BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.2 Pengolahan Data Lingkungan
4.2.2 Pengolahan Data Gelombang
Data gelombang yang digunakan pada tugas akhir ini didapatkan dari SEAFINE yang menyediakan data per satuan jam dengan periode pengambilan data dari tahun 1956-2007. Data yang disajikan pada sub bab ini terdiri dari tabel kejadian gelombang yang kemudian diolah menjadi waverose diagram yang dapat dilihat pada tabel dan gambar pada sub bab 4.2.
Tabel 4.15 Data kejadian gelombang pada area C
Berdasarkan data kejadian gelombang area C pada Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa tabel ini menunjukan data kejadian gelombang pada 16 arah dan
Turbulence Intensity equation dimana:
a = 5
I15 = 0.14
I(U) = 16%
karena I(U)= σU/U10
maka,
σU standard deviation = 1.30576
57 dalam 10 variasi ketinggian gelombang dihitung dari <0,5 sampai 5,5-5,0 dalam satuan m. Pada tabel bagian ini bisa diambil kesimpulan juga bahwa angin pada arah ESE (East South East) pada ketinggian antara 0,5-1,0 m memiliki presentase kejadian terbesar jumlah riil sebesar 37.206 kejadian.. Untuk memudahkan membaca, data ini diolah menjadi diagram mawar yang dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Wave rose diagram pada area C Tabel 4.16 Tinggi gelombang periode 10 Tahun area C
Berdasarkan Tabel 4.16 dapat diketahui bahwa tabel ini menunjukan data-data gelombang yang diambil berdasarkan pengukuran selama 51 tahun di wilayah kerja blok lepas pantai Madura Barat ditunjukkan pada 16 arah mata angin. Data-data ini adalah Data-data awal gelombang yang berikutnya akan diolah untuk masuk ke tahap selanjutnya dan dapat dilihat pada Tabel 4.17. Pada tabel ini disajikan nilai tinggi gelombang signifikan (HS), periode puncak (TP), periode silangan Tmax 7.61 3.33 5.27 3.39 3.32 4.23 7.27 7.61 4.86 4.04 4.19 0.87 6.12 5.93 4.69 4.14 4.2
Periode
Tinggi gelombang (m) dan arah C
10 TAHUN
58
gelombang (TZ), Tinggi gelombang maksimum (Hmax), dan periode gelombang maksimum (Tmax). Dapat dilihat juga nilai terbesar (omni) berada pada arah Tenggara (SE) dengan nilai HS, TP, TZ, Hmax, Tmax adalah 3,15; 8,46; 6,58; 6,3; dan 7,61 secara berturut-turut.
Tabel 4.17 Parameter JONSWAP pada area C
Pada tabel 4.17 ini disajikan hasil pengolahan data gelombang berdasarkan data awal yang dapat dilihat pada Tabel 4.16. Pada tabel ini disajikan data tinggi gelombang, kecuraman, parameter JONSWAP dan tinggi puncak. Pengolahan data pada tabel ini ditujukan dengan maksud sebagai data yang akan dimasukkan pada software SACS yang berikutnya akan diolah serta sebagai salah satu parameter umur kelelahan struktur turbin angin lepas pantai. Pada tabel ini, data area C yang digunakan adalah periode balik 10 tahun, menyesuaikan dengan pedoman pada DNV-OS-J-101 dimana periode balik ini digunakan sebagai analisa dalam kondisi operasi. Pada data periode balik ini dapat dilihat memiliki kedalaman (h) 23.25 meter, panjang gelombang (L) 83.82 meter dan tinggi puncak (H) 1,82 meter. dengan data kedalaman dan panjang gelombang dapat ditentukan area C ini termasuk wilayah laut menengah. Pada kolom parameter JONSWAP dapat dilihat nilai frekuensi nilai puncak gelombang (ωp) , konstanta phillip (α) dan faktor peningkatan puncak (ϒ) adalah 4,77; 0,009048; 1,31 secara berturut-turut.
Kedalaman (m) h/L Wilayah L (m) L max (m) Kecuraman ωΡ Tp/Hs α ϒ
1 TAHUN 23.25 0.456 Laut menengah 50.97 62.11 0.054 0.99 4.91 0.008431 1.1 1.08 10 TAHUN 23.25 0.277 Laut menengah 83.82 97.41 0.065 0.74 4.77 0.009048 1.31 1.82 50 TAHUN 23.25 0.236 Laut menengah 98.52 112.32 0.069 0.66 4.82 0.008824 1.23 2.22 100 TAHUN 23.25 0.223 Laut menengah 104.3 118.21 0.071 0.63 4.85 0.008706 1.19 2.4
Periode Balik
59
Pada tugas akhir ini digunakan validasi untuk menentukan apakah data dari PHE WMO dapat dipercata atau tidak. Untuk tahap validasi, digunakan data awal kemudian diolah berdasarkan DNV (2014) kemudian dibandingkan dengan data olahan PHE WMO dan ditentukan berapa nilai error nya. Data awal untuk tahap validasi dapat dilihat pada Tabel 4.18.
Tabel 4.19 Olahan Data Gelombang
Data awal dari Tabel 4.18 diolah menggunakan code dari DNV (2014).
Pengolahan data dari proses validasi ini menggunakan software MS. EXCEL.
Data yang diolah pada Tabel 4.19 dalam validasi ini meliputi h/L untuk menentukan tipe wilayah perairan, dan fp, Tp/√Hs, ϒ, α dengan nilai 0.27; 0.118;
h/L = 0.278573133
60
4.76; 1.3; 0.009 secara berturut-turut sebagai variabel-variabel dalam parameter JONSWAP yang selanjutnya akan digunakan untuk analisis fatigue.
Tabel 4.20 Hasil Validasi Manual-Report WMO Validasi Manual- report WMO
Manual
Report
WMO Error h/L 0.278573 0.277 0.5647%
Tp/√Hs 4.76667 4.77 -0.0699%
α 0.009048 0.009048 0.0035%
ϒ 1.307778 1.31 -0.1699%
Tabel 4.20 menunjukan hasil validasi dari pengolahan data pada tabel 4.19. Dapat dilihat nilai error antara perhitungan manual dan data milik PHE WMO dibawah 1%. Dapat disimpulkan data milih PHE WMO dapat digunakan sebagai acuan.
Tabel 4.21 Data kejadian gelombang pada area G
Berdasarkan data kejadian gelombang area G pada Tabel 4.21 dapat diketahui bahwa tabel ini menunjukan data kejadian gelombang pada 16 arah dan dalam 10 variasi ketinggian gelombang dihitung dari <0,5 sampai 5,5-5,0 dalam
61 satuan m. Pada tabel bagian ini bisa diambil kesimpulan juga bahwa angin pada arah W (Barat) pada ketinggian antara 0,5-1,0 m memiliki presentase kejadian terbesar jumlah riil sebesar kejadian 133.916. Untuk memudahkan membaca, data ini diolah menjadi diagram mawar yang dapat dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Wave rose diagram pada area C
Tabel 4.22 Tinggi gelombang periode 10 Tahun pada area G
Berdasarkan tabel 4.22 dapat diketahui bahwa tabel ini menunjukan data-data gelombang yang diambil berdasarkan pengukuran selama 51 tahun di wilayah kerja blok lepas pantai Madura Barat ditunjukkan pada 16 arah mata angin. Data-data ini adalah data awal gelombang yang berikutnya akan diolah untuk masuk ke tahap selanjutnya. Pada tabel ini disajikan nilai tinggi gelombang signifikan (HS), periode puncak (TP), periode silangan gelombang (TZ), Tinggi gelombang maksimum (Hmax), dan periode gelombang maksimum (Tmax). Dapat
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
OMNI N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Hs 3.47 0.73 0.87 1.01 1.11 1.91 3.47 2.93 0.91 0.95 0.89 0.98 1.84 2.28 1.5 0.91 0.75 Tp 8.65 3.92 4.1 4.19 4.81 6.64 8.65 8.47 4.75 4.44 4.46 4.64 6.38 6.86 5.65 4.07 3.99 Tz 6.73 3.05 3.19 3.26 3.74 5.16 6.73 6.59 3.69 3.45 3.47 3.61 4.96 5.33 4.39 3.17 3.1 Hmax 6.94 1.46 1.74 2.02 2.22 3.82 6.94 5.86 1.82 1.9 1.78 1.96 3.68 4.56 3 1.82 1.5 Tmax 7.79 3.53 3.69 3.77 4.33 5.98 7.79 7.62 4.28 4 4.01 4.18 5.74 6.17 5.09 3.66 3.59
10 TAHUN Periode
Tinggi gelombang (m) dan arah G
62
dilihat juga nilai terbesar (omni) berada pada arah East South East (SE) dengan nilai HS, TP, TZ, Hmax, Tmax adalah 3,47; 8,65; 6,73; 6,94; dan 7,79 secara berturut-turut.
Tabel 4.23 Parameter JONSWAP pada area G
Pada tabel 4.23 ini disajikan hasil pengolahan data gelombang berdasarkan data awal yang dapat dilihat pada tabel 4.22. Pada tabel ini disajikan data tinggi gelombang, kecuraman, parameter JONSWAP dan tinggi puncak. Pengolahan data pada tabel ini ditujukan dengan maksud sebagai data yang akan dimasukkan pada software SACS yang berikutnya akan diolah serta sebagai salah satu parameter umur kelelahan struktur turbin angin lepas pantai. Pada tabel ini, data area C yang digunakan adalah periode balik 10 tahun, menyesuaikan dengan pedoman pada DNV-OS-J-101 dimana periode balik ini digunakan sebagai analisa dalam kondisi operasi. Pada data periode balik ini dapat dilihat memiliki kedalaman (h) 56,77 meter, panjang gelombang (L) 94.53 meter dan tinggi puncak (H) 1,84 meter. dengan data kedalaman dan panjang gelombang dapat ditentukan area C ini termasuk wilayah laut menengah. Pada kolom parameter JONSWAP dapat dilihat nilai frekuensi nilai puncak gelombang (ωp) , konstanta phillip (α) dan faktor peningkatan puncak (ϒ) adalah 4,64; 0,009604; 1,51 secara berturut-turut.