliki kesamaan dengan laut selatan pulau Jawa.