PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA OMBAK ( PLTO)

Ombak dikenal sebagai gelombang dalam (internal wave). Fenomena ini juga ada dalam bidang meteorologi, dimana gelombang menjalar pada lapisan antar muka antara udara yang hangat dan dingin (lihat gambarnya di sini dan sini, karena kedua bidang ilmu ini memang memiliki banyak kesamaan yaitu sama-sama berkecimpung dengan fluida. Para ahli meteorologi lebih banyak berkecimpung dengan fluida dalam bentuk gas yaitu atmosfer, sedangkan para ahli oseanografi lebih banyak berkecimpung dengan fluida dalam bentuk cair yaitu air laut.

Pembahasan mengenai gelombang dalam oseanografi secara umum dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu gelombang permukaan dan gelombang internal. Gelombang permukaan adalah fenomena yang akan kita temui ketika mengamati permukaan air laut, dan biasa disebut sebagai ombak. Salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya ombak adalah hembusan angin, disamping ada pula faktor lain seperti pasang surut laut yang terjadi akibat adanya gaya tarik bulan dan matahari.

Sebagai negara yang lebih dari 2/3 wilayahnya berupa perairan, Indonesia tentunya harus mampu mengolah potensi perairan yang ada. Tidak hanya dari potensi sumber daya hayati yang ada, tetapi juga dari potensi energi ombak yang dimilikinya. Sehingga dibahas mengenai potensi energi gelombang di salah satu daerah di Indonesia dan kemungkinan pengembangannya sebagai pembangkit listrik tenaga ombak yang komersial.

Daerah Sabang dipilih sebagai lokasi yang cukup potensial karena lokasinya berdekatan dengan Samudra Hindia serta daerah ini tidak berhadapan dengan banyak pulau yang dapat mengurangi energi yang terkandung dalam gelombang. Selain itu data yang diperoleh pada daerah ini cukup baik dan lengkap. Data yang diperoleh berupa data angin setiap 3 jam selama setahun. Dari data angin ini, diolah menjadi data gelombang melalui beberapa tahapan prosedur.

Data gelombang yang diperoleh menunjukkan bahwa sebagian besar gelombang terjadi dalam arah barat dan timur, serta sebagian kecil dalam arah barat daya. Sedangkan energi gelombang yang dominan hanya terdapat pada arah barat dan timur, karena pada arah barat daya gelombang yang terjadi hanya memiliki ketinggian dan perioda yang kecil.

Ternyata ombak punya kekuatan yang luar biasa. Itulah sebabnya orang Portugal membangun Agucadoura, pembangkit listrik tenaga ombak pertama di dunia di pesisir pantai portugal.

Contoh Ombak :

Pembakngkit listrik tenaga ombak ini mempunyai Tiga Wave Converters yang menghasilkan listrik sebesar 2.25MW. Konstruksi alat ini yang berasal dari besi akan naik turun bersama ombak. 

Ternyata bagian yang mengapung mempunyai Piston Hidrolik yang menancap di dasar laut, ketika alat yang mengapung naik turun karena ombak, Piston Hidrolik juga terpompa, inilah yang menghasilkan tenaga listrik. 

Tenaga listrik yang dihasilkan akan ditransfrer melalui kabel bawah air yang terhubung dengan stasiun listrik di tepi pantai.

            Kumpulan pembangkit listrik tenaga ombak ini di-klaim bisa mencukupi kebutuhan listrik 1500 rumah. Perkiraan jika kita menaruh alat yang lebarnya 459 kaki ini di seluruh perairan di didunia, kita dapat menghasilkan listrik sebesar 2 Tera Watts.  Itu bisa mencukupi dua kali lipat kebutuhan listrik seluruhdunia.

Itu baru perkiraan saja sih tapi proyek ini cukup menjanjikan, karena disamping ramah lingkungan, pembangkit listrik tenaga ombak ini bisa jadi solusi krisis energi dunia.

Menurutnya teknologi yang digunakan PLTO Baron, pada prinsipnya
serupa dengan yang dikembangkan di daerah Toftestailen, Norwegia. Namun ia para peneliti lainnya di Indonesia kini sedang mempersiapkan software (piranti lunak) yang unik, lain dari pada yang lain.

Instalasi PLTO terdiri dari tiga bangunan utama, yakni saluran masukan air, reservoir (penampungan), dan pembangkit. Dari ketiga bangunan tersebut, unsur yang terpenting adalah pada tahap pemodifikasian bangunan saluran masukan air yang tampak berbentuk U. Sebab, ia bertujuan untuk menaikkan air laut ke reservoir.

Bangunan untuk memasukkan air laut ini terdiri dari dua unit, kolektor dan konverter. Kolektor berfungsi menangkap ombak, menahan energinya semaksimum mungkin lalu memusatkan gelombang tersebut ke konverter.

Konverter yang didesain berbentuk saluran yang runcing di salah satu ujungnya ini selanjutnya akan meneruskan air laut tersebut naik menuju reservoir. Karena bentuknya yang spesifik ini, saluran tersebut dinamakan Tapchan (Tappered channel).

Setelah air tertampung pada reservoir, proses pembangkitan listrik tidak berbeda dengan mekanisme kerja yang ada pada Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Air yang sudah terkumpul itu diterjunkan ke sisi bangunan yang lain. Energi potensial inilah yang berfungsi menggerakkan atau memutar turbin pembangkit listrik.

Dengan demikian, keuntungan yang didapat dari teknologi PLTO ini antara lain, selain hemat biaya dari segi investasi maupun operasional, juga bermanfaat bagi lingkungan hidup. "PLTO ini tidak mengeluarkan limbah berupa padat, cair, maupun gas, "tutur Andjar. Seperti halnya pada PLTA, maka PLTO pun bisa dimanfaatkan untuk membudidayakan ikan air laut. Sebab, pada bangunan reservoirnya banyak sekali mengandung oksigen akibat gerakan air laut naik menuju reservoir tersebut.

Ditanjau dari sudut wisata, PLTO Baron diharapkan semakin menambah kashanah wisata ilmiah di lokasi tersebut. Dengan kata lain tidak tertutup kemungkinan kalau Pantai Baron nantinya bisa menjadi objek wisata ilmiah, suatu wisata yang menawarkan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Berdasarkan hal tersebut, Pelamis 750 kW diletakkan melintang dari barat ke timur sehingga dapat menyerap energi dari kedua lokasi tersebut. Tiap unit Pelamis 750 kW dapat menghasilkan output energi sebanyak 79,5% dari energi gelombang yang tersedia pada seluruh arah. Faktor kapasitas dari divais ini hanya sebesar 8%.

Untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga ombak komersial, rating daya dari Pelamis diturunkan menjadi 100 kW dan efisiensinya diasumsikan bernilai tetap 80%. Sehingga faktor kapasitas dari tiap unit Pelamis 100 kW meningkat menjadi 60,10%.

Pembangkit listrik yang didesain terdiri atas 180 unit Pelamis 100 kW, sehingga memiliki rating daya 18 MW dan dapat menghasilkan energi listrik sebesar 94.825,8 MWh/tahun. Dengan asumsi tertentu, estimasi biaya untuk pembangunan pembangkit ini adalah $146 juta. Dengan memperhitungkan biaya operasional dan pemeliharaan, biaya overhaul dan penggantian, dan discount rate sebesar 5%, diperoleh harga listrik dari pembangkit ini adalah 21,60 sen/kWh.

Ombak di laut (sea waves) mungkin saat ini hanya berguna dan disukai oleh para surfer (peselancar) tapi tidak lama lagi, ombak juga akan digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.

Pemerintah Irlandia berencana untuk mengkonversikan ombak menjadi pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 75 megawatss di tahun 2012. Dan pada tahun 2020, kapasitasnya akan ditingkatkan menjadi 500 megawatss.Teknologi ini membutuhkan biaya yang lebih banyak dibandingkan dengan menggunakan sumber lainnya seperti angin karena kontruksi yang dibangun harus tahan terhadap ombak itu sendiri, air laut yang asin (bergaram) dan juga badai (storm). Selain Irlandia, Portugal juga sedang mengerjakan 3 unit pembangkit listrik dengan kapasitas 750 megawatss di Agucadora Wave Park.

Krisis energi telah diprediksikan akan melanda dunia pada tahun 2015. Hal ini dikarenakan semakin langkanya minyak bumi dan semakin meningkatnya permintaan energi. Untuk itu diperlukan sebuah terobosan untuk memanfaatkan energi lain, selain energi yang tidak terbarukan. Karena kalau kita tergantung pada energi tidak terbarukan, maka di masa depan kita juga akan kesulitan untuk memanfaatkan energi ini karena keterbatasan populasi dari energi tersebut.

Untuk itu kita akan mencoba menggali informasi tentang tenaga ombak yang sebenarnya sudah dimanfaatkan oleh banyak negara, termasuk Indonesia. Berdasarkan survei yang dilakukan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dan Pemerintah Norwegia sejak tahun 1987, terlihat bahwa banyak daerah-daerah pantai yang berpotensi sebagai pembangkit listrik bertenaga ombak. Ombak di sepanjang Pantai Selatan Pulau Jawa, di atas Kepala Burung Irian Jaya, dan sebelah barat Pulau Sumatera sangat sesuai untuk menyuplai energi listrik. Kondisi ombak seperti itu tentu sangat menguntungkan, sebab tinggi ombak yang bisa dianggap potensial untuk membangkitkan energi listrik adalah sekitar 1,5 hingga 2 meter, dan gelombang ini tidak pecah hingga sampai di pantai. Potensi tingkat teknologi saat ini diperkirakan bisa mengonversi per meter panjang pantai menjadi daya listrik sebesar 20-35 kW (panjang pantai Indonesia sekitar 80.000 km, yang terdiri dari sekitar 17.000 pulau, dan sekitar 9.000 pulau-pulau kecil yang tidak terjangkau arus listrik nasional, dan penduduknya hidup dari hasil laut). Dengan perkiraan potensi semacam itu, seluruh pantai di Indonesia dapat menghasilkan lebih dari 2~3 Terra Watt Ekuivalensi listrik, bahkan tidak lebih dari 1% panjang pantai Indonesia (~800 km) dapat memasok minimal ~16 GW atau sama dengan pasokan seluruh listrik di Indonesia tahun ini.

Untuk sistem mekaniknya, PLTO dikenal memakai teknologi OWC (Oscillating Wave Column). Untuk OWC ini ada dua macam, yaitu OWC tidak terapung dan OWC terapung. Untuk OWC tidak terapung prinsip kerjanya sebagai berikut. Instalasi OWC tidak terapung terdiri dari tiga bangunan utama, yakni saluran masukan air, reservoir (penampungan), dan pembangkit. Dari ketiga bangunan tersebut, unsur yang terpenting adalah pada tahap pemodifikasian bangunan saluran masukan air yang tampak berbentuk U, sebab ia bertujuan untuk menaikkan air laut ke reservoir.

Bangunan untuk memasukkan air laut ini terdiri dari dua unit, kolektor dan konverter. Kolektor berfungsi menangkap ombak, menahan energinya semaksimum mungkin, lalu memusatkan gelombang tersebut ke konverter. Konverter yang didesain berbentuk saluran yang runcing di salah satu ujungnya ini selanjutnya akan meneruskan air laut tersebut naik menuju reservoir. Karena bentuknya yang spesifik ini, saluran tersebut dinamakan tapchan (tappered channel).

Setelah air tertampung pada reservoir, proses pembangkitan listrik tidak berbeda dengan mekanisme kerja yang ada pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Air yang sudah terkumpul itu diterjunkan ke sisi bangunan yang lain. Energi potensial inilah yang berfungsi menggerakkan atau memutar turbin pembangkit listrik. OWC ini dapat diletakkan di sekitar ~50 m dari garis pantai pada kedalaman sekitar ~15 m.

Selain OWC tidak terapung, kita juga mengenal OWC tidak terapung lain seperti OWC tidak terapung saat air pasang. OWC ini bekerja pada saat air pasang saja, tapi OWC ini lebih kecil. Hasil survei hidrooseanografi di wilayah perairan Parang Racuk menunjukkan bahwa sistem akan dapat membangkitkan daya listrik optimal jika ditempatkan sebelum gelombang pecah atau pada kedalam 4-11 meter. Pada kondisi ini akan dapat dicapai putaran turbin antara 3000-700 rpm. Posisi prototip II OWC (Oscillating Wave Column) masih belum mencapai lokasi minimal yang disyaratkan, karena kesulitan pelaksanaan operasional alat mekanis. Posisi ideal akan dicapai melalui pembangunan prototip III yang berupa sistem OWC apung. Untuk OWC terapung, prinsip kerjanya sama seperti OWC tidak terapung, hanya saja peletakannya yang berbeda.

Ini merupakan contoh gambar cara kerja PLTO :

Energi tidal juga merupakan salah satu macam dari energi ombak. Kelemahan energi ini diantaranya adalah membutuhkan alat konversi yang handal yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras yang disebabkan antara lain oleh tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut.

Saat ini baru beberapa negara yang yang sudah melakukan penelitian secara serius dalam bidang energi tidal, diantaranya Inggris dan Norwegia. Di Norwegia, pengembangan energi ini dimotori oleh Statkraft, perusahaan pembangkit listrik terbesar di negara tersebut. Statkraft bahkan memperkirakan energi tidal akan menjadi sumber energi terbarukan yang siap masuk tahap komersial berikutnya di Norwegia setelah energi hidro dan angin. Keterlibatan perusahaan listrik besar seperti Statkraft mengindikasikan bahwa energi tidal memang layak diperhitungkan baik secara teknologi maupun ekonomis sebagai salah satu solusi pemenuhan kebutuhan energi dalam waktu dekat.