Abstrak- Sumber energi dari minyak bumi, gas, dan batu bara yang tidak terbarukan telah memasuki periode penurunan produksi, oleh karena itu diperlukan upaya untuk memperoleh sumber energi baru dan terbarukan. Indonesia yang dikelilingi laut yang luas, ternyata menyimpan potensi energi yang luar biasa. Bukan hanya potensi kekayaan hayati di dalam laut yang membentang luas mulai ujung barat hingga ujung timur. Tapi juga menyimpan potensi energi listrik yang sangat besar. Pemanfaatan energi gelombang laut harus mulai dikembangkan untuk menjadikannya sebagai salah satu sumber energi alternatif melalui berbagai penelitian.Dalam penelitian ini dilakukan rancang bangun sebuah pembangkit listrik tenaga gelombang laut ( PLTGL ) skala laboratorium, dengan cara memanfaatkan gerakan naik turun pelampung (ball floater) yang diakibatkan oleh gelombang laut. Gelombang laut yang digunakkan adalah simulasi gelombang air dikolam simulator gelombang laut. PLTGL metoda pelampung ini diletakan ditengah kolam simulator. Selanjutnya gerakan naik-turun disearahkan dengan memasang one way bearing dan akan menggerakkan poros generator. Besarnya gerakan naik turun pelampung akan ditentukan oleh jumlah pelampung dan jarak peletakannya terhadap poros utama. Energi listrik yang dihasilkan dari generator akan dianalisa akibat pengaruh variasi frekuensi. Hasil penelitian ini adalah daya terbesar untuk variasi jumlah pelampung terjadi pada pelampung dengan jumlah 4 pada frekuensi 15 Hz yaitu 0.04824 watt dan terkecil adalah saat pelampung dengan jumlah 1 pada frekuensi 9 Hz yaitu 0.03115 watt. Untuk variasi jarak, daya terbesar terjadi pada variasi jarak 0.25 meter , jumlah pelampung ( N=4 ) pada frekuensi 15 Hz yaitu 0.0599 watt. Daya terkecil terjadi pada variasi jarak 0.05 meter, jumlah pelampung 1 ( N=1 ) pada frekuensi 9 Hz yaitu 0.0184 watt.
Kata Kunci: PLTGL, pelampung apung, jumlah pelampung apung, jarak Peletakkan pelampung, daya.
I. PENDAHULUAN
umber energi dari minyak bumi dan gas yang tidak terbarukan telah memasuki periode penurunan produksi, oleh karena itu diperlukan upaya untuk memperoleh sumber energi baru dan terbarukan, untuk dapat mengisi kurangnya pasokan energi nasional. Kebutuhan energi listrik dari tahun ke tahun terus meningkat seiiring dengan pertumbuhan penduduk dan pertumbuhan ekonomi
[1]
. Energi laut yang terdiri dari arus laut, arus pasang surut,
gelombang, panas laut serta perbedaan salinitas merupakan salah satu sumber energi baru terbarukan harus segera dapat dimanfaatkan. Sebagian besar energi yang digunakan rakyat Indonesia saat ini berasal dari bahan bakar fosil yaitu minyak bumi, gas dan batu bara. Dengan adanya kebijakan pemerintah untuk melakukan penghematan energi, maka perlu dilakukan pencarian sumber energi yang ramah
lingkungan dan terbarukan. Meskipun luas wilayah laut Indonesia tiga kali lebih besar dari luas daratan, namun kegiatan pemanfaatan energi laut untuk pembangkit listrik belum berkembang. Pijakan pengembangan energi laut sebenarnya telah tersedia dalam UU No. 30/2007 tentang Energi maupun UU No. 17/2007 tentang Rencana Pembangunan Jangka Panjang Nasional (RPJPN). Indonesia yang dikelilingi laut yang luas, ternyata menyimpan potensi energi yang luar biasa. Bukan hanya potensi kekayaan hayati di dalam laut yang membentang luas mulai ujung barat hingga ujung timur. Tapi juga menyimpan potensi energi listrik hingga mencapai 727.000 MW dan belum dimanfaatkan, dengan teknologi yang ada saat ini, potensi yang bisa dikembangkan mencapai 49.000 MW. Sementara teknologi yang paling siap adalah teknologi gelombang dan arus pasang surut dengan potensi praktis 6.000 MW [2]
.
Indonesia memiliki potensi sumber daya kelautan yang sangat besar. Salah satu potensi tersebut adalah energi gelombang laut. Energi gelombang laut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Teknologi pengembangan energi dari laut tersebut dapat memecahkan masalah energi listrik sebagai negara kepulauan, karena masih terdapat banyak pulau - pulau atau daerah – daerah terpencil yang memerlukan penanganan khusus termasuk penyedian energi listrik. Teknologi ini dapat memperkuat nilai tawar bangsa Indonesia dalam hal teknologi energi baru dan terbarukan, dan menghadapi isu pemanasan global.
II. URAIANPENELITIAN
Pada Tugas akhir ini tahapan-tahapan yang harus dilakukan sebelum melakukan pengujian adalah sebagai berikut :
A. Studi Literatur
Gelombang laut merupakan energi dalam transisi, energi yang terbawa oleh sifat aslinya. Gelombang permukaan merupakan gambaran yang sederhana untuk menunjukkan bentuk dari suatu energi lautan. Adapun gejala dari energy gelombang laut bersumber pada fenomena – fenomena berikut :
1. Benda yang bergerak pada atau dekat permukaan yang menyebabkan terjadinya gelombang dengan perioda kecil.
2. Angin yang merupakan sumber penyebab utama gelombang lautan.
3. Gangguan seismik yang menyebabkan terjadinya gelombang pasang atau tsunami.
4. Medan gravitasi bumi dan bulan menyebabkan gelombang pasang yang tinggi.
STUDI EKSPERIMEN DAN ANALISA ENERGI LISTRIK
YANG DIHASILKAN MEKANISME PLTGL METODE
PELAMPUNG APUNG DENGAN VARIASI JUMLAH DAN
JARAK PELETAKKAN PELAMPUNG APUNG
Raden Fauzi Fadlilah Rahman dan Wiwiek Hendrowati
Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
: wiwiek@me.its.ac.id
Bentuk gelombang dibagi menjadi berbagi bentuk yang masing – masing memiliki karakteristik dan energi yang berbeda. Secara umum ada dua jenis gelombang yang sering dijumpai, yaitu gelombang linier dan gelombang non linier. Gelombang linier ini memiliki karakteristik berbentuk sinusoidal dengan panjang gelombang yang lebih besar dari tinggi gelombangnya. [3]
Gambar 1Wave Nomenclature[4] SWL : Mean sea water level ( muka air tenang ) L : Wave Length [m]
h : Depth below SWL ( kedalaman ) [m] T : Wave periode [s]
C : Kecepatan rambat gelombang[m/s] H : Amplitudo gelombang
B. Perencanaan dan Pembuatan Mekanisme
Tahap perencanaan berfungsi untuk membuat desain alat konverter gelombang laut dengan menggunakan pelampung berbentuk bola dari bahan plastik dan lengan pelampung dengan bahan acrylic. Mekanisme model konversi energi gelombang laut ini memvariasikkan jumlah pelampung yang terdiri dari 1 pelampung apung hingga 4 pelampung apung. Dimana masing – masing jumlah pelampung yang ditempatkan pada mekanisme tersebut divariasikkan jarak sebesar 0.05 meter dan 0.25 meter pada variasi frekuensi inverter 9Hz, 12 Hz, 15 Hz dan dihubungkan dengan poros.
Gambar 2 Perencanaan Mekanisme PLTGL Metode
Pelampung Apung
C. Pengujian PLTGL
Proses pengujian untuk pertama kali dilakukkan pada motor DC yang digunakkan sebagai generator. Uji karakteristik ini untuk mengetahui spesifikasi dan menetapkan target daya yang ingin dicapai. Kemudian memastikan mekanisme PLTGL dapat memutar generator dari mekanisme pembuat gelombang. Setelah dipastikan
mekanisme PLTGL dapat bekerja selanjutnya memasang PLTGL pada mekanisme pembuat gelombang yang telah disesuaikan dengan jumlah pelampung apung dan jarak peletakkan pelampung dari titik referensi. Dimana titik referensi adalah dudukan bearing ( pillow block) terdekat ke generator, kemudian setting simulator gelombang yaitu keinggian stroke segitiga pembangkit dan frekuensi inverter. Setting oscilloscope untuk merekam data voltage output dari PLTGL. Data yang direkam disimpan pada flasdisk untuk kemudian diolah menggunakkan software Matlab.
D. Pengolahan Data Pengujian
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah sehingga hasil pengujian ditunjukkan dalam grafik jumlah pelampung fungsi daya, dan grafik jarak peletakkan pelampung fungsi daya.
E. Peralatan yang digunakan
Tabel 1 Spesifikasi PLTGL Metode Pelampung Apung
Bagian Spesifikasi Nilai Poros Utama Bahan Dimensi 1.0037 D = 0.016 m ; L=
0.3 m One Way
Bearing Merk Dimensi KOYO D = 0.025 m Ball Bearing Merk Dimensi NSK D = 0.016 m Gear Box Ratio Torsi 1 : 344.2 2276 gf.cm
Tabel 2 Spesifikasi Komponen yang Divariasikan
Variabel Tetap Variabel Desain Jumlah Pelampung Jarak ( m ) Frekuensi ( Hz ) 1 Panjang Lengan 0.45 m N=1, N=2 N=3, N=4 0.05, 0.25 9, 12, 15 2 Masa Pelampung 0.07 kg 3 Stroke 0.15 m
III. HASILDANANALISA
A. Perhitungan
a.
F
waveAnalisa gaya pada pelampung dapat menunjukkan seberapa besar nilai daya yang dihasilkan. Dimana Penjumlahan gaya pada pelampung akan menimbulkan torsi sehingga dapat memutar poros. Dimana gaya- gaya pada pelampung dapat dihitung dengan cara :
P wave = 𝜌.𝑔32𝜋2.𝐻2.𝑇 F Wave = 𝑃𝑤𝑎𝑣𝑒 𝑥 𝑇𝐿
Dimana , Pwave adalah daya Gelombang (watt), ρ adalah
Massa jenis air tawar (1000 kg/m³), g adalah percepatan gravitasi (9,8 m/s²), H adalah Tinggi gelombang (m), T adalah Periode gelombang (s), L adalah Panjang gelombang (m).
b.
F
generatedF𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 adalah penjumlahan gaya – gaya yang
bekerja pada suatu benda yang diletakkan diatas gelombang laut, dimana F𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑berlaku persamaan :
F𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 = ∑ 𝐹 = (𝐹𝑤𝑎𝑣𝑒 + 𝐹 𝑏𝑜𝑢𝑦𝑎𝑛𝑐𝑦) − 𝐹 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠𝑖
F𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 = ((𝑃𝑤𝑎𝑣𝑒
𝑐 ) + ( 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎 . 𝑔. 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎)) − 𝑚. 𝑔
Untuk mengitung volume tercelup adalah sebagai berikut :
𝜌benda
𝜌air =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑙𝑢𝑝 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
Volume tercelup = 𝜌benda 𝑥 𝑉𝑜𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝜌air c. Momen Torsi
Gambar 4 Diagram Benda Bebas Pada Mekanisme
𝑀𝑡𝑜= ( 𝐹𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 . 𝑙 ) − ( 𝐹 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 .2𝑙 )
Gambar 5 Sudut Puntir Akibat 2 Momen
Poros akan mengalami sudut puntiran akibat torsi yang dihasilkan terhadap torsi minimum di generator.
𝜃 = Mt . 𝐿
𝐽 𝐺 =
( 𝑀𝑡𝑂− 𝑀𝑡𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟) . 𝐿 𝐽 𝐺
Dari sudut puntiran ( 𝜃 ) diketahui bahwa sudut tersebut terjadi selama 1 gelombang dimana frekuensi ( f ) adalah banyaknya gelombang yang dilakukan suatu benda dalam satu detik , dimana frekuensi naik turun pelampung mengikuti frekuensi gelombang laut. Putaran yang dihasilkan akibat torsi tersebut diperbesar dengan ratio ( i ), sehingga :
𝜔 =𝑑𝜃𝑑𝑡 = 𝜃. 𝑓.i
Daya adalah laju energi atau kerja yang dilakukan persatuan waktu, dinyatakan dengan satuan Watt. Daya adalah torsi dikalikan ω ( kecepatan sudut ), sehingga : 𝑃 = 𝑇 . 𝜔
Sedangkan untuk penampang poros dengan jumlah torsi yang terjadi lebih dari satu, berlaku persamaan :
Gambar 6 Sudut Puntir Akibat 4 Pelampung
𝜃 = ∑Mt . 𝐿𝐽 𝐺
𝜃𝑓= 𝑀𝑡𝑎𝑏𝐽. 𝐺. 𝐿𝑎𝑏+𝑀𝑡𝐽. 𝐺𝑏𝑐.𝐿𝑏𝑐+𝑀𝑡𝐽. 𝐺𝑐𝑑.𝐿𝑐𝑑+−𝑀𝑡𝐽. 𝐺𝑑𝑒.𝐿𝑑𝑒
𝜃𝑓=
1
𝐽. 𝐺 (𝑀𝑡𝑎𝑏. 𝐿𝑎𝑏 + 𝑀𝑡𝑏𝑐. 𝐿𝑏𝑐 + 𝑀𝑡𝑐𝑑. 𝐿𝑐𝑑 − 𝑀𝑡𝑑𝑒. 𝐿𝑑𝑒)
B. Pengaruh Variasi Jumlah Terhadap Energi Listrik
Gambar 7 Grafik Teoritis Pengaruh Variasi Jumlah Pelampung 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1 2 3 4 D ay a ( W at t ) Jumlah Pelampung ( N ) Variasi Jumlah Pelampung
Frekuensi 9 Hz Frekuensi 12 Hz Frekuensi 15 Hz
Grafik pada gambar diatas menunjukkan grafik daya teoritis variasi jumlah, jumlah pelampung yang digunakan bervariasi dari 1 hingga 4 terhadap daya yang dihasilkan (watt). Grafik diatas menunjukkan bahwa pelampung dengan jumlah N = 4 menghasilkan daya paling besar, dan daya yang paling kecil dengan jumlah pelampung N = 1, sesuai dengan persamaan 𝜃 = ∑Mt . 𝐿𝐽 𝐺 , bahwa sudut yang terbentuk pada sebuah poros dengan torsi lebih dari satu ( Multiple Torque ) adalah penjumlahan torsi yang bekerja pada poros tersebut sehingga semakin banyak jumlah pelampung yang dipasang semakin besar torsi yang dihasilkan dan semakin besar sudut yang terbentuk. Semakin besar sudut yang dibentuk semakin besar daya yang dihasilkan.
C. Pengaruh Variasi Jarak Terhadap Energi Listrik
Gambar 7 merupakan grafik hasil perhitungan daya secara teoritis variasi jarak pelampung. Grafik tersebut menunjukkan daya teoritis variasi jarak, jumlah pelampung yang digunakan bervariasi dari 1 hingga 4 terhadap daya yang dihasilkan (watt).
Gambar 8 Grafik Teoritis Pengaruh Variasi Jarak Grafik dibatas menunjukkan bahwa pelampung dengan jumlah N=4 pada jarak 0.25 meter menghasilkan daya paling besar, dan daya yang paling kecil dengan jumlah pelampung N=1, dengan jarak 0.05 meter. Sesuai dengan persamaan 𝜃𝑓= 𝑀𝑡𝐽.𝐺𝑎𝑏.𝐿+𝑀𝑡𝐽.𝐺𝑏𝑐.𝐿+𝑀𝑡𝐽.𝐺𝑐𝑑.𝐿+−𝑀𝑡𝐽.𝐺𝑑𝑒.𝐿 , semakin jauh mekanisme ditempatkan pada titik referensinya semakin besar sudut yang terbentuk. Jika sudut tersebut dikalikan frekuensi maka terdapat kecepatan sudut ( ω ). Hasil perkalian kecepatan sudut dan torsi yang dihasilkan adalah daya bangkitan yang dihasilkan mekanisme PLTGL – SP secara teoritis.a
D. Pengaruh Variasi Jarak Terhadap Daya ( Eksperimen )
Gambar 9 Grafik Variasi Jumlah ( N = 1 )
Grafik pada gambar 8 diatas adalah grafik yang menunjukan perubahan voltase yang terjadi selama 2.5 detik untuk variasi jumlah pelampung ( N ) sebanyak 1 buah, pada tiga frekuensi yang berbeda. Garis merah menunjukkan grafik perubahan pada frekuensi ( F ) motor 9 Hz, garis biru untuk frekuensi ( F ) motor 12 Hz, garis coklat frekuensi motor ( F ) 15 Hz.
Gambar 10 Grafik Variasi Jumlah ( N = 2 )
Grafik pada gambar 9 diatas adalah grafik yang menunjukan perubahan voltase yang terjadi selama 2.5 detik untuk variasi jumlah pelampung ( N ) sebanyak 2 buah dan pada tiga frekuensi yang berbeda. Garis merah menunjukkan grafik perubahan pada frekuensi ( F ) motor 9 Hz, garis biru untuk frekuensi motor ( F ) 12 Hz, garis coklat frekuensi ( F ) motor 15 Hz.
Gambar 11 Grafik Variasi Jumlah ( N = 3 )
Grafik pada gambar 10 diatas adalah grafik yang menunjukan perubahan voltase yang terjadi selama 2.5 detik untuk variasi jumlah pelampung ( N ) sebanyak 3 buah dan pada tiga frekuensi yang berbeda. Garis merah menunjukkan grafik perubahan pada frekuensi motor 9 Hz, garis biru untuk frekuensi motor 12 Hz, garis coklat frekuensi motor 15 Hz.
Gambar 12 Grafik Variasi Jumlah ( N = 3 ) 0.00 1.00 2.00 3.00 0 . 0 5 0 . 2 5 D A YA ( W A TT )
JARAK PELAMPUNG ( METER )
G R A F I K T E O R I T I S V A R I A S I J A R A K N1 F9 N1 F12 N1 F15 N2 F9 N2 F12 N2 F15 N3 F9 N3 F12 N3 F15 N4 F9
Grafik pada gambar 11 diatas adalah grafik yang menunjukan perubahan voltase yang terjadi selama 2.5 detik untuk variasi jumlah pelampung ( N ) sebanyak 4 buah dan pada tiga frekuensi yang berbeda. Garis merah menunjukkan grafik perubahan pada frekuensi motor 9 Hz, garis biru untuk frekuensi motor 12 Hz, garis coklat frekuensi motor 15 Hz. Tabel 3 Tabel data hasil Eksperimen Variasi Jumlah
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa semakin banyak jumlah pelampung yang ditempatkan pada semakin besar daya yang dihasilkan. Hal tersebut dapat dilihat lebih jelas pada grafik dibawah :
Gambar 13 Grafik Variasi Jumlah Eksperimen vs Daya
E. Pengaruh Variasi Jarak Terhadap Daya ( Eksperimen )
Gambar 14 Grafik Variasi Jarak Esperiment ( L=0.05 N=1)
Grafik diatas adalah grafik yang menunjukan perubahan voltase yang terjadi selama 2.5 detik untuk jumlah
pelampung sebanyak 1 buah dan pada 3 frekuensi ( F ) yang berbeda yaitu 9, 12, 15 Hz dengan variasi jarak yaitu 0.05 meter. Garis merah menunjukkan variasi panjang 0.05 meter pada frekuensi 9 Hz. Garis biru menunjukkan variasi panjang 0.05 meter pada frekuensi 12 Hz. Garis coklat menunjukkan variasi panjang 0.05 meter pada frekuensi 12 Hz.
Gambar 15 Grafik Variasi Jarak Esperiment ( L=0.25 N=1)
Grafik dibawah adalah grafik yang menunjukan perubahan voltase yang terjadi selama 2.5 detik untuk jumlah pelampung sebanyak 1 buah dan pada 3 frekuensi ( F ) yang berbeda yaitu 9, 12, 15 Hz dengan variasi jarak yaitu 0.25 meter. Garis merah menunjukkan variasi panjang 0.25 meter pada frekuensi 9 Hz. Garis biru menunjukkan variasi panjang 0.25 meter pada frekuensi 12 Hz. Garis coklat menunjukkan variasi panjang 0.25 meter pada frekuensi 12 Hz.
Tabel 4 Tabel data hasil Eksperimen Variasi Jarak
0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 1 2 3 4 Daya ( w att ) Jumlah Pelampung ( N ) Variasi Jumlah Pelampung
Frekuensi 9 Hz Frekuensi 12 Hz Frekuensi 15 Hz
Gambar 16 Grafik Variasi Eksperimen Jarak vs Daya Gambar 14 merupakan grafik data hasil percobaan dari variasi jarak dimana variasi dilakukan terhadap setiap segmen poros dengan jarak 0.05 meter dan 0.25 meter dari tiap titik referensinya. Dari grafik dibawah dapat menunjukkan bahwa nilai daya terbesar adalah saat pelampung dengan jumlah pelampung 4 ( N=4 ) pada frekuensi 15 Hz, nilai volt RMS terkecil adalah dengan jumlah pelampung 1 ( N=1 ), kedelapan garis cenderung naik seiring dengan meningkatnya nilai frekuensi. Dari grafik diatas dapat disumpulkan bahwa nilai voltase RMS akan meningkat jika memperbesar jarak peletakkan pelampung dari satu titik referensi disetiap porosnya. Penempatan pelampung sangat tergantung dari panjang gelombang yang dihasilkan, dimana pergeseran jarak tersebut tidak pada puncak gelombangnya sehingga pergerakkan pelampung tidak pada saat bersamaan, atau tidak bergerak secara bergantian yang menyebabkan putaran poros dalam keadaan konstan. Nilai voltase yang baik dihasilkan dari putaran mekanisme yang konstan, jadi penempatan yang baik adalah pergerakkan pelampung yang bergerak secara bergantian.
F. Perbandingan Eksperimen dan Teoritis
Perbandingan eksperimen dan teoritis dilakukan untuk mengetahui error dari mekanisme Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut – Sistem Pelampung ( PLTGL-SP ). Pada grafik dibandingkan daya yang dihitung secara teoritis dibandingkan dengan daya hasil pengambilan data ( praktikum ) dalam satuan watt. Dengan mengamati grafik tersebut dapat diketahui seberapa besar penyimpangan mekanisme PLTGL-SP ini. Error ini dapat dijadikkan bahan pertimbangan untuk menentukkan variasi yang diberikkan yang memberikkan losses atau kehilangan daya yang paling besar. Sehingga dapat ditentukkan nilai mekanisme yang dapat memberikkan daya terbesar. Error dapat dihitung dengan cara membagi nilai daya secara praktikum terhadap daya yang diperoleh secara teoritis, dikalikan dengan seratus persen.
Tabel 5 Tabel Eksperimen vs Teoritis Variasi Jumlah
Variasi Jumlah Jumlah Pelampung ( N ) Stroke (m) F motor ( Hz) Daya Teoritis ( watt ) Daya Eksperimen ( Watt ) Error ( % ) 1 0.15 9 0.0969 0.03115 67.85 12 0.2260 0.03241 85.66 15 0.2455 0.03274 86.66 2 0.15 9 0.2172 0.0339 84.39 12 0.4923 0.03506 92.88 15 0.6546 0.03951 93.96 3 0.15 9 0.3374 0.04038 88.03 12 0.7585 0.04354 94.26 15 1.0074 0.04369 95.66 4 0.15 9 0.4577 0.04491 90.19 12 1.0248 0.04768 95.35 15 1.3601 0.04824 96.45
Tabel 6 Tabel Eksperimen vs Teoritis Variasi Jarak
Variasi Jarak Jumlah Pelampung Amplitudo Stroke (m) Jarak (m ) Frekuensi ( Hz ) Daya Teoritis ( Watt ) Daya Eksperimen ( Watt ) Error ( % ) 1 0.15 0.05 9 0.0323 0.0189 41.6 12 0.0753 0.0230 69.5 15 0.1006 0.0282 71.9 0.25 9 0.1615 0.0360 77.7 12 0.3767 0.0364 90.3 15 0.5031 0.0367 92.7 2 0.15 0.05 9 0.0724 0.0334 53.9 12 0.1641 0.0363 77.8 15 0.2182 0.0370 83.0 0.25 9 0.3619 0.0384 89.3 12 0.8205 0.0394 95.2 15 1.0910 0.0413 96.2 3 0.15 0.05 9 0.1125 0.0376 66.5 12 0.2528 0.0381 84.9 15 0.3358 0.0417 87.5 0.25 9 0.5624 0.0445 92.0 12 1.2642 0.0442 96.5 15 1.6789 0.0447 97.3 4 0.15 0.05 9 0.1526 0.0449 70.6 12 0.3416 0.0451 86.8 15 0.4534 0.0486 89.2 0.25 9 0.7628 0.0451 94.0 12 1.7080 0.0497 97.0 15 2.2669 0.0599 97.3 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.055 0.060 0.065 0 . 0 5 0 . 2 5 D A YA ( W A TT )
JARAK PELAMPUNG ( METER ) V A R I A S I J A R A K P E L A M P U N G N1F9 N1F12 N1F15 N2F9 N2F12 N2F15 N3F9 N3F12 N3F15 N4F9 N4F12 N4F15
Tabel 5 menunjukkan perbandingan antara daya teoritis dan daya yang didapatkan ( Eksperimen ) variasi jumlah. Kemudian dibandingkan antara daya teoritis dan eksperiment untuk mendapatkan nilai error. Hasil yang didapat, bahwa error terbesar adalah saat jumlah pelampung ( N = 4 ) yaitu mencapai 96.45 persen. Dan nilai error terkecil adalah pada saat jumlah pelampung ( N = 1 ) dengan nilai error adalah 67.85 persen. Sedangkan pada tabel 6 menunjukkan perbandingan antara daya teoritis dan daya yang didapatkan ( Eksperimen ) variasi jarak. Kemudian dibandingkan antara daya teoritis dan eksperiment untuk mendapatkan nilai error. Hasil yang didapat, bahwa error terbesar adalah saat jumlah pelampung ( N = 4 ) pada jarak peletakkan ( L=0.25 meter ) pada frekuensi 15 Hz yaitu mencapai 97.36 persen. Dan nilai error terkecil adalah pada saat jumlah pelampung ( N = 1 ) dengan nilai error adalah 41.62 persen.
Nilai error yang besar dikarenakan daya yang diberikkan oleh gelombang laut tidak dapat diteruskan secara baik dikarenakkan terdapat losses disetiap mekanisme. Kehilangan daya terjadi di mekanisme one way bearing. Karena daya yang diteruskan ke generator hanya ketika gerakkan naik saja, ketika pelampung bergerak turun tidak dimanfaatkan karena mekanisme satu arah putar pada one – way bearing. Kehilangan daya juga dapat diakibatkan pada saat sambungan poros. Sambungan poros menggunakkan
bushing ,yang pada saat proses penyambungan sulit untuk dilakukan proses alignment . Akibatnya poros dalam keadaan misalignment ( ketidaklurusan ). Misalignment terjadi karena adanya pergeseran atau penyimpangan salah satu poros dari sumbunya. Ketika mekanisme menggunakkan bushing
sebagai sambungannya maka poros mengalami Paralel Misalignment dan Angular Misalignment. Akibatnya poros dalam keadaan bergetar dan terjadi gesekkan berlebih antara poros dan bearing ketika terjadi gesekkan maka putaran pada poros berkurang. Kemudian Penggunaan generator dengan daya yang lebih besar dimana dalam hal ini menggunakkan motor DC sebagai generator. Berdasarkan pengujian karakteristik motor ditemukkan bahwa ketika diputar pada 1100 Rpm generator hanya menghasilkan daya sebesar 0.08 watt, sehingga penggantian generator dengan kapasitas yang lebih besar nantinya diharapkan daya yang dihasilkan lebih besar.
G. Analisa Pengaruh Variasi
Analisa ini dilakukan untuk mengetahui variasi yang memiliki efek dominan terhadap besar daya yang dihasilkan. Analisa dilaksanakan pada 3 variasi yaitu Pengaruh Frekuensi, pengaruh jumlah dan pengaruh jarak terhadap besar daya yang dihasilkan. Cara mencari variasi yang memiliki efek paling dominan adalah membandingkan besar daya pada variasi yang dilakukan terhadap besar daya yang dihasilkan dalam presentase ( % ). Contohnya adalah untuk mengetahui pengaruh variasi frekuensi terhadap besar daya maka dilaksannakan perhitungan pada jumlah pelampung yang sama di frekuensi yang berbeda. Kemudian untuk mengetahui pengaruh jumlah maka variabel yang dihitung adalah perubahan daya disetiap jumlah pelampung di frekuensi dan jarak yang sama. Untuk mengetahui pengaruh jarak, maka variabel yang dihitung adalah perubahan daya disetiap pertambahan jarak pada frekuensi dan jumlah pelampung yang sama. Hasil dari analisa dijelaskan dari grafik-grafik sebagai berikut:
Gambar 17 Grafik Pengaruh Variasi Terhadap Daya
Dari ketiga variasi tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa variasi penambahan jumlah mekanisme memberikkan efek paling dominan terhadap peningkatan daya, yaitu dapat meningkatkan daya sebesar rata-rata sebesar 36 % dari kondisi awalnya. Variasi penambahan jarak memberikkan efek penambahan daya sebesar 17 %. Variasi Frekuensi memberikan efek 8 % terhadap peningkatan daya.
IV. KESIMPULAN
Nilai daya akan meningkat seiring ditambahnya frekuensi gelombang laut pada mekanisme PLTGL metode pelampung. Nilai daya akan meningkat seiring bertambahnya pelampung pada mekanisme PLTGL metode pelampung. Nilai daya akan meningkat seiring bertambahnya jarak penempatan pelampung pada mekanisme PLTGL. Berdasarkan eksperimen nilai daya terbesar untuk variasi jumlah saat pelampung berjumlah 4 ( N=4 ) pada frekuensi 15 Hz yaitu 0.04824 watt dan daya terkecil pada jumlah pelampung 1 ( N=1 ) pada frekuensi 9 Hz yaitu 0.03115 watt. Untuk variasi jarak daya terbesar terjadi pada variasi jarak 0.25 meter dengan jumlah pelampung ( N=4 ) pada frekuensi 15 Hz yaitu 0.0599 watt. Daya terkecil terjadi pada variasi jarak 0.05 meter dengan jumlah pelampung ( N=1 ) pada frekuensi 9 Hz yaitu 0.0184 watt.
UCAPANTERIMAKASIH
Penulis, Fauzi Fadlilah Rahman, mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing dan pembahas yang telah memberikan kritik dan saran untuk penulisan artikel ini. Penulis Juga mengucapkan terima kasih kepada keluarga besar penulis yang memberikan dukungan baik secara moral dan finansial.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rachmawati, E., & Adhi, R.K. ( 2011, September 19 ). Kebutuhan Listrik Tumbuh 5.500 MW per Tahun. Dikutip March 20, 2012, http://bisniskeuangan.kompas.com/read/2011/09/16025971/kebutu hanListrik Tumbuh 5.500MW per Tahun.
[2] EBTKE. (2011). Direktorat Jendral Energi Baru Terbarukan dan Konversi Energi. Dikutip Maret 25, 2012, dari Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral: http://
www.ebtke.esdm.go.id/energi/energi-terbarukan /arus-laut/336-potensi-energi-laut-nasional-telah-diratifikasi.html
[3] Jennifer Vinning, Ocean Wave Enery Conversion. Advanced Independent Study Report Electrical and Computer Engineering Department University of Wisconsin- Madison.
[4] Pujanarsa Astu,MT & Djati Nursuhud. 2006. Mesin Konversi Energi. ANDI . Yogyakarta.
0 20 40 60 80 100 Pengaruh Variasi 36 17 8 Ef ek Te rh ad ap Da ya ( % )
Grafik Perbandingan Pengaruh Variasi
Variasi Jumlah Variasi Jarak Variasi Frekuensi
![Gambar 1 Wave Nomenclature [4] SWL : Mean sea water level ( muka air tenang ) L : Wave Length [m]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1932652.2125624/2.892.75.819.118.1159/gambar-wave-nomenclature-mean-water-level-tenang-length.webp)
