PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT UNTUK PEMBANG

(1)

USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA JUDUL PROGRAM

PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI BIOROCK

BIDANG KEGIATAN: PKM - GAGASAN TERTULIS

Diusulkan oleh:

Beryl Mawarid Kimia/2012/1206253760 Naila Syahidah/2012/1206240644

Nur Amalina Qismina Fajrianti Kimia/2012/1206216304

UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK

(2)

ii

Listrik dan Pengembangan Teknologi Biorock 2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-AI (X)PKM-GT

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Beryl Mawarid

b. NPM : 1206253760

c. Program Studi : Kimia

d. Universitas : Universitas Indonesia

e. Alamat Rumah : Jalan Rawadas IV Pondok Kopi,

Duren Sawit Jakarta Timur

f. Alamat email : beryl.mawarid@ui.ac.id

4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 3 (tiga) orang 5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Drs. Kusmardi Msc.

b. NIDN : 0027036505

c. Alamat Rumah : Jalan Salemba Raya 6 Jakarta Pusat

Depok, 21 Maret 2014

Kepala Departemen Kimia FMIPA UI

Dr. Endang Saepudin

NIP. 195712251986021002

Direktur Kemahasiswaan UI Dosen Pembimbing

Arman Nefi, SH. MM. Drs. Kusmardi Msc.

(3)

iii DAFTAR ISI

Lembar Judul………..…i

Lembar Pengesahan………..….ii

Daftar Isi………...iii

Daftar Gambar………..vi

Ringkasan………..v

PENDAHULUAN Latar Belakang………..…….……1

Tujuan dan Manfaat………..….……2

GAGASAN Konversi Gelombang Laut Menjadi Energi Listrik……….…..……2

Penerapan Teknologi Biorock……….….….…….3

Skematis……….……..……..6

Pihak-Pihak Terkait………...7

Langkah Strategis dan Implementasi……….………7

Peluang dan Tantangan dalam Pengaplikasian Energi Gelombang Laut………….….8

KESIMPULAN Gagasan yang Diajukan………..……,……...8

(4)

iv LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

(5)

v RINGKASAN

Kurangnya jumlah terumbu karang yang dalam kondisi baik sangat

memprihatinkan karena terumbu karang memegang peranan penting dalam

pencegahan pemanasan global. Pelestarian terumbu karang pun dibutuhkan. Salah

satu metode pelestariannya adalah dengan metode Biorock. Namun, listrik yang dialirkan untuk melakukan metode ini cukup mahal sedangkan pasokan listrik

masyarakat di pesisir pantai belum terpenuhi.

Gagasan yang diajukan dalam karya tulis ini adalah pemanfaatan tenaga

gelombang laut sebagai pembangkit listrik untuk pelestarian terumbu karang dengan

teknologi biorock dan pemenuhan pasokan listrik bagi masyarakat yang bertempat tinggal di pesisir pantai. Pemanfaatan energi gelombang laut adalah energi yang tidak

pernah habis jika dibandingkan sumber energi lainnya.

Teknik implementasi yang diberikan pada gagasan ini terfokus pada proses

untuk jangka panjang, karena penerapannya yang bersifat aplikatif dan dapat

dilakukan secara terus menerus karena sumber energinya bersifat terbarukan.

Langkah strategis untuk jangka waktu yang panjang terpusat pada alam yang menjadi

sumber pasokan energi dan pengelolaannya, karena keduanya memegang peranan

penting dalam menentukan apakah teknologi biorock ini sebagai salah satu alternatif energi berhasil atau tidak, karena tentunya dalam mengimplementasikan sistem ini

(6)

PEMANFAATAN GELOMBANG LAUT UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK DAN PENGEMBANGAN BIOROCK

PENDAHULUAN

Latar Belakang Masalah

Sebagai Negara Kepulauan terbesar di dunia, Indonesia memiliki

hamparan laut yang terdapat terumbu karang yang jumlahnya cukup besar, yaitu

sekitar 18% terumbu karang yang terdapat di sepanjang garis pantai Indonesia.

Berdasarkan penelitian dari P2O LIPI, hanya tersisa sekitar 5,8 % dari seluruh

jumlah terumbu karang yang berada dalam keadaan baik. Keadaan ini sangat

memprihatinkan karena terumbu karang memegang peranan penting dalam

penyerapan karbon yang merupakan penyebab dari pemanasan global. Oleh

karena itu, perlu dilakukan upaya pelestarian terumbu karang, salah satu metode

pelestarian terumbu karang adalah teknologi Biorock.

Teknologi Biorock adalah suatu proses deposit elektro mineral yang berlangsung di dalam laut. Cara kerja dari metode ini adalah melalui proses

elektrolisis air laut yang memungkinkan mineral pada air laut mengkristal di atas

elektroda sehingga menjadi tempat untuk tumbuhnya terumbu karang. Elektrolisis

adalah mengaliri dua elektroda dengan listrik bertegangan rendah 3,8 sampai 17

volt. Biaya yang dikeluarkan untuk memenuhi pasokan listrik ini tiap bulannya

sangat mahal. Sedangkan pasokan listrik untuk masyarakat di pesisir pantai belum

memenuhi kebutuhan masyarakat setempat, seperti di daerah Talisayan,

Kalimantan Timur yang belum mendapat pasokan listrik selama 24 jam.

Pengembangan tenaga gelombang laut untuk pembangkit listrik dapat

member solusi untuk menekan biaya dan sekaligus memenuhi kebutuhan listrik

kepada masyarakat yang berada di sekitar pesisir pantai. Data menyebutkan

bahwa potensi energy laut yang dimiliki oleh Indonesia sebesar lebih dari 1 MW,

(7)

2

energi gelombang laut adalahenergi yang tidak pernah habis jika dibandingkan

sumber energi lainnya.

Tujuan dan Manfaat

Penulisan ini bertujuan untuk:

1. Memberikan solusi energi alternatif bagi warga yang bertempat tinggal di

pesisir pantai dengan bantuan gelombang laut.

2. Memberikan solusi untuk penghematan dalam penggunaan listrik.

3. Mempergunakan energi listrik dari gelombang laut untuk pelestarian

terumbu karang dengan metode biorock.

Adapun manfaat yang dapat dicapai dari penulisan ini adalah

1. Memenuhi pasokan listrik kepada masyarakat di sekitar pesisir pantai.

2. Menghasilkan terumbu karang dari proses teknologi biorock. 3. Menerapkan energi alternatif untuk masa depan.

GAGASAN

Konversi Gelombang Laut Menjadi Energi Listrik

Gelombang laut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan

gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya serta salah satu bentuk energi yang

bisa dimanfaatkan dengan mengetahui tinggi gelombang, panjang gelombang, dan

periode waktunya. Pada dasarnya pergerakan laut yang menghasilkan gelombang

laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin. Angin timbul akibat perbedaan

tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respon pemanasan udara oleh matahari

yang berbeda di kedua titik tersebut. Pada dasarnya prinsip kerja teknologi yang

mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik adalah

mengakumulasi energi gelombang laut menghasilkan energi kinetik untuk

memutar turbin generator. Dalam hal ini digunakan metode Tapered Channel (Tapchan).

Prinsip teknologi ini cukup sederhana, gelombang laut yang datang

(8)

penampung yang diletakkan pada sebuah ketinggian tertentu.Air laut yang berada

dalam bak penampung dikembalikan ke laut melalui saluran yang terhubung

dengan turbin generator penghasil energi listrik. Adanya bak penampung

memungkinkan aliran air penggerak turbin dapat beroperasi terus menerus dengan

kondisi gelombang laut yang berubah-ubah. Pembangkit-pembangkit tersebut

kemudian dihubungkan dengan jaringan transmisi bawah laut ke konsumen.

pembangkit ini tidak menyebabkan polusi dan tidak memerlukan biaya bahan

bakar karena sumber penggeraknya energi alam yang bersifat terbarukan.

Penerapan Teknologi Biorock

Listrik yang di hasilkan dari pembangkit listrik gelombang laut akan

digunakan sebagian untuk pelestarian terumbu karang. Cara kerja dari metode

ini adalah melalui proses elektrolisis air lautdengan meletakkan dua

elektroda di dasar laut dan dialiri dengan tegangan rendah 3,8 sampai

17 volt yang aman sehingga memungkinkan mineral pada air laut

mengkristal di atas elektroda. Biorock memiliki struktur yang dibentuk dari besi dialiri listrik tegangan rendah, mekanisme kimiawi terjadi ketika aliran listrik tadi

menimbulkan reaksi elecktrolityc yang medorong pembentukan mineral alami pada air laut, seperti calcium carbonat dan magnesium hidroxyde.

Pada saat bersamaan perubahan elektrokimia mendorong pertumbuhan

organisme disekitar sturktur. Akibatnya ketika bibit karang ditempelkan pada

struktur besi tersebut, perumbuhannya akan lebih cepat terjadi. Berdasarkan

konsep Biorock ini, endapan CaCO3 dibentuk melalui reaksi listrik dari anoda dan katoda. Pada konteks elektro kimia (electrochemistry), katoda adalah sambungan yang mensuplai elektron ke ion pada larutan untuk mendorong suatu reaksi kimia

terjadi. Katoda dapat terbuat dari berbagai mineral yang menghantarkan listrik,

setelah beberapa kali uji coba, disarankan untuk menggunakan ram besi

non-galvanis. Sedangkan anoda adalah sambungan yang mengambil ion elektron dari

ion pada larutan dengan tujuan untuk memudahkan reaksi kimia terjadi. Anoda

(9)

4

Dilihat dari proses pembentukan deposit mineralnya, mineral accretion bukanlah suatu reaksi oksidasi langsung seperti elektroplatting, tetapi merupakan

suatu proses yang tidak langsung, dimana pengendapan mineral terjadi karena

suatu hasil sampingan dari perubahan pH di sekitar katoda ketika terjadi proses

elektrolisis pada air laut. Ketika klorin dan oksigen terkumpul di sekitar anoda,

maka mineral magnesium dan kalsium yang melimpah di air laut akan mengendap

di katoda. Material yang terdeposit sebagian besar terdiri atas kalsium karbonat

yang secara struktur kimia mirip dengan batu karang.

Daya larut produk merupakan hal yang sangat berpengaruh pada proses

deposit mineral, dimana daya larut produk adalah konsentrasi maksimum dari zat

untuk larut pada air. Pengendapan dan keseimbangan dari CaCO3 dan Mg(OH)2 pada air laut sangat kompleks karena adanya interaksi dengan ion dan senyawa

lain. Konsentrasi dari Ca2+ dan CO32- pada daerah di dekat permukaan air sebenarnya beberapa kali lebih besar dari yang dibutuhkan untuk mengendapkan

CaCO3. Pengendapan menghambat ion dan senyawa organik inilah yang menjadi alasan mengapa jumlah pengendapan CaCO3 tidak secara spontan terjadi. Sekali padatan CaCO3 terbentuk, bentuk ini tidak akan berubah dengan kondisi yang sangat biasa. Mg(OH)2 tidak dapat bertahan pada kondisi ini dan menjadi tidak stabil.

Elektrolisis dapat terjadi pada larutan yang encer atau larutan garam.

Situasi yang biasanya terjadi pada proses elektrolisis adalah ekstraksi klorin dari

air laut. Deposit mineral terbentuk dengan proses sebagai berikut:

1. Ketika tegangan melewati elektroda, maka katoda akan menjadi cukup

(10)

Pada saat ion hidrogen di dekat katoda habis, berdasarkan prinsip Le Chatelier’s reaksi akan bergerak ke kanan untuk membentuk ion H pada perairan. Hal ini juga akan meningkatkan konsentrasi ion karbonat (CO32-) pada perairan. Pada akhirnya konsentrasi ion CO32- semakin besar untuk membentuk reaksi: Ca2+ + CO32- CaCO3(solid)

Pengendapan kalsium karbonat di atas katoda terjadi ketika tingkat

kelarutan dari Ca2+_{dan CO}

32-melebihi keadaan untuk dapat larut pada cairan. Endapan kalsium karbonat ini disebut juga aragonite, merupakan endapan keras,

kuat dan hampir tak dapat larut. Pengendapan dari CaCO3 adalah pengendapan pertama yang terjadi ketika tegangan rendah. Ketika tegangan pada katoda

meningkat maka reaksi lain mulai mendominasi.

3. Ketika ion hidrogen di sekitar katoda berubah menjadi gas hidrogen,

daerah di dekat katoda menjadi kehabisan ion H dan sesuai dengan hukum

kesetimbangan kimia maka ini akan meningkatkan pH di daerah sekitar katoda

membuat larutan menjadi basa. Reaksi yang terjadi:

H2O + 2OH- H+ + OH

-Untuk memulai mengembalikan ion H+. Ini membuat konsentrasi ion OH -meningkat. Ketika konsentrasi ion OH- meningkat maka reaksi yang terjadi adalah:

Mg2++ 2OH- Mg(OH)2 (solid)

Pengendapan kalsium karbonat di atas katoda terjadi ketika tingkat

kelarutan dari ion magnesium dan ion OH- _{melebihi keadaan untuk dapat larut} pada cairan. Bentuk solid dari magnesium hidroksida juga disebut brucite.

Endapan ini lebih lunak dan dapat larut dalam cairan dibandingkan dengan

(11)

6

Skematis

Gambar 1. Alur Pemanfaatan Tenaga Gelombang Laut

Turbin akan bekerja dari pergerakan gelombang air laut menghasilkan listrik

dengan daya listrik yang besar

Listirk yang sudah dihasilkan dari

trafo akan di distribusikan untuk: Diperlukan

trafo untuk dapat menahan

(12)

Pihak – Pihak Terkait

Energi listrik merupakan kebutuhan yang paling mendasar dalam

kehidupan masa kini. Banyak yang membicarakan energi alternatif dimana

energy-energi yang sudah ada dikhawatirkan tidak akan mencukupi lagi

kebutuhan manusia. Dalam teknik pengaplikasian pemanfaatan energi listrik

berdasarkan biorock ini, perlu adanya suatu dukungan berupa sarana serta pengawasan dari pihak-pihak terkait agar energi alternatif ini dapat berguna bagi

masyarakat. Pihak-pihak tersebut antara lain;

1. Pemerintah.

2. Beberapa ahli dalam bidang fisika, kimia, biologi, dan bidang-bidang lain

yang terkait.

3. Aparat negara.

4. Masyarakat sekitar pantai.

Keempat pihak inilah yang berperan penting dalam mewujudkan biorock ini. Oleh karena itu diperlukan kerja sama dari semua pihak untuk menjalankan

teknologi ini.

Langkah Strategis dan Implementasi

Untuk mengimplementasikan suatu sistem yang bertujuan untuk membuat

suatu yang rumit menjadi sederhana perlu adanya strategi-strategi khusus.

Langkah-langkah strategi untuk mengimplementasikan sistem ini, antara lain:

1. Mencari lokasi pesisir pantai yang akan digunakan untuk pembangkit

listrik tenaga ombak.

2. Mempelajari perubahan energi gelombang menjadi energi listrik.

3. Mempelajari teori mengenai elektrolisis dan perubahannya dengan mineral

yang ada di dalam laut.

4. Menyurvei lokasi pesisir pantai yang mengalami krisis listrik dan

(13)

8

Peluang dan Tantangan dalam Pengaplikasian Energi Gelombang Laut

Adapun peluang yang didapat dari sistem ini adalah:

1. Dal

am sektor ekonomi, sistem ini dapat menekan pengeluaran untuk membeli

bahan bakar minyak yang selama ini digunakan untuk bahan baku utama

pembangkit listrik yang ada.

2. Dal

am sektor infrastuktur, pembangkit listrik gelombang laut dapat dijadikan

usaha untuk menarik investor baik local maupun mancanegara untuk

memberikan bantuan dana untuk penambahan modal pembangunan dan

pemeliharaan pembangkit listrik yang ada.

Dan tantangan yang akan dihadapi dalam menerapkan sistem ini adalah:

1. Pas

ang surutnya air laut dapat menyeabkan efisiensi pembangkit yang

fluktuatif sehingga daya listrik yang dihasilkan tidak sesuai dengan yang

diharapkan.

2. Pe

ncarian topografi yang sesuai untuk pembangunan bendungan gelombang

air laut agar mendapat hasil yang maksimal.

KESIMPULAN

Gagasan yang Diajukan

Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa pemanfaatan teknologi

biorock selain menjadi tempat pelestarian terumbu karang dan ekosistem sekitarnya juga dapat dijadikan sebagai pemanfaatan energi listrik yang efisien.

Sistem ini menggunakan prinsip elektrokimia, dimana ada elektroda yang

ditempatkan di dalam laut yang dihubungkan ke generator yang akan

menghasilkan energi yang besar. Selanjutnya energi tersebut akan dialirkan ke

(14)

teknologi ini bersifat ramah lingkungan dan mengandalkan energi dari alam yang

bersifat terbarukan.

Teknik Implementasi

Teknik yang diberikan pada gagasan ini terfokus pada proses untuk jangka

panjang, karena penerapannya yang bersifat aplikatif dan dapat dilakukan secara

terus menerus karena sumber energinya bersifat terbarukan. Langkah strategis

untuk jangka waktu yang panjang terpusat pada alam yang menjadi sumber

pasokan energi dan pengelolaannya, karena keduanya memegang peranan penting

dalam menentukan apakah teknik biorock ini sebagai salah satu alternatif energi berhasil atau tidak. Karena secara tidak langsung teknik ini berdampak baik pada

sumber energi di Indonesia yang masih mengandalkan bahan bakar fosil, dan

menjaga ketahanan energi negara. Teknik ini juga menyadarkan akan bergunanya

alam sebagai pendamping hidup manusia.

Prediksi Hasil

Teknologi ini memerlukan peran dari pemerintah, ilmuwan, aparat negara,

dan masyarakat. Pemerintah yang hendaknya memberikan sarana, ilmuwan yang

mengeksekusi, aparat negara sebagai pengawas, dan masyarakat yang ikut

dilibatkan dalam teknologi ini. Teknologi ini memiliki peluang di antaranya

praktis digunakan, lebih murah, serta energi yang dihasilkan diprediksi lebih

banyak. Adapun tantangan yang dihadapi adalah ketika tidak ada dukungan dari

salah satu dari pihak terlibat yang telah disebutkan yang bisa berujung pada

kegagalan dari teknologi ini, karena teknologi ini membutuhkan kerjasama dari

(15)

10

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti Jilid 2 Edisi Ketiga.

Jakarta: Erlangga.

Furqan, Rifki. 2009. “Biorock Technology sebagai Salah Satu Alternatif Upaya Rehabilitasi Ekosistem Terumbu Karang”. Website Resmi Kementerian

Kelautan dan Perikanan Republik Indonesia.

http://www.kkp.go.id/index.php/arsip/c/1400/Biorock -Technology-

sebagai-salah-satu-alternatif-upaya-rehabilitasi-ekosistem-terumbu-karang/?category_id=30/ (diakses 14 Maret 2014 pukul 20.00)

Hms. 2013. ”Membantu Masyarakat

Pesisir.Kaltimpost.co.id.http://www.kaltimpost.co.id/berita/detail/26778/

membantu-masyarakat-pesisir.html (diakses 1 Maret 2014 pukul 21.25)

Skoog, Douglas A. dkk. 2004. Fundamentals of Analytical Chemistry Eight

(16)

1 1. Biodata Ketua Kelompok

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Beryl Mawarid

2 Jenis Kelamin Laki-Laki

3 Program Studi Kimia

4 NPM 1206253760

5 Tempat Tanggal Lahir Jakarta, 29 Januari 1994

6 E-mail beryl.mawarid@ui.ac.id

7 Nomor Telepon/HP +6287880062801

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Insitusi Negeri Malaka

Jaya 07 pagi

Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar

dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari

ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima

sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah

satu persyaratan dalam pengajuan hibah.

(17)

2 2. Biodata Anggota

1.1. Biodata Anggota 1

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Naila Syahidah

2 Jenis Kelamin Perempuan

4 NPM 1206240644

5 Tempat Tanggal Lahir Padang, 27 Agustus 1995

6 E-mail naaynayaa.23@gmail.com

7 Nomor Telepon/HP 087889532649

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Insitusi SD Negeri 06

pagi, Jagakarsa,

Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012

sanksi.

(18)

3

1 Nama Lengkap Nur Amalina Qismina Fajrianti

2 Jenis Kelamin Perempuan

4 NPM 1206216304

5 Tempat Tanggal Lahir Bogor, 9 November 1994

6 E-mail nur.amalina21@ui.ac.id

7 Nomor Telepon/HP 0896010614336

2. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Insitusi -SD Negeri Pekayon

15 Pagi Jakarta

sanksi.

(19)

4 Lampiran 2. Susunan Organisasi Tim Pelaksana dan Pembagian Tugas

Nama/NIM Program

pembangkit listrik tenaga

ombak serta mempelajari

perubahan energi gelombang

menjadi energi listrik

Kimia 840 jam Menyurvei lokasi pesisir

pantai yang mengalami krisis

listrik dan kurangnya

(20)

7863447, 7863446, 78849060

Situs web: www.ui.ac.id Email : pusadmui@ui.ac.id

SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Beryl Mawarid

NIM : 1206253760

Program Studi : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dengan ini menyatakan bahwa usulan PKM-GT saya dengan judul: Pemanfaatan

Gelombang Laut untuk Pembangkit Listrik dan Pengembangan Teknologi Biorock yang diusulkan untuk tahun 2014 bersifat original dan belum pernah dibiayai oleh

lembaga atau sumber dana lain.

Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka

saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan

mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.

Mengetahui, Yang menyatakan,

Direktur Kemahasiswaan UI

(Arman Nefi, SH. MM.) (Beryl Mawarid)