PENGEMBANGAN ALAT KONVERSI ENERGI GELOMBANG
TUGAS AKHIR Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Oleh Rizki Ersa Heryana NIM 15502010
Program Studi Teknik Kelautan
Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
1
Lembar Pengesahan Tugas Akhir Sarjana
PENGEMBANGAN ALAT KONVERSI ENERGI GELOMBANG Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya. Bandung, _______________ Penulis Pasfoto 3x4
Rizki Ersa Heryana NIM 15502010 Bandung, ________________ Pembimbing
Krisnaldi Idris, Ph.D NIP 131 570 002
Rildova, Ph.D NIP 132 163 493
Mengetahui: Program Studi Teknik Kelautan Ketua,
Dr.Ir. Muslim Muin, MSOE NIP 131 570 005
2
TUGAS AKHIR Diberikan kepada Nama NIM
: : Rizki Ersa Heryana : 15502010
Judul Tugas Akhir adalah PENGEMBANGAN ALAT KONVERSI ENERGI GELOMBANG Dengan isi Tugas Akhir sebagai berikut : BAB I BAB II BAB III BAB IV BAB V
PENDAHULUAN DASAR TEORI METODOLOGI PENELITIAN ANALISA DATA KESIMPULAN DAN SARAN
Tugas Akhir ini dibuat rangkap 6 (enam) : 1. Untuk Mahasiswa 2. Untuk Pembimbing 3. Untuk Penguji Sidang Tugas Akhir 4. Untuk Tata Usaha Program Studi Teknik Kelautan 5. Untuk Perpustakaan
( 1 buah ) ( 1 buah ) ( 2 buah) ( 1 buah ) ( 1 buah )
Bandung, Juni 2008 Menyetujui Koodinator,
Krisnaldi Idris, Ph.D NIP. 131 570 002
Pembimbing
Krisnaldi Idris, Ph.D NIP. 131 570 002
1
Kata Pengantar
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini Laporan Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat menyelesaikan tahap pendidikan sarjana (strata-1) di Program Studi Teknik Kelautan, Institut Teknologi Bandung. Tugas akhir ini berjudul “Pengembangan Alat Konversi Energi Gelombang”. Dalam tugas akhir ini, penulis melakukan penelitian untuk menentukan desain alat konversi energi gelombang. Parameter kerja dan desain alat konversi energi gelombang diharapkan dapat ditentukan dari penelitian yang dilakukan. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis memohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan dari laporan ini, dan saran, kritik dan masukan sangat penulis nantikan. Akhir kata, penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bandung, Juni 2008
Penulis
2
Abstrak Kebutuhan energi merupakan suat hal yang tak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia modern. Sementara itu, minyak bumi sebagai sumber energi utama merupakan sumber daya yang tak terbarukan sehingga perlu dicari alternatif sumber energi lain sebagai penggantinya, dan gelombang laut merupakan salah satu sumber energi alternatif yang potensial untuk dikembangkan. Berbagai mekanisme konversi energi gelombang telah dioperasikan dan diujicobakan, dan penelitian mengenai konversi energi gelombang masih terus dikembangkan untuk mencari desain alat konversi dan parameter kerjanya untuk memperoleh kondisi kerja dan hasil daya yang optimal. Dengan melakukan percobaan dengan berbagai kondisi alat dan gelombang, maka dapat ditentukan desain alat dan parameter kerja untuk memperoleh kondisi kerja yang optimal.
3
Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sangat mendalam kepada : •
Allah SWT, karena hanya karena izin-Nya lah penulis dapat melakukan segala sesuatu dan bisa memiliki apa yang telah diperoleh oleh penulis hingga saat ini.
•
Bapak dan Ibu, yang telah membesarkan dan mendidik saya, dan juga kepada kedua adik saya atas dukungan doan doanya yang luar biasa selama ini. Semoga saya selalu dapat membanggakan kalian, doa saya selalu untuk kalian.
•
Keluargaku tercinta, Nenek, Kakek, Om, dan Tante saya juga kepada sepupu-sepupu saya yang telah mendukung dan mendoakan saya selama ini.
•
Krisnaldi Idris, Ph.D. yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membimbing dan memberi pengarahan kepada penulis.
•
Rildova, Ph.D. dan Dr.Ir. Hendra Achiari, MT yang bersedia meluangkan waktunya untuk menguji saya selama seminar dan sidang.
•
Pak Yatno, Pak Isep, Pak Tumin, Pak Aep, Bu Nunung, Bu Witri atas bantuannya dalam urusan administrasi dan membantu saya selama sidang dan seminar.
•
Pak Yayat dan Pak Henry yang telah membantu saya selama saya melakukan percobaan di Laboratorium Gelombang Teknik Kelautan ITB.
•
Seluruh guru yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan kepada saya.
•
Kawan-kawan KMKL 2002, Renal atas pinjaman kameranya (thx a lot man), Rianrekan BRT yang seringkali menemani saya pulang malam, Icak dan Anin yang membantu dan menemani saya selama proses pengambilan data di lab, Chirul, Hafidz, Bangun, Pison kaisar BP angkatan 2002, aa Dado yang selalu bersabar menghadapi saya hahaha... Jordan a.k.a Jortran a.k.a Jortlab hehehe, Anang- kapan kita latihan lagi suhu?, Nicky (yang pernah jd tempat pengungsian gw), Enno (sumber pertama dalam hal peminjaman catatan), Dito, Edi, Bertha, Novi, Adit, Iksan, Widia (priest tukang GB), Gunawan dan Imam, Rendo, Daniel (ayo semangat kuliahnya bang!), Andre (kawan sesama pembimbing), Whida dan Catur, Ruben, dan Maria, kalian semua merupakan teman yang sangat berharga, semangat dan sukses buat semuanya !!
•
Kawan main gila dan teman seranjang bobo bareng- para Kuncen KL, Fajar (lo taulah knp lo disebut paling duluan hehehe), KL’98 : Alex (kakak NIM gw yang penjahat
4
donlot dan space), YeBe, Indro yang ngajarin main AoE, Dedi, KL’99 : Arya- senior yang selalu dapat dijadikan tempat bertanya, Reza (maunya sih nama panggilannya tapi bisa gawat nanti hehe), Rhony, Jerry (bos paling gila), KL’00 : Jenggo-kaisar yang selalu bisa jadi panutan, Ikok (bos paling asik urusan maen game wkwkwk), Betok kakak NIM gw yang geblek, Bram temen hunting gw.. kapan kita hunting lg euy?, Bajaj pakar masalah komputer dan koneksi, Eko yang paling garing, Karyo yang udah banyak banget berbagi ilmu, Ricky, Ian, Wiji, dan Aul, KL’01 : Cuplis kakak NIM gw, Hans- asdos yang paling baek, Fikar, Njus, Obe, Air, Niken, Beni, Wencoy, Maknyes, Edo dan Anton.... Makasih banget udah membimbing gw dari pertama masuk KMKL, dan udah berbagi keceriaan sampe gw betah di KMKL... sukses terus ya bos bis... •
Omey KL’01, yang udah membimbing gw dalam pelaksanaan penelitian... sukses terus mey... moga2 suatu saat energi gelombang bisa diaplikasiin scr luas... amiinn
•
Adik-adik kelas gw, KL’03 Nana, Anna, dan Wistie (trio i***s betina), Tona, Icha, Reza (makasih jasnya hehehe), Rudi, Amri, Mamin, Ami, Ridha, dkk, KL’04 Imo (nasib... nasib.. kejadian lulus bareng), Fega, Kiber, Javier, Nanda, Febri, Mamat, dan Arif pak Kahim..., KL’05 Bomcup yang harus selalu di GB, Ganis dan Adi pak RT, Eki yang suka gw tebengin balik jg, Aap, Anto_bgr, Aip, Agam yang udah minjemin printer, PeYe, Iman, Uci, Muhajir (tukang maen dota semua gini ya...), WLS, Adan, dan Tunggul.. ayo urus KMKL ya..., KL’06 : Nira (ktnya mo jd LO gw), Henry, Vivi, Mute, Burhan-Rifel-Rahman (ade gw di u-green), Uzet dan Vidia, dan buat yang lainnya yang ga bs gw sebutin satu persatu, gw titipin KMKL ke kalian ya... ayo majukan terus KMKL !!
•
Anggota keluarga besar KMKL lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu
•
Temen2 HMS’02, Sony temen dr sma, Dimas ketua angkatan, Vian yang jadi wakil ketua angkatan, Ucil (ga manggil Ratu gw, dr sma gw panggil ucil) yang jadi suker, Wuri, Edwin porke, Roland, Danu, Ulie, Lukas, Kurni, Gilmar, Indratmo, Dre kera gw, Manto, Gozy kahim ’02, Stanno, Reza temen makan rawon waktu tpb, Mugni, Tommy, Woro, Bogel, Anjar, Nando, Adi, dan masih banyak lagi... banyak banget kalo mesti disebutin satu-persatu hehehe makasih kawan-kawan...
•
Bos bis HMS laennya, Joly, Rendy, Aim, Edikebo, Rony, Adi kris, Botil, Jimmy, Julian, dan seluruh anggota keluarga besar HMS lainnya,semua bos dan bis yang
5
pernah memberikan arti dalam hidup gw dan kenangan masa TPB, makasih bimbingannya.. sukses terus bos bis ! •
Temen-temen SMA 2 2002, Cima (lulus bareng yeuh), Yanu, Ikie (buruan lulus ari sia tong ulin wae), Agus, Fritz, Obet (gawekeun TA ulah SEAL wae maneh!) si ade pa kabar bet? Wkwkwkwk nuhun pisan buat Obet sama keluarganya yang pernah jadi tempat penampungan gw selama menunggu pengumuman SPMB, Uwi kipling- sabar nanti abang liburan ke jokja lah, Girdong dorongdongdong bos bagi proyek euy bos..., Ilham, Gadis, Handara (nying, kamana wae maneh?), barudak wartel, Condro, Sigit, Ipung, Indra Indri, Arman, Hamal dan semua keluarga besar alumni SMA 2 2002 lainnya...
•
Teman-teman di U-Green, Gita yang udah ngenalin gw k ketua menjabat waku itu, Sony (yg udah mau nerima gw tanpa syarat hehehe), Sano the founding father-sukses terus man!, Dyn2 yang cerewet, Karlin-lulus bareng nih?, Della-Nifa-Nana, Jodi, Icha, Ancha, Yosi, Burhan, Tian dan Galuh, Pras, Dirga, Irna dan Aini, Mifta, Babay, Haudy, dan masih banyak lagi... makasih udah ngasi gw pengalaman ber-unit, dan ngasi gw semangat untuk cinta lingkungan, sukses buat semuanya...
•
Teman-teman di GTV, terutama buat Fikry “Q-boy” makasi banget buat program ffmpegnya dan udah mau ngajarin gw cara makenya, guna banget !!, Sudi, Erlan, dan Kancrid, Geng Kumis : Joni (ayo jon kita maen bola eh kita lulus bareng), Hari ujang_silet, Eka eek, dan Toru, Ami dan Dian, yang masih mau nerima gw yg kadaluarsa ini jadi kru GTV, Om Fitrah, Aa Edo, Abi, Zahril dan Donald yang jadi temen nginep dan maen dota di gtv hehe, Leo, Inge, Rista, dan Pamela, buat kru angkatan 9 : Pipin- semangat kuy belajar fotografinya, Ochim dan Nina ehm ehm, Reza, Nicky, Andre ketua angkatan kru 9, Dini, Ardey, Andreas.. tenang kuy, juli ini lo ga gw dorong2 hehehe, Atin bu wadirut, Bertho yang jadi temen ngeliput sana sini waktu masih cakru, Iksan, Yaka, Siska, dan Zul sukses terus ya dalam memajukan GTV ^_^
•
Temen-temen OGRG tukang maen CS bareng jaman gw masih imut2, Norman, Ziky, Mbah Davy, Alfri, Blepi, Ipang, Iqbal, Mike, Tabot, Anduz, Guzz, Andi botak (biar gondrong tetep gw panggil botak), Nuke, dan temen2 ogrg laennya, makasi udah jadi kawan pelepas stress selama kuliah hehehe
•
Temen-temen Rileks, tante Riesa ratu kopdar, Ghif, Herry superbad, Yanari babah Liong, Jambak, Iksan lopek, Nita hacques- makasi dukungannya sebelum gw sidang
6
^_^, Galih dodol_garut, Yudhie panda, Mr.Bhass, Nuyuy, Dechan dan Inday yang punya FC hehe, Irvan kodoq, Alie, Lukas, Rima dan Yusni tak lupa Tongki, Wiwien, Manik, dan Teja, Grace (mana gadis arsi buat abang oi! Hehehe) dan masih banyak lagi, makasi banget udah memberi “warna lain” dalam kehidupan kampus gw •
Temen-temen di itebe , kawan-kawan di IMG : Jae (buruan lulus beul), Bowo, Bokis, Royger, Gin2, Ugi, Ahen, Elmo, Dejul, Biaw, Agun dan kawan-kawan IMG lainnya, teman-teman semasa jadi cakru di LFM, temen-temen T-11, kapan kita buka bareng lagi? Juga buat Temen-temen di kosan Al-Mu’minun
•
Kiki, yang udah nyemangatin gw dan ngingetin gw waktu gw ngerjain revisi gw, dan udah datang nonton sidang gw, makasi banyak buat semuanya ya ^_^
•
Teman-teman “online” gw, Putri, psikolog yang bantuin gw ngerjain TA, tementemen multiply, Nanum, Ncut, Arla, lady croissant, teh Tya nenengceriwis, dan masih banyak lagi yang laennya, makasi ya ^_^, buat Anna juga, makasih do’a dan dukungannya, gw bukan shifu oi ! shifu itu red panda, pokoknya red panda, bukan rubah!! wjwjwj
•
Teman-teman di “Flash”, Dian-selamat menempuh hidup baru, semoga dikaruniai keluarga yang sakinah, Tami, Mbak Ria, Mas Faisal, Lia, Raka, Surya, Ibe, Duddy, Ririn, Fajar, Krisna, Jastis, dan rekan-rekan flash lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu, makasih atas pengalaman, masukan, dan dukungannya, sukses terus buat semuanya.
•
Terakhir, untuk semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu namun telah memberikan dukungan, semangat, dan warna dalam kehidupan penulis.
7
DAFTAR ISI Bab 1 Pendahuluan 1.1
Latar Belakang ............................................................................................................ 1-1
1.2
Rumusan Masalah....................................................................................................... 1-8 1.2.1
Mekanisme Kerja PS.Frog .............................................................................. 1-9
1.2.2
Mekanisme Kerja Benda Uji......................................................................... 1-10
1.3
Tujuan Penelitian ...................................................................................................... 1-11
1.4
Sistematika Laporan.................................................................................................. 1-12
Bab 2 Dasar Teori 2.1
Keserupaan Model-Prototipe………………………………………………………...2-1 2.1.1
Faktor Skala………………………………………………………………….2-1
2.1.2
Keserupaan Geometri ………………………………………………………..2-1
2.1.3
Keserupaan Kinematik ………………………………………………………2-2
2.1.4
Keserupaan Dinamik ………………………………………………………...2-2
2.1.4.1 Keserupaan Reynolds............ ………………………………………………..2-3 2.1.4.2 Keserupaan Froude ........... …………………………………………………..2-4 2.1.5 2.2
Syarat-Syarat Keserupaan Pengujian………………………………………...2-5
Teori Gelombang Airy……………………………………………………………….2-7 2.2.1
Syarat Bebas Kinematik ……………………………………………………..2-7
2.2.1.1 Bottom Boundary Conditions ........... ………………………………………..2-8 2.2.1.2 Kinematic Free Surface Boundary Conditions ........... ………………………2-9 2.2.1.3 Dynamic Free Surface Boundary Conditions ........... ………………………..2-9 2.2.2
Lateral Boundary Conditions………………………………………………...2-9
2.2.3
Metode Pemisahan Variabel…………………………………………………2-9
2.2.3.1 Penggunaan syarat batas lateral ........... …………………………………….2-11 2.2.3.2 Penggunaan syarat batas bottom boundary condition untuk dasar yang horizontal ........... …………………………………………………………...2-12 2.2.3.3 Penggunaan syarat batas dynamic free surface boundary condition ........... .2-12 2.2.3.4 Penggunan syarat batas kinematic free surface boundary condition ........... .2-14 2.3
Zero Mean dan Zero Up-crossing . …………………………………………………2-14 2.3.1
Zero Mean ………………………………………………………………….2-14
8
2.3.2 2.4
Zero Up-crossing …………………………………………………………...2-16
Teori Titik Berat Benda…………………………………………………………….2-17 2.4.1
Rumus Umum Sifat Penampang Dasar. ……………………………………2-17
2.4.2
Luas permukaan…………………………………………………………….2-18
2.4.3
Momen Statis……………………………………………………………….2-18
2.4.4
Titik Berat Penampang ……………………………………………………..2-19
2.5
Dinamika Struktur ………………………………………………………………….2-20
2.6
Prinsip ekstraksi Gelombang ……………………………………………………….2-22
Bab 3 Metodologi Penelitian 3.1
3.2
Rencana Penelitian...................................................................................................... 3-1 3.1.1
Waktu dan Tempat Penelitian......................................................................... 3-1
3.1.2
Pelaksana dan organisasi................................................................................. 3-1
3.1.3
Rencana Kerja................................................................................................. 3-1
Metodologi Penelitian................................................................................................. 3-2 3.2.1
Saluran Gelombang......................................................................................... 3-2
3.2.2
Evaluasi Kapasitas Saluran Gelombang ......................................................... 3-5
3.2.2.1 Kalibrasi Resistant Wave Gauge .................................................................... 3-5 3.2.2.2 Kemampuan Alat Wavemaker ........................................................................ 3-9 3.2.3
Benda Uji ...................................................................................................... 3-17
3.2.3.1 Dimensi dan Berat Benda Uji ....................................................................... 3-19 3.2.3.2 Keserupaan Benda Uji .................................................................................. 3-20 3.2.3.3 Titik Berat Benda Uji.................................................................................... 3-22 3.2.3.4 Perioda Natural Benda Uji ............................................................................ 3-25 3.2.3.5 Kecepatan Sudut Benda Uji .......................................................................... 3-31 3.2.4
Sumber-sumber Kesalahan Penghitungan .................................................... 3-41
Bab 4 Analisa Data 4.1
Analisa Respons Benda Uji ........................................................................................ 4-1
4.2
Tinjauan Bandul Sempurna....................................................................................... 4-21
4.3
Tinjauan Lokasi Prototip........................................................................................... 4-29
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1
Kesimpulan ................................................................................................................. 5-1 9
5.2
Saran ........................................................................................................................... 5-2
10
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1
BP Statistical Review of World Energy 2007................................................. 1-1
Gambar 1.2
Prediksi kebutuhan dan penyediaan energi..................................................... 1-2
Gambar 1.3
Prediksi harga minyak bumi internasional...................................................... 1-3
Gambar 1.4
Energi mix nasional tahun 2006 ..................................................................... 1-3
Gambar 1.5
Grafik harga minyak tahun 1971-2006 ........................................................... 1-4
Gambar 1.6
Berbagai jenis energi terbarukan. ................................................................... 1-5
Gambar 1.7
Tempat-tempat pengembangan energi dari laut.............................................. 1-7
Gambar 1.8
Konsep pembangkit listrik sederhana ............................................................. 1-8
Gambar 1.9
Desain Konsep PS.FROG ............................................................................... 1-9
Gambar 1.10 Flat plate........................................................................................................ 1-10 Gambar 2.1
Skema gelombang dan syarat-syarat batas ..................................................... 2-7
Gambar 2.2
Time series muka air (a) sebelum proses zero mean (b) sesudah proses zero mean.............................................................................................................. 2-16
Gambar 2.3
Ilustrasi metoda zero up-crossing ................................................................. 2-16
Gambar 2.4
Penampang datar........................................................................................... 2-18
Gambar 2.5
Momen statis penampang ............................................................................. 2-19
Gambar 2.6
Model dari gerakan sistem interaksi alat dengan gelombang ....................... 2-20
Gambar 2.7
Simulasi prinsip ekstraksi energi gelombang ............................................... 2-23
Gambar 3.1
Saluran Gelombang (Wave Flume) Laboratorium Teknik Kelautan-ITB...... 3-3
Gambar 3.2
Alat perekam gelombang (wave gauge) yang digunakan. .............................. 3-4
Gambar 3.3
Layout saluran gelombang (wave flume) tampak samping. ........................... 3-4
Gambar 3.4
Layout saluran gelombang (wave flume) tampak atas. .................................. 3-5
Gambar 3.5
Contoh format data yang dihasilkan dari pengambilan data........................... 3-7
Gambar 3.6
Grafik kalibrasi alat......................................................................................... 3-8
Gambar 3.7
Contoh format data yang dihasilkan dari pengambilan data......................... 3-10
Gambar 3.8 (a) Grafik kemampuan alat untuk kedalaman 60 cm ........................................ 3-12 Gambar 3.8 (b) Grafik kemampuan alat untuk kedalaman 80 cm ........................................ 3-12 Gambar 3.8 (c) Grafik kemampuan alat untuk kedalaman 100 cm .................................... 3-123 Gambar 3.9
Benda uji (a) tampak depan (b) tampak samping (c) tampak atas (d) tampak isometrik (e) perbandingan dengan manusia.............................. 3-18
Gambar 3.10 Proses penimbangan Benda uji ..................................................................... 3-20 11
Gambar 3.11 Metoda pengukuran titik berat ...................................................................... 3-23 Gambar 3.12 Proses pengukuran titik berat........................................................................ 3-25 Gambar 3.13 Contoh clipper yang digunakan dalam percobaan perioda natural............... 3-26 Gambar 3.14 Sekuens percobaan perioda natural............................................................... 3-27 Gambar 3.15 Tampilan software ffmpeg.rev10464 dan penjelasan perintah yang digunakan ............................................................................................. 3-28 Gambar 3.16 Sekuens percobaan kecepatan sudut ............................................................. 3-37 Gambar 3.17 Contoh clipper pada percobaan kecepatan sudut. ......................................... 3-38 Gambar 4.1
Segitiga yang dibentuk oleh titik-titik pengamatan percobaan....................... 4-1
Gambar 4.2 (a) Grafik Perbandingan Trespon terhadap Tuji pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm......................................................................... 4-9 Gambar 4.2 (b) Grafik Perbandingan Trespon terhadap Tuji pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm........................................................................... 4-9 Gambar 4.3 (a) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap Tn/Tuji pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H1B10A2.................. 4-11 Gambar 4.3 (b) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap Tn/Tuji pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H2B10A3.................. 4-11 Gambar 4.3 (c) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap Tn/Tuji pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm......................................................................... 4-11 Gambar 4.4 (a) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap H/L gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H1B10A2. 4-13 Gambar 4.4 (b) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap H/L gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H2B10A3. 4-13 Gambar 4.4 (c) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap H/L gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm. ...................................................... 4-13 Gambar 4.5
Ilustrasi bagian terendam benda uji .............................................................. 4-16
Gambar 4.6
Ukuran dari benda uji dan wavemaker ........................................................ 4-17
Gambar 4.7 (a) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap ka pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H1B10A2. ............................. 4-18 Gambar 4.7 (b) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap ka pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H2B10A3. ............................. 4-18 Gambar 4.7 (a) Grafik perbandingan sudut maksimum terhadap ka pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm. .................................................................................... 4-18
12
Gambar 4.9
Kondisi benda uji terhadap amplitudo gelombang (a) bandul sempurna (b) bandul tidak sempurna ............................................................................ 4-21
Gambar 4.10 Perbandingan sudut maksimum benda uji terhadap tinggi gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm ..................................................... 4-26 Gambar 4.11 Perbandingan kecepatan sudut benda uji terhadap tinggi gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm............................................. 4-27 Gambar 4.12 Perbandingan sudut maksimum benda uji terhadap tinggi gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm............................................... 4-27 Gambar 4.13 Perbandingan kecepatan sudut benda uji terhadap tinggi gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm............................................... 4-28 Gambar 5.1
Skema pemasangan prototip ........................................................................... 5-2
13
DAFTAR TABEL Tabel 1.1
Penggunaan, potensi teknis dan potensi teoritis dari energi terbarukan ......... 1-5
Tabel 1.2
Nilai produksi energi terbarukan .................................................................... 1-6
Tabel 2.1
Macam-macam solusi berdasarkan jenis k.................................................... 2-11
Tabel 3.1
Jadwal Pelaksanaan Penelitian........................................................................ 3-2
Tabel 3.2
Nilai tegangan rata-rata untuk tiap probe terhadap kedalaman ...................... 3-8
Tabel 3.3
Persamaan posisi (cm) terhadap tegangan (volt) untuk tiap-tiap probe.......... 3-9
Tabel 3.4
Format input program zero up-crossing ....................................................... 3-11
Tabel 3.5
Data kemampuan alat untuk tiap kedalaman ............................................... 3-14
Tabel 3.6
Kode percobaan dan kombinasi yang digunakan pada benda uji. ................ 3-19
Tabel 3.7
Berat benda uji pada berbagai kondisi .......................................................... 3-20
Tabel 3.8
Perbandingan ukuran prototip dan model benda uji. .................................... 3-21
Tabel 3.9
Perbandingan berat model dan prototip ........................................................ 3-22
Tabel 3.10
Nilai titik berat .............................................................................................. 3-24
Tabel 3.11
Perioda natural model ................................................................................... 3-29
Tabel 3.12
Nilai perioda natural berdasarkan metoda analitis........................................ 3-30
Tabel 3.13
Perbandingan perioda natural hasil pengukuran dan metoda analitis ........... 3-31
Tabel 3.14
Mode percobaan untuk pelaksanaan percobaan kecepatan sudut. ................ 3-32
Tabel 3.15
Mode wavemaker yang digunakan dan periodanya (a) kedalaman 100 cm (b) kedalaman 80 cm..................................................................................... 3-33
Tabel 3.16
Kombinasi mode wavemaker dan mode benda uji (a) kedalaman 100 cm (b) kedalaman 80 cm..................................................................................... 3-34
Tabel 3.17
Data rekaman percobaan kecepatan sudut yang diolah untuk kedalaman 100 cm. ....................................................................................... 3-40
Tabel 3.18
Data rekaman percobaan kecepatan sudut yang diolah untuk kedalaman 80 cm .......................................................................................... 3-41
Tabel 4.1
Nilai sudut maksimum, perioda, dan kecepatan sudut dari benda uji pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm. ...................................................... 4-3
Tabel 4.2
Nilai sudut maksimum, perioda, dan kecepatan sudut dari benda uji pada percobaan dengan kedalaman air 80 cm. ........................................................ 4-5
Tabel 4.3
Perbandingan Nilai Hs dan Ts pada kedalaman 100 cm................................. 4-7
Tabel 4.4
Perbandingan Nilai Hs dan Ts pada kedalaman 80 cm................................... 4-8 14
Tabel 4.5
Nilai perbandingan sudut maksimum terhadap amplitudo gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H1B10A2 4-21
Tabel 4.6
Nilai perbandingan kecepatan sudut terhadap amplitudo gelombang pada percobaan dengan kedalaman air 100 cm dan kondisi benda uji H1B10A2 4-22
Tabel 4.7
Nilai perbandingan sudut maksimum terhadap amplitudo gelombang......... 4-23
Tabel 4.8
Nilai perbandingan kecepatan sudut terhadap amplitudo gelombang .......... 4-24
Tabel 4.9
Nilai perbandingan sudut maksimum dan kecepatan sudut terhadap amplitudo gelombang..................................................................... 4-25
Tabel 4.10
Nilai tinggi gelombang dan perioda prototip dan nilai kedalaman breaking untuk kondisi kedalaman 100 cm ................................................................. 4-30
Tabel 4.11
Nilai tinggi gelombang dan perioda prototip dan nilai kedalaman breaking untuk kondisi kedalaman 80 cm ................................................................... 4-31
15
DAFTAR NOTASI
A
= amplitudo gelombang
D
= faktor pembesaran dinamis
Fe
= gaya elastis
Fg
= gaya gravitasi
FI
= gaya inersia
FP
= gaya tekanan
Fr
= bilangan Froude
Fν
= gaya gesek
g
= percepatan gravitasi
H
= tinggi gelombang
Hprot
= tinggi gelombang prototip
Hsuji
= tinggi gelombang yang dihasilkan oleh wavemaker yang diperoleh melalui pengolahan data rekaman resistant wave gauge.
k
= bilangan gelombang
L
= panjang
Nh
= skala panjang horisontal
NL
= skala panjang
NT
= skala perioda
NV
= skala kecepatan
Nx
= skala x antara prototipe dan model
Nv
= skala panjang vertikal
r
= rasio frekuensi
Re
= bilangan Reynolds
T
= perioda respon benda uji 16
Tgel,
= perioda gelombang yang dihasilkan oleh wavemaker yang diperoleh dengan mengamati video rekaman percobaan
Tprot
= perioda gelombang prototip
Trespon = perioda respon dari benda uji yang diperoleh dengan mengamati video rekaman percobaan Ttimeseries
= perioda gelombang yang dihasilkan oleh wavemaker yang diperoleh dengan mengamati data timeseries gelombang.
Tsuji
= perioda gelombang yang dihasilkan oleh wavemaker yang diperoleh melalui pengolahan data rekaman resistant wave gauge.
u
= kecepatan partikel arah x
V
= kecepatan
v
= kecepatan partikel arah y
w
= kecepatan partikel arah z
Xm
= nilai x pada model
Xp
= nilai x pada prototipe
ς
= rasio redaman
η
= timeseries fluktuasi muka air baru terhadap elevasi muka air rata-rata
ηi
= timeseries fluktuasi muka air hasil rekaman wave gauge yang telah dikalibrasi
η
= nilai rata-rata timeseries fluktuasi muka air hasil rekaman wave gauge (η )
θmaks
= sudut simpangan maksimum
μ
= koefisien viskositas dinamik
ν
= koefisien viskositas kinematik
ρ
= massa jenis
σ
= kecepatan sudut gelombang
ω
= kecepatan sudut
17
