Tidal Energy (Energi Pasang Surut)

Apa itu Tidal Energy?

Energi pasang surut (Tidal Energy) merupakan energi yang terbarukan. Prinsip kerja nya sama dengan pembangkit listrik tenaga air,dimana air dimanfaatkan untuk memutar turbin dan mengahasilkan energi listrik.Energi diperoleh dari pemanfaatan variasi permukaan laut terutama disebabkan oleh efek gravitasi bulan, dikombinasikan dengan rotasi bumi dengan menangkap energi yang terkandung dalam perpindahan massa air akibat pasang surut.

 Listrik tenaga pasang surut adalah salah satu teknologi yang sedang berkembang saat ini, yang memanfaatkan energi potensial kinetik dan gravitasi pada aliran pasang surut. Jika dibandingkan dengan sumber-sumber energi terbarukan lainnya, aliran pasang surut merupakan sumber energi yang relatif dapat diandalkan, pergerakan pasang surut dapat diprediksi secara akurat dalam arah, waktu dan besarnya.

Jika dibandingkan dengan energi angin dan surya, energi tidal memiliki sejumlah keunggulan antara lain: energi listrik yang dihasilkan bisa dimanfaatkan secara gratis, tidak membutuhkan bahan bakar, tidak menimbulkan efek rumah kaca, produksi listrik stabil karena pasang surut air laut bisa 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.

Energi pasang surut diperkirakan sekitar 500 sampai 1000 m kWh pertahun. 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.

Dua jenis energi pasang surut yang dapat dimanfaatkan:

1. Energi Kinetik: arus antara surut dan pasang surut bergelombang.

2. Energi Potensial: Selisih ketinggian antara pasang tinggi dan rendah.

Bagaimana Cara Kerja Turbin Bawah Air tersebut?

Cara kerja turbin tersebut sangat sederhana, ia bekerja seperti turbin angin, tetapi bilah-bilah turbin tersebut digerakkan oleh arus air, bukannya oleh angin.

Diagram berikut menunjukkan bagaimana gaya tarik gravitasi bulan dan matahari mempengaruhi pasang surut di Bumi. Besarnya tarik ini tergantung pada massa benda dan jarak yang jauh. Bulan memiliki efek yang lebih besar di bumi walaupun memiliki massa kurang dari matahari karena bulan jauh lebih dekat ke bumi. Gaya gravitasi bulan menyebabkan lautan untuk tonjolan sepanjang sumbu yang mengarah langsung ke bulan. Rotasi bumi menyebabkan naik turunnya gelombang.

Ketika matahari dan bulan berada di garis tarik gravitasi mereka di bumi menggabungkan dan menyebabkan “musim semi” pasang. Ketika diposisikan dalam diagram pertama di atas, 90 satu sama lain, tarik gravitasi mereka masing-masing menarik air ke arah yang berbeda, menyebabkan “perbani” pasang.

Periode rotasi bulan adalah sekitar 4 minggu, sementara satu rotasi bumi membutuhkan waktu 24 jam, ini menghasilkan siklus pasang surut sekitar 12,5 jam. Perilaku pasang surut mudah ditebak dan ini berarti bahwa jika dimanfaatkan, energi pasang surut bisa menghasilkan tenaga untuk periode waktu tertentu. Ini periode pembangkit listrik yang dapat digunakan untuk mengimbangi pembangkit dari bentuk-bentuk lain seperti fosil atau nuklir yang memiliki konsekuensi lingkungan. Meskipun hal ini berarti bahwa pasokan tidak akan memenuhi permintaan, mengimbangi bentuk berbahaya dari generasi merupakan titik awal yang penting untuk energi terbarukan.

Jenis-Jenis Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut

• Tidal Fences: biasanya dibangun antara pulau-pulau kecil atau antara daratan dan pulau-pulau. Putaran terjadi karena arus pasang surut untuk menghasilkan energi.

Teknologi Tidal Fence skala besar digunakan juga sebagai jem-batan penghubung antarpulau di antara selat. Menggunakan instalasi yang hampir sama dengan Tidal Power namun terpisah dengan turbin arus antara 5 sampai 8 knot (5.6 sampai 9 mil/jam) dapat dimanfaatkan energi lebih besar dari pembangkit listrik tenaga angin karena densitas air 832 kali lebih besar dari udara (5 knot arus = velositas angin 270 km/jam).

Skala besar pembangkit tenaga arus ini sepanjang 4 km telah dimulai dikerjakan di kepulauan Dalupiri dan Samar, Filipina sekaligus membuat jembatan penghubung pada empat pulaunya. Proyek ini disponsori oleh Blue Energy Power System-Canada yang telah mengomersialkan diri dengan berbagai modul turbin dalam berbagai skala. Diestimasi energi yang nantinya dihasilkan di Filipina ini maksimum sebesar 2200 MW dengan minimum rata-rata sebesar 1100 MW setiap hari. Hal ini didasarkan dengan kecepatan arus rata-rata sebesar 8 knots pada kedalaman sekitar 40 meter. Modul turbin Davis yang dipakai dapat mengonversi listrik pada lokasi tertentu seperti di sungai sebesar 5 kW sampai 500 kW sedangkan instalasi di laut bisa menghasilkan 200 MW sampai 8000 MW.

• Barrage Tidal Plants: adalah jenis yang paling umum dari pembangkit pasang surut. Menggunakan bendungan untuk menjebak air, dan ketika mencapai ketinggian yang sesuai karena air pasang, air dilepaskan agar mengalir melalui turbin yang akan menggrakkan generator listrik.

Teluk yang ujungnya sempit sangat cocok diterapkan. Ketika air pasang menghasilkan tingkat air yang berbeda di dalam dan di luar dam, pintu-pintu air akan terbuka, air yang mengalir melewati turbin akan menjalankan generator untuk menghasilkan listrik. Pemanfaatan energi ini memerlukan daerah yang cukup luas untuk menampung air laut (reservoir area) dan bangunan dam bisa dijadikan jembatan transportasi. Tidal Power dibedakan menjadi dua yaitu kolam tunggal dan kolam ganda. Pada sistem pertama energi dimanfaatkan hanya di saat periode air surut atau air naik. Sedangkan sistem kolam ganda memanfaat-kan aliran dalam dua arah. Perbedaan tinggi antara permukaan air di kolam dan permukaan air laut pada instalasi ini semakin tinggi semakin baik. Di Jepang, sistem ini telah mulai dikembangkan di Laut Ariake, Kyushu yang memiliki variasi pasut tertinggi. Di muara sungai Severn, Inggris juga telah mulai direncanakan instalasi berskala besar untuk 12 GW listrik.

Tidal Turbines: Terlihat seperti turbin angin, sering tersusun dalam baris tapi berada di dalam air. Arus pasang surut memutar turbin untuk menciptakan energi.

Teknologi ini berfungsi sangat baik pada arus pantai yang ber-gerak sekitar 3.6 dan 4.9 knots (4 dan 5.5 mph). Pada kecepatan ini, Turbin arus berdiameter 15 meter dapat menghasilkan energi sama dengan turbin angin yang berdiameter 60 meter. Lokasi ideal turbin arus pasut ini tentunya dekat dengan pantai pada kedalaman antara 20-30 meter. Energi listrik yang dihasilkan menurut Perusahaan Marine Current Turbine-Inggris adalah lebih besar dari 10 MW per 1 km2, dan 42 lokasi yang berpotensi di Inggris telah teridentifikasi perusahaan ini. Lokasi ideal lainnya yang dapat dikembangkan terdapat di Filipina, Cina dan tentunya Indonesia.

Penelitian pemanfaatan energi arus pasut sejak tahun 1920 te-lah dilakukan oleh beberapa ne-gara seperti Perancis, Amerika Serikat, Rusia dan Kanada. Se-telah lebih dari 40 tahun, stasiun Frances La Rance adalah satu-satunya industri Pembangkit Listrik Tenaga Arus Pasang Surut dengan skala besar di dunia. Memproduksi 240 MW listrik lewat instalasi Tidal Power melewati daerah estuari sungai Rance, dekat Saint Malo. Instalasi ini telah ada sejak 1966 dan menyuplai 90 persen kebutuhan listrik wilayah itu. Di Rusia, Murmansk memanfaatkan 0,4 MW listrik dari jenis yang sama. Tidak jauh dari Indonesia, ada Australia yang memanfaatkannya di Kimberly dan Cina sebesar 8 MW. Di Canada stasiun Annapolis Royal, Nova Scotia telah memproduksi sekitar 20 MW listrik Tidal Turbine untuk keperluan masyarakatnya. Di kota Hammerfest, Norwegia, listrik telah sukses dibangkitkan dengan memanfaatkan arus pasang di pantai dan mencukupi sebagian kebutuhan listrik kota dengan modul turbin Blades.

Generasi pertama Pembangkit Listrik Tidal:

- Tidal Fences

- Barriage style Tidal Power Plants

Generasi Kedua Pembangkit Listrik Tidal :

• Tidal Underwater Wind turbines

- Vertical Axis

- Horizontal Axis

• THAWT Device

Kekurangan Pembangkit Listrik Tidal Generasi Kedua adalah saat ini biaya yang dikeluarkan masih mahal:

1. Mahal untuk membangun dan memelihara
2. Sebuah fasilitas1.085MW bisa membutuhkan biaya sebanyak 1,2 miliar dolar AS untuk membangun dan menjalankan.

Transverse Horizontal Axis Water Turbine (THAWT):

THAWT ini telah diusulkan sebagai perangkat yang dapat dengan mudah ditingkatkan dan membutuhkan lebih sedikit pondasi, bearings seals dan generator dari perangkat aliran aksial yang lebih konvensional. Perangkat THAWT merupakan varian horizontal digunakan pada turbin cross-flow Darrieus.

Sebuah partikel fluida melewatipertemuandua set bilahturbin cross-flow Darrieus. Salah satu sisididepan turbin sebagai tempat masuk fluida, dan di sisi belakang sebagai tempat fluida keluar.

Kelebihan dari perangkat ini adalah memungkinkan untuk membangun unit yang lebih panjang sehingga kekakuan dan kekuatan dapat ditingkatkan, mengurangi biaya keseluruhan dari pondasi, bantalan, seal, dan generator. Sebuah perangkat dengan skala penuh mungkin memiliki diameter 10 - 20 m dan akan beroperasi di kedalaman aliran 20 - 50 m.Ukuran THAWT tidak dibatasi oleh kedalaman air di mana peralatan tersebut ditempatkan. Pembangkit listrik hingga 100 mw dapat dicapai dengan sebuah rangkaian yang hanya tersidiri dari 10 perangkat THAWT.

Sebagai perbandingan, jika perangkat THAWT diperpanjang di wilayah yang sama saat ini sebagai perangkat aliran aksial, maka:

• Generator yang dibutuhkan lebih sedikit,
• Primary Seal yg dibutuhkan lebih sedikit, dan
• Pondasi yang lebih sedikit.

Sehingga:

• Biaya modal menjadil lebih rendah,
• Menurunkan biaya pemeliharaan, dan
• Menurunkan biaya operasional

Potensi energi tidal di Indonesia termasuk yang terbesar di dunia. 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.

Sumber: Dari berbagai sumber