Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol.13 No.2 (2020) 46 - 49 ISSN Media Elektronik: 2655-5670

## Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Dengan Konsep Oscillating Water Coloumn (Skala Laboratorium)
Yeddid Yonatan Eka Darma 1 , I.G.N.A Satria Prasetya. D.Y 2 , Heri Inprasetyobudi 3 , Moh. Nurpambudi Hidayat 4 , dan Diky Nurwahyudi 5 1,2,3 Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Manufaktur Kapal, Politeknik Negeri Banyuwangi
4,5 Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Banyuwangi
1 yeddidyonatan@poliwangi.ac.id

## Abstract
Electricity energy demands for peoples near the sea are same high as people in the city, but sometimes electricity in  coastal  residence  are  nearly  forgotten.  In  that  case  we  need  an  alternative  energy  source  for  electricity generation using friendly environmental and renewable energy to maintain the availability of  electrical energy. One  of  the  energy  alternative  is  sea  wave  power  such  as  Oscillating  Water  Column  (OWC)  system.  The Oscillating Water Column system have three main components, such as the chamber, air turbine (wells turbine) and generator. The chamber function is a place for oscillation between water and air, then the function of water turbine  (wells  turbine)  is  to  capture  energy  (air  flow)  that will  be  used  to  rotate  the  generator,  that  producing electrical  energy.  This  turbine  is  22  cm  in  diameter  and  will  use  the  NACA0012  airfoil.  This  research  was conducted  to  design  an  oscillating  water  column  on  a  laboratory  scale.  This  research  is  expected  to  be  the beginning of renewable energy development sources and as the alternative energy source for the community in Banyuwangi.
Keywords: Oscillating Water Coloumn, Wells Turbine, Energy

## Abstrak
Kebutuhan  energi  listrik  untuk  masyarakat  pesisir  sama  tingginya  dengan  kebutuhan  listrik  untuk  masyarakat yang  tinggal  di  perkotaan,  tetapi  kadangkala  kebutuhan  energi  di  pesisir  terlupakan.  Sehingga  untuk  menjaga ketersediaan  energi  listrik  maka  diperlukan  suatu  sumber  energi  alternatif  pembangkit  listrik  dengan menggunakan  energi  yang  ramah  lingkungan  dan  bisa  diperbarui.  Salah  satu  tenaga  alternatif  adalah  tenaga ombak  laut  menggunakan  sistem Oscillating  Water  Column  (OWC). Sistem Oscillating  Water  Coloumn memiliki  tiga  komponen  utama  yaitu chamber, air  turbine  ( wells  turbine )  dan  generator. Chamber berfungsi untuk  tempat  osilasi  antara  air  dan  udara, air  turbine  (wells  turbine) berfungsi  untuk  menangkap  energi  dan udara  yang  akan  digunakan  untuk  memutar  generator,  sehingga  menghasilkan  energi  listrik.  Turbin  ini berdiameter  22  cm  dan  akan  menggunakan  airfoil  NACA0012.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk  merancang oscillating  water  coloumn  dengan  skala  laboratorium.  Penelitian  ini  diharapkan  dapat  menjadi  awal  dari pengembangan sumber energi listrik terbarui dan sebagai sumber energi alternatif bagi masyarakat.
Kata kunci: Oscillating Water Coloumn, Wells Turbine

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan  energi  listrik  untuk  masyarakat  pesisir sama  tingginya  dengan  kebutuhan  listrik  untuk masyarakat  yang  tinggal  di  perkotaan,  tetapi kadangkala  kebutuhan  energi  di  pesisir  terlupakan. Sehingga  untuk  menjaga  ketersediaan  energi  listrik maka  diperlukan  suatu  sumber  energi  alternatif
pembangkit  listrik  dengan  menggunakan  energi  yang ramah lingkungan dan bisa diperbarui Berdasarkan hasil observasi yang sudah kami lakukan, dapat  dibuat  purwarupa  energi  listrik  dengan  tenaga ombak  dengan  karakteristik  ombak  pesisir  pantai Banyuwangi tepatnya di Desa Pacemengan, Kecamatan  Blimbingsari  dengan  konsep Oscillating Water  Coloumn.  Oscillating  Water  Coloumn adalah
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 46 – 49
perangkat  yang  menghasilkan  energi  berupa  listrik yang  diperoleh  dari  pasang  surutnya  air  laut.  Dari beberapa  jenis Wave  Energy  Converter  (WEC), tipe Oscillating  Water  Coloumn adalah  tipe WEC yang paling  popular.  Pembangkit  listrik  tenaga  ombak tipe Oscillating  Water  Coloumn mempunyai  beberapa kelebihan  dibandingkan  dengan  teknologi  PLTO  tipe lainnya.  Pertama  adalah  teknologinya  yang  simpel, yaitu  dengan  memanfaatkan  ombak  yang  masuk  ke dalam chamber untuk  menghasilkan  energi  sebagai pemutar  turbin,  kedua  adalah  biaya  perawatan  yang relatif  rendah.  Yang  ketiga  adalah  kemudahan  akses situs dan juga distribusi daya yang dihasilkan [1]. Teknologi  ini  sangat  cocok  dibangun  di  daerah dengan topografi dasar laut yang landai dan memiliki ketinggian  gelombang  laut  yang  konstan  serta  tidak memerlukan daerah konstruksi yang luas [2]. Wells Turbine dipilih dalam pengaplikasian purwarupa  ini  karena  udara  yang  dihasilkan  oleh perangkat  ini  bersifat  naik  dan  turun  [3],  hal  ini selaras dengan karakteristik turbin yang bisa berputar satu arah meskipun aliran udara berada dari arah yang berbeda [4].

## 2. Metode Penelitian
Langkah-langkah  yang  dilakukan  dalam  melaksana kan penelitian ini adalah:
1. Persiapan alat dan bahan yang akan dibutuhkan.
3. Perencanaan desain rangka.
4. Perancangan  pembangkit  listrik  teanaga  ombak dengan konsep Oscillating Water Coloumn
5. Pembuatan rangka
6. Pembuatan penutup
7. Perakitan rangka dan pemasangan alat penggerak
8. Pengambilan data
2.1. Rumusan Perhitungan
Data  yang  didapatkan  penelitian  ini  dipisahkan menjadi dua jenis data, data yang pertama merupakan data power yang  dihasilkan  oleh  ombak,  sedangkan data  yang  kedua  merupakan  data power yang  bisa  di konversikan oleh wells turbine .
Dari  data  panjang  gelombang  dalam  satu  periode maka  kita  dapat  menghitung  periode  gelombang dengan menggunakan rumus (1).
………………………………………  (1) Dimana:
Panjang Gelombang ( m )
Percepatan Gravitasi ( m/s 2 )
3,14 Periode Gelombang ( sec )
Kemudian  nilai  dari  hasil  perhitungan  periode gelombang,  maka  kecepatan  gelombang  dapat diperoleh dengan menggunakan rumus (2):
……………………………………………..  (2)
Dimana:
Kecepatan Gelombang ( m/s )
Panjang Gelombang ( m )
Periode Gelombang ( sec )
Nilai  dari  kecepatan  gelombang  ini  nantinya digunakan untuk menganalisa perbandingan kecepatan  laju  aliran  angin  jika  panjang  gelombang yang dihasilkan berbeda. Kemudian untuk data tinggi gelombang  digunakan  untuk  mengetahui  besarnya power ombak  yang  yang  masuk  ke  dimensi  kolom ( Chamber ) dengan menggunakan rumus (3).
…………………………..  (3)
Dimana:
Power ( watt )
Tinggi Gelombang ( m )
Periode Gelombang ( sec )
Massa Jenis Air Laut ( kg/m 3 ) [5]

## 2.3. Gambar Rancangan
Hasil perancangan kerangka pembangkit listrik tenaga ombak dengan konsep oscillating water column (skala laboratorium) dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Preminerly Design Pembangkit Listrik Tenaga Ombak (Skala Laboratorium)
Keterangan Gambar
1. Frame
2. Curved Pate
3. Water Glass Box
4. Top Angled Glass
5. Wells Turbine
6. Poros Vertikal
7. Generator
9. Plate
10. Plate
11. Connector
12. Rotating Plate
13. Motor
14. Bearing 15. Shaft
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 46 – 49

## 3.   Hasil dan Pembahasan
Percobaan pertama dilakukan dengan cara memvariasikan tiga  macam  panjang  gelombang  yang berbeda-beda seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Perhitungan Panjang Gelombang dengan
Kecepatan Gelombang Panjang Gelombang ( cm ) Kecepatan Gelombang ( m/s ) 56 0,934818352 58 0,951365094 60 0,967628923
Kemudian  percobaan  selanjutnya  adalah  dengan  cara memvariasikan  tingkat volume udara  yang  berada  di dalam chamber ,  volume  yang  diatur  di  dalam percobaan  ini  adalah  120%,  100%,  85%,  65%  dan 50%  yang nantinya  perbedaan volume udara ini  akan digerakan  dengan  ke  tiga  variasi  panjang  gelombang sehingga  didapatkan power gelombang, voltage, ampere,  power yang  dihasilkan  oleh turbine , kecepatan angin serta konversi energi yang dihasilkan oleh  turbin.  Konversi  energi  yang  dihasilkan  oleh wells  turbine ini  bukanlah  keadaan  beban  maksimal sehingga hasil effisiensi yang diperoleh bukanlah nilai dari effisiensi dari wells turbine itu sendiri, melainkan effisiensi  dengan  pembebanan  dalam  penelitian  ini, sedangkan susunan beban dalam penelitian ini adalah 3 buah lampu DC dengan lumen 5 watt. Adapun hasil percobaan  dari  setiap  pengkondisian volume udara  di dalam chamber dapat dilihat pada Tabel 2,3,4,5 dan 6.
Tabel 2 Hasil Percobaan Volume Udara 120% Panjang Gelombang ( cm ) Power Gelombang ( watt ) Power Output ( watt ) Kecepatan Angin ( m/s ) Eff (%) 56 23,47 0,568 1,7 2,41 58 19,35 0,27 1,6 1,39 60 15,55 0,204 1,5 1,31
Tabel 3 Hasil Percobaan Volume Udara 100%
Panjang Gelombang ( cm ) Power Gelombang ( watt ) Power Output ( watt ) Kecepatan Angin ( m/s ) Eff (%) 56 28,40 1,992 4,2 7,01 58 46,82 2,28 4,6 4,86 60 83,16 2,99 4,8 3,59
Tabel 4 Hasil Percobaan Volume Udara 85%
Panjang Gelombang ( cm ) Power Gelombang ( watt ) Power Output ( watt ) Kecepatan Angin ( m/s ) Eff (%) 56 31,04 2,848 3,2 9,17 58 43,54 3,438 4,1 7,89 60 54,67 4 4,8 7,31
Tabel 5 Hasil Percobaan Volume Udara 65%
Panjang Gelombang ( cm ) Power Gelombang ( watt ) Power Output ( watt ) Kecepatan Angin ( m/s ) Eff (%) 56 31,04 2,848 3,2 9,17
58 43,54 3,438 4,1 7,89 60 54,67 4 4,8 7,31 Tabel 6. Hasil Percobaan Volume Udara 50% Panjang Gelombang ( cm ) Power Gelombang ( watt ) Power Output ( watt ) Kecepatan Angin ( m/s ) Eff (%) 56 31,04 1,648 3 5,3 58 43,54 3,45 3,5 7,9 60 62,2 3,9 4,1 6,27
Terlihat  jelas  fenomena  konversi  energi  yang  terjadi di  dalam chamber seperti  yang  bisa  kita  lihat  di Gambar  2  menjelaskan  bahwa  effisiensi  tertinggi terjadi pada saat panjang gelombang 56 cm dan pada saat volume udara pada chamber berkisar anata 65%- 85%  akan  tetapi  nilai  effisiensi  ini  tidak  serta  merta menjadi  acuan  untuk  pembuatan OWC di  lapangan, power  output disini  juga  berperan  penting  seberapa besar  energi  yang  bisa  di  hasilkan.  Pada  Gambar  3 menunjukkan  bahwa  power  output  yang  dihasilkan pada  saat volume chamber berkisar  antara  65%-85% mencapai 3.45 watt dengan effisiensi 7,89% sehingga nilai  inilah  yang  dijadikan  acuan  sebagai  referensi pembuatan OWC di lapangan.
Gambar 2. Effisiensi Vs Volume Udara Chamber
Gambar 3. Power Output Vs Volume Udara Chamber

## 4.   Kesimpulan
Hasil  penelitian  ini  menunjukan  bahwa  OWC  dapat menghasilkan  energi  yang  cukup  baik  dengan efisiensi  mencapai  9%. Volume  chamber 65%-85% adalah volume  chamber yang  dapat  menghasilkan energi  terbesar,  sehingga  tidak  disarankan  untuk menggunakan volume  chamber yang  lebih  dari  85% atau  kurang  dari  65%.  Secara  keseluruhan  sistem  ini
dapat diterapkan di pantai-pantai Banyuwangi, namun masih perlu adanya beberapa penelitian lagi mengenai variasi  dari wells  turbine dan  pembebanan  maksimal sehingga  kita  bisa  memperoleh  nilai  effisiensi  dan karakteristik yang lebih detail dari wells turbine.

## Ucapan Terimakasih
Terimakasih kepada DIPA Politeknik Negeri Banyuwangi

## Daftar Rujukan
[1]  Hartanto  ES.,  2015.  Perencanaan  Oscillating  Wave  Column
(OWC)  menggunakan  fluida  cair. Institut Technology  Sepuluh Nopember.
[2]  Mumin  A.,  2019.  Desain  oscilating  water  column  sebagai penghasil  energi  listrik  diwilayah  perairan  siompu  kabupaten buton  selatan.  J  Fokus  Elektroda  Energi  List  Telekomun Komputer, Elektron dan Kendali). 4(1).
[3] Aziz Y., 2015. Analisa Jumlah  Blade Pada Wells Turbin Untuk Meningkatkan  Daya  Listrik  Pada  PLTG  Tipe  OWC.  Institut Teknologi Sepuluh Nopember
[4]  Setyaningsih  R.,  2017.  Analisa  Penerapan  Turbin  Mc  Cormick Dan Turbin  Masuda  Pada  PLTGL Tipe OWC  Fixed Di  Pantai Selatan  Jawa  Timur  Dengan  Simulasi  Computational  Fluid Dynamic. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[5]  Royyana  MBN,  Budiarto  U,  Rindo  G.,  2015.  Analisa  Bentuk Oscillating  Water  Column  Untuk  Pemanfaatan  Gelombang Laut  Sebagai  Sumber  Energi  Terbarukan  Dengan  Metode Computational Fluid Dynamic (CFD). J Tek Perkapalan.3(1).