Salman
Ombak Laut Sumber Energi Terbesar di Dunia yang Belum Optimal Dimanfaatkan
Teknologi | 2024-06-29 00:31:57
Ketika berbicara tentang energi terbarukan, banyak dari kita telah mendengar tentang sumber energi yang paling populer, seperti tenaga surya atau angin. Namun tahukah Anda bahwa energi terbarukan dapat dimanfaatkan dari sumber daya alam dan kejadian lain, seperti panas bumi dan bahkan pergerakan gelombang?
Itu benar! Energi gelombang adalah bentuk lain dari energi terbarukan yang dapat digunakan sebagai alternatif energi tradisional dari bahan bakar fosil – sumber daya terbatas yang melepaskan emisi karbon berbahaya ke udara ketika dimanfaatkan sebagai energi. Dengan sumber daya global yang sangat besar, energi gelombang laut berpotensi menjadi sumber energi terbesar dari laut kita. Badan pengamat perubahan iklim (IPCC) memperkirakan potensi produksi global tahunan sebesar 29.500 TWh. Angka ini hampir sepuluh kali lipat konsumsi listrik tahunan Eropa sebesar 3.000 TWh.
Energi gelombang dapat menghasilkan produksi listrik dalam skala besar, dan bekerja sangat baik jika dipadukan dengan energi terbarukan lainnya seperti angin. Ini juga merupakan alternatif yang bersih dan efektif dibandingkan bahan bakar diesel yang berpolusi dan mahal untuk pulau-pulau terpencil dan industri lepas pantai, seperti peternakan ikan atau anjungan minyak dan gas.
Bagaimana Cara Kerja Energi Gelombang?
Gelombang sebenarnya disebabkan oleh pasang surut air laut, yang bervariasi tergantung siklus bulan. Tergantung pada siklus bulan, pasang surut, angin, dan cuaca, ukuran dan kekuatan gelombang dapat bervariasi. Saat ombak bergulung di lautan, gelombang tersebut menciptakan energi kinetik, atau gerakan. Gerakan ini dapat digunakan untuk menggerakkan turbin, yang pada gilirannya menghasilkan energi yang dapat diubah menjadi listrik dan tenaga. Ada pula beberapa cara pemanfaatan energi gelombang yaitu memanfaatkan gerak naik turun gelombang untuk menggerakkan piston/putar generator.
Teknologi energi gelombang menangkap pergerakan gelombang laut dan laut, dan mengkorversinya ke energi – biasanya listrik. Besarnya energi yang tercipta bergantung pada kecepatan, tinggi dan frekuensi gelombang, serta kepadatan air.
Gelombang tercipta oleh angin yang bergerak di atas permukaan laut, namun gelombang tersebut terus berlanjut lama meski angin sudah mereda. Angin dan gelombang saling melengkapi dalam hal ini menjadikan energi gelombang sebagai mitra yang sempurna untuk energi angin, karena dapat memperluas produksi listrik secara signifikan.
Air laut mempunyai sifat yang tidak pernah habis sehingga potensinya untuk dijadikan sumber energi dalam jangka waktu yang lama sangat besar. Energi dari laut dapat diperoleh melalui gelombang laut yaitu naik turunnya permukaan laut karena faktor angin dan gerakan seismik yang kemudian membentuk suatu ombak.
Energi gelombang laut sendiri pada dasarnya merupakan perpindahan energi alami dari angin ke gelombang yang terjadi ketika angin bertiup di atas air laut. Daya yang dihasilkan dari proses ini disebut fluks energi gelombang.
Dalam prakteknya energi gelombang laut berbentuk energi kinetik yang dapat menggerakkan turbin. Kemudian, gelombang laut naik ke generator dan memeras udara keluar dari ruangan sehingga turbin dapat berputar.
Kemudian saat air turun, udara dari luar akan masuk ke ruang genset sehingga turbin kembali berputar. Begitulah cara kerja energi gelombang laut pada perangkat pembangkit energi.
Memanfaatkan dan menggali potensi sumber energi dari alam merupakan solusi berkelanjutan yang dapat diterapkan. Salah satu potensi terbesar yang dapat dimanfaatkan adalah laut, khususnya gelombang laut dengan peluang sumber energi terbarukan.
Teknologi energi gelombang dirancang dengan memanfaatkan energi gelombang di lingkungan pantai yang berbeda. Titik penyerap merupakan pelampung terapung yang menyerap energi melalui pergerakan gelombang di permukaan air.
Konverter lonjakan gelombang berosilasi dipasang di dasar laut di perairan dangkal, dan memanfaatkan energi gelombang dengan penutup berosilasi. Kolom air yang berosilasi adalah struktur berongga yang terendam sebagian yang terbuka terhadap air laut di bawah permukaan dan terhubung ke turbin udara di atas melalui sebuah ruang. Saat gelombang naik dan turun, udara di dalam ruangan didorong maju mundur melalui turbin udara, menghasilkan daya.
Pengembangan energi gelombang
Saat ini, prototipe energi gelombang berskala dan berukuran penuh sedang diuji di laut. Pengembang perangkat paling canggih sedang merencanakan dan membangun pembangkit listrik gelombang multi-perangkat pertama di seluruh Eropa, terutama di Inggris, Portugal, Spanyol, dan Italia. Setelah dibangun, peternakan percontohan ini akan berfungsi sebagai dasar untuk mengkomersialkan teknologi energi gelombang dan membangun industri baru di Eropa.
Apa yang Menjadikan Energi Gelombang sebagai Sumber Energi Terbarukan?
Mirip dengan energi matahari, angin, dan panas bumi, energi gelombang merupakan sumber terbarukan. Selama Bumi terus bergerak mengelilingi Matahari, dan Bulan mengelilingi Bumi, gelombang akan terus menjadi sumber energi kinetik yang layak. Energi gelombang juga menghasilkan lebih sedikit emisi karbon dibandingkan energi dari bahan bakar fosil tradisional, seperti batu bara atau minyak, sehingga menjadikannya pilihan yang lebih ramah lingkungan.
Apa Keuntungan dari Energi Gelombang?
Salah satu hambatan terbesar terhadap energi gelombang adalah sebagian besar sistem energi gelombang berukuran cukup kecil, dan tidak cocok untuk memberi daya pada bangunan atau struktur besar. Masalah lain dengan energi gelombang adalah, serupa dengan tenaga surya atau angin, jumlah energi yang dapat dimanfaatkan bergantung pada ukuran gelombang pada waktu tertentu. Faktor-faktor variabel yang mempengaruhi energi gelombang meliputi tinggi gelombang, kecepatan gelombang, panjang gelombang, dan kepadatan gelombang – yang semuanya tidak dapat diprediksi. Seiring berkembangnya teknologi, para ilmuwan dan pakar mencari cara untuk memanfaatkan lebih banyak energi dari gelombang dan laut.
Potensi Terbesar di Indonesia
Di Indonesia sendiri, gelombang laut dinilai memiliki potensi energi baru terbarukan atau EBT yang mampu menandingi sinar matahari. Untuk memahami lebih jauh mengenai sumber energi gelombang laut.
Melihat garis pantai selatan Indonesia yang panjangnya mencapai empat ribu kilometer, potensi energi gelombang laut cukup menjanjikan. Hal ini disebabkan gelombang laut mempunyai kepadatan dan daya energi yang besar, faktor pemanfaatan yang tinggi, sehingga sumber dayanya dapat diprediksi.
Jika dibandingkan energi angin, gelombang laut mempunyai energi dengan kepadatan daya empat kali lebih tinggi. Tak hanya itu, energi gelombang laut juga menghasilkan emisi karbon yang jauh lebih rendah dibandingkan pembangkit listrik tak terbarukan, yakni 6g CO2/KWh dibandingkan 250g CO2/KWh.
Laut selatan Indonesia mampu menghasilkan energi sebesar 10 hingga 20 kW/m. Meski angka tersebut lebih rendah dibandingkan lautan negara lain yang gelombang dan anginnya lebih besar, namun Indonesia punya keunggulan lain.
Keuntungannya adalah pemasangan konverter energi gelombang lebih ekonomis dan mudah karena tingkat kegagalan dan masalah yang rendah serta minimum perawatan.
Berdasarkan laporan penelitian Badan Kelautan dan Atmosfer Nasional selama 21 tahun terakhir, laut di wilayah selatan Indonesia memiliki gelombang setinggi 2 meter dengan periode gelombang rata-rata 12 detik.
Untuk Pulau Jawa, Nusa Tenggara, dan Bali, potensi wilayah lautnya ada di Yogyakarta, Cilacap, Jember, dan Bali. Potensi energi gelombang laut di kawasan ini diatas 40 kW/m.
Kemudian untuk wilayah seperti Lombok, Sumba, Trenggalek, hingga Cianjur, potensi energi gelombang laut dalam skala sedang berkisar antara 20 hingga 30 kW/m. Angka tersebut diperoleh dengan memanfaatkan data observasi kelautan regional terkait model numerik gelombang yang terdapat pada penelitian sebelumnya.
Jika diukur secara keseluruhan, potensi energi gelombang laut Indonesia dapat mencapai 1,49 TW atau setara dengan 10 kW/fluks energi gelombang minimum untuk 40% garis pantai di Indonesia.
Ilustrasi perhitungan lainnya, jika 10% pantai di Pulau Jawa Selatan dipasang konverter energi gelombang, maka energi yang dihasilkan bisa mencapai listrik hingga 5,9 GW. Jumlah tersebut setara dengan 10% produksi listrik di Indonesia.
Klasifikasi Pengonversi Energi Energi Gelombang Laut
Untuk mengubah energi gelombang laut menjadi listrik diperlukan pula alat pengubah energi gelombang atau Wave Energy Converter (WEC). Klasifikasi konverter tersebut berdasarkan prinsip kerja, lokasi (dekat pantai, lepas pantai, garis pantai), hingga cara menangkapnya.
Teknologi pada konverter gelombang ini bekerja berdasarkan prinsip pengumpulan energi dari gelombang laut yang digunakan untuk menggerakkan turbin. Cukup banyak metode yang dapat diterapkan pada konverter energi ini, namun mari kita bahas tiga jenis konverter menurut IEA-Ocean Energy System.
Type-type:
1. Overtapping
Konverter jenis ini mempunyai reservoir yang dapat menampung atau menangkap air dari puncak gelombang atau puncak gelombang yang melebihi ketinggian alat tersebut. Overtopping dapat dibuat terapung atau tetap.
Kemudian, air yang masuk ke dalam reservoir akan mengalir ke bawah akibat gaya gravitasi, atau lebih tepatnya perubahan energi kinetik gelombang dari semula menjadi energi potensial yang dapat menggerakkan turbin air. Tipe converter over topping mempunyai tingkat efisiensi teknologi sebesar 17%.
2. Benda Berosilasi
Lalu, ada tipe konverter benda berosilasi atau sistem benda berosilasi, yang konstruksinya dapat terendam atau mengambang. Sistem konverter ini terdiri dari setidaknya dua rangka atau bagian bodi yang bergerak relatif satu sama lain.
Misalnya pada saat dalam mode naik-turun akibat gelombang, suatu benda akan naik lebih cepat dibandingkan benda lainnya karena sifat hidrodinamik dan faktor massa sifat alat.
Pergerakan relatif antara kedua benda tersebut kemudian memicu mekanisme Power Take Off (PTO) generator linier atau sistem hidrolik. Saat dalam mode rotasi, perangkat akan memanfaatkan peristiwa perambatan gelombang dengan induksi rotasi yang dapat memompa sistem hidrolik. Efisiensi konverter ini lebih kecil dibandingkan tipe sebelumnya yaitu 16%.
3. Kolom Air Berosilasi
Konverter OWC atau Kolom Air Berosilasi Keberadaannya bisa tetap atau mengambang. Konverter ini terekspos di bawah permukaan laut, dimana udara terperangkap di dalam chamber atau ruang, dimana ruang tersebut terbuka ke atmosfer melalui lubang yang berisi turbin angin.
Kemudian, udara yang terkandung dalam ruangan atau ruangan tersebut dikompresi dan didekompresi sehingga ketinggian air berubah pada ruangan tersebut. Angin pada akhirnya akan bergerak masuk dan keluar melalui turbin.
Turbin yang umum digunakan adalah: turbin sumur. Terlepas dari arah aliran udara, turbin hanya akan bergerak ke satu arah saja. Efisiensi teknologi konverter ini adalah 29%.
Melihat potensi ideal laut Indonesia sebagai sumber energi baru terbarukan melalui pemanfaatan energi gelombang laut, bukan berarti bisa begitu saja memanfaatkan sumber energi tak terbarukan.
Padahal, hal ini menjadi pengingat untuk tetap berhemat dan melestarikan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui namun dimanfaatkan sebagai sumber energi. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk mempraktikkan pengelolaan energi yang ramah lingkungan.
Dari berbagai sumber.
Penulis:
Dr. -Ing. Salman, ST., MSc.
Dosen Teknik Mesin Unram
Disclaimer
Retizen adalah Blog Republika Netizen untuk menyampaikan gagasan, informasi, dan pemikiran terkait berbagai hal. Semua pengisi Blog Retizen atau Retizener bertanggung jawab penuh atas isi, foto, gambar, video, dan grafik yang dibuat dan dipublished di Blog Retizen. Retizener dalam menulis konten harus memenuhi kaidah dan hukum yang berlaku (UU Pers, UU ITE, dan KUHP). Konten yang ditulis juga harus memenuhi prinsip Jurnalistik meliputi faktual, valid, verifikasi, cek dan ricek serta kredibel.
