PRIDE ( PROPELLERS HYBRID ENERGY) SEBAGAI TEKNOLOGI
VISIONER NELAYAN TRADISIONAL BERBASIS 3E
Auliya Imam Maulana1, Dessy Ade Pratiwi2
1Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Indonesia 2Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Indonesia
1[email protected],2[email protected]
Abstract
Wind is the most commonly used natural resource in the coastal region. The availability of abundant winds can not be optimized by coastal communities in Indonesia. Lack of knowledge and technology is a major problem in the low productivity of coastal communities. One of them is the dependence of traditional fishermen with land wind and sea breeze to be able to sail. This causes traditional fishermen can only fish in the sea once a day. One solution to overcome the problem is with the innovation in boat making. The wind boat system does not depend on wind direction. This boat is equipped with a windmill which is then connected by using a belt to drive propeller boats. In addition, the movement of windmills will also produce electrical energy that can be used in boats. The mechanism of action is to remove the wind power from the wheel mounted on the mast of the boat, then channeled to the propellers on the boat body. Wind boat breakthrough is a form of implementation of 3E that is economics, effective, and efficient. With this innovation, traditional fishermen are able to increase the productivity of fish catch without having to spend additional capital. Wind boats are a perfect solution as part of improving the competitiveness of traditional fishermen with modern fishermen. The purpose of this scientific work is to increase the productivity of traditional fishermen.
Keywords: Wind, Alternative Energy, Propeller, Traditional Fishermen Pendahuluan
Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki wilayah perairan yang sangat luas karena 2/3 wilayahnya merupakan lautan. Sehingga Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua di dunia yaitu ± 95.181 km (PBB, 2008). Banyaknya jumlah perairan menjadikan Indonesia sebagai negara maritim dengan jumlah kekayaan laut yang sangat besar. Banyaknya jenis ikan dan udang menjadi peluang besar bagi masyarakat pesisir untuk meningkatkan perekonomiannya. Terlepas dari itu semua, Indonesia masih mempunyai potensi yang lebih besar yang perlu dikembangkan lagi. Salah satunya adalah pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi terbarukan. Kebutuhan energi di Indonesia setiap tahun terus meningkat karena pertambahan penduduk dan pertumbuhan ekonomi yang senantiasa meningkat. Sedangkan energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi utama ketersediaannya sangat terbatas dan terus mengalami penurunan. Energi angin di kawasan pesisir merupakan salah satu alternatif mengingat Indonesia
memiliki garis pantai yang sangat panjang dengan tingkat kecepatan angin yang tinggi. Kecepatan angin adalah kecepatan dari menjalarnya arus angin dan dinyatakan dalam knot atau kilometer per jam maupun meter per detik (Soepangkat, 1994 dalam Fadholi, 2013).
Salah satu wilayah di Indonesia yang mempunyai potensi besar untuk mengembangkan energi angin adalah Pantai Trisik di Kulon Progo, Yogyakarta. Pantai Trisik merupakan salah satu pantai yang berada di wilayah Yogyakarta dengan wilayah pesisir pantai yang relatif panjang. Panjangnya wilayah pantai dimanfaatkan oleh masyarakat pesisir untuk meningkatkan perekonomiannya dengan menjadi nelayan lokal. Namun perkembangan teknologi menjadi masalah bagi sebagian nelayan lokal yang masih mencari ikan dengan menggunakan perahu tradisional. Mereka hanya bisa mencari ikan dengan memanfaatkan hembusan angin darat dan angin laut. Sedangkan disisi lain nelayan modern yang mempunyai modal besar sudah menggunakan perahu mesin untuk dapat berlayar mencari ikan. Hal inilah yang menjadikan faktor rendahnya produktivitas nelayan tradisional dibandingkan dengan nelayan modern.
Untuk membantu peningkatan produktivitas nelayan tradisional maka perlu adanya inovasi yang mampu beroperasi tanpa mengeluarkan modal yang besar. Salah satu solusi tepat guna membantu perekonomian nelayan tradisional adalah dengan menciptakan desain perahu yang lebih modern. Perahu ini dilengkapi kincir angin yang kemudian disambungkan dengan menggunakan
belt untuk menggerakkan baling-baling pendorong perahu. Mekanisme kerjanya adalah dengan
memindahkan tenaga angin dari kincir ganda yang dipasang pada tiang perahu, kemudian disalurkan menuju baling-baling pendorong pada badan perahu. Angin yang memutarkan kincir akan diubah menjadi energi mekanik melalui Sistem Konversi Energi Angin. Sehingga perahu dapat bergerak tanpa bergantung dengan arah hembusan angin. Proses pemanfaatan energi angin melalui dua tahapan konversi (Habibie dkk, 2011) yaitu :
1. Aliran angin menggerakkan rotor (baling – baling) yang menyebabkan rotor berputar selaras dengan angin bertiup.
2. Putaran rotor dihubungkan dengan generator sehingga dapat dihasilkan listrik.
Dengan adanya inovasi ini diharapkan dapat meningkatkan tingkat perekonomian masyarakat pesisir. Selain itu, hal ini juga akan berdampak positif dalam proses pemberdayaan masyarakat di Indonesia. Pemberdayaan merupakan suatu strategi yang digunakan dalam pembangunan masyarakat sebagai upaya untuk mewujudkan kemampuan dan kemandirian dalam kehidupan bermasyarakat, berbangsa dan bernegara (Pasal 1 ayat 8 Permendagri RI Nomor 7 Tahun 2007).
Metode Penulisan
Jenis penulisan yang digunakan adalah penulisan deskriptif kualitatif karena pada penulisan ini bermaksud untuk menafsirkan dan membuat gambaran mengenai karya tulis yang berjudul PRIDE (Propellers Hybrid Energy) sebagai teknologi visioner nelayan tradisional berbasis 3E
(Economics, Effective, Dan Efficient). Adapun langkah-langkah yang ditempuh dalam penulisan
deskriptif sebagai berikut :
1. Menentukan masalah yang terkait dengan permasalahan yang akan dicarikan solusinya.
2. Merumuskan dan menentukan pembatasan atau parameter masalah mengenai PRIDE (Propellers Hybrid Energy) sebagai teknologi visioner nelayan tradisional berbasis 3E (Economics, Effective, Dan Efficient)
3. Menetapkan teknik pengumpulan pustaka yang akan digunakan. 4. Menganalisa hasil pustaka
5. Menarik kesimpulan
Penulis memperoleh sumber dari data primer dan data sekunder. Data primer didapat dari hasil pengamatan di beberapa daerah pesisir di Indonesia. Sedangkan data sekunder merupakan data yang digunakan untuk mendukung dan melengkapi data primer yang berhubungan dangan masalah penulisan karya tulis ilmiah. Data sekunder dapat diperoleh dari kepustakaan yang dilakukan dengan membaca buku-buku, jurnal, dan literatur yang tersedia. Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penulisan ini adalah teknik pengamatan langsung dan teknik analisis dokumen. Penulis mengumpulkan data dari berbagai sumber baik buku, jurnal maupun internet guna mendukung karya tulis ilmiah ini. Setelah itu penulis menganalisis data dari sumber tersebut untuk menentukan hasil, saran dan kesimpulan dari karya tulis ini.
Hasil dan Pembahasan
1. Deskripsi Data
Turbin angin menurut arah sumbunya dibedakan menjadi Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) dan Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV). Penggunaan Turbin angin sebagai penggerak memiliki kendala yaitu kecepatan angin dan arah angin yang berubah – ubah sepanjang waktu. Oleh karena itu, turbin angin yang baik adalah turbin yang dapat menerima angin dari segala arah. Selain itu juga harus mampu bekerja pada angin dalam kecepatan yang rendah. Jenis turbin angin ini disebut dengan TASV. Turbin jenis ini memiliki efisiensi yang lebih kecil dibandingkan TASH. (Abdullah dkk, 2016)
Gambar 1 Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV)
Hasil observasi dan proses pengamatan dari berbagai buku maka dapat ditentukan beberapa kelebihan dan kekurangan jenis turbin yang biasa digunakan untuk pembangkit listrik tenaga angin.
Tabel 1. Kelebihan dan kekurangan TASV (Apit, 2015) dan (Get STT-PLN, 2013)
Kelebihan Kekurangan
Tidak membutuhkan struktur menara yang besar
Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya
saat kincir berputar
Pemeliharaannya lebih mudah TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju kencang di elevasi yang lebih tinggi Memiliki ke aerodinamisan yang
tinggi
Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar. Wilayah tiupan yang lebih besar untuk
diameter tertentu
Sebuah TASV yang menggunakan kabel unuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar
karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan TASV memiliki kecepatan awal angin
yang rendah dari TASH
-TASV biasanya memiliki tip speed
ratio yang lebih rendah sebingga lebh kecil kemungkinannya rusak di saat
angin berhembus kencang
-TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
-2. Pembahasan
A. Analisis Masalah
Pantai merupakan salah satu objek yang tidak pernah sepi dikunjungi wisatawan untuk berlibur. Tak hanya sebagai objek wisata pantai merupakan sumber utama nelayan untuk mencari hasil tangkapan laut untuk keberlangsungan hidup. Salah satunya adalah Pantai Trisik yang berada di Kulon Progo Daerah Istimewa Yogyakarta. Ombak di pantai ini cenderung kuat dan besar dan dibulan – bulan tertentu terjadi pasang yang dapat menimbulkan abrasi yang mengakibatkan tangkapan ikan nelayan semakin tidak menentu. Selain itu para nelayan yang tidak dapat menangkap ikan selama berbulan – bulan akibat abrasi, akhirnya beralih menjadi petani untuk menyambung hidup. Kurangnya perhatian dari pemerintah dan pengetahuan yang dimiliki masyarakat mengakibatkan tidak optimalnya manfaat dari suatu kawasan.
Oleh karena itu pemanfaatan energi angin sangatlah efisien untuk nelayan agar dapat menangkap ikan. Dengan mengubah energi angin menjadi energi mekanik pada perahu nelayan, menghasilkan tangkapan ikan yang banyak walaupun cuaca kurang bersahabat. Karena pada perahu nelayan yang menggunakan sistem PRIDE (Propellers Hybrid Energy) memanfaatkan energi angin untuk mnggerakkan baling – baling pada perahunya.
B. Prinsip Kerja Perahu
Proses Pembuatan perahu memerlukan beberapa barang pendukung yaitu : 1. Turbin Angin Sumbu vertikal dengan bentuk rotor Darrieus H
2. Penyangga (Tower) dengan panjang 1 meter
3. Belt
4. Roda gigi
5. Baling – baling pendorong pada perahu
Mekanisme kerjanya adalah dengan memindahkan tenaga angin dari kincir ganda yang dipasang pada tiang perahu, kemudian disalurkan menuju baling-baling pendorong pada badan perahu. Angin yang memutarkan kincir akan diubah menjadi energi kinetik melalui Sistem Konversi Energi Angin.
Pada pengoperasian perahu layar harus selalu dikontrol dengan tali pengikat agar dapat terus menangkap angin. Namun pada pengoperasian turbin angin nelayan tidak perlu lagi untuk mengendalikannya karena turbin angin tidak bergantung dengan arah angin. Perahu layar dapat bergerak dengan kecepatan angin sebesar 10 knot (5 m/s). Sedangkan pada penggunaan turbin angin, perahu dapat bergerak pada kecepatan angin sebesar 5 knot (2.5 m/s). Hal ini menunjukan tingkat efektifitas penggunaan turbin angin pada perahu yang dapat bergerak dengan kondisi angin yang 2 kali lebih lemah dari kecepatan angin untuk menggerakkan perahu layar.
P = . ²=( 晦 )²= 晦 ³
Penggunaan layar pada perahu tradisional memiliki batasan-batasan seperti jarak tempuh yang tidak jauh, tingkat kecepatan dan laju perahu, serta tingkat kecepatan angin yang dapat mengembangkan layar agar perahu dapat bergerak. Pada penggunaan turbin angin batasan-batasan itu dapat dihilangkan. Turbin angin dapat menempuh jarah yang jauh selama angin masih tetap berhembus. Kecepatan perahu dapat dikontrol dengan tuas yang ada pada perahu. Kecepatan angin yang dapat memutarkan turbin adalah sebesar 1.9 m/s dengan sudut kemiringan baling-baling sebesar 150. Berikut adalah rumus besarnya energi angin.
Dimana pada persamaan tersebut dapat dilihat bahwa energi angin (P ; Watt) bergantung terhadap faktor-faktor seperti aliran massa angin (m ; kg/s), kecepatan angin (v ; m/s), densitas udara (ρ ; kg/m3), luas permukaan area efektif turbin (A ; m3). Di akhir persamaan, secara jelas dapat disimpulkan bahwa energi angin akan meningkat 8 kali lipat apabila kecepatan angin meningkat 2 kali lipatnya.
Jika dilihat dari segi ekonomi, maka inovasi PRIDE merupakan suatu penghematan biaya atas suatu penciptaan produk yang sama dengan modal yang lebih kecil dan hasil yang lebih besar. Ekonomi lebih condong ke arah nilai dan kondisi perekonomian masyarakat dalam suatu wilayah. Pembuatan turbin angin sebagai pengganti layar dapat menghemat modal yang dikeluarkan nelayan tradisional. Pasalnya penggunaan turbin angin sebagai sumber tenaga akan mengurangi jumlah pengeluaran untuk perbaikan layar. Penggunaan turbin dapat bertahan selama 1 tahun sedangkan penggunaan layar hanya bertahan 6 bulan. Bahan yang digunakan untuk pembuatan baling-baling turbin terbuat dari alumunium sehingga tahan karat. Penggunaan alumunium lebih awet dan dapat bertahan dalam kondisi yang ekstrim sekalipun. Disamping itu nelayan juga dapat meningkatkan produktivitasnya sampai 3 kali lipat dibandingkan dengan menggunakan perahu layar. Sehingga penghasilan nelayan tradisional dapat meningkat 3 kali lipat dari penghasilan semula.
C. Langkah-Langkah Strategis
Langkah strategis untuk mengatasi rendahnya produktivitas nelayan tradisional di Indonesia adalah:
1. Memberikan pemahanan melalui sosialisasi kepada masyarakat pesisir mengenai proses pembuatan turbin angin dan proses pengoperasiannya.
2. Memberikan edukasi mengenai pengolahan ikan dan pemanfaatan angin sebagai sumber energi alternatif.
4. Proses pembuatan perahu turbin angin dengan melibatkan masyarakat didalamnya. 5. Memberikan pemahaman mengenai perawatan perahu turbin angin.
D. Pemecahan Masalah
Pemerintah dan seluruh masyarakat merupakan elemen yang bertanggung jawab atas tingkat produktivitas dan tingkat perekonomian. Indeks Pembangunan Manusia (IPM) adalah indikator utama dalam kesejahteraan nelayan. Kesejahteraan nelayan akan terwujud jika nelayan bersama dengan pemerintah menerapkan pengelolaan hasil laut yang berkelanjutan. Untuk meningkatkan kesejahteraan nelayan dan IPM dilakukan pengelolaan hasil laut. Pengelolaan dilakukan oleh nelayan setempat dengan memperhatikan aspek lingkungan dan keberlanjutan. Ukuran ikan yang ditangkap tidak boleh melebihi standar. Ikan yang ditangkap tidak boleh berukuran tubuh kurang dari 15 cm atau petelur.
Penangkapan ikan yang dilakukan oleh nelayan dibatasi oleh pemerintah secara ukuran dan kuantitas. Secara kuantitas sebanyak 360 ribu ton per tahun ikan yang dapat ditangkap di Indonesia. Pemerintah melakukan upaya-upaya untuk mendorong pengelolaan hasil laut berkelanjutan dalam upaya meningkatkan IPM. Upaya tersebut antara lain Kartu Anggota Nelayan dan pemberian modal langsung bagi koperasi nelayan. Pemerintah melakukan sosialisasi pelarangan penggunaan alat penangkap ikan tidak ramah lingkungan. Keberlanjutan pengelolaan hasil laut sebagai upaya peningkatan IPM tidak dapat terlaksana tanpa koordinasi dari pemerintah, masyarakat, dan swasta. Arah kebijakan Kementrian Kelautan dan Perikanan (KKP) tahun 2014 yang menyebutkan bahwa salah satu arah pembangunan harus memerhatikan peningkatan kesejahteraan nelayan dan masyarakat perikanan.
Kesimpulan
1. Rendahnya tingkat perekonomian masyarakat pesisir disebabkan karena kurangnya produktivitas nelayan dalam mencari ikan dilaut. Sehingga perlu adanya terobosan baru untuk mengatasi masalah tersebut.
2. PRIDE (Propellers Hybrid Energy) merupakan inovasi terbaru yang dapat diterapkan dalam pembuatan perahu nelayan untuk meningkatkan produktivitas nelayan tradisional sehingga mampu untuk memperbaiki taraf hidup masyarakat pesisir pantai.
3. Penerapan strategi 3E (Economics, Effective, dan Efficient) merupakan solusi alternatif untuk menghemat pengeluaran dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.
Daftar Pustaka
Abdullah Ilmi, Jufrizal Nurdin, dan Hasanuddin. 2016. “Kajian Potensi Energi Angin Di Daerah Kawasan Pesisir Pantai Serdang Bedagai Untuk Menghasilkan Energi Listrik”. Jurnal Ilmiah
“Mekanik” Teknik Mesin Itm, Vol. 3 No.1.
Kadir, Abdul. 1982. Energi: Sumberdaya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi Ekonomi. Jakarta: Penerbit UI (UI Press).
Nanang, Rahmat, Gunarto, dan Eko sarwono.“Study Eksperimental Berbagai Macam Jenis Sudu Turbin Angin Sumbu Horisontal Skala Laboratorium”.
Robandi, Imam. 2006. Desain Sistem Tenaga Modern. Yogyakarta: CV Andi Offset.
Sukandarrumidi, Herry Zadrak Kotta, dan Djoko Wintolo. 2013. Energi Terbarukan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Soesilo, Indroyono dan Budiman. 2006. Iptek: Menguak Laut Indonesia. Jakarta: Penerbit Buku Ilmiah Populer.
Sara, La. 2014. Pengelolaan Wilayah Pesisir: Gagasan Memelihara Aset Wilayah Pesisir dan
Solusi Pembangunan Bangsa. Bandung: Penerbit Alfabeta.
S, Mulyadi. 2005. Ekonomi Kelautan. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada.
S, Puji, Satwiko S, dan Taufik. 2012. “Studi Awal Pengaruh Jumlah Sudu Terhadap Daya Keluaran Turbin Angin Tipe Horizontal Berdiameter 1,6 Meter Sebagai Sumber Penyedia Listrik Pada Proyek Rumah Dc DiFmipa UNJ”. Seminar Nasional Fisika 2012.
