Selasa, 16 November 2010

Pemanfaatan Energi Tidal Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut (PLTAL)

Pada umumnya PLTA ialah pembangkit listrik yang energi penggerak utamanya bersumber dari air yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menggerakkan turbin. PLTA merupakan jenis pembangkit sumber energi terbarukan dan tanpa menimbulkan emisi. Tetapi untuk skala besar masih banyak masalah-masalah yang harus dihadapi dari pengembangan PLTA ini. Permasalahan yang sering timbul adalah besarnya biaya untuk pembangunan dan pemeliharaan PLTA, kebutuhan lahan yang sangat luas, dan efek samping yang diakibatkan terhadap lingkungan juga menjadi kendala. Karena alasan tersebut, akhir-akhir ini banyak yang mengembangkan alternatif teknologi baru sistem pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air untuk mengahasilkan enegi listrik, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Arus Sungai atau Laut. Laut memiliki potensi yang besar, yaitu untuk ikan, tanaman laut, harta karun, dan masih banyak lagi. Kini kita pun mengetahui bahwa laut mengandung potensi sebagai salah satu sumber energi terbarukan dan berkat kemajuan teknologi potensi tersebut dapat diwujudkan.

Arus sungai mempunyai kelebihan dibandingkan dengan angin ataupun matahari yang cenderung lebih dipengaruhi oleh cuaca, sementara arus sungai mempunyai aliran yang tetap dan tidak banyak mengalami perubahan hingga ratusan tahun. Selain itu, air mempunyai berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan udara, dan hal itu berarti bahwa potensi energi yang bisa dihasilkan 321.800 km sungai-sungai besar di dunia lebih besar dibandingkan dengan energi yang bersumber dari angin. Berbeda dengan arus sungai, arus laut juga mempunyai kandungan energi yang bisa dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Namun arus laut cenderung mengalami perputaran atau biasa disebut juga arus putar sehingga cenderung pula untuk merusak. Pada selat, teluk dan tempat-tempat lainnya dimana arus laut mengalami penyempitan berupa bottle neck, arus laut akan sangat kuat sehingga sangat potensial untuk dimanfaatkan energinya.

Kebutuhan akan energi listrik di Indonesia terus meningkat hingga sebesar 7 % per tahun. Terbatasnya ketersedian energi fosil sebagai sumber energi utama pembangkit-pembangkit di Indonesia. Geografis Indonesia 63% wilayahnya terdiri dari laut menyimpan banyak potensi energi alternatif, khususnya energi tidal.

Energi tidal atau energi pasang surut barangkali kurang begitu dikenal dibandingkan dengan energi samudera yang lain seperti energi ombak (wave energy). Jika dibandingkan dengan energi angin dan surya, energi tidal memiliki sejumlah keunggulan antara lain: memiliki aliran energi yang lebih pasti/mudah diprediksi, lebih hemat ruang dan tidak membutuhkan teknologi konversi yang rumit. 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.
Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Oleh karena waktu siklus bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak. Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi pasang surut:
Gambar 1 Ombak masuk ke dalam muara sungai ketika terjadi pasang naik air laut.



Gambar 2 Ketika surut, air mengalir keluar dari dam menuju laut sambil memutar turbin.

1. Dam pasang surut (tidal barrages)
Cara ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang terdapat di dam/waduk penampungan air sungai. Hanya saja, dam yang dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut. Ketika ombak masuk atau keluar (terjadi pasang atau surut), air mengalir melalui terowongan yang terdapat di dam. Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin (Lihat gambar 3 dan 4).

Gambar 3 PLTPs La Rance, Brittany, Perancis.

Gambar atas menampilkan aliran air dari kiri ke kanan. Gambar sebelah kiri bawah menampilkan proyek dam ketika masih dalam masa konstruksi. Gambar kanan menampilkan proses perakitan turbin dan baling-balingnya. Photo credit: Popular Mechanics, December 1997.
Pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik ini dibangun pada tahun 1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoperasian pada akhir pekan dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas “hanya” 16 MW.


Kekurangan terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah mereka hanya dapat menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk (pasang) ataupun mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per harinya. Namun, karena waktu operasinya dapat diperkirakan, maka ketika PLTPs tidak aktif, dapat digunakan pembangkit listrik lainnya untuk sementara waktu hingga terjadi pasang surut lagi.

2. Turbin lepas pantai (offshore turbines)
Pilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.
Beberapa perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas pantai adalah: Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris. Gambar hasil rekaan tiga dimensi dari ketiga jenis turbin tersebut ditampilkan dalam Gambar 4.
Gambar 4 Bermacam-macam jenis turbin lepas pantai yang digerakkan oleh arus pasang surut.
Gambar sebelah kiri (1): Seagen Tidal Turbines buatan MCT. Gambar tengah (2): Tidal Stream Turbines buatan Swan Turbines. Gambar kanan atas (3): Davis Hydro Turbines dari Blue Energy. Gambar kanan bawah (4): skema komponen Davis Hydro Turbines milik Blue Energy. Picture credit: (1) marineturbines.com, (2) swanturbines.co.uk, (3) & (4) bluenergy.com.

Teknologi MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan mampu menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga sepuluh kalinya).


Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut.


Adapun satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energy adalah poros baling-balingnya yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk mencukupi kebutuhan listrik dalam skala besar.
Berikut ini disajikan secara ringkas kelebihan dan kekurangan dari pembangkit listrik tenaga pasang surut:
Kelebihan:
  • Setelah dibangun, energi pasang surut dapat diperoleh secara gratis.
  • Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya.
  • Tidak membutuhkan bahan bakar.
  • Biaya operasi rendah.
  • Produksi listrik stabil.
  • Pasang surut air laut dapat diprediksi.
  • Turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak menimbulkan dampak lingkungan yang besar.
Kekurangan:
  • Sebuah dam yang menutupi muara sungai memiliki biaya pembangunan yang sangat mahal, dan meliputi area yang sangat luas sehingga merubah ekosistem lingkungan baik ke arah hulu maupun hilir hingga berkilo-kilometer.
  • Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya, ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar.

Namun saat ini untuk menerapkan teknologi PLTAL masih dihadang kendala dana dan penelitian daerah mana yang memiliki potensi terbesar dalam penerapan teknologi tersebut, namun dapat dipastikan penggunaan energi ini menjadi salah satu alternatif yang berpotensi besar, khususnya di negara kita Indonesia yang berupa negara kepulauan.
Saat ini baru beberapa negara 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.
Perlu diketahui bahwa potensi energi tidal di Indonesia termasuk yang terbesar di dunia, khususnya di perairan timur Indonesia. Sekarang inilah saatnya bagi Indonesia untuk mulai menggarap energi ini. Jika bangsa kita mampu memanfaatkan dan menguasai teknologi pemanfaatan energi tidal, ada dua keuntungan yang bisa diperoleh yaitu, pertama, keuntungan pemanfaatan energi tidal sebagai solusi pemenuhan kebutuhan energi nasional dan, kedua, kita akan menjadi negara yang mampu menjual teknologi tidal yang memberikan kontribusi terhadap devisa negara. Belajar dari India yang mampu menjadi salah satu pemain teknologi turbin angin dunia (dengan produk turbin angin Suzlon), maka tujuan yang kedua bukanlah hal yang terlalu muluk untuk kita wujudkan.

Referensi :

Tidak ada komentar:

Posting Komentar