BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan dengan luas lautan kurang Indonesia merupakan negara kepulauan dengan luas lautan kurang lebihlebih 5,6 juta Km
5,6 juta Km22 dengan garis pantai sepanjang 81.000 Km. Menurut dengan garis pantai sepanjang 81.000 Km. Menurut Bakosurtanal,Indonesia memliki kurang lebih 8.175 pulau yang membentang Bakosurtanal,Indonesia memliki kurang lebih 8.175 pulau yang membentang dari Sabang sampai Merauke. Dari jumlah tersebut, hanya terdapat 5 pulau dari Sabang sampai Merauke. Dari jumlah tersebut, hanya terdapat 5 pulau besar
besar yaitu yaitu Pulau Pulau Sumatera, Sumatera, Jawa, Jawa, Kalimantan, Kalimantan, Sulawesi Sulawesi dan dan Papua, Papua, dimanadimana selebihnya merupakan pulau pulau kecil.
selebihnya merupakan pulau pulau kecil. Keberadaa
Keberadaan pulau pulau kecil n pulau pulau kecil ini tentu saja tidak ini tentu saja tidak dapat diabaikan begitudapat diabaikan begitu saja. Pulau-pulau tersebut, terlebih lagi pulau-pulau kecil terluar di wilayah saja. Pulau-pulau tersebut, terlebih lagi pulau-pulau kecil terluar di wilayah perairan
perairan Indonesia, Indonesia, sangat sangat berperan berperan penting penting dalam dalam menjaga menjaga pertahanan pertahanan dandan keamanan negara dari ancaman pencurian sumberdaya oleh negara lain dan keamanan negara dari ancaman pencurian sumberdaya oleh negara lain dan permasalahan
permasalahan perbatasan perbatasan antar antar negara. negara. Oleh Oleh karena karena itu, itu, diperlukan diperlukan upayaupaya untuk mengembangka
untuk mengembangkan sistem pertahanan di n sistem pertahanan di pulau pulau kecil tersebut denganpulau pulau kecil tersebut dengan cara membangun berbagai sarana dan prasarana pendukung untuk pertahanan cara membangun berbagai sarana dan prasarana pendukung untuk pertahanan dan menjaga kedaulatan negara. Permasalahan yang timbul adalah ketika dan menjaga kedaulatan negara. Permasalahan yang timbul adalah ketika eksistensi pulau-pulau ini terisolasi dari pulau pulau utama, sehingga pasokan eksistensi pulau-pulau ini terisolasi dari pulau pulau utama, sehingga pasokan energi, terutama energi listrik yang sangat dibutuhkan di era modern, terputus energi, terutama energi listrik yang sangat dibutuhkan di era modern, terputus dan menjadi penghambat pembangunan sarana dan prasarana serta dan menjadi penghambat pembangunan sarana dan prasarana serta perekonomian
perekonomian penduduk di ppenduduk di pulau-pulau tersebulau-pulau tersebut.ut.
Indonesia yang terletak pada zona melintasnya arus laut membuat Indonesia yang terletak pada zona melintasnya arus laut membuat perairan di
perairan di Kepulauan Indonesia memiliki potensi Kepulauan Indonesia memiliki potensi arus laut arus laut yang sangat besaryang sangat besar dan
dan keanekaragaman hayati yang keanekaragaman hayati yang sangat tinggi. sangat tinggi. Gaya Gaya gravitasi bulan gravitasi bulan dandan matahari menyebabkan perbedaa
matahari menyebabkan perbedaan pasang surut air n pasang surut air laut siang dan malam. laut siang dan malam. JulatJulat pasang
pasang surut surut di di perairan perairan IndonesIndonesia ia berkisar berkisar antara antara 1 1 meter meter hingga hingga 3 3 metermeter dapat menjadi sumber energi potensial untuk dikembangkan, terutama di dapat menjadi sumber energi potensial untuk dikembangkan, terutama di pulau-pulau kecil
pulau-pulau kecil yang tyang tersebar ersebar di di seluruh seluruh perairan perairan Indonesia. Energi Indonesia. Energi pasangpasang surut tersebut merupakan energi terbaharukan yang dapat digunakan sebagai surut tersebut merupakan energi terbaharukan yang dapat digunakan sebagai energi alternatif selain energi yang diperoleh dari hasil olahan minyak dan gas energi alternatif selain energi yang diperoleh dari hasil olahan minyak dan gas
bumi.
bumi. Namun, Namun, energi energi pasang pasang surut surut dapat dapat dimanfaatkan dimanfaatkan sebagai sebagai energienergi alternatif apabila ia memenuhi berbagai persyaratan. Selain itu, dibutuhkan alternatif apabila ia memenuhi berbagai persyaratan. Selain itu, dibutuhkan pula peralatan p
pula peralatan pendukung uendukung untuk dapat menggntuk dapat menggunakan eneunakan energi tersebut.rgi tersebut.
1.2
1.2 PermasalahanPermasalahan
Adapun permasalaha
Adapun permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini n yang akan dibahas dalam makalah ini yaitu :yaitu : 1.
1. Pasang surut, yang meliputi : Pengertian pasang surut, tipe-tipe pasangPasang surut, yang meliputi : Pengertian pasang surut, tipe-tipe pasang surut, teori pasang surut, faktor-faktor penyebab terjadinya pasang surut, surut, teori pasang surut, faktor-faktor penyebab terjadinya pasang surut, dan alat-alat pengukur pasang surut.
dan alat-alat pengukur pasang surut. 2.
2. Energi pasang surut, yang meliputi :Energi pasang surut, yang meliputi : a.
a. Pengertian energi pasang surutPengertian energi pasang surut b.
b. Metode-metode pemanfaatan energi pasang surutMetode-metode pemanfaatan energi pasang surut c.
c. PembangkPembangkit Listrik it Listrik Pasang Surut (PLTPs), meliputi :Pasang Surut (PLTPs), meliputi : -- Prinsip kerja PLTPsPrinsip kerja PLTPs
-- Bagian-bagian (komponen) PLTPsBagian-bagian (komponen) PLTPs
-- Jenis-jenis turbin yang digunakan dalam PJenis-jenis turbin yang digunakan dalam PLTPsLTPs -- Menghitung energi yang dihasilkan PLTPsMenghitung energi yang dihasilkan PLTPs -- Macam-macam PLTPsMacam-macam PLTPs
-- Kelebihan dan kekurangan PLTPsKelebihan dan kekurangan PLTPs
-- Potensi pengembangan PLTPs di IndonesiaPotensi pengembangan PLTPs di Indonesia -- Syarat-syarat pemilihan lokasi PLTPsSyarat-syarat pemilihan lokasi PLTPs
d.
d. KonservasKonservasi i yang perlu dilakukanyang perlu dilakukan e.
e. Contoh PLTPs di Dunia dan di Contoh PLTPs di Dunia dan di IndonesiaIndonesia
1.3
1.3 TujuanTujuan
Adapun tujuan pembuatan makalah ini yaitu : Adapun tujuan pembuatan makalah ini yaitu : 1.
1. Mengetahui dan memahami mengenai pasang surut dan Mengetahui dan memahami mengenai pasang surut dan proses terjadinyaproses terjadinya 2.
2. Mengetahui dan memahami energi pasang surut Mengetahui dan memahami energi pasang surut dan pemanfaatannyadan pemanfaatannya 3.
3. Mengetahui dan memahami mengenai Pembangkit Listrik Tenaga PasangMengetahui dan memahami mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut PLTPs
Surut PLTPs 4.
BAB II BAB II PEMBAHASAN PEMBAHASAN 2.1 Pasang Surut 2.1 Pasang Surut
2.1.1 Pengertian Pasang Surut 2.1.1 Pengertian Pasang Surut
Pasang surut adalah naik turunnya muka laut dan gerak horizontal dari Pasang surut adalah naik turunnya muka laut dan gerak horizontal dari massa air secara berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda angkasa terhadap massa air secara berkala akibat adanya gaya tarik benda-benda angkasa terhadap massa air di bumi. Pasang-surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan massa air di bumi. Pasang-surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek sentrifugal, yakni dorongan ke arah luar pusat rotasi. Hukum gravitasi efek sentrifugal, yakni dorongan ke arah luar pusat rotasi. Hukum gravitasi Newton menyatakan
Newton menyatakan, bahwa semua massa benda tarik menarik satu sama , bahwa semua massa benda tarik menarik satu sama lain danlain dan gaya ini tergantung pada besar massanya, sertajarak di antara massa tersebut. gaya ini tergantung pada besar massanya, sertajarak di antara massa tersebut. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa, tetapi berbanding terbalik Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa, tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Sejalan dengan hukum di atas, dapat dipahami bahwa meskipun terhadap jarak. Sejalan dengan hukum di atas, dapat dipahami bahwa meskipun massa bulan lebih kecil dari massa matahari tetapi jarak bulan ke bumi jauh lebih massa bulan lebih kecil dari massa matahari tetapi jarak bulan ke bumi jauh lebih kecil, sehingga gaya tarik bulan terhadap bumi pengaruhnya lebih besar dibanding kecil, sehingga gaya tarik bulan terhadap bumi pengaruhnya lebih besar dibanding matahari terhadap bumi. Kejadian yang sebenarnya dari gerakan pasang air laut matahari terhadap bumi. Kejadian yang sebenarnya dari gerakan pasang air laut sangat berbelit-belit, sebab gerakan tersebut tergantung pula pada rotasi bumi, sangat berbelit-belit, sebab gerakan tersebut tergantung pula pada rotasi bumi, angin, arus laut dan keadaan-keadaan lain yang bersifat setempat. Gaya tarik angin, arus laut dan keadaan-keadaan lain yang bersifat setempat. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan
tonjolan (bulge)(bulge) pasang pasang surut surut gravitasional gravitasional di di laut. laut. Lintang Lintang dari dari tonjolan tonjolan pasangpasang
surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari (WARDIYATMOKO & B
orbital bulan dan matahari (WARDIYATMOKO & BINTARTO,19INTARTO,1994).94).
Sedangkan menurut Pariwono (1989), fenomena pasang surut diartikan Sedangkan menurut Pariwono (1989), fenomena pasang surut diartikan sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya gaya tarik benda- benda
benda angkasa angkasa terutama terutama matahari matahari dan dan bulan bulan terhadap terhadap massa massa air air di di bumi.bumi. Sedangkan menurut Dronkers (1964) pasang surut laut merupakan suatu Sedangkan menurut Dronkers (1964) pasang surut laut merupakan suatu fenomena pergerakan naik turunnya permukaan air laut secara berkala yang fenomena pergerakan naik turunnya permukaan air laut secara berkala yang diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dari diakibatkan oleh kombinasi gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dari benda- benda
benda astronomi astronomi terutama terutama oleh oleh matahari, matahari, bumi bumi dan dan bulan. bulan. Pengaruh Pengaruh bendabenda angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh atau ukurannya lebih angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh atau ukurannya lebih kecil.
2.1.2 Tipe-Tipe Pasang Surut
a. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide)
Dalam satu hari terjadi dua kali pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hamper sama dan pasang surut terjadi secara berurutan secara teratur. Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit. Jenis harian tunggal misalnya terdapat di perairan sekitar selat Karimata, antara Sumatra dan Kalimantan.
b. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide)
Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit. Pada jenis harian ganda misalnya
terdapat di perairan Selat Malaka sampai ke Laut Andaman.
c. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing semidiurnal)
Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut, tetapi tinggi dan periodenya berbeda. Pada pasang-surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide, prevailing semidiurnal) misalnya terjadi di sebagian besar perairan Indonesia bagian timur
d. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal)
Pada tipe ini dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang sangat berbeda. Sedangkan jenis campuran condong ke harian tunggal (mixed tide, prevailing diurnal) contohnya terdapat di pantai selatan Kalimantan dan pantai utara Jawa Barat.
Sedangkan menurut WIBISONO (2005), sebenarnya hanya ada tiga tipe dasar pasang-surut yang didasarkan pada periode dan keteraturannya, yaitu sebagai berikut:
a. Pasang-surut tipe harian tunggal (diurnal type): yakni bila dalam waktu 24 jam terdapat 1 kali pasang dan 1 kali surut.
b. Pasang-surut tipe tengah harian/ harian ganda (semi diurnal type): yakni bila dalam waktu 24 jam terdapat 2 kali pasang dan 2 kali surut. c. Pasang-surut tipe campuran (mixed tides): yakni bila dalam waktu 24
jam terdapat bentuk campuran yang condong ke tipe harian tunggal atau condong ke tipe harian ganda.
Tipe pasang-surut ini penting diketahui untuk studi lingkungan, mengingat bila di suatu lokasi dengan tipe pasang-surut harian tunggal atau campuran condong harian tunggal terjadi pencemaran, maka dalam waktu kurang dari 24 jam, pencemar diharapkan akan tersapu bersih dari lokasi. Namun pencemar akan pindah ke lokasi lain, bila tidak segera dilakukan clean up. Berbeda dengan lokasi
dengan tipe harian ganda, atau tipe campuran condong harian ganda, maka pencemar tidak akan segera tergelontor keluar. Dalam sebulan, variasi harian dari
rentang pasang-surut berubah secara sistematis terhadap siklus bulan. Rentangpasang-surut juga bergantung pada bentuk perairan dan konfigurasi lantai samudera.
Pasang-surut (pasut) di berbagai lokasi mempunyai ciri yang berbeda karena dipengaruhi oleh topografi dasar laut, lebar selat, bentuk teluk dan sebagainya. Di beberapa tempat, terdapat beda antara pasang tertinggi dan surut terendah (rentang pasut), bahkan di Teluk Fundy (Kanada) bisa mencapai 20 meter. Proses terjadinya pasut memang merupakan proses yang sangat kompleks, namun masih bisa diperhitungkan dan diramalkan. Pasut dapat diramalkan karena sifatnya periodik, dan untuk meramalkan pasut, diperlukan data amplitudo dan beda fasa dari masing-masing komponen pembangkit pasut. Ramalan pasut untuk suatu lokasi tertentu kini dapat dibuat dengan ketepatan yang cukup cermat (NONTJI, 2005).
2.1.3 Teori Pasang Surut (Pasut)
a. Teori Kesetimbangan (Equilibrium Theory)
Teori kesetimbangan pertama kali diperkenalkan oleh Sir Isaac Newton (1642-1727). Teori ini menerangkan sifat-sifat pasut secara kualitatif.
Teori terjadi pada bumi ideal yang seluruh permukaannya ditutupi oleh air dan pengaruh kelembaman (Inertia) diabaikan. Teori ini menyatakan bahwa naik-turunnya permukaan laut sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut (King, 1966). Untuk memahami gaya pembangkit passng surut dilakukan dengan memisahkan pergerakan sistem bumi-bulan-matahari menjadi 2 yaitu, sistem bumi-bulan dan sistem bumi matahari.Pada teori kesetimbangan bumi diasumsikan tertutup air dengan kedalaman dan densitas yang sama dan naik turun muka laut sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut atau GPP (Tide Generating Force) yaitu Resultante gaya tarik bulan dan gaya sentrifugal, teori ini berkaitan dengan hubungan antara laut, massa air yang naik, bulan, dan matahari. Gaya pembangkit pasut ini akan menimbulkan air tinggi pada dua lokasi dan air rendah pada dua lokasi (Gross, 1987).
b. Teori Pasut Dinamik (Dynamical Theory)
Pond dan Pickard (1978) menyatakan bahwa dalam teori ini lautan yang homogen masih diasumsikan menutupi seluruh bumi pada kedalaman yang konstan, tetapi gaya-gaya tarik periodik dapat membangkitkan gelombang dengan periode sesuai dengan konstitue-konstituennya. Gelombang pasut yang terbentuk dipengaruhi oleh GPP, kedalaman dan luas perairan, pengaruh rotasi bumi, dan pengaruh gesekan dasar. Teori ini pertama kali dikembangkan oleh Laplace (1796-1825). Teori ini melengkapi teori kesetimbangan sehingga sifat-sifat pasut dapat diketahui secara kuantitatif. Menurut teori dinamis, gaya pembangkit pasut menghasilkan gelombang pasut (tide wive) yang periodenya sebanding dengan gaya pembangkit pasut. Karena terbentuknya gelombang, maka terdapat faktor lain yang perlu diperhitungkan selain GPP. Menurut Defant (1958), faktor-faktor
tersebut adalah:
- Kedalaman perairan dan luas perairan - Pengaruh rotasi bumi (gaya Coriolis) - Gesekan dasar
2.1.4 Faktor Terjadinya Pasang Surut
Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya pasang surut berdasarkan teori kesetimbangan adalah rotasi bumi pada sumbunya, revolusi bulan terhadap matahari, revolusi bumi terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis adalah kedalaman dan luas perairan, pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), dan gesekan dasar. Selain itu juga terdapat beberapa faktor lokal yang dapat mempengaruhi pasut disuatu perairan seperti, topogafi dasar laut, lebar selat, bentuk teluk, dan sebagainya, sehingga berbagai lokasi memiliki ciri pasang surut
yang berlainan (Wyrtki, 1961).
2.1.5 Alat-Alat Pengukuran Pasang Surut
Beberapa alat pengukuran pasang surut diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Tide Staff.
Alat ini berupa papan yang telah diberi skala dalam meter atau centi meter. Biasanya digunakan pada pengukuran pasang surut di lapangan.Tide Staff (papan Pasut) merupakan alat pengukur pasut paling sederhana yang umumnya digunakan untuk mengamati ketinggian muka laut atau tinggi gelombang air laut. Bahan yang digunakan biasanya terbuat dari kayu, alumunium atau bahan lain yang di cat anti karat.
Syarat pemasangan papan pasut adalah :
a. Saat pasang tertinggi tidak terendam air dan pada surut terendah masih
tergenang oleh air
b. Jangan dipasang pada gelombang pecah karena akan bias atau pada daerah
aliran sungai (aliran debit air).
c. Jangan dipasang didaerah dekat kapal bersandar atau aktivitas yang
menyebabkan air bergerak secara tidak teratur
d. Dipasang pada daerah yang terlindung dan pada tempat yang mudah untuk
diamati dan dipasang tegak lurus
e. Cari tempat yang mudah untuk pemasangan misalnya dermaga sehingga
f. Dekat dengan bench mark atau titik referensi lain yang ada sehingga data
pasang surut mudah untuk diikatkan terhadap titik referensi
g. Tanah dan dasar laut atau sungai tempat didirikannya papan harus stabil h. Tempat didirikannya papan harus dibuat pengaman dari arus dan sampah
2. Tide gauge
Merupakan perangkat untuk mengukur perubahan muka laut secara mekanik dan otomatis. Alat ini memiliki sensor yang dapat mengukur ketinggian permukaan air laut yang kemudian direkam ke dalam komputer.
Tide gauge terdiri dari dua jenis yaitu :
i. Floating tide gauge (self registering). Prinsip kerja alat ini berdasarkan
naik turunnya permukaan air laut yang dapat diketahui melalui pelampung yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Pengamatan pasut dengan alat ini banyak dilakukan, namun yang lebih banyak dipakai
adalah dengan cara rambu pasut.
j. Pressure tide gauge (self registering). Prinsip kerja pressure tide gauge
hampir sama dengan floating tide gauge, namun perubahan naik-turunnya air laut direkam melalui perubahan tekanan pada dasar laut yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Alat ini dipasang sedemikian rupa sehingga selalu berada di bawah permukaan air laut tersurut, namun alat ini jarang sekali dipakai untuk pengamatan pasang surut.
3. Satelit
Sistem satelit altimetri berkembang sejak tahun 1975 saat diluncurkannya sistem satelit Geos-3. Pada saat ini secara umum sistem satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global. Prinsip Dasar Satelit Altimetri
adalah satelit altimetri dilengkapi dengan pemancar pulsa radar (transmiter), penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Pada sistem ini, altimeter radar yang dibawa oleh satelit memancarkan pulsa-pulsa
gelombang elektromagnetik (radar) kepermukaan laut. Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh satelit.
Prinsip penentuan perubahan kedudukan muka laut dengan teknik altimetri yaitu pada dasarnyasatelit altimetri bertugas mengukur jarak vertikal dari satelit ke permukaan laut. Karena tinggi satelit di atas permukaan ellipsoid referensi diketahui maka tinggi muka laut (Sea Surface Height atau SSH) saat pengukuran dapat ditentukan sebagai selisih antara tinggi satelit dengan jarak vertikal. Variasi muka laut periode pendek harus dihilangkan sehingga fenomena kenaikan muka laut dapat terlihat melalui analisis deret waktu (time series analysis). Analisis deret waktu dilakukan karena kita akan melihat variasi temporal periode panjang dan fenomena sekularnya. (http://gdl.geoph.itb.ac.id)
Energi Pasang Surut
a. Pengertian Energi Pasang Surut
Energi pasang surut (Tidal Energy) merupakan energi yang terbarukan.
Prinsip kerja nya sama dengan pembangkit listrik tenaga air, dimana air dimanfaatkan untuk memutar turbin dan mengahasilkan energi listrik. Energi diperoleh dari pemanfaatan variasi permukaan laut terutama disebabkan oleh efek gravitasi bulan, dikombinasikan dengan rotasi bumi dengan menangkap energi yang terkandung dalam perpindahan massa air akibat pasang surut.
Pada gambar 1, terlihat bahwa arah ombak masuk ke dalam muara sungai ketika terjadi pasang naik air laut. Dalam proses ini air pasang akan ditampung ke dam sehinggal pada saat air surut air pada dam dapat dialirkan untuk memutar turbine.
Gambar 2. Proses Surut
Ketika surut, air mengalir keluar dari dam menuju laut sambil memutar turbin seperti yang terlihat pada gambar 2 di atas. Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya, dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Oleh karena waktu siklus bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.
b. Metodelogi Pemanfaatan Pasang Surut
Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi pasang surut: a. Dam pasang surut (tidal barrages)
Cara ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang terdapat di dam/waduk penampungan air sungai. Hanya saja, dam yang dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut. Ketika ombak masuk atau keluar (terjadi pasang atau surut), air mengalir melalui
terowongan yang terdapat di dam. Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar Turbin Pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik ini dibangun pada tahun 1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoperasian pada akhir pekan dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas hanya 16 MW.
Teknologi pasang surut dengan membangun dam merupakan teknologi yang paling lama digunakan. Ekstrasi energi didapat dari perbedaan ketinggian antara air di dalam dam dan diluar dam (laut). Dam yang dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut. Saat pasang air mengalir memasuki dam sampai kondisi tertentu lalu air tersebut ditahan, bila laut sudah surut air dialirkan kembali ke laut melewati turbin air sehingga energi listrik diperoleh.
Gambar 1 Prinsip Kerja Barrage Tidal System Aplikasi
Pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik ini
dibangun pada tahun 1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoperasian pada akhir pekan dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas?hanya 16 MW.
Dalam perkembangannya sistem dam ini berdampak pada lingkungan, walau berhasil menghasilkan energi listrik lumayan besar, namun ekologi air berbagai jenis satwa yang berhubungan antara muara dan laut tidak berkembang biak dengan baik.
Teknologi ini dapat menghasilkan daya listrik yang cukup besar. Kelemahannya dari sistem DAM ini adalah berdampak negatif bagi lingkungan, terutama dari sisi ekologis pesisir. Kebaradaan DAM ini menyababkan hewan-hewan dan tumbuhan yang berkembang di daerah estuari akan kehilangan habitatnya. Selain itu, pembangunan DAM juga membutuhkan biaya yang tidak sedikit.
b. Turbin lepas pantai (offshore turbines)
Pilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.
Beberapa perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas pantai adalah: Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris. Teknologi MCT bekerja seperti
pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan
mampu menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi menjaga
agar ikan dan makhluk lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga sepuluh kalinya). Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara gravitasi
(berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut. Adapun satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energy adalah poros baling-balingnya yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin
ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk mencukupi kebutuhan listrik dalam skala besar.
Turbin lepas pantai ini lebih menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Bentuk dari tidal turbine sangat beragam seperti halnya wind turbine. Tidal turbine terbesar dipasang Scotlandia berbobot 1300 ton dengan tinggi sekitar 22 m, dengan kecepatan aliran laut 2.65 m/s mampu menghasilkan daya sampai dengan 4000 Twh setiap tahun, diharapkan turbin ini mampu digunakan lebih dari 1000 rumah tangga.
Keunggulannya dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat. Sistem ini tidak memerlukan bendungan, namun langsung terpasang di lautan lepas, gaya dorong dihasilkan dari pegerakan energi kinetik arus laut, dikarenakan densitas air lebih tinggi dari pada angin, offshore turbine dapat menghasilkan energi yang lebih besar dengan ukuran yang sama untuk wind turbine.
Aplikasi
Beberapa perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas pantai adalah: Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris.
Gambar 3 Macam-Macam Jenis Turbin Lepas Pantai yang Digerakkan oleh Arus Pasang Surut. (a) Seagen Tidal Turbines Buatan MCT. (b) Tidal Stream Turbines Buatan Swan Turbines. (c) Davis Hydro Turbines dari Blue Energy. (d) Skema Komponen Davis Hydro Turbines Milik Blue Energy.
Prinsip Kerja
Teknologi MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan mampu menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga
sepuluh kalinya).
Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut.
Adapun satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energy adalah poros baling-balingnya yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk mencukupi kebutuhan listrik dalam skala besar.
Kelebihan dan Kekurangan
Adapun kelebihan dan kekurangan dari tidal energy (energi pasang surut), diantaranya :
Kelebihan:
Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya Tidak membutuhkan bahan bakar
Biaya operasi rendah Produksi listrik stabil
Pasang surut air laut dapat diprediksi
Turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak
menimbulkan dampak lingkungan yang besar Kekurangan:
Biaya pembangunan sangat mahal
Meliputi area yang sangat luas sehingga merubah ekosistem
lingkungan baik ke arah hulu maupun hilir hingga berkilo-kilometer.
Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya,
ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar
c. Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
1. Prinsip Kerja Pembangkit Litrik Tenaga Pasang Surut (PLTPs)
Bentuk lain dari pemanfaatan energi laut dinamakan energi pasang surut. Ketika pasang datang ke pantai, air pasang ditampung di dalam reservoir. Kemudian ketika air surut, air di belakang reservoir dapat dialirkan seperti pada PLTA biasa. Agar bekerja optimal, kita membutuhkan gelombang pasang yang besar. dibutuhkan perbedaan kira-kira 16 kaki antara gelombang pasang dan gelombang surut. Hanya ada beberapa tempat yang memiliki kriteria ini. Beberapa pembangkit listrik
telah beroperasi menggunakan sistem ini. Sebuah pembangkit listrik di Prancis sudah beroperasi dan mencukupi kebutuhan listrik untuk 240.000 rumah.
Teknologi pembangkit listrik pasang surut (PLPS) mungkin sudah dikuasai penuh para ilmuwan di Indonesia. Karena, pada prinsipnya teknologi tersebut tidak berbeda dengan pembangkit listrik tenaga air (PLTA), seperti yang diterapkan di waduk Jatiluhur dan waduk-waduk
lainnya. Di mana air laut ketika pasang ditampung dalam suatu wilayah yang di bendung dan pada waktu pasang surut air laut dialirkan kembali ke laut.
Pemutaran turbin dilakukan dengan memanfaatkan aliran air ketika masuk ke dalam dam dan ketika keluar dari dan menuju laut. Kendala utama penerapan teknologi PLPS ini ada dua. Pertama, pemerintah belum pernah memanfaatkan energi pasang surut untuk menghasilkan listrik, sehingga tenaga ahli Indonesia yang telah menguasai teknolgi pembangkit listrik tenaga air belum pernah merancang dan menerapkan
atau membangun secara langsung dari awal.
Kedua, untuk pembangunan wilayah ini akan merendam wilayah daratan yang luas. Apalagi bila harus merendam beberapa desa di sekitar muara atau kolam. Di sini akan muncul masalah sosial, bukan hanya masalah teknologi.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan para ahli Indonesia untuk penerapan teknologi ini adalah efisiensi propeler ketika air masuk dan air keluar. Kalau di PLTA arah air penggerak turbin hanya satu arah, sedangkan pada pembangkit listrik pasang surut ini dari dua arah. Selain itu, yang patut menjadi perhatian, adalah material yang digunakan. Untuk air laut diperlukan material khusus disesuaikan dengan kadar garam dan kecepatan airnya.
Kapasitas listrik yang dihasilkan PLPS sebaiknya untuk kapasitas besar, di atas 50 Mega Watt, agar bisa ekonomis seperti PLTA. Sumber energi PLPS ini banyak berada wilayah timur Indonesia, mulai dari Ambon hingga ke Papua. Di wilayah ini kebutuhan listrik masih kecil dan membutuhkan power cable bawah laut yang sangat panjang untuk bisa membawa listrik ke pulau Sulawesi yang membutuhkan listrik dalam jumlah besar.
Di negara lain, beberapa pembangkit listrik sudah beroperasi menggunakan ide ini. Salah satu PLPS terbesar di dunia terdapat di
muara sungai Rance di sebelah utara Prancis. Pembangkit listrik ini dibangun pada 1966, dengan kapasitas 240 Mega Watt.
PLPS La Rance didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoÂperÂasian pada akhir pekan dan malam hari. Sementara PLPS terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas yang mencapai 160 Mega Watt.
2. Bagian-Bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (PLTPs)
Tujuh komponen utama sebuah Pusat Pembangkit Tenaga Listrik Energi Air Pasang Surut adalah:
1. Bangunan ruangan mesin
2. Tanggul (bendungan) untuk membentuk kolam
3. Pintu-pintu air untuk jalan air dari kolam ke laut atau sebaliknya 4. Turbin yang berputar oleh dorongan air pasang dan air surut. 5. Generator yang menghasilkan listrik 3.500 volt.
6. Panel penghubung.
3. Jenis-Jenis Turbin yang Digunakan
Ada beberapa jenis turbin yang digunakan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (PLTPs) yaitu :
- Seagen Tidal Turbines buatan MCT
Teknologi MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir ( gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan
pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan mampu menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi
menjaga agar ikan dan makhluk lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga sepuluh kalinya).
Gambar Seagen Tidal Turbines buatan MCT - Tidal Stream Turbines buatan Swan Turbine
Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara
gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut.
Gambar Tidal Stream Turbines buatan Swan Turbine - Davis Hydro Turbines dari Blue Energy
Adapun satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energyadalah poros baling-balingnya yang
vertikal (vertical-axis turbines). Turbin ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk
mencukupi kebutuhan listrik dalam skala besar.
Gambar Davis Hydro Turbines dari Blue Energy
4. Menghitung Energi yang Dihasilkan dari Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (PLTPs)
Energi pasang surut merupakan energy yang dihasilkan dari pergerakan masa air (hydropower) secara besar karena terjadi pasang surut dilaut. Energi pasang surut, menurut cara ekstrasi yang digunakan, dapat dibagi menjadi dua, yaitu ekstrasienergykinetic, berdasarkan
pergerakan aliran bebas air laut, serta ekstrasienergy potensial, yang didapat berdasarkan beda ketinggian selama terjadinya pasang surut air laut (Gorlov, 1998). Energi pasang surut dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
2
Dimana E adalah energi, g adalah percepatan gravitasi, adalah massa jenis air laut, A adalah luas permukaan laut, z adalah koordinat permukaan laut dan h adalah amplitudo gelombang laut. Rata-rata besarnya energi yang dihasilkan dari siklus pasang surut dengan nilai g = 10.15 kN m-3 adalah sebesar E = 1.4 h2 ( watt per jam) atau E = 5.04 h2 (Kilojoule). Untuk Energi kinetik yang dihasilkan dapat dihitung dengan rumus T = 0.5 mV2 dengan m adalah massa dan V adalah kecepatan. Total energi yang bisa dihasilkan dari satu siklus pasang surut ini adalah jumlah dari besar energi kinetik dan energi potensial yang diperoleh.
Persamaan untuk menghitung daya listrik adalah: P = f Q H
dengan:
P = daya listrik dalam kW Q = debit air (m3)
H = tinggi pasang surut terbesar (m) F = faktor efisiernsi 0,7 – 0,8.
5. Macam-macam Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
Tidal Fences: biasanya dibangun antara pulau-pulau kecil atau antara
daratan dan pulau-pulau. Putaran terjadi karena arus pasang surut untuk menghasilkan energi.
Teknologi Tidal Fence skala besar digunakan juga sebagai jem-batan penghubung antarpulau di antara selat. Menggunakan instalasi yang hampir sama dengan Tidal Power namun terpisah dengan turbin arus antara 5 sampai 8 knot (5.6 sampai 9 mil/jam) dapat dimanfaatkan energi lebih besar dari pembangkit listrik tenaga angin karena densitas air 832 kali lebih besar dari udara (5 knot arus = velositas angin 270 km/jam).
Skala besar pembangkit tenaga arus ini sepanjang 4 km telah dimulai dikerjakan di kepulauan Dalupiri dan Samar, Filipina sekaligus membuat jembatan penghubung pada empat pulaunya. Proyek ini disponsori oleh Blue Energy Power System-Canada yang telah mengomersialkan diri dengan berbagai modul turbin dalam berbagai skala. Diestimasi energi yang nantinya dihasilkan di Filipina ini maksimum sebesar 2200 MW dengan minimum rata-rata sebesar 1100 MW setiap hari. Hal ini didasarkan dengan kecepatan arus rata-rata sebesar 8 knots pada kedalaman sekitar 40 meter. Modul turbin Davis yang dipakai dapat mengonversi listrik pada lokasi tertentu seperti di sungai sebesar 5 kW sampai 500 kW sedangkan instalasi di laut bisa menghasilkan 200 MW sampai 8000 MW.
Barrage Tidal Plants: adalah jenis yang paling umum dari pembangkit
mencapai ketinggian yang sesuai karena air pasang, air dilepaskan agar mengalir melalui turbin yang akan menggrakkan generator listrik.
Teluk yang ujungnya sempit sangat cocok diterapkan. Ketika air pasang menghasilkan tingkat air yang berbeda di dalam dan di luar dam, pintu-pintu air akan terbuka, air yang mengalir melewati turbin akan menjalankan generator untuk menghasilkan listrik. Pemanfaatan energi ini memerlukan daerah yang cukup luas untuk menampung air laut (reservoir area) dan bangunan dam bisa dijadikan jembatan transportasi. Tidal Power dibedakan menjadi dua yaitu kolam tunggal dan kolam ganda. Pada sistem pertama energi dimanfaatkan hanya di saat periode air surut atau air naik. Sedangkan sistem kolam ganda memanfaat-kan aliran dalam dua arah. Perbedaan tinggi antara permukaan air di kolam dan permukaan air laut pada instalasi ini semakin tinggi semakin baik. Di Jepang, sistem ini telah mulai dikembangkan di Laut Ariake, Kyushu yang memiliki variasi pasut tertinggi. Di muara sungai Severn, Inggris juga telah mulai direncanakan instalasi berskala besar untuk 12 GW
listrik.
Tidal Turbines: Terlihat seperti turbin angin, sering tersusun dalam
baris tapi berada di dalam air. Arus pasang surut memutar turbin untuk menciptakan energi.
Teknologi ini berfungsi sangat baik pada arus pantai yang ber-gerak sekitar 3.6 dan 4.9 knots (4 dan 5.5 mph). Pada kecepatan ini, Turbin arus berdiameter 15 meter dapat menghasilkan energi sama dengan turbin angin yang berdiameter 60 meter. Lokasi ideal turbin arus pasut ini tentunya dekat dengan pantai pada kedalaman antara 20-30 meter. Energi listrik yang dihasilkan menurut Perusahaan Marine Current Turbine-Inggris adalah lebih besar dari 10 MW per 1 km2, dan 42 lokasi yang berpotensi di Inggris telah teridentifikasi perusahaan ini. Lokasi ideal lainnya yang dapat dikembangkan terdapat di Filipina, Cina dan tentunya Indonesia.
Penelitian pemanfaatan energi arus pasut sejak tahun 1920 te-lah dilakukan oleh beberapa ne-gara seperti Perancis, Amerika Serikat, Rusia dan Kanada. Se-telah lebih dari 40 tahun, stasiun Frances La Rance adalah satu-satunya industri Pembangkit Listrik Tenaga Arus Pasang Surut dengan skala besar di dunia. Memproduksi 240 MW listrik lewat instalasi Tidal Power melewati daerah estuari sungai Rance, dekat Saint Malo. Instalasi ini telah ada sejak 1966 dan menyuplai 90 persen kebutuhan listrik wilayah itu. Di Rusia, Murmansk memanfaatkan 0,4 MW listrik dari jenis yang sama. Tidak jauh dari Indonesia, ada Australia yang memanfaatkannya di Kimberly dan Cina sebesar 8 MW. Di Canada stasiun Annapolis Royal, Nova Scotia telah memproduksi sekitar 20 MW listrik Tidal Turbine untuk keperluan masyarakatnya. Di kota Hammerfest, Norwegia, listrik telah sukses dibangkitkan dengan memanfaatkan arus pasang di pantai dan mencukupi sebagian kebutuhan listrik kota dengan modul turbin Blades.
d. Kelebihan dan Kekurangan Energi Pasang Surut
Tenaga pasang surut pada dasarnya adalah bentuk tenaga air yang menghasilkan daya listrik melalui pemanfaatan dari aliran pasang surut. Listrik tenaga pasang surut walaupun memiliki potensi besar masih belum banyak digunakan. Prinsip kerja dari tenaga pasang surut tidak terlalu rumit: sekali air pasang datang, air akan disimpan dalam bendungan, dan ketika air surut, air di bendungan akan disalurkan melalui pipa untuk menggerakkan turbin, yang kemudian menghasilkan listrik.
Listrik tenaga pasang surut memiliki beberapa keunggulan. Pertama, tenaga pasang surut adalah sumber energi terbarukan karena pasang surut di planet kita disebabkan oleh interaksi gaya gravitasi antara Bulan dan
Matahari, serta rotasi bumi, yang berarti bahwa listrik tenaga pasang surut tidak akan habis selama paling tidak beberapa milyar tahun.
Satu keunggulan besar yang dimiliki tenaga pasang surut dibandingkan beberapa sumber energi terbarukan lainnya (terutama energi angin) adalah bahwa tenaga pasang surut merupakan sumber energi yang sangat handal. Hal ini dapat dipahami karena kita bisa memprediksi kapan air pasang akan naik dan kemudian surut, karena pasang-surutnya air laut jauh lebih siklik daripada pola cuaca yang acak.
Dan juga, listrik tenaga pasang surut tidak menghasilkan gas rumah kaca seperti bahan bakar fosil, dan limbah berbahaya seperti ini juga dikhawatirkan akan terjadi pada penggunaan energi nuklir. Waduk dan bendungan kecil yang diperlukan untuk memanfaatkan tenaga pasang surut juga dapat memainkan peran yang sangat penting dalam melindungi kota-kota terdekat atau pelabuhan dari gelombang berbahaya pada saat terjadi badai.
Listrik tenaga pasang surut merupakan sumber energi yang sangat efisien, dengan efisiensi 80%, ini berarti bahwa efisiensi energi pasang surut hampir tiga kali lebih besar dari batubara dan minyak bumi yang memiliki efisiensi 30%, dan juga secara signifikan lebih tinggi dari efisiensi energi surya dan angin.
Kelemahan utama energi pasang surut adalah pembangkit listrik pasang surut sangat mahal untuk dibangun, yang berarti listrik tenaga pasang surut masih tidak efektif dalam hal biaya bila dibandingkan dengan pembangkit bahan bakar fosil. Meskipun begitu, pembangkit listrik pasang surut dibangun hanya sekali dan biaya pemeliharaannya relatif rendah. Dan pula, di kehidupan nyata energi pasang surut hanya dapat dilakukan di pantai dengan diferensial pasang surut yang baik, artinya tidak banyak lokasi yang benar- benar cocok untuk jenis pembangkit listrik tenaga pasang surut, dan juga hanya menghasilkan listrik selama ada gelombang pasang yang rata-rata terjadi sekitar 10 jam setiap hari.
Listrik tenaga pasang surut juga dapat memiliki dampak negatif terhadap lingkungan; turbin pembangkit dapat mengganggu gerakan kapal dan hewan laut yang besar di sekitar kanal, sedangkan bangunan pembangkit listrik tenaga pasang surut dapat mengganggu migrasi ikan di lautan, dan bahkan membunuh populasi ikan ketika melewati turbin.
Tidak ada keraguan sedikitpun bahwa tenaga pasang surut memiliki potensi besar, namun juga terdapat beberapa kelemahan serius yang
menghambat listrik tenaga pasang surut memiliki nilai komersial tinggi. Masih perlu banyak pengembangan agar teknologi listrik tenaga pasang surut menjadi efektif dalam hal biaya, karena potensi besar saja tidak cukup untuk membuat tenaga pasang surut kompetitif dengan bahan bakar fosil yang dominan di saat ini.
e. Potensi Pengembangan Energi Pasang Surut di Indonesia
Indonesia merupakan negara kepulauan yang dikelilingi oleh dua lautan yaitu Samudera Indonesia dan Samudera Pasifik serta posisinya yang berada di garis katulistiwa sehingga kondisi pasang surut, angin, gelombang, dan arus laut cukup besar. Hasil pengukuran tinggi pasang surut di wilayah laut Indonesia menunjukkan beberapa wilayah lepas laut pesisir daerah Indonesia memiliki pasang surut cukup tinggi.
Keadaan pasang surut di perairan Nusantara ditentukan oleh penjalaran pasang surut dari Samudra Pasifik dan Hindia serta morfologi pantai dan batimeri perairan yang kompleks dimana terdapat banyak selat, palung dan laut yang dangkal dan laut dalam. Keadaan perairan tersebut membentuk pola pasang surut yang beragam. Di Selat Malaka pasang surut setengah harian (semidiurnal) mendominasi tipe pasut di daerah tersebut. Berdasarkan pengamatan pasang surut di Kabil, Pulau Batam diperoleh bilangan Formzhal sebesar 0,69 sehingga pasang surut di Pulau Batam dan Selat Malaka pada umumnya adalah pasut bertipe campuran dengan tipe ganda yang menonjol. Pasang surut harian (diurnal) terdapat di Selat Karimata dan Laut Jawa. Berdasarkan pengamatan pasut di Tanjung Priok diperoleh bilangan Formzhal sebesar 3,80. Jadi tipe pasut di Teluk Jakarta dan laut Jawa pada umumnya adalah pasut bertipe tunggal. Tunggang pasang surut di perairan Indonesia bervariasi antara 1 sampai dengan 6 meter. Di Laut Jawa umumnya tunggang pasang surut antara 1 – 1,5 m kecuali di Selat madura yang mencapai 3 meter.
Tunggang pasang surut 6 meter di jumpai di Papua (Diposaptono, 2007). Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, beberapa daerah di Indonesia yang mempunyai potensi energi pasang surut, yaitu: Bagan Siapi-api, Teluk Palu, Teluk Bima di Sumbawa, Kalimantan Barat, Irian Jaya, Pantai selatan di Pulau Jawa (Dewi Surinati, 2007 dalam SOEPARDJO, 2005). Namun daerah yang cocok untuk pemasangan turbin lepas pantai yaitu di daerah Bagan Siapi-api dan Irian Jaya yang memiliki beda tinggi pasang surut yang cukup tinggi. Harapannya, Indonesia dapat mempunyai energi pasang surut ini. Dengan menggunakan energi pasang surut, Indonesia dapat mengurangi jumlah karbon karena tidak menggunakan bahan bakar dari fosil, selain itu energi pasang surut ini merupakan energi terbarukan. Dalam pembangunan turbin lepas pantai ini, dibutuhkan perencanaan yang tepat dan akurat serta biaya yang cukup banyak. Meski demikian, manfaat yang kita dapatkan jauh lebih besar dibandingkan pembangunan fisik berupa gedung atau jembatan yang terkadang kurang bermanfaat karena terbengkalai.
Di beberapa negara maju, tidal energy telah dikembangkan meski dalam
waktu pengembangannya membutuhkan waktu yang relatif lama. Tidal energy dapat dikonversi menjadi energi listrik yang relatif besar. Di muara
sungai Rance, Perancis-tidal energy yang dihasilkan berkapasitas 240 MW.
Di Annapolis, Nova Scotia, Kanada-tidal energy yang dihasilkan berkapasitas
16 MW. Di Sihwa, Korea Selatan-tidal energy yang dihasilkan berkapasitas
254 MW dengan membentuk sebuah dam.Tidal energy pada tiap negara
berbeda-beda tergantung tinggi pasang surut dan banyaknya turbin yang dipasang.
f. Syarat-syarat Pemilihan Lokasi Pembuatan PLTPs
Syarat-syarat untuk memilih lokasi pembuatan pembangkit energi listrik pasang surut ini adalah:
1. Tinggi air pasang pada lokasi harus memadai sepanjang tahun.
2. Kuala atau estu arium harus mempunyai geomorfologi yang dengan tanggul yang relatif pendek dapat dikembangkan sebagai kolam penampung air.
3. Lokasi yang diusulkan tersebut tidak mempunyai endapan yang luar biasa jika membawa endapan lumpur ke dalam laut diperlukan usaha
untuk mengangkat endapan ke atas suatu kolam penampungan. 4. Lokasi yang dipilih harus bebas dari serangan ombak besar.
5. Lokasi yang dipilih harus sedemikian rupa sehingga tidak timbul masalah akibat pembendungan kuala, seperti perubahan pola air pasang surut
g. Konservasi Energi yang Perlu dilakukan
Konservasi energi sendiri mengandung arti sebagai suatu usaha untuk tetap menggunakan energi secara rasional tapi tetap mempertahankan produktifitas dan terpenuhinya syarat-syarat kelola perusahaan. Penggunaan
energi rasional diantaranya dengan penghematan dan efisiensi energi. Jadi harus dibedakan antara penghematan energi dengan konservasi energi.
Penghematan energi bisa saja dilakukan dengan hanya mengurangi penggunaan energinya tapi kenyamanan dan produktitas menjadi turun. Sementara konservasi energi adalah penerapan kaidah-kaidah dalam pengelolaan energi tidak hanya mengurangi pemakaian energinya tapi juga menerapkan pola operasi yang efisien, pemasangan alat tambahan yang meningkatkan performa sistem sehingga pemakaian energinya lebih rendah tapi tidak mengurangi kenyamanan dan produktifitas. Jadi pada intinya konservasi energi merupakan panduan bagaimana menghemat energi dengan benar dan berisi metode-metode dan alat alat yang bisa dipakai untuk penghematan energi tanpa mengurangi produktifitas dan kenyamanan. Sementara efisiensi energi artinya perbandingan antara penggunaan energi dengan hasil produksinya. Yang dimaksud produksinya bisa kenyamanan, gerak dan lain-lain. Jadi efisiensi energi yang tinggi berarti pemakaian energinya rendah tapi produksi tinggi. Dengan demikian konsep konservasi energi lebih luas dibandingkan dengan efisiensi energi.
Berikut beberapa konservasi yang perlu dilakukan :
Konservasi di sisi pembangkit, yang didahului oleh audit energi
Mengurangi pemakaian listrik yang bersifat konsumtif, keindahan,
kenyamanan
Mengganti peralatan yang tidak effisien Mengatur waktu pemakaian peralatan listrik
Pendekatan terhadap pihak-pihak yang terkait dengan implementasi
khususnya dalam pembangunan dan pengembangan energi pasang surut, seperti instansi pemerintahan, pihak swasta, lembaga swadaya dan kemasyarakatan, serta media informasi dan komunikasi massa.
h. Kendala Pada Pembangkitan Tenaga Air Pasang Surut
Dari sejarah perkembangannya di atas terlihat bahwa manusia sudah agak terlambat dalam mempergunakan tenaga air pasang surut. Ada sejumlah alasan yang meyebabkan pembangkit tenaga listrik dengan penggerak tenaga air pasang surut. Pembangkit jenis ini tertinggal pengembangannya dibandingkan dengan jenis pembangkitan tenaga listrik energi lain. Beberapa alasannya itu adalah sebagai berikut:
a. Karena pembangkit listrik energi air pasang surut bergantung pada ketinggian yang berbeda dari permukaan laut dan kolam penampung. Pola pengaturan ketinggian air dilakukan dengan perluasan kolam atau jumlah kolam dan sistem putaran ganda (putaran dua arah) yang dapat berfungsi pada saat pasang naik dan pasang surut
b. Perbedaan tinggi air pasang terbatas hanya beberapa meter, bila baling- baling turbin atau pipa turbin secara teknologi perkembangannya kurang baik terpaksa menggunakan cara konvensional yaitu turbin tipe Koplan sebagai alternatifnya. Hal ini tidak cocok lagi mengingat perkembangan teknologi yang dapat membolak-balikkan putaran turbin dan generator. c. Jarak air pasang ialah perubahan ketinggian permukaan ari sehingga
turbin harus bekerja pada variasi jarak yang cukup besar dari ketinggian tekanan air. Hal ini akan mempengaruhi efisiensi stasiun pembangkit. d. Lamanya perputaran tenaga listrik dalam sebuah pusat pembangkit listrik
dengan energi air pasang surut. Setiap hari merupakan alasan yang tepat untuk menentukan dasar tipe pembangkitan, tetapi waktu terjadinya peristiwa tidak boleh berubah. Setiap hari terjadi keterlambatan hampir mendekati satu jam. Jadi jika tenaga listrik generator pada suatu hari bekerja dari pukul 10.00 siang sampai jam 3.00 sore hari berikutnya ia akan beroperasi dari jam 11 siang sampai jam 4 sore dan begitu seterusnya e. Adanya perubahan ini mengakibatkan kesukaran dalam rencana persiapan
operasi setiap harinya dalam sentral pembangkitan listrik. Dengan bantuan program komputer halangan ini baru dapat diatasi.
f. Air laut merupakan cairan yang mudah mengakibatkan pembangkit tenaga listrik akan berkarat
g. Diperlukan teknologi khusus untuk membangun konstruksi di dalam laut. h. Pembangunan pembangkit tenaga listrik energi pasang surut ini
dikhawatirkan mengganggu manfaat alami teluk yang berfungsi juga sebagai daerah perikanan dan pelayaran.
i. Contoh PLTPs di Indonesia dan di Dunia
1) Pembangkit Listrik Tenaga Pasang-Surut Komersial Pertama Dunia Mulai beroperasi (The world’s first commercial tidal power goes online)
Tanggal 2 April 2008 boleh dikatakan sebagai salah satu hari penting dalam teknologi energi terbarukan. Pada hari itu, pembangkit listrik tenaga pasang-surut komersial pertama di dunia mulai dioperasikan.
Sea Gen (Source: seageneration)
Turbin air ini diberi nama SeaGen (Sea Generation), dibuat oleh Marine Current Turbines Ltd., sebuah perusaan yang berbasis di Bristol, Inggris. Lokasi yang dipilih adalah selat antara Strangford dan Portaferry, Irlandia Utara, sekitar 400 meter dari garis pantai.
Lokasi SeaGen, selat antara Stangford dan Portaferry, Irlandia Utara (Source: Google Earth)
SeaGen memiliki dua buah rotor berdiameter 16 meter, empat kali lebih besar dari pada pendahulunya. Tahun 2003, perusahaan yang sama, membuat SeaFlow dengan kapasital 300kW (bukan komersial) di Lynmouth, Devon.
Rotor SeaGen (Source: seageneration)
Pembangkit yang awal proyek dimulai 2005 ini memiliki kapasitas 1.2 MW, cukup untuk memberikan tenaga listrik bagi sekitar seribu rumah, dan bekerja 18 – 20 jam sehari. Dalam 12 hari, pembangkit ini ditargetkan telah
tersambung dengan jaringan listrik lokal. ESB Independent Energy telah bersedia membeli listrik dari SeaGen. Yang paling penting, setiap watt listrik yang dihasilkan dari pembangkit ini tidak menghasilkan sedikit pun gas rumah kaca.
Proses instalasi (Source: seageneration)
Proyek yang menghabiskan dana 5.2 juta Pounds (sekitar Rp. 95 Miliar) ini merupakan salah satu bentuk tindakan nyata yang dilakukan pemerintah Inggris selaku penandatangan Prokol Kyoto untuk mengatasi pemanasan global.
Namun demikian, proyek ini dikhawatirkan akan mengganggu ekosistem di perairan setempat, terutama mamalia laut. Untuk meninjau kemungkinan ini Marine Current Turbines Ltd telah menyediakan 2 juta Pounds untuk memotitor dampak lingkungan dari proyek ini.
2) Rancangan dan Ujicoba Prototipe Pembangkit Listrik Pasang Surut di Sulawesi Utara
Rancangan turbin air dipakai turbin model Propeller tipe undershot yang sesuai dengan beda tinggi yang rendah dan debit air yang sedikit. Untuk material turbin menggunakan bahan dari fiberglass atau baja tahan karat karena air yang digunakan untuk memutar turbin adalah campuran air laut dan air tawar. Hasil perhitungan jumlah energi berdasarkan rancangan dam adalah 85,56 kJoule dan daya listrik adalah 30,38 kW untuk luas waduk 1800 m2. Hasil analisis jumlah energi dan daya listrik yang didapat cukup memenuhi kebutuhan daya listrik di lokasi tersebut baik bagi pengusaha ataupun bila ada masyarakat yang tinggal di sekitar lokasi. Untuk pelaksanaan uji coba pembangkit listrik dibuat prototipe dam menggunakan kayu dan papan dua lapis yang diisi dengan karung plastik berisi pasir dan dilengkapi
dengan 2 pintu air, di mana pada pintu keluar dipasang turbin air yang memutar generator (Gambar 3).
Prototipe turbin untuk uji coba dibuat dari pelat baja seperti Gambar 4. Dudukan turbin terbuat dari balok kayu. Turbin air yang dibuat dilengkapi dengan pulley dan belt untuk dihubungkan dengan generator. Dalam uji coba
dilakukan pengukuran putaran turbin dan generator serta pengukuran tegangan dan daya listrik. Pengukuran putaran turbin adalah 15 rpm dan putaran generator adalah 355 rpm. Hasil pengukuran tegangan adalah 15 volt. Tegangan yang dihasilkan rendah karena generator yang digunakan putarannya 1500 rpm. Prototipe pembangkit untuk uji coba seperti Gambar 5.
Dengan dibangunnya pembangkit listrik pasang surut dapat memberikan energi listrik bagi beberapa pengusaha yang ada di sekitar lokasi tersebut seperti PT Minahasa Lagoon yang bergerak di bidang diving dan cottage. Juga ada pengusaha restoran di sekitar lokasi yang selama ini menggunakan genset sebagai pembangkit listrik untuk memperoleh penerangan dan kebutuhan listrik lainnya. Sebagai informasi bahwa lokasi itu merupakan salah satu tempat wisata dari masyarakat Sulawesi Utara dan sekitarnya untuk tamasya dan mandi di pantai.
