TUGAS AKHIR
KAJIAN KOMPREHENSIF: PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PASANG SURUT AIR LAUT (PLTPS)
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Energi Listrik
OLEH :
WILLY ARMI NIM : 130422006
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kebutuhan energi listrik di banyak negara saat ini meningkat sejalan dengan perkembangan ekonomi dan teknologi negara tersebut. IEA (2015) menyebutkan bahwa bahan bakar fosil mendominasi seumber energi saat ini. Salah satu sumber energi pembangkit listrik tenaga air adalah pembangkit listrik tenaga pasang surut (tidal energy). Prinsip kerjanya hampir sama dengan pembangkit listrik tenaga air, dimana air digunakan untuk memutar turbin untuk mengahasilkan energi listrik.Energi yang dihasilkan dari fenomena pasang surut dapat diperoleh dengan dua cara, pertama energi potensial yaitu gerakan air secara vertikal yang berhubungan dengan naik turunnya pasang surut, kedua energi kinetik yaitu hasil dari gerakan air secara horizontal disebut juga sebagai arus pasang surut. Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang hal-hal yang berkaitan dengan pembangkit listrik tenaga pasang surut air laut, yaitu tipe pembangkitannya, kelebihan dan kekurangannya melalui studi literatur. Kata Kunci : PLTPs, Pasang surut, Tidal energy
i Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan karunia-Nya, akhirnya penyusunan Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada keluarga terkasih, yaitu Ayahanda (Arisman) Ibunda (Emi Farida), Kakak (Wenny arminda) dan Adik – adik
(Wendy Armi dan Wilda Arminda) yang senantiasa mendukung dan
mendoakan penulis selama perkuliahan maupun dalam menyelesikan Tugas Akhir ini. Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1.
Bapak Ir. Eddy Warman, MT. selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, yang telah meluangkan waktu, tenaga dan fikiran untuk memberikan bimbingan, arahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Ketua Depatemen Teknik Elektro FT-USU sekaligus Ketua Penguji Sidang yang telah memberikan masukan-masukan kepada saya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.
2.
Bapak Ir. Syamsul Amien, MS. selaku dosen Penguji Sidang yang telah banyak memberikan masukan untuk perbaikan Tugas Akhir ini.
3.
Bapak Suherman, ST, M.Com, P.hd. selaku dosen wali penulis yang banyak memberikan masukan dan pengarahan dalam menyelesaikan perkuliahan.
ii Universitas Sumatera Utara
4.
Bapak Ir. Rahmad Fauzi, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.
5.
Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara .
6.
Rekan-rekan seangkatan Jurusan Teknik Elektro Ekstensi 2013
7.
Teman
–
teman
Jurusan
Teknik
Konversi
Energi
dan
Telekomunikasi Ekstensi dan reguler atas semua dukungannya. 9.
Semua pihak yang memberi dukungan yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki kekurangan, baik dari segi isi maupun penulisannya. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan dan juga kesempurnaan tugas akhir ini, agar nantinya dapat bermanfaat bagi penulis dan juga pembaca. Akhir kata hanya kepada Tuhan penulis memohon ampun dan kepada pembaca penulis meminta maaf, Seperti ada kata bijak mengatakan “Kekurangan datangnya dari manusia dan kesempurnaan datangnya dari Tuhan”.
Medan,
Juli 2016
Hormat Saya,
Penulis
iii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii DAFTAR TABEL ....................................................................................................x BAB I .......................................................................................................................1 PENDAHULUAN ...................................................................................................1 1.1
Latar Belakang ..........................................................................................1
1.2
Perumusan Masalah ...................................................................................5
1.3
Tujuan Penelitian .......................................................................................5
1.4
Batasan Masalah ........................................................................................6
1.5
Diagram Alir Penelitian .............................................................................6
BAB 2 ......................................................................................................................7 TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................................7 2.1
Pasang Surut Air Laut (Tidal) ...................................................................7
2.1.1
Definisi Pasang Surut ........................................................................ 7
2.2
Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (PLTPs) ...................................9
2.3
Sistem Konversi Energi Pasang Surut .....................................................10
iv Universitas Sumatera Utara
2.3.1
Tidal Barage .................................................................................... 10
2.3.2
Arus Pasang Surut ........................................................................... 17
2.4
Jenis Turbin .............................................................................................19
2.4.1 Turbin Tidal Barrage ............................................................................ 19 2.4.2 Turbin Tidal Stream ............................................................................. 24 2.5
Daya Pada Turbin ....................................................................................28
2.5.1
PLTPs Sistem Bendungan (Barrage) .............................................. 28
2.5.2
PLTPs Sistem Arus Pasut (Stream) ................................................ 30
2.6
Komponen ...............................................................................................37
2.6.1
Komponen PLTPs Sistem Barrage.................................................. 37
2.6.2
Komponen PLTPs Sistem stream.................................................... 38
2.7
Keunggulan .............................................................................................39
2.8
Perkembangan di Indonesia.....................................................................40
2.8.1 Potensi Energi Arus Laut di Perairan Indonesia .................................. 41 2.8.2 Road Map Penelitian Energi Arus Laut di Indonesia........................... 42 BAB III ..................................................................................................................44 METODOLOGI PENELITIAN .............................................................................44 3.1
Pendahuluan ............................................................................................44
3.2
Penentuan Maksud dan Tujuan ...............................................................44
3.3
Tinjauan Pustaka .....................................................................................45
3.4
Metode Penelitian dan Pengumpulan Data..............................................45
v Universitas Sumatera Utara
3.4.1 3.4.1.1
Metode Penelitian............................................................................ 45 Pengumpulan Data ...................................................................... 46
3.5
Analisa Data ............................................................................................46
3.6
Kesimpulan Dan Saran ............................................................................47
3.7
Penyusunan Laporan ...............................................................................47
BAB IV ..................................................................................................................48 STUDI KASUS DAN ANALISIA ........................................................................48 4.1
Studi Kasus ..............................................................................................48
4.2
Analisa .....................................................................................................49
4.2.1
La Rance Tidal Power Plant, France ............................................... 49
4.2.1.1
Profil ............................................................................................ 49
4.2.1.2
Struktur dan komponen ............................................................... 51
4.2.1.3
Siklus kerja .................................................................................. 53
4.2.1.4
Data rata-rata operasi kerja.......................................................... 55
4.2.1.5
Turbin .......................................................................................... 55
4.2.1.6
Dampak lingkungan .................................................................... 57
4.2.2
Sihwa Lake Tidal Power Station, South Korea............................... 58
4.2.2.1
Profil ............................................................................................ 58
4.2.2.2
Struktur dan komponen ............................................................... 59
4.2.2.3
Sistem operasi.............................................................................. 61
4.2.2.4
Turbin .......................................................................................... 61
vi Universitas Sumatera Utara
4.2.3
Strangford Narrows MCT, Northen Ireland .................................... 63
4.2.3.1
Profil ............................................................................................ 63
4.2.3.2
Sistem Kerja ................................................................................ 64
4.2.3.3
Operation & Maintenence ........................................................... 66
4.2.3.4
Dampak Lingkungan ................................................................... 66
4.2.3.5
Pengembangan ............................................................................. 67
4.3
Pembahasan .............................................................................................68
4.3.1 Pembahasan studi kasus ....................................................................... 68 4.3.2
Potensi Indonesia ............................................................................ 69
4.3.3
Keuntungan dan kerugian ................................................................. 70
4.4
Prospek Implementasi Di Indonesia ........................................................71
4.4.1 Potensi Perairan Indonesia ................................................................... 71 4.4.2 Road Map Penelitian dan Pengembangan Energi Arus Laut di Indonesia ....................................................................................................... 72 BAB V....................................................................................................................75 KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................................75 5.1 Kesimpulan ..................................................................................................75 5.2 Saran .............................................................................................................76 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................77 LAMPIRAN ........................................................... Error! Bookmark not defined.
vii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Pasokan Energi Utama Dunia [1] ........................................................ 1 Gambar 1. 2 Trend Emisi CO2 dari Bahan Bakar Fosil[1] ....................................... 2 Gambar 1. 3 Emisi CO2 dari berbagai sektor di tahun 2013[1] ................................ 3 Gambar 1.4 Pasokan Energi Dunia dari tahun 1971 sampai 2013[2]....................... 4 Gambar 1.5 Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 6 Gambar 2.6 Model pembangkitan pasang ............................................................ 15 Gambar 2.7 Siklus pembangkitan 2 arah ............................................................. 16 Gambar 2.8 sistem 2 basin ................................................................................... 17 Gambar 2.9 tipe-tipe fondasi ................................................................................ 18 Gambar 2.10 turbin bulb [21][10] ............................................................................ 20 Gambar 2.11 turbin rim [21][10] .............................................................................. 22 Gambar 2.12 turbin tubular [21][10] ........................................................................ 23 Gambar 2.13 (a),(b) 2 bilah; (b) 3 bilah horizontal axis turbine ......................... 24 Gambar 2.14 project seaflow ............................................................................... 25 Gambar 2.15 Proyek E-Tide ................................................................................ 25 Gambar 2.16 (a) jenis-jenis vertical axis turbine; (b) contoh gorlov turbine ...... 26 Gambar 2.17 vertical axis turbine ........................................................................ 26 Gambar 2.18 turbin kobold .................................................................................. 27 Gambar 2.19 proyek blue energy ......................................................................... 28 Gambar 2.20 Bilah turbin..................................................................................... 35 Gambar 2.21 (a),(b) tata letak komponen PLTPs tipe barrage ............................ 37 Gambar 2.22 Konstruksi PLTPs menggunakan bulb turbine............................... 38 Gambar 2.23 Komponen PLTPs tipe stream ....................................................... 39 Gambar 2.24 Prototipe turbin pertama oleh kelompok Teknik T-Files ITB ....... 42 Gambar 2.25 Road map penelitian tentang energi arus laut di Indonesia ............ 43 Gambar 4.1 Lokasi La Rance tidal power plant [27] ........................................ .....49 Gambar 4.2 Komponen La Rance tidal power plant ....................................... .....51 Gambar 4.3 Konstruksi dyke pada La Rance tidal power plant ...................... .....51 Gambar 4.4 Konstruksi Barrage pada La Rance tidal power plant ................. .....52 Gambar 4.5 jenis turbin pada La Rance tidal power plant .............................. .....52 viii Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Single line diagram pada La Rance tidal power plant.......................53 Gambar 4.7 (a),(b) Siklus kerja 1 arah pada La Rance tidal power plant ............ 54 Gambar 4.8 Siklus kerja 2 arah pada La rance Tidal Power Plant ....................... 54 Gambar 4.9 turbin bulb pada La rance Tidal Power Plant ............................... .....55 Gambar 4.10 Lokasi Sihwa tidal power plant [27] ............................................ ....58 Gambar 4.11 (a);(b) konstruksi power house Sihwa tidal power plant................60 Gambar 4.12 konstruksi dyke Sihwa tidal power plant........................................60 Gambar 4.13 Siklus kerja Sihwa tidal power plant...............................................61 Gambar 4.14 Lokasi Seagen S tidal Stream Turbine............................................63 Gambar 4.15 (a) komponen Seagen S tidal Stream Turbine; (b) visualisasi daerah sapuan turbin.......................................................................65 Gambar 4.16 maintenance Seagen S tidal Stream Turbine...................................66 Gambar 4.17 Proyek pengembangan Seagen S 2 MW.........................................67 Gambar 4.18 Potensi arus laut di perairan indonesia............................................71 Gambar 4.19 Instalasi pengukur arus laut ACDP yang ditempatkan Di dasar laut ...................................................................................................... ...72 Gambar 4.20 Ujicoba lapangan pembangkit listrik tenaga arus laut Prototype Tfile ITB di Selat Nusa Penida, Bali ................................................ ...73
ix Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rentang Nilai F Terhadap Jenis Pasut .................................................... 9 Tabel 4.1 Studi kasus PLTPs ................................................................................ 48 Tabel 4.2 data hasil rangkuman PLTPs yang menjadi studi kasus ....................... 68 Tabel 4.3 Road map penelitian karakteristik arus laut dan estimasi daya listrik...74
x Universitas Sumatera Utara
