Abstrak —Indonesia  adalah  negara  kepulauan  terbesar  di dunia  dengan  luas  lautan  mencakup  ¾  dari  wilayah  negara. Lautan  menyimpan  banyak  energi  yang  tidak  diketahui, diantaranya  adalah  gelombang  laut  yang  bisa  dimanfaatkan menjadi sumber daya listrik. Banyak metode untuk mengubah energi gelombang menjadi energi listrik. Salah satunya adalah salter  duck,  alat  ini  akan  mengangguk  ketika  paruhnya terkena  gelombang.  Gerakan  anggukan  ini  yang  dapat menghasilkan  listrik.  Dalam  penelitian  ini  akan  dibuat prototype dari salter duck dengan lebar 0.4 m. Setelah itu akan dilakukan  pengujian  besarnya  daya  listrik  yang  bisa dihasilkan.  Dari  hasil  pengujian  terlihat  daya  listrik  yang disupply  oleh  salter  duck  berbeda  dengan  perhitungan  yang telah  dibuat.  Dalam  perhitungan  rata-rata  daya  yang  bisa dikeluarkan  sebesar  7.89  Watt.  Sedangkan  pada  saat  uji  coba daya yang didapatkan sebesar 0.4 mWatt.
Kata Kunci —salter duck, energi listrik, prototype

## I. PENDAHULUAN
SU Renewable energi  kerap  menjadi  topik  yang menghiasi  berbagai  media.  Karena  cadangan  energi  fosil yang  kerap  digunakan  semakin  menipis  dan  hal  ini  tidak sebanding  dengan  semakin  banyak  pengguna  energi.  Salah satu  masalah  yang  kerap  dibahas  adalah  mengenai kebutuhan  energi  listrik.  Saat  ini  banyak  bermunculan pembangkit tenaga listrik yang ramah lingkungan diantaranya; solar cell, pembangkit tenaga listrik, pembangkit  listrik  tenaga  panas  bumi  dan  lain  sebagainya. Salah  satu  jenis  pembangkit  listrik  yang  bisa  diterapkan  di negara  Indonesia  adalah  pembangkit  listrik  tenaga gelombang laut ( wave energy )
Gelombang laut adalah salah satu bentuk energi yang bisa diperbarui  dan  terbentuk  karena  adanya  angin  yang  bertiup di  permukaan  air  laut.  Pemanfaatan  energi  ini  diataranya menggunakan oscillating water column, wave dragon, salter duck ,  dan  lain-lain.  Pemanfaatan  gelombang  laut  dapat diterapkan  di  Indonesia  karena  beberapa  daerah  memiliki tinggi gelombang yang cukup tinggi, dan dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan energi listrik.
Seperti  pada  penelitian  sebelumnya  yang  membahas mengenai wave  energy yaitu  penggunaan salter  duck pada pantai  Bandealit  Jember  (Taman  Nasional  Meru  Betiri) penulis akan membahas mengenai pembuatan prototype dari salter duck . Prinsip kerja dari Salter Duck adalah ketika ada gelombang  laut  yang  mengenai  alat  akan  membuat  bagian depan dari salter duck akan bergerak naik-turun, gerakan ini nantinya  akan  dimanfaaatkan  untuk  membangkitkan  tenaga listrik.

## Gambar 1 Pergerakan Partikel Zat Cair Pada Gelombang

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## Gelombang Air Laut
Gelombang/ombak  yang  terjadi  di  lautan  dapat diklasifikasikan  menjadi  beberapa  macam  tergantung kepada  gaya  pembangkitnya.  Pembangkit  gelombang  laut dapat disebabkan oleh: angin (gelombang angin), gaya tarik menarik  bumi-bulan-matahari  (gelombang  pasang-surut), gempa  (vulkanik  atau  tektonik)  di  dasar  laut  (gelombang tsunami), ataupun gelombang yang disebabkan oleh gerakan kapal.
Gelombang  yang  sehari-hari  terjadi  dan  diperhitungkan dalam  bidang  teknik  pantai  adalah  gelombang  angin  dan pasang-surut  (pasut).  Gelombang  dapat  membentuk  dan merusak  pantai  dan  berpengaruh  pada  bangunan-bangunan pantai.  Energi  gelombang  akan  membangkitkan  arus  dan mempengaruhi  pergerakan  sedimen  dalam  arah  tegak  lurus pantai  ( cross-shore )  dan  sejajar  pantai  ( longshore ).  Pada perencanaan  teknis  bidang  teknik  pantai,  gelombang merupakan  faktor  utama  yang  diperhitungkan  karena  akan menyebabkan  gaya-gaya  yang  bekerja  pada  bangunan pantai.
Gelombang  adalah  pergerakan  naik  dan  turunnya  air dengan  arah  tegak  lurus  permukaan  air  laut  yang membentuk  kurva/grafik  sinusoidal.  Gelombang  laut disebabkan  oleh  angin.  Angin  di  atas  lautan  mentransfer energinya  ke  perairan,  menyebabkan  riak-riak,  alun/bukit, dan  berubah  menjadi  apa  yang  kita  sebut  sebagai gelombang.
Sebuah  gelombang  tertdiri  dari  beberapa  bagian  antara lain:

## Studi Perancangan Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Tipe Salter Duck
Luthfi Prasetya Kurniawan, Sardono Sarwito, dan Indra Ranu Kusuma Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e -mail : luthfi.mar.eng@gmail.com
I

## Gambar 2 Konstruksi Generator DC
1. Puncak  gelombang (Crest) adalah  titik  tertinggi  dari sebuah gelombang.
2. Lembah  gelombang (Trough) adalah  titik  terendah gelombang, diantara dua puncak gelombang.
3. Panjang  gelombang (Wave  length) adalah  jarak mendatar  antara  dua  puncak  gelombang  atau  antara dua lembah gelombang.
4. Tinggi  gelombang (Wave  height) adalah  jarak  tegak antara puncak dan lembah gelombang.
5. Priode  gelombang (Wave  period) adalah  waktu  yang diperlukan  oleh  dua  puncak  gelombang  yang berurutan untuk melalui satu titik.
Bhat  (1978),  Garisson  (1993),  dan  Gross  (1993) mengemukakan bahwa ada 4 bentuk besaran yang berkaitan dengan gelombang yakni :
1. Amplitudo  gelombang  (A)  adalah  jarak  antara puncak gelombang dengan permukaan rata-rata air.
2. Frekuensi  gelombang  (  f  )  adalah  sejumlah  besar gelombang  yang  melintasi  suatu  titik  dalam  suatu waktu  tertentu  (biasanya  didefenisikan  dalam  satuan detik).
3. Kecepatan  gelombang  (C)  adalah  jarak  yang ditempuh  gelombang  dalam  satu  satuan  waktu tertentu.
4. Kemiringan  gelombang  (H/L)  adalah  perbandingan antara tinggi gelombang dengan panjang gelombang.

## 2.2. Generator
Generator  adalah  suatu  alat  atau  sistem  yang  dapat mengubah  tenaga  mekanis  menjadi  tenaga  listrik  dan menghasilkan  tenaga  listrik  bolak-balik  atau  tenaga  listrik searah  tergantung  pada  tipe  generator.  Secara  umum generator dibedakan menjadi dua yaitu generator arus bolak –  balik  (alternator)  dan  generator  arus  searah.  Generator yang dipakai dalam skripsi kali ini adalah generator tipe DC (searah).

## 2.2.1 Generator DC
Generator  DC  merupakan  sebuah  perangkat  Motor  listrik yang  mengubah  energi  mekanis  menjadi  energi  listrik. Generator  DC  menghasilkan  arus  DC  /  arus  searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan  dari  rangkaian  belitan  magnet  atau  penguat eksitasinya  terhadap  jangkar  (anker),  jenis  generator  DC yaitu:
a. Generator penguat terpisah b. Generator shunt c. Generator kompon

## 2.2.2 Konstruksi Generator DC
Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator  tegangan  digital,  proteksi  terhadap  beban  lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis,  serta  bagian  rotor.  Gambar  1  menunjukkan  gambar potongan melintang konstruksi generator DC.
Pada  umumnya  generator  DC  dibuat  dengan  menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital,  proteksi  terhadap  beban  lebih,  starter  eksitasi, penyearah,  bearing  dan  rumah  generator  atau  casis,  serta bagian rotor.

## III. METODE PENELITIAN

## 3.1 Studi Literatur
Pada tahap ini di lakukan studi literature  yaitu  mencari dan  mempelajari  sumber-sumber  pustaka  yang  mendukung penulisan  tugas  akhir  ini  seperti  ;  pengumpulan  Handbook, buku  –  buku  tugas  akhir,  buku  –  buku  katalog,  journal, proceedings seminar untuk membantu mengatasi permasalahan  dalam  penulisan  (seperti  konsep  –  konsep pemakaian  generator,  aturan  –aturan  atau  rule  –rule  dan formula  –  formula    yang  di  perlukan),  mencari    metode  – metode analisa yang sesuai untuk mencapai tujuan penulisan Data-data  ini  selain  dapat  diperoleh  melalui  buku literature/referensi,  dapat  diperoleh  juga  dari  dosen pembimbing  serta  situs  situs  internet  yang  terkait  dengan pengerjaan tugas akhir ini.
3.2 Pengumpulan Data
Setelah  pengumpulan  studi  literatur  yang  mendukung penulisan  tugas  akhir  ini  maka  akan  di  lakukan pengumpulan  data  lapangan  yang  akan  di  gunakan  untuk melakukan  analisa  data.  Pengambilan  data  ini  akan dilakukan di dalam laboratorium, sehiingga didapatkan data berupa:
1. Data ketinggian dan panjang gelombang.
Gambar 3 Dimensi Ukuran Salter Duck Gambar 4 skema model gelombang
2. Data tegangan, arus yang dihasilkan prototype.
3. Data  –  data  pendukung  lainnya  yang  dibutuhkan  untuk perhitungan.
3.3 Analisa  Perhitungan dan Pembahasan Pada tahap ini akan di lakukan analisa dan perhitungan dari  salter  duck  berupa  dimensi  dan  daya  yang  dihasilkan oleh  prototype.  Analisa  perhitungan  yang  di  lakukan meliputi :
1. Perhitungan konstruksi dari prototype salter duck.
2. Perhitungan dari daya  yang dihasilkan oleh prototype salter duck.

## 3.4 Pengujian Prototype
Pengujian  ini  dilakukan  setelah  dilakukan  perhitungan dimensi  salter  duck  dan  telah  dilakukan  pembuatan  alat. Pengujian  dilakukan  pada  kolam  berombak  dengan memvariasikan  panjang  gelombang  dan  tinggi  gelombang sehingga didapatkan daya keluaran pada salter duck.

## 3.5 Kesimpulan dan Saran
Membuat  kesimpulan  dan  saran  (masukan)  dari  hasil analisa  dan  perhitungan.  Kesimpulan  yang  diambil  dan saran  atau  masukan  yang  di  berikan  harus  sesuai  dengan tujuan dan manfaat dari pengerjaan tugas akhir ini. Secara  singkat  metodologi  penulisan  tugas  akhir  ini  di tunjukkan pada Flow Chart berikut ini :

## 4. Analisa Data
4.2 Rencana Geometri dan Dimensi Objek.
Untuk membuat prototype dan bentuk dari salter duck, maka  terlebih  dahulu  yang  dibutuhkan  adalah  bentuk geometri  serta  dimensi  yang  akan  diuji.  Simbol  dan ketentuan bentuk dari objek adalah sebagai berikut : Dimana  ukuran  utama  dari  salter  duck  yang  dibutuhkan dalam penelitian ini adalah :
- R2 = jari – jari stern
- R0 = jari – jari Paunch
- R0’  = jari – jari practical paunch profile
- LD = panjang garis air
- α = sudut titik berat dari sumbu poros
- rD = letak titik berat objek dari sumbu poros
Dalam  penelitian  kali  ini,  terlebih  dahulu  akan dilakukan  pembuatan  prototype  dari  salter  duck.  Dimana pekerjaan  yang  akan  dilakukan  adalah  terlebih  dahulu menghitung  dan  mendesain  dimensi  dari  prototype  yang akan  di  buat.  Setelah  itu  baru  akan  dibuat  prototype  dari salter duck dengan dimensi  yang telah didapat. Setelah alat yang  dibuat  selesai  barulah  akan  dilakukan  pengujian  alat
tersebut,  pengujian  dilakukan  untuk  melihat  seberapa  besar potensi  daya  yang  bisa  dikeluarkan  oleh  prototype. Pengujian  dilakukan  pada  kolam  berombak  dengan divariasikan  data  gelombang  yang  dihasilkan  untuk mengetahui  pengaruh  gelombang  terhadap  daya  yang dihasilkan. Secara umum,
skema model gelombang yang digunakan dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
4.2.1 Menghitung jari-jari stern (R 2 )

## ⁄
Panjang  dari  R 2 dapat  ditemukan  dengan  menggunakan rumus  di  atas,  dimana  λ  adalah  nilai  rata  –  rata  panjang gelombang  yang  dudapatkan  dari  data  karakteristik gelombang  di  pantai  Bandealit.  Tetapi  dikarenakan  pada perancangan  ini  telah  ditetapkan  diameter  dari  salter  duck sebesar  40  cm,  maka  panjang  dari  R 2 dapat  ditemukan dengan cara:
R 2 = D/2
= 40/2
= 20 cm 4.2.2 Menghitung jari-jari paunch (R 0 ) Besarnya R 0 didapatkan menggunakan persamaan :
Dimana  K D adalah  desain  konstan  yang  didefinisikan  K D = 0.0937  λ  pada  saat  z  =  -2R2  hingga  ke  permukaan  air. Sehingga didapatkan nilai R 0 adalah:
Dimana adalah bilangan euler yang memiliki nilai sebesar 2,718. Sehingga didapatkan kurva lengkungan untuk paunch dengan nilai pada tabel berikut ini:
Paunch dari objek adalah sebuah kurva melengkung yang mana  merupakan  sebuah  kombinasi  sederhana  dari  busur dan  tangen  yang  mungkin  dapat  digunakan  untuk mencirikan dimana deviasi dari bentuk yang optimum dapat dipertimbangkan untuk diterima.
4.2.3 Menghitung jari-jari R 0 ’
Untuk  mempermudah  menghitung nilai displacementnya, maka  bentuk  ideal  dari  paunch  akan  dimodifikasi  sedikit dengan menggunakan persamaan.
Tabel 1 Perhitungan Nilai R 0 z e R0
-0.4 2.178 0.20
-0.3 2.178 0.23 -0.2 2.178 0.27 -0.1 2.178 0.32 0 2.178 0.37

## 4.2.4 Menghitung nilai L D
Besarnya nilai L D didapatkan menggunakan persamaan
√
Dimana R 2 adalah jari-jari stern dan R D adalah nilai dari R 0 pada saat z=0.
√

## 4.2.5 Menghitung nilai α
Besarnya nilai α dapat dihitung berdasarkan persamaan
( ) ( )

## 4.2.6 Menghitung Nilai dari Lebar Objek
Dalam  perhitungan  untuk  mencari  besarnya  energi yang di konversi, maka besarnya lebar dari objek yang akan dianalisis adalah 0.4 m

## 4.2.7 Menghitung nilai displacement
Nilai  displacement  didapatkan  dengan  menggunakan persamaan

## 4.2.8 Menghitung Momen Inersia (I)
Besarnya  momen  inersia  data  ditentukan  menggunakan persamaan
*( ) +
Jika  diasumsikan  bahwa  nilai  momen  inersia  adalah  sama dengan momen inersia penambahan body dari paunch, maka persamaan diatas menjadi :
{ *( ) + }
4.2.9 Menentukan Titik Berat (r D )
Periode  gelombang  yang  digunakan  untuk  membuat /mendesain  objek  sangat  berpengaruh  terhadap  posisi  dari titik  berat.  didapatkan  nilai  natural  frekuensi  dari  objek adalah sebesar:
Nilai r D adalah fungsi dari R D dengan sudut sebesar α.
√ , [( ) ] -

## 4.2.10 Perhitungan Daya Salter Duck
Dari  data  yang  diperoleh,  maka  dapat  dihitung  besarnya daya  gelombang  yang  dapat  dikonversi  oleh  Salter  Duck. Besarnya  daya  yang  dihasilkan  bisa  didapatkan  dengan menggunakan persamaan berikut:
( )
Dimana: H= tinggi gelombang (m) λ = panjang gelombang (m) T = periode gelombang B = lebar dari salter duck Eff = efisiensi dari prototype (diasumsikan sebesar 90%)
Untuk  menghitung  daya  yang  dapat  dihasilkan  oleh prototype  maka  perlu  dilakukan  percobaan  sehingga  bisa didapatkan data yang diharapkan seperti panjang gelombang, periode, tinggi gelombang, voltage, dan ampere. 5. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perhitungan,  analisa  data,  uji  coba, serta pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari  hasil  perhitungan  dan  uji  coba  dari  prototype didapatkan  hasil  yang  berbeda.  Dimana  berdasarkan perhitungan  daya  yang  dihasilkan  sebesar  7.89  Watt sedangkan  melalui  uji  coba  didapatkan  hasil  0.4 mWatt.
2. Besarnya  panjang  gelombang  dan  tinggi  gelombang mempengaruhi sistem kerja dari salter duck serta hasil keluaran daya.
3. Mekanisme  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  untuk mengkonversi gerakan nodding masih kurang berhasil.
Hal ini diindikasikan dengan perubahan gerak translasi menjadi  rotasi  yang  kurang  sukses.  Sehingga  gaya rotasi  yang diubah oleh dynamo  menjadi energi listrik juga kecil.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] BMKG Maritim Perak II Surabaya
[2] Desiary, Eka. “Studi Penerapan Multi Salter Duck di Laut Jawa Sebagai  Alternatif  Pembangkit  Listrik”,  Jurusan  Sistem Perkapalan FTK ITS, Surabaya, 2012.
[3] Desiary, Eka. “Studi Penerapan Multi Salter Duck di Laut Jawa Sebagai  Alternatif  Pembangkit  Listrik”,  Jurusan  Sistem Perkapalan FTK ITS, Surabaya, 2012.
[4] Keris,  Redatu.  “Studi  Perancangan  SalterDuck  di  Pantai Bandealit Jember Jawa Timur”, Jurusan Sistem Perkapalan FTK ITS, Surabaya, 2013.
[5] McCormiick, Michael. 1981. Ocean Wave Energy Conversion.