Studi Perbandingan Analisis Gerak Ponton Model Tripod Secara Numeris dan Empiris

(1)

1

Abstrak--Gerakan bangunan apung (six degree of freedom) merupakan parameter yang penting dalam stabilitas kapal, akan tetapi metode desain ponton untuk kebutuhan Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut - Sistem Bandulan (PLTGL-SB) berkebalikan dengan proses desain kapal yang mengurangi hambatan atau besar tahanan. Pada PLTGL – SB dibutuhkan ponton yang memiliki hambatan yang kecil, agar bandul yang terintegrasi di atasnya dapat mengayun. Stabilitas ponton PLTGL – SB ini diharapkan mendekati tidak stabil dengan harapan R_y (pitch), R_z (yaw) dan R_x (roll) yang besar dan berkebalikan dari teori stabilitas kapal. Jurnal tugas akhir ini akan menjelaskan tentang perbandingan perilaku gerak ponton model tripod yang akan digunakan pada PLTGL –SB secara numeris dan empiris. Untuk analisa numeris digunakan Software MOSES dan untuk analisa empiris, uji gerak ponton berdasarkan eksperimen towing tank yang telah dilakukan sebelumnya di Laboratorium Hidrodinamika Indonesia (LHI) Surabaya. Variasi yang digunakan adalah variasi sudut heading untuk numeris dan variasi kondisi gelombang yaitu V1, V2, V3 dan V4, yang merupakan variasi dari periode gelombang dan tinggi gelombang untuk empiris. Dari hasil analisa didapatkan bahwa ponton model tripod efektif untuk digunakan pada PLTGL –SB karena memiliki gerak roll, pitch dan yaw yang cukup besar. Tingkat perbedaan antara analisis numeris dan empiris sebesar 0,7 % untuk respon maksimum roll dan 8,5%

untuk respon maksimum pitch.

Kata kunci--Gerak roll pitch yaw, variasi kondisi gelombang,respon ponton model tripod

I. PENDAHULUAN

Sekitar tiga per empat wilayah NKRI berupa laut dengan luas 5,8 juta kilometer persegi yang menghubungkan lebih dari 13.466 pulau dengan total panjang garis pantai 95 ribu km [1]. Indonesia memiliki potensi sumber daya kelautan yang sangat besar. Salah satu potensi tersebut adalah energi gelombang laut.

Teknologi pengembangan energi dari laut dapat memecahkan masalah energi listrik di negara kita yaitu dengan pengembangan teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut – Sistem bandulan. Pembangkit

Listrik Tenaga Gelombang Laut – Sistem Bandulan (PLTGL-SB) adalah salah satu pembangkit listrik yang memanfaatkan gelombang laut sebagai sumber energinya. Teknologi pembangkit listrik tenaga gelombang laut di Indonesia pertama kali dikembangkan pada tahun 2002 oleh Zamrisyaf (Staf Puslitbang PLN), menggunakan sistem bandul, atau dikenal dengan istilah Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandul (PLTGL-SB). Kekurangannya adalah model ponton yang pernah ada masih berupa drum-drum yang dirakit. Drum-drum ini hanya mampu memberikan daya apung saja terhadap bandul, dan gelombang laut yang membentur di rakitan drum tersebut pecah disela-sela antar drum. Akibatnya energi gelombang laut berupa momentum yang membentur drum-drum tidak diserap melainkan pecah disela-sela drum sehingga energi gelombang laut tidak maksimal mengayun rakitan drum.

Ponton adalah solusi untuk mengganti rakitan drum tersebut, dengan ponton diharapkan problem penyerapan energi atau momentum yang terjadi bisa maksimal.

Energi yang dihasilkan dari PLTGL-SB ini sangat tergantung dengan gerakan ponton. Gerakan yang terjadi pada ponton adalah gerakan translasi dan rotasi, gerakan ini muncul akibat dari tabrakan dengan permukaan gelombang atau tekanan naik turun di bawah permukaan laut. Berdasarkan latar belakang tersebut, maka pada jurnal tugas akhir ini akan dilakukan analisa gerakan ponton model tripod dengan menggunakan software MOSES dan uji laboratorium.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada tahun 1981 pemanfaatan energi laut mulai diperhatikan oleh masyarakat dunia secara serius.

Berdasarkan sistem pemakaiannya, potensi energi laut dunia yang dapat dimanfaatkan adalah sekitar 17.400 Terra watt hours/year [2]. Estimasi potensi energi laut yang ada dan perkiraan yang bisa diserap, menunjukkan bahwa energi gelombang laut memiliki potensi paling besar untuk dikembangkan. Pada perkembangannya, bentuk atau model sistem energi laut yang terbanyak dimanfaatkan oleh beberapa negara atau industri adalah energi gelombang laut. Hal ini disebabkan karena faktor ketersediaan gelombang laut yang lebih banyak, kemudahan pengoperasian, serta lebih murah dari sisi produksi dan perawatan dibandingkan dengan sistem model energi laut lainnya. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut – Sistem Bandulan (PLTGL-SB) merupakan suatu sarana pemanfaatan energi laut yang sedang dalam tahap pengembangan di Indonesia.

Studi Perbandingan Analisis Gerak Ponton Model Tripod Secara Numeris dan Empiris

Nyoman Gde Budhi M., Rudi Walujo P. dan Mukhtasor.

Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Email: [email protected]

(2)

2

Kerjasama penelitian untuk mendapatkan formulasi dan metode perancangan PLTGL-SB dilakukan oleh Litbang PLN dan Perguruan Tinggi ITS Surabaya tahun 2010. Pada penelitian pertama menganalisa bentuk ponton yang terbaik untuk mendapatkan gerakan ponton yang mampu untuk menghasilkan gerakan yang dapat mengoyang bandul vertikal maupun horisontal.

Dalam jurnal tugas akhir ini akan dibahas mengenai gerakan ponton model tripod secara numeris dan empiris yaitu dengan menganalisa gerakan dengan menggunakan software MOSES dan uji laboratorium pada kolam uji.

Pada akhirnya perancang memerlukan informasi tentang karakteristik gerakan, yaitu informasi yang disajikan dengan grafik, dimana absisnya berupa parameter frekuensi, sedangkan ordinatnya merupakan rasio antara amplitudo gerakan pada mode tertentu dengan amplitudo gelombang yang dikenal sebagai Response Amplitude Operator (RAO) [3]. RAO dapat disebut juga sebagai Transfer Function, karena RAO dapat mentransfer gaya gelombang menjadi respons yang terjadi pada kapal [4].

RAO adalah fungsi yang memberikan gambaran tentang amplitudo gerak osilasi kapal dengan amplitudo gelombang reguler. Harga RAO dapat diketahui baik secara analitik maupun dengan model test. Test yang dilakukan harus mengambil jarak atau bentang frekuensi gelombang yang luas [5]. RAO merupakan fungsi respon yang terjadi pada rentang frekuensi tertentu. Persamaan RAO dapat dicari dengan persamaan (1) sebagai berikut [6]:

RAO =

ζz

ζw

⁽¹⁾

Dimana :

ζz = Amplitudo Kapal ζw = Amplitudo Gelombang

Dalam perhitungan RAO, gelombang dianggap sebagai gelombang regular. Dari RAO gelombang regular ini bisa diketahui perilaku bangunan apung di laut secara nyata.

III. PEMODELAN DAN PENGUJIAN TOWING TANK

Pada tahap pemoodelan i ni akan dilakukan penggabungan tiga ponton segidelapan yang membentuk segitiga dengan ponton di setiap sudutnya. Tugas akhir ini nantinya akan menggunakan dua software yaitu untuk pemodelan menggunakan AutoCAD dan MOSES dilanjutkan analisa karakteristik gerak menggunakan MOSES. Model ponton dapat dilihat pada Gambar 1,

Gambar 1. Pemodelan Ponton Model Tripod dengan AutoCAD

Langkah selanjutnya adalah dilakukan pemodelan pada MOSES dengan membuat surface geometri Ponton Model Tripod seperti pada Gambar 2,

Gambar 2. Pemodelan Ponton Model Tripod dengan MOSES

Kemudian, surface diberi sarat air, sudut heading, radius girasi dan titik pusat gravitasi sebagai parameter penting untuk menentukan karakteristik gerak struktur. Teori gelombang yang akan digunakan adalah teori difraksi karena mengasumsikan struktur yang dimodelkan, keberadaannya dapat menimbulkan perubahan arah pada medan gelombang di sekitarnya. Analisa dinamis yang digunakan pada MOSES adalah Frequency Domain.

Untuk metode empiris, percobaan dilakukan di tangki uji (towingtank) laboratorium Hidrodinamika Indonesia (LHI) Surabaya. Ukuran towing tank adalah 234,5mx 11m x 5,5m. Tangki uji juga mempunyai pembangkit gelombang (wave maker) yang menggunakan sistem hidrolik yang mampu menghasilkan gelombang teratur dan tidak teratur dengan periode 0,5-3,5 detik dengan arah 0 ^o dan 180^o serta tinggi gelombang signifikan hingga 0,5 m. Model kemudian ditaruh pada tangki uji dan dipasangi tambat yang bertujuan agar model tidak hanyut, pada percobaan ini model dalam keadaan diam..

(3)

3

Model yang digunakan mempunyai ukuran sebenarnya sebagai berikut :

Tabel 1. Ukuran Ponton Model Tripod

Berikut ini merupakan geometri ponton model tripod dengan arah gelombang datang yang ditunjukkan pada Gambar 3,

Gambar 3. Geometri Ponton dan Arah Gelombang Untuk mengetahui ukuran dan parameter model yang digunakan, semua variabel terkait diskala terlebih dahulu dengan menggunakan teori Froud Scaling. Tabel 2. akan menunjukkan hubungan antara parameter prototype dan model,

Tabel 2. Froud Scaling of Structure /Hydrodynamic Parameters [7]

Quantity Prototype Model Scale Factor

Mass mp mm λ³

Wave Height Lp Lm λ

Wave Period Tp Tm λ^1/2

Frequency Lp Lm 1/ λ^1/2

Angle Degp Degm 1

Terdapat variasi kondisi gelombang pada eksperimen ini, dengan tujuan mengetahui gerakan terbaik ponton

terjadi pada kondisi gelombang seperti apa. Variasi kondisi gelombang reguler yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3,

Tabel 3. Variasi Kondisi Gelombang Variasi Hw (m) Tw (sec)

V1 0,5 5

V2 0,5 10

V3 1.0 10

V4 2.0 5

Pengukuran gerak model yang diuji menggunakan peralatan optical tracking system. Pada model dipasang 3 sensor gerak berupa lampu kecil (Gambar 4). Saat model bergerak, gerakan sensor inilah yang akan ditangkap oleh beberapa kamera khusus yang sudah dipasang di pinggir kolam uji. Kamera dihubungkan dengan komputer untuk merekam data digital riwayat waktu (time history data) dari gerak ponton.

Gambar 4. Ponton Model Tripod pada Tangki Uji dengan Gyroscope

Software dari sistem tracking di dalam komputer mampu menganalisa gerakan ponton menjadi tiga gerak rotasi yaitu rolling, pitching dan yawing. Dalam eksperimen ini, definisi tiga arah gerakan model dan arah gelombang datangnya seperti dinyatakan pada Gambar 3.

Gerak rolling, pitching dan yawing masing-masing didefinisikan berturut-turut sebagai gerak rotasi ponton terhadap sumbu X, Y dan Z.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Karakteristik Gerak Secara Numeris

Hasil komputasi respons gerakan Ponton Model Tripod yaitu secara numeris telah disusun dalam bentuk kurva- kurva RAO yang ditunjukkan pada gambar 5 a-f, untuk keenam mode gerakan baik translasi maupun rotasi.

Komputasi numeris telah dilakukan dengan memvariasikan 5 arah gelombang datang yaitu 0ô, 45ô, 90ô, 135ô dan 180ô. Terkait frekuensi, komputasi telah dilakuakan melalui frekuensi gelombang insiden ω=0,25 rad/det sampai dengan ω=2,09 rad/det.

Struktur Dimensi (m) Sarat

D S1 S2 S3 T (m) Ponton

(Segidelapan) 3 - - - 2,5 1,5 Segitiga - 6,49 9,26 11,29 0.75

wave 11,29 m

9,26 m

6,49 m 3,0 m

(4)

4

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Gambar 5. RAO gerakan Ponton Model Tripod di atas gelombang reguler dengan lima variasi arah Mode gerakan yang penting dalam pengoperasian PLTGL-SB adalah gerak roll dan pitch dari Ponton Model Tripod. Dari hasil numeris ini akan dibahas tiga gerakan saja yaitu heave, roll, dan pitch karena pengaruh gerakan ini lebih dominan dari ketiga mode gerakan lainnya yaitu surge, sway dan yaw.

HEAVE, RAO gerakan heave seperti yang kita lihat pada Gambar 4.c menjelaskan sistem dinamais yang mengalami eksistansi beban (gelombang) harmonik. Pada frekuensi rendah RAO heave mempunyai harga sekitar 1 m/m, dan secara bertahap akan naik walaupun mengalami penurunan juga kemudian naik kembali. Penurunan yang cukup tajam terjadi pada frekuensi sekitar 1,53 rad/detik, diikuti dengan kenaikan signifikan pula. Puncak dari RAO heave belum terlihat pada Gambar 4.c, diperkirakan kenaikan signifikan tadi akan menuju ke daerah resonansi pada frekuensi alami heave yang diduga melebihi frekuensi 2,09 rad/det. Untuk RAO maksimum gerakan heave terjadi pada arah datang gelombang 0^o yaitu sebesar 1,9 m/m.

ROLL, mode gerakan ini harus diperhatikan karena dapat menimbulkan sudut dinamis yang besar dimana energi atau gaya gelombang akan menimbulkan eksistasi rolling yang ekstrem pada frequensi resonansi. Pada 0

0,5 1 1,5

-0,5 0,5 1,5 2,5

RAO, ζ0/ζ0 (m/m)

Frequency, (rad/sec)

SURGE

0deg 45deg 90deg 135deg 180deg

0 0,5 1 1,5

-0,5 0,5 1,5 2,5

SWAY

0 0,5 1 1,5 2 2,5

-0,5 0,5 1,5 2,5

HEAVE

0 1 2 3 4 5

-0,5 0,5 1,5 2,5

RAO, ζ0/ζ0 (deg/m)

ROLL

0 2 4 6 8 10 12

-0,5 0,5 1,5 2,5

RAO, ζ0/ζ0 (deg/m)

PITCH

01 2 34 5 6

-0,5RAO, ζ/ζ(deg/m)00 0,5 1,5 2,5 Frequency, (rad/sec)

YAW

(5)

5

Gambar 4.d dapat dilihat pada frekuensi kecil nilai RAO heave cenderung kecil tapi bukan berarti nilainya nol.

Kemudian RAO heave mengalami kenaikan yang signifikan pada frekuensi sekitar 1,3 rad/det diperkirakan frekuensi tersebut adalah frekuensi alami roll. Pada arah datang gelombang 0ô dan 180ô harga RAO Roll paling rendah. Untuk RAO maksimum gerakan roll terjadi pada arah datang gelombang 90ô yaitu sebesar 4,1 deg/m.

PITCH, mode gerakan ini juga harus diperhatikan, gerakan mengangguk naik turun mempengaruhi putaran bandul yang terintegrasi di atas ponton nantinya.

Karakteristik gerakan pitch bila diamati dari kurva RAO- nya dalam Gambar 4.e adalah serupa dengan gerakan roll., yang sama-sama merupakan mode rotasi. Mengkaji efek arah datang gelombang, sebagaiman halnya dengan heave, intensitas gerakan pitch didominasi oleh arah 0^o, dengan puncak kurva RAO mencapai 9,6 deg/m. Respons gerakan pitch akan jauh mengecil jika arah datang gelombang dari sisi atau 90^o. Frekuensi alami gerakan pitch diperkirakan sekitar 1,3 rad/det.

Dapat ditarik kesimpulan bahwa jika terdapat gelombang datang dengan frekuensi eksitasi awal sebesar 0,25 rad/det, maka akan terjadi gerakan surge, sway yang signifikan pada Ponton Model Tripod.

Namun, jika terdapat gelombang datang dengan frekuensi sekitar 2,094 rad/s, maka akan terjadi gerakan heave, roll, pitch dan yaw yang signifikan pada Ponton Model Tripod. Nilai maksimal dari setiap RAO dapat dilihat dalam Tabel 4:

Tabel 4. RAO maksimum ponton

Gerakan Satuan RAO Maksimum

0 45 90 135 180

Surge m/m 0.991 0.701 0.222 0.701 0.991 Sway m/m 0.991 0.701 0.991 0.701 0.468 Heave m/m 1.917 1.322 1.57 1.472 1.568 Roll deg/m 2.116 3.801 4.116 3.421 2.616 Pitch deg/m 9.654 7.625 3.348 6.224 8.375

Yaw deg/m 1.531 5.435 4.501 4.654 1.845

b. Karakteristik Gerak Secara Empiris

Analisis terhadap gerakan ponton model tripod secara empiris atau eksperimen d ilakukan dengan 4 variasi seperti yang terlihat pada Tabel 3.

Variasi kondisi gelombang kemudian digunakan untuk mengetahui besarnya RAO Ponton Model Tripod pada masing masing kondisi dengan cara pengukuran.

Hasil pengukuran gerak model dapat dilihat pada Gambar 5 a -d, perlu diingat hasil yang ditampilkan sudah full scaled, sehingga dapat disamakan dengan kondisi sebenarnya.

Variasi 1, dengan Hw = 0,5 m dan Tw = 5 s

(a)

Variasi 1, dengan Hw = 0,5 m dan Tw = 10 s

(b)

Variasi 1, dengan Hw = 1m dan Tw = 10 s

(c)

(6)

6

Variasi 1, dengan Hw = 2 m dan Tw = 5 s

Gambar 6. Karakteristik gerak model dengan 4 variasi (d) kondisi gelombang

Variasi 1, Karakteristik gerakan yang ditunjukkan pada Gambar 6.a adalah karakteristik gerak ponton model tripod yang di uji pada kolam tangki (H= 0,5 m ;T

= 5 s ). Dari Gambar 5.a dapat dilihat bahwa gerak roll mengalami penurunan yang signifikan pada waktu 70 detik, gerak pitch telah mengalami penurunan pada detik-detik awal yaitu pada waktu s ekitar 25 detik, sedangkan gerak yaw tidak mengalami perubahan signifikan, karakteristiknya hampir menyerupai grafik sinusoidal.

Variasi 2, Karakteristik gerakan yang ditunjukkan pada Gambar 6.b adalah karakteristik gerak ponton model tripod yang di uji pada kolam tangki (H= 0,5 m ;T

= 10 s ). Dari Gambar 5.b dapat dilihat bahwa gerak roll tidak mengalami perubahan yang signifikan dan amplitudonya cenderung bernilai kecil, gerak pitch juga hampir sama tidak mengalami perubahan yang signifikan, sedangkan gerak Yaw mengalami penurunan seiring berjalannya waktu kemudian sekitar detik ke-200 penurunannya berkurang.

Variasi 3, Karakteristik gerakan yang ditunjukkan pada Gambar 6.c adalah karakteristik gerak ponton model tripod yang di uji pada kolam tangki (H= 1 m ;T = 10 s ). Dari Gambar 5.c dapat dilihat bahwa gerak roll bernilai kecil pada detik-detik awal kemudian mengalami kenaikan s ekitar detik ke-100, gerak pitch tidak mengalami perubahan yang signifikan, hanya perubahan- perubahan kecil, sedangkan gerak Yaw detik-detik awal mengalami penurunan yaitu pada detik ke-25.

Variasi 4, Karakteristik gerakan yang ditunjukkan pada Gambar 6.d adalah karakteristik gerak ponton model tripod yang di uji pada kolam tangki (H= 2 m ;T = 5 s ). Dari Gambar 5.d dapat dilihat bahwa gerak roll bernilai cukup besar kemudian mengalami penurunan yang signifikan sekitar detik ke-20, gerak pitch tidak mengalami perubahan yang signifikan, karakteristik geraknya hampir sama walaupun ada perubahan- perubahan kecil dan nilai amplitudo gerakannya cukup besar, sedangkan gerak Yaw detik-detik awal mengalami

perubahan hingga detik ke-50, kemudian gerakannya hampir konstan.

Dapat disimpulkan bahwa karakteristik gerak model dipengaruhi tinggi gelombang dan juga periode gelombang. Dari keempat variasi kondisi gelombang, hasilnya memiliki perbedaan yang cukup signifikan satu sama lain. Untuk gerakan roll dan pitch sangat dipengaruhi tinggi gelombang sedangkan gerak yaw cenderung dipengaruhi periode gelombang, dimana pada periode gelombang 10 de t gerak yaw mengalami kenaikan signifikan dibanding pada periode gelombang 5 det. Berikut ini merupakan tabel yang menyajikan amplitudo gerakan maksimum tiap variasi,

Tabel 5. Amplitudo gerakan pada model (empiris) Variasi Hw Tw Amplitudo

Roll Pitch Yaw V1 0,5 m 5 s 1.136 1.420 8.876 V2 0,5 m 10 s 0.235 0.773 14.470 V3 1.0 m 10 s 0.521 1.156 20.131 V4 2.0 m 5 s 3.996 6.822 4.271

Jadi dapat dibuat grafik perbandingan antar empat variasi tersebut seperti pada Gambar 7,

Gambar 7. Hasil Perbandingan Amplitudo tiap Variasi (empiris)

c. Perbandingan Hasil Numeris dan Empiris

Hasil dari uji lab yang berupa amplitudo gerakan dikonversikan menjadi respon gerak, sehingga hasilnya dapat dibandingkan dengan hasil dari perhitungan numeris. Gerakan yang akan dibandingkan adalah gerakan roll, pitch dan yaw. Berikut ini merupakan tabel respon ponton model tripod secara empiris,

Tabel 6. Respon gerakan pada model (empiris) Frekuensi

(rad/detik) Respons (deg/m) Roll Pitch Yaw 0,628 0,47 1,156 20,131 0,790 0,521 1,546 28,94 1,256 3,245 3,441 2,84

1,40 1,998 2,84 2,135 0

5 10 15 20 25

0 2 4

Amplitudo Gerakan (deg)

Variasi

Roll

Pitch

Yaw

(7)

7

Grafik perbandingan dapat dilihat pada Gambar 8 a-c sebagai berikut,

(a)

(b)

(c)

Gambar 8. Perbandingan respon gerak antara hasil numeris dan empiris

Untuk perbandingan gerakan roll terlihat karakteristik gerak roll antara empiris dan numeris memiliki tren yang

sama akan tetapi memiliki perbedaan nilai, dimana hasil empiris menunjukkan nilai yang lebih besar. Mengenai respon puncak, tingkat perbedaan antara nilai model numeris dan empiris (∆) adalah sebagai berikut,

= 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑛𝑛𝑀𝑀𝑀𝑀𝑛𝑛𝑛𝑛𝑀𝑀𝑀𝑀 − 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑛𝑛𝑀𝑀𝑒𝑒𝑀𝑀𝑛𝑛𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑛𝑛𝑀𝑀𝑒𝑒𝑀𝑀𝑛𝑛𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑥𝑥100%

=3,22 − 3,245

3,245 𝑥𝑥100% = −0,007 = −0,7%

Perbedaannya menunjukkan angka 0,7 jika dalam prosentase terdapat perbedaan hasil RAO roll sekitar 7%.

Karakteristik gerak pitch antara empiris dan numeris memiliki tren yang sama yaitu mengalami kenaikan yang signifikan pada frekuensi hampir mendekati, dimana hasil empiris masih tetap menunjukkan nilai yang lebih besar. Mengenai respon puncak pitch, tingkat perbedaan antara nilai model numeris dan empiris (∆) adalah sebagai berikut,

=3,148 − 3,441

3,441 𝑥𝑥100% = − 0,085𝑥𝑥100% = −8,5%

Perbedaannya menunjukkan angka 0,085 jika dalam prosentase terdapat perbedaan hasil gerakan pitch sekitar 8,5%. Merupakan perbedaan yang cukup besar, jika dibandingkan dengan hasil eksitasi gelombang arah 45^o numeris hasilnya mendekati dengan hasil empiris, oleh karena itu diduga pada saat pengujian ponton model mengalami pergeseran sehingga arah datang gelombang mengarah ke nilai 45^o.

Untuk karakteristik gerak yaw antara empiris dan numeris sangat berbeda signifikan, dimana hasil empiris masih tetap menunjukkan nilai yang jauh lebih besar.

Mengenai respon puncak yaw, tingkat perbedaan antara nilai model numeris dan empiris (∆) adalah sebagai berikut,

=4.41 − 28,94

28,94 𝑥𝑥100% = −0,84𝑥𝑥100% = −84%

Perbedaannya menunjukkan angka 0,84 jika dalam prosentase terdapat perbedaan hasil gerakan yaw sekitar 84%. Merupakan perbedaan yang sangat besar, jadi untuk gerakan yaw secara teoritis tidak dapat dibandingkan.

-1 0 1 2 3 4

0 0,5 1 1,5 2 2,5

RAO, ζ0/ζ0 (deg/m)

ROLL

Respon Roll Empiris Respon Roll Numeris

0 1 2 3 4

0,00 1,00 2,00 3,00

RAO, ζ0/ζ0 (deg/m)

PITCH

respon pitch empiris Respon Pitch Numeris

0 5 10 15 20 25 30 35

0 1 2 3

RAO, ζϴ0/ζ0 (deg/m)

Frequency, ω (rad/sec)

YAW

respon yaw empiris respon yaw numerik

(8)

8

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pembahasan dan analisa yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut, Dari komputasi dan analisa yang dilakukan secara numeris, dapat diambil kesimpulan bahwa karakteristik gerak Ponton Model Tripod pada Pembangkit Listrik Gelombang Laut – Sistem Bandulan mempunyai gerakan yang cukup besar. Nilai RAO maksimum Heave, Roll dan Pitch sebagai gerakan vertikal berturut-turut adalah 1.917 m/m, 4.116 deg/m, dan 9.654 deg/m. Sedangkan untuk gerakan horisontal, Surge, Sway dan Yaw nilai RAO maksimumnya berturut-turut adalah 0.991 m/m, 0.991 m/m dan 5.435 deg/m.

Untuk karakteristik gerak Ponton Model Tripod didapat dari hasil uji lab yang berupa time traces, kemudian didapat amplitudo maksimum roll dan pitch terbesar pada tinggi gelombang 2 m ; periode 5 de tik yaitu roll sebesar 3.996 deg dan pitch sebesar 6.882 deg sedangkan amplitudo maksimum yaw terbesar pada tinggi gelombang 1 m ; periode 10 detik yaitu sebesar 20.131 deg.

Perbandingan hasil antara numeris dan empiris gerakan roll dan pitch telah memperlihatkan tren yang sesuai dengan tingkat perbedaan respon maksimum untuk gerakan roll adalah 0,7% dan gerakan pitch dengan tingkat perbedaan 8,5%.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing dan Bapak Baharudin Ali peneliti laboratorium Hidrodinamika Indonesia (LHI) Surabaya atas bantuannya baik pada saat pengujian maupun pengolahan data.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Nurullah, A. dan Perdana, A. 2013. Jurnal Nasional : Mengembangkan Ekonomi Kelautan. Jakarta Pusat: www.jurnas.com

[2] IEA-OES. 2006. Ocean Energy: Global Technology Development Status, Powertech Labs Inc.

[3] Djatmiko, E.B. 2012. Perilaku dan Operabilitas Bangunan Laut di Atas Gelombang Acak. ITS Press:

Surabaya.

[4] Lewandowski,E.M., “The Dynamic of Marine Craft : Maneuvering and Seakeeping”, World Scientific, New Jersey (2004).

[5] Hendratmoko, H. dkk. 2012. Studi Eksperimen Pengaruh Lunas Bilga terhadap Gerakan Rolling.

Surabaya:ITS.

[6] Bhattacharyya, Rameswar. Dynamic of Marine Vehicles. Maryland : A Wiley Series, (1978).

[7] Chakrabarti. 2012. Offshore Structure Modelling