Abstrak —Semakin  tahun  populasi  penduduk  di Indonesia selalu meningkat sehingga kebutuhan konsumsi energi  listrik  begitu  tinggi.  Di  Indonesia,  pembangkit listrik  banyak  menggunakan  bahan  bakar  fosil  sebagai bahan bakar utama, padahal potensi energi alternatif dan ramah  lingkungan  di  Indonesia  dapat  dimaksimalkan, misalnya  energi  gelombang  laut.  Pada  penelitian  ini difokuskan  pada  evaluasi  kinerja  sistem  pembangkit listrik  tenaga  gelombang  laut  menggunakan  tanki bertekanan  dan  multiple  OWC  (Oscillating  Water Column).  Pada  percobaan  yang  telah  dilakukan,  dengan tekanan 4.5 bar pada tanki bertekanan dengan volume 0.5 m3,  putaran  yang  dihasilkan  generator  adalah  1876  rpm dan  daya  luaran  generator  yang  dihasilkan  adalah  168 watt.  Waktu  pengisian  tanki  bertekanan  lebih  efektif  jika menggunakan multiple OWC (Oscillating Water Column)..
Kata  Kunci —Energi  Gelombang  Laut,  Pembangkit Listrik, OWC, Tanki Bertekanan, Generator.

## I. PENDAHULUAN
ENINGKATAN  penduduk  dunia  yang  diproyeksikan menjadi lebih dari 8  miliar jiwa pada tahun 2030 dari sebesar  6,5  miliar  jiwa  pada  saat  ini  akan  menaikkann konsumsi  energi  menjadi  120  miliar  ekuivalen  barel minyak  per  tahun.  Lebih  dari  80%  energi  primer  dunia masih  akan  berupa  energi  fosil  (minyak,  gas,  dan batubara)  dan  minyak  masih  merupakan  bahan  bakar utama.  Pada  tahun  2030,  diperkirakan  dunia  akan memerlukan  minyak  sebesar  116  juta  barel/hari, dibanding  87  juta  barel  pada  tahun  2008.  Dengan cadangan minyak dunia sekitar 1,2 triliun barel, pasokan minyak  hanya  tersedia  sampai  30  tahun  mendatang. Dunia  makin  cemas  karena  bilamana  dipetakan, sebagian besar negara-negara di dunia adalah pengimpor minyak.
Permasalahan  energi  bagi  kelangsungan  hidup manusia  merupakan  masalah  besar  yang  dihadapi  oleh hampir  seluruh  negara di dunia ini termasuk Indonesia. Tidak lagi ditemukannya cadangan sumber energi dalam jumlah  yang  besar  pada  rentang  waktu  terakhir  ini membuat hampir seluruh dunia menjadikan permasalahan energi  menjadi problem besar  yang perlu
ditangani  secara  serius.  Sepuluh  negara  konsumen energi  terbesar  yang  masih  didominasi  oleh  negara- negara industri maju yang tergabung dalam G8, hampir semuanya  menjadikan  minyak,  batubara  dan  gas  alam sebagai penopang utama kebutuhan energinya, meskipun  dengan  komposisi  yang  berbeda-beda.  Dari sepuluh  negara konsumen energi terbesar tersebut  yang mengkonsumsi 64,76% dari total energi dunia, sebagian besar  tetap  menjadikan  minyak  sebagai  pasokan  utama energinya.  Indonesia  sendiri,  dengan  jumlah  penduduk terbesar  keempat  di  dunia  setelah  Cina,  India,  dan Amerika  Serikat,  berada  pada  posisi  ke  20  sebagai konsumen  energi  dunia  dengan  total  konsumsi  sebesar 1,1% dari total energi dunia (British Petroleum,2005).
Pasokan  listrik  paling  besar,  berasal  dari  pembangkit listrik  yang  menggunakan bahan bakar fosil,  yaitu 80% dari  total  keseluruhan  ( Dirjen  Listrik  dan  Pemanfaatan Energi,  2010 ).  Kondisi  ini,  membuat  pencemaran lingkungan  yang  merupakan  imbas  dari  pembangkit listrik  berbahan  bakar  fosil.  Salah  satu  akibat  dari pencemaran  tersebut  adalah  polusi  udara  dari  hasil pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan Gas alam. Hasil pembakaran itu berupa SOx, NOx,  dan  COx.  Gas  –  gas  ini  sangat  berbahaya  untuk lingkungan,  diantaranya  dapat  menimbulkan  gangguan pernafasan  pada  manusia,  menyebabkan  hujan  asam, dan meningkatkan efek rumah kaca yang berimbas pada Global Warming.
Maka  dari  itu,  untuk  mengurangi  pembangkit  listrik dengan menggunakan bahan bakar fosil, perlu dilakukan penelitian-penelitian  yang  lebih  mengenai  sumber- sumber  daya  energi  terbarukan (renewable  energy). Selain  akan  mengurangi  dampak  dari  global  warming, sumber  energi  terbarukan  akan  sangat  bermanfaat karena sumber dayanya akan selalu tersedia. Jadi untuk tugas  akhir  ini  akan  mencoba  melalakukan  penelitian dengan  judul  “Kajian  Teknis  Sistem  Konversi Pneumatis  Energi  Gelombang  Laut  Menggunakan Sistem  Tanki  Bertekanan  dan OWC  (Oscillating  Water Column). ”
II. METODE PENELITIAN

## Kajian Teknis Sistem Konversi Pneumatis Energi Gelombang Laut Menggunakan Tanki Bertekanan Dan OWC (Oscillating Water Column)
Achmad Kurniawan, Sutopo Purwono Fitri dan Hari Prastowo Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : sutopopf@gmail.com; hariprastowo@gmail.com
P
Metodologi  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah dengan menggunakan metode berbasis eksperimen.  Adapun  keseluruhan  metodologi  yang digunakan adalahsebagai berikut :
Gambar 1 Rancangan Desain OWC (Oscillating Water Column)
Gambar 2Rancangan Desain Pandangan Samping Pemasangan RIG OWC (Oscillating Water Column) Pada Flow Channel Tank

## A. Identifikasi dan Perumusan Masalah
Bentuk  kegiatan  yang  akan  dilakukan  adalah mengidentifikasi  dan  merumuskan  masalah  yang  akan dibahas  pada  penelitian  dengan  mengacu  pada  isu terkini mengenai permasalahan tersebut.

## B. Study Literatur
Studi  Literatur  dilakukan  dengan  mengumpulkan bahan  referensi  untuk  dipelajari  sebagai  bahan pendukung  yang  sangat  penting  untuk  kegiatan penelitian ini. Kegiatan yang dilakukan meliputi:  Pencarian  beberapa jurnal ataupun paper yang
 berhubungan  dengan Renewable  Energy khususnya mengenai wave energy converter .  Mencari beberapa buku pedoman yang bermaterikan tentang  teknologi  pembangkit  dan  perancangan sistem pembangkit skala kecil.
 Mencari tentang materi komponen-komponen pendukung  sistem  konversi  pneumatis  sebagai
pembangkit listrik.

## C. Pembuatan dan Penyusunan Konfigurasi Prototype
Pembuatan  rancangan  sistem  konversi  pneumatis

## energi gelombang laut menggunakan Sistem Tanki
Gambar 3Rancangan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Dengan Konversi Sistem Pneumatis
Bertekanan dan OWC (Oscillating Water Column) ini terdiri dari beberapa komponen. Bagian pertama adalah komponen OWC . Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut : Bagian  selanjutnya  adalah  komponen  sistem  Sistem Tanki  Bertekanan.  Sistem  kerja pressure  vessel yang memanfaatkan udara bertekanan tertentu akan mendorong udara bertekanan yang terdapat dalam tanki pressure vessel keluar dan dapat mendorong komponen turbin  angin.  Sudu  turbin  angin  yang  digerakkan  oleh udara  bertekanan  yang  didapat  dari pressure  vessel inilah  yang  dimanfaatkan  untuk  meneruskan  energi putarannya  ke  generator  untuk  menghasilkan  daya listrik.  Energi  buangan  dari  turbin  angin  juga  dapat dimanfaatkan untuk  menggerakkan compressor yang  aliran  udara bertekanannya  dapat  dialirkan  lagi  untuk  memenuhi Kebutuhan udara bertekanan di pressure vessel tentunya dengan  pertimbangan  perancangan  tertentu.  Suplai udara  untuk  kebutuhan pressure  vessel murni  didapat dari  hasil  pembuatan  gelombang.  Untuk  lebih  jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :

## D. Pengumpulan Data
Mengumpulkan data – data dari hasil percobaan yang telah dilakukan untuk selanjutnya dilakukan analisa dan perhitungan.

## E. Analisa Hasil Percobaan
Setelah  melakukan  eksperimen  dan  terdapat  beberapa data  yang  dihasilkan, maka  selanjutnya  adalah melakukan  analisa  terhadap  beberapa  data  tersebut. Namun  sebelumnya,  data  –  data  tersebut  akan  dikaji melalui  perhitungan  sesuai  perumusan  pada  tinjauan
Tekanan Kompresor Bukaan Pneumatic Speed Control Panjang Gel. (m) Tinggi Gel.(m) Outside OWC (m) Inside OWC (m) Volume udara (m 3 ) Tekanan udara (bar) Kecepatan (m/s) In Out h0 h1 h2 h3 V1 V2 P1 P2 40 - 70 Psi 1 10 0.25
0.09 0.045 0.2 23.91 2 10 0.27 0.11 0.055 0.2 0.188 0.012 0.0063
0.190 0.01 0.0063 0.0060 1 1.053 0.0059 1 1.064 26.50 3 10 0.30 0.12 0.060 0.2
27.71 4 10 0.50 0.14 0.070 0.2 0.187 0.013 0.0063
0.187 0.013 0.0063 0.0059 1 1.070 0.0059 1 1.070 30.51 5 10 0.60 0.14 0.070 0.2 29.97
6 10 0.65 0.15 0.075 0.2 0.184 0.016 0.0063 0.185 0.015 0.0063 0.0058 1 1.081 0.0058 1 1.087 31.04 7 10 0.70 0.18 0.090 0.2 34.77 8 10 0.75 0.20 0.100 0.2 0.183 0.017 0.0063 0.184
0.016 0.0063 0.0058
1 1.087 0.0057 1 1.093 36.82 9 10 0.80 0.20 0.100 0.2 36.60 10 10 0.85 0.22 0.110 0.2 0.180 0.02 0.0063 0.182
0.018 0.0063 0.0057 1 1.099 0.0057 1 1.111 38.34 10 1 0.20 0.05 0.025 0.2 15.12 10 2 0.35 0.09 0.045 0.2 0.188 0.012 0.0063 0.189
0.011 0.0063 0.0059 1 1.058 0.0059 1 1.064 23.22 10 3 0.65 0.10 0.050 0.2 24.25 10 4 0.70 0.12 0.060 0.2 0.186 0.014 0.0063 0.186
0.014 0.0063 0.0058
1 1.075 0.0058 1 1.075 27.41 10 5 0.75 0.13 0.065 0.2 28.58 10 6 0.78 0.14 0.070 0.2 0.183 0.017 0.0063
0.185 0.015 0.0063 0.0058 1 1.081 0.0057 1 1.093 29.42 10 7 0.80 0.16 0.080 0.2 31.82 10 8 0.85 0.18 0.090 0.2 0.182 0.018 0.0063 0.182 0.018 0.0063 0.0057
1 1.099 0.0057 1 1.099 34.29 10 9 0.87 0.21 0.105 0.2 0.0057
1 1.111 39.39
37.48
10 10
0.90 0.23 0.115 0.2 0.180 0.02 0.0063 0.181 0.019 0.0063 0.0057 1 1.105
pustaka. Setelah itu data hasil perhitungan tersebut akan disajikan dalam bentuk grafik, diantaranya adalah :
 Grafik  tekanan pressure  vessel dengan  putaran turbin
 Grafik  tekanan pressure  vessel dengan  putaran generator
Tabel 1. Data Tinggi Gelombang Buatan
Tabel 2. Data Komponen OWC
 Grafik  tekanan pressure  vessel dengan  daya generator.
 Waktu  Pengisian  udara  di Pressure  vessel dengan  waktu  suplai  udara  bertekanan  dari OWC .

## Gambar 4Rancangan Sistem Pembangkit Listrik

## III. ANALISA DATA

## A. Analisa Hasil Percobaan

## 1) Percobaan dan Pengambilan Data
Pada  tahap  ini,  akan  dilakukan  percobaan  terhadap  sistem yang  telah  dirancang.  Konfigurasi  sistem  ini  telah  dirancang dengan  menggunakan multiple OWC (Oscillating  Water Column) .
Spesifikasi teknis peralatan : a. Turbin Angin Diameter Dalam : 0.180      m Diameter Luar : 0.220     m Diameter Puli Turbin : 0.043     m b. Generator Arus : 220        A Tegangan : 12 V Diameter Puli Generator  : 0.038      m c. Poros Diamater Poros : 0.019 m Panjang Poros : 0.210 m
Pengumpulan data yang diambil pada percobaan diantaranya
:
a. Data tinggi gelombang buatan
b. Data komponen OWC (Oscillating Water Column)
c. Data  tekanan pressure  vessel (tekanan  udara bertekanan yang keluar dari tanki)
Data  tekanan  dari  tanki pressure  vessel didapat  dari suplai udara yang dihasilkan dari gelombang laut yang ditransmisikan oleh OWC (Oscillating Water Column) . Pada  pengisian  tanki pressure  vessel dilakukan kalibrasi  dengan  perlakuan  tekanan  masuk  udara  dari kompressor  sebesar 80 psi. Selanjutnya, tekanan udara yang  keluar  dari  tanki pressure  vessel divariasikan sebanyak 5 kali dengan tekanan keluar masing-masing saat percobaan 1 bar sampai 4.5 bar.
10 10
0.90 0.23 10 9 0.87 0.21 10 8 0.85 0.18 10 7 0.80 0.16 10 6 0.78 0.14 10 5 0.75 0.13 10 4 0.70 0.12 10 3 0.65
0.10
10 2 0.35 0.09
10
1 0.20 0.05
10 10
0.85 0.22 9 10 0.80 0.20 8 10 0.75 0.20 7 10 0.70 0.18 6 10 0.65 0.15 5 10 0.60 0.14 4 10 0.50 0.14 3 10
0.30 0.12
40 - 70 Psi
1 10 0.25 0.09 2 10 0.27 0.11 Tekanan Kompresor Bukaan Pneumatic Speed Control Panjang Gel. (m) Tinggi Gel.(m) In Out Tabel Pengamatan pada Oscillating Water Column
Tabel 3. Data Putaran Turbin Angin
Tabel 4. Data Generator
Gambar 5Rancangan Sistem Pembangkit Listrik
Gambar 6. Grafik Tekanan Pressure vessel dengan Putaran Turbin
Gambar 7. Grafik Tekanan Pressure vessel dengan daya
generator d. Turbin (putaran turbin) e. Generator (arus, tegangan, daya)

## 2) Analisa Data dan Grafik
1. Analisa grafik tekanan pressure vessel dengan putaran turbin dan putaran generator.
Dari  grafik  diatas  menunjukkan  bahwa,  semakin  tinggi tekanan yang menekan sudu turbin angin maka semakin tinggi pula putaran yang dihasilkan oleh turbin angina dan generator. Karena  puli  turbin  angin  dengan  puli  generator  terhubung melalui  belt.  Sehingga  tekanan  berbanding  lurus  dengan putaran.
2. Analisa grafik tekanan pressure vessel dengan daya generator
Dari  tabel  dan  grafik  diatas  menunjukkan  bahwa,  semakin tinggi tekanan yang menekan sudu turbin maka semakin tinggi pula  putaran  generator,  sehingga  akan  menghasilkan  arus listrik yang semakin besar pula. P = V x I, dimana V = voltage dan I = arus.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  percobaan  yang  telah  dilakukan,  maka dapat diambil beberapa kesimpulan:
1. Sesuai  dengan  spesifikasi  yang  dimiliki  oleh generator,  dengan  putaran  kerja  antara  1500-1800 rpm,  maka  tekanan  yang  paling  efektif  untuk mendapatkan  putaran  tersebut  adalah  kisaran  antara
3  bar-4.5  bar  dengan  menggunakan  turbin  angin yang  dihubungkan  dengan  belt  melalui  puli  turbin angin dan generator.
2. Pada  percobaan  tekanan  4.5  bar  dengan  volume tanki 0.5 m3, generator dapat menghasilkan putaran hingga 1876 dan mengahasilkan daya 168 watt.
3. Hasil  kinerja  dari  sistem  penangkapan  gelombang laut dengan menggunakan OWC (Oscillating Water
Column) dengan skala laboratorium kurang sempurna  dikarenakan  keterbatasan  alat  untuk pembuat  arus,  pembuat  gelombang,  dimensi  OWC (Oscillating  Water  Column) dan  dimensi  flow channel.  Namun  jika  diaplikasikan  di  daerah  tepi pantai  yang  memiliki  gelombang  besar  akan mendapatkan hasil yang lebih maksimal.
4. Hasil  kinerja  dari  perangkain  sistem  tanki bertekanan, turbin angin dan generator sudah sangat baik  hanya  perlu  peningkatan  volume  tanki bertekanan  dikarenakan  dengan  tekanan  kisaran  1 bar-1.5 bar turbin angin dapat menghasilkan putaran hingga ke generator.
5. Penggunaan  multiple  OWC (Oscillating  Water Column) akan  sangat  membantu  dalam  waktu pengisian tanki bertekanan.
6. Terjadi  pengambilan  data  yang  kurang  maksimal dikarenakan pada prototype yang dirancang mengalami  banyak  kerugian (losses) akibat pemasangan  fitting-fitting  pada  sistem,  terjadi kebocoran pada rangkain perpipaan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim.  September  2013. Cara  Merawat  Dan  Memperbaiki Mesin Mobil . Diakses
di<dongkraxmesin.blogspot.com/search?updated-min=2013- 01-01T00:00:00-08:00&updated-max-2014-01-01T00:00:00- 08:00&max-results=3> pada tanggal 20 Januari 2014
[2] Anonim.  April  2011. Ini  Cara  Mencegah  Dinamo  Ampere Bermasalah .
Diakses di<www.tempo.co/read/news/2011/04/13/123327118/Ini-Cara- Mencegah-Dinamo-Ampere-Bermasalah>  pada  tanggal  22 Januari 2014.
[3] Anonim. Februari  2007. Penghubung  Mesin Dengan Generator . Diakses di
<URL:http://paijo1965.wordpress.com/2007/02/13/penghubung -mesin-dengan-generator/> pada tanggal 23 Januari 2014.
[4] Aringga,  Eeng  Dwi.  2013. Studi  Eksperimental  Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Menggunakan Konversi Sistem Pneumatis . Surabaya : ITS Surabaya.
[5] Bahri,  Samsul.  2012. Sistem  Konversi  Pneumatis  Energi Gelombang  Laut  untuk  Pembangkit  Listrik .  Surabaya  :  ITS
Surabaya.
[6] Fitri, Sutopo Purwono, Arief , Irfan S., Nugroho, Taufik F., dan Yusuf, M., 2012. Potensi Pemanfaatan Energi Gelombang Laut Menggunakan  Sistem  Konversi  Pneumatis  Untuk  Pembangkit Listrik Mikro di Daerah Pantai dan Daerah Terpencil. Jurusan Teknik  Sistem  Perkapalan,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember, Surabaya.
[7] Jalali,  Abdul  Qodir.  2013. Analisa  Aliran  Fluida  Pada  Turbin Udara  Untuk  Pneumatic  Wave  Energy  Converter  (WEC) Menggunakan Computational Fluid Dynamic (CFD) . Surabaya : ITS Surabaya.
[8] Pujanarsa Astu, MT & Nursuhud, Djati. 2006. Mesin Konversi Energi . Yogyakarta : Andi
[9] Surya,  Dony  Febrian  D.  2009. Analisa  Bentuk  Blade  Turbin Pembangkit  Listrik  Tenaga  Ombak  Dengan  Pendekatan  CFD .
Surabaya : ITS Surabaya.
[10] Yonathan,  Riyan.  2013. Studi  Analisa  Performansi  Sistem Pneumatis  Terhadap  Variasi  Pembebanan  Pelampung  dan Karakteristik  Gelombang  Sinusoidal  pada  Sistem  Pneumatic Wave Energy Converter (WEC) . Surabaya : ITS Surabaya.