Abstrak —Pada era sekarang ini, banyak dikembangkan sistem pembangkit  listrik  dengan  menggunakan  tenaga  gelombang  air laut.  Untuk  mendapatkan  sistem  yang  efisien  dalam  penerapan sistem  pembangkit  listrik  dimana  semakin  besar  putaran  yang dihasilkan  maka  semakin  besar  output  daya  yang  didapatkan. .Simulasi  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  kapasitas, tekanan,  dan  kecepatan  fluida  sehingga  dapat  menghasilkan output  yang  tinggi  sesuai  dengan  bentukan  sudut  bandul  yang sudah direncanakan. Pada simulasi ini divariasikan sudut bandul ponton  (20°,25°,30°,35°,40°).  dengan  rancangan  ini  akan dihasilkan putaran terendah  1790.148 rpm dan daya sebesar 44. 65  kW  pada  variasi  sudut  bandul  ponton  20°  serta  putaran tertinggi  1922.185 rpm dan daya sebesar 73.69 kW  pada variasi sudut bandul ponton 20°.
Kata Kunci —Wave Energy Converter,   motor hidrolis, ponton

## I. PENDAHULUAN
UMBER  daya  listrik  merupakan  suatu  kebutuhan  yang sangat  berpengaruh  di  dunia.  Kebutuhan  energi  yang cukup besar di setiap negara menyebabkan sumber energi menjadi  terus  berkurang  untuk  ketersediaan  generasi mendatang,  oleh  karena  itu  kemajuan  teknologi  saat  ini menjadikan  adanya  pemanfaatan  sumberdaya  lain  sebagai energi  alternatif.  Pemanfaatan  energi  alternatif  untuk menkonversi energi gelombang menjadi sumber energi listrik. Ditinjau dari geografis Indonesia, pengembangan pemanfaatan energi  kelautan  dengan  memanfaatkan  kekuatan  ombak sebagai  penghasil  energi  listrik.  Pegembangan  teknologi alternatif  ini  sudah  dilakukan  di  pesisir  pantai  selatan  Pulau Jawa. Pembangkit tenaga listrik dengan sumber tenaga seperti uap  memiliki  biaya  yang  cukup  mahal.  Untuk  itu  analisa  dan simulasi  aliran  motor  hidrolis  dilakukan  untuk  menemukan cara  baru  mengenai  cara  pemanfaatan  sumberdaya  alternatif baru.

## II. METODE PENELITIAN
Metodologi yang digunakan dalam analisa ini adalah dengan menggunakan  metode  berbasis  analisa  desain  dengan mendesain  bentuk  sudu-sudu  motor  hidrolis  pada  sistem Hydraulic wave  energy  converter menggunakan  bandul  yang kemudian dilakukan analisa kinerja sistem dengan
T ABEL 1.
D IMENSI SILINDER Bore ( m ) Rod ( m ) Stroke ( m ) 0.1 0.05 0.2
T ABEL 2.

## V ARIASI TEKANAN PADA SILINDER
SUDUT TEKANAN SILINDER ( kPa ) 20 2882.118 25 3561.315 30 4213.376 35 4833.414 40 5416.631
menggunakan Computational  Fluid  Dynamic .  Metodologi yang digunakan adalah sebagai berikut :

## A. Identifikasi dan Perumusan Masalah
Merupakan  tahap  awal  yang  digunakan  untuk  mencari  dan mengindentifikasi  beberapa  permasalahan  yang  dianggap pantas untuk dijadikan sebagai judul dalam sebuah tugas akhir. Setelah  itu  mulai  dirumuskan  permasalahan  tersebut  hingga menemukan  suatu  yang  pantas  untuk  dibahas  dalam  tugas akhir.
Dalam  tugas  akhir  ini,  perumusan  masalah  yang  diangkat adalah  bentuk  aliran  minyak  yang  dihasilkan  pada  sebuah sistem Hydroulic  Wave  Energy  Converter yang  akan digunakan  sebagai  penghasil  energi  listrik  pada  generator  5 kW.

## B. Study Literatur
Pengumpulan  bahan  pustaka  yang  menunjang  kegiatan penelitian  ini  yang  bersumber  dari  buku,  jurnal,  tugas  akhir dan internet. Materi literatur yang diambil dari sumber-sumber tersebut  berkaitan  dengan  teori  studi  perancangan,  materi komponen-komponen utama dan pendukung dari sistem.

## C. Pengumpulan Data
Tahap  ini  merupakan  tahap  pencarian  data-data  yang  akan digunakan  sebagai  pendukung analisa  dan pembahasann yang akan  dilakukan  pada  tugas  akhir.  Adapun  data-data  tersebut adalah transmisi daya yang berasal dari ponton yang

## Simulasi Aliran Fluida (Minyak) Pada Hydraulic Wave Energy Converter Menggunakan Pendekatan CFD (Computational Fluid Dynamics)
Sigit Purnomo Hadi, Sutopo Purwono Fitri dan Taufik Fajar Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : taufikfajar@its.ac.id
S
Gambar 1. Geometry objek
Gambar 2. Meshing Objek
Gambar 3. Contoh kontur tekanan pada sudut 20°
Gambar 4. Contoh streamline kecepatan pada sudut 20°
T ABEL 3.
V ARIASI K ECEPATAN PADA SILINDER SUDUT KECEPATAN BANDUL ( m/s ) 20 1.538 25 1.916 30 2.292 35 2.663 40 3.028
T ABEL 4.
N ILAI TORSI DARI FUNGSI
SUDUT TORSI DARI SOFTWARE 20 23.83 25 27.93 30 28.335 35 32.61 40 36.63
T ABEL 5. D AYA YANG DIHASILKAN OLEH MOTOR HIDROLIS SUDUT FLOW RATE (L/Min) DAYA (kW) 20 724.170 44.65715741 25 902.632 46.63596885 30 1079.384 55.76815374 35 1254.074 64.79382829 40 1426.363 73.69542872
menangkap  gelombang  antara  lain  putaran  (RPM)  poros bandul, gaya yang dihasilkan oleh putaran bandul.
Adapun  sebelum  melakukan  perancangan  pada  motor hidrolis  dan  simulasi,  terlebih  dahulu  dilakukan  penentuan parameter awal sebagai dasar dalam pembuatan sistem, adapun parameter awal tersebut antara lain :
Berat bandul adalah 270 kg Panjang lengan bandul adalah 2 m Variasi sudut bandul yaitu 20, 25, 30, 35, 40 Diameter poros output bandul adalah 40 mm

## A. Perancangan Model pada Ansys
Perancangan  pada  sistem  ini,  dilakukan  dengan  penentuan gambaran  layout  sistem  hidrolis.  Adapun  tahapan  tersebut antara lain :
Menentukan generator Output daya pada generator ditentukan sebesar 5 kW. Menentukan input dari bandul
Input  yang  dihasilkan  dari  bandul  yaitu  berupa  kecepatan dan torsi.
Melakukan pemilihan jenis motor hidrolis Pemilihan  jenis  motor  hidrolis  ditentukan  dengan menggunakan tipe hydrolic gear motor.
Dimensi dari design silinder adalah sebagai berikut : Proses  selanjutnya  adalah  melakukan  meshing  pada geometry yang sudah tergambar. Dengan ukuran meshing yang digunakan adalah 0.03.

## B. Simulasi Rancangan Menggunakan Ansys
Dalam pembuatan model ini digunakan program CFD yaitu
T ABEL 6.
H ASIL PUTARAN MOTOR HIDROLIS
SUDUT PUTARAN ( RPM ) 20 1790.14837 25 1595.297463 30 1880.419112 35 1898.341965 40 1922.185238
Gambar 5. Grafik fungsi torsi dengan sudut bandul
Gambar 6. Grafik Perbandingan nilai daya dan sudut bandul
Gambar 7. Grafik perbandingan sudut bandul dengan putaran motor
ANSYS.  Pembuatan  model  motor  hidrolis,  sudu-sudu,  dan bentuk  output  pada  pompa  torak  dilakukan  berdasarkan perancangan  yang  telah  dilakukan  sebelumnya.  Dalam pembuatan  model  ini,  pertama  akan  ditentukan  koordinat- koordinatnya.  Setelah  itu,  titik  –  titik  koordinat  dihubungkan menjadi  sebuah  cord  –  cord  yang  nantinya  kan  di  surface menjadi  satu  bagian.  Dalam  pembuatan  ini  juga  ditambahkan bentuk  body  pada  tiap  bagian/boundary,  berfungsi  sebagai media yang akan dialiri fluida.
Variasi  yang  digunakan  dalam  simulasi  adalah  dengan variasi sudut bentukan bandul sehingga menghasilkan tekanan dan  kecepatan  fluida  yang  masuk  ke  dalam  silinder.  Data variasi tersebut adalah sebagai berikut.
Setelah dilakukan simulasi maka kontur dan streamline yang terbentuk antara lain sebagai berikut.

## A. Pengumpulan Data Simulasi
Pada tahapan ini, pengumpulan data dilakukan dengan cara beberapa  kali  simulasi  pada  software  ANSYS  dengan menggunakan model rancangan yang sudah dibuat.
Setelah  dilakukan  simulasi  maka  didapatkan  nilai  torsi yang dihasilkan oleh gear motor hidrolis dengan data sebagai berikut.

## III. ANALISA DATA

## A. Perhitungan Nilai Torsi
Dari  tabel  4.  di  atas  dapat  diketahui  grafik  fungsi  torsi
dengan  besar  sudut  bentukan  dari  bandul.  Adapun  grafik tersebut terteradi bawah ini.
Pada  grafik  di  atas  menunjukkan  bahwa  nilai  torsi dipengaruhi  oleh  besar  kecilnya  sudut  bentukan  pada  bandul. Semakin  besar  sudut  bandul  yang  terbentuk  maka  semakin besar pula nilai torsi yang  dihasilkan pada gear.

## B. Perhitungan Daya Motor
Setelah  mengetahui  besarnya  torsi  yang  dihasilkan  oleh motor  hidrolis,  maka  dilakukan  analisa  mengenai  daya  yang dihasilkan  oleh  motor  yang  terjadi  dalam  silinder.  Untuk mengetahui  nilai  daya  output  yang  dihasilkan  oleh  motor hidrolis.  Adapun  perhitungan  daya  motor  hidrolis  adalah dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Dimana, P = daya motor (kW) Q = Flowrate (L/m)
P  =  perubahan  tekanan  dari  inlet  menuju  outlet (MPa)
Contoh  perhitungan  untuk  flowrate  pada  sudut  20  derajat seperti di bawah ini.
Nilai  perbedaan  tekanan  diliat  dari  nilai  besaran  kontur
tekanan  pada  hasil  simulasi  yang  telah  dilakukan  di  setiap variasi.  variasi dilakukan mulai dari sudut 20°, 25°, 30°, 35°, dan  40°.  Sehingga  setelah  dihitunga  menggunakan  rumus diatas  didapatkan  nilai  daya  yang  dihasilkan  oleh  motor hidrolis adalah seperti yang tertera pada tabel dibawah ini.
Pada  grafik  diatas  menunjukkan  bahwa  kapasitan  dari minyak  sangat  berpengaruh  pada  daya  yang  dihasilkan. Semakin  besar  flowrate  maka  daya  yang  dihasilkan  akan semakin besar.

## C. Perhitungan nilai RPM motor
Selain  perhitungan  torsi  dan  daya,  maka  dilakukan perhitungan mengenai putaran dari gear motor hidrolis. Untuk dapat  diketahui  putaran  dari  motor  hidrolis,  maka  dilakukan dengan perhitungan sebagai berikut.
Dimana, N = putaran motor ( RPM ) P  = daya ( kW ) = torsi motor ( Nm ) Adapun  contoh  perhitungan  sebagai  berikut dengan contoh menggunakan variasi pada sudut 20 derajat.
Dari  hasil  di  atas,  dapat  diketahui  bahwa  nilai  putaran sangat  dipengaruhi  oleh  besar  sudut  yang  ada  pada  sistem. Semakin besar bentukan sudut maka akan semakin besar nilai putaran  dari  motor  hidrolis.  Dengan  adanya  bentukan  sudut yang  ada  maka  mempengaruhi  tekanan  dan  kecepatan  fluida yang  dihasilkan  sehingga  menyebabkan  putaran  pada  motor hidrolis menjadi lebih besar. Seperti yang terlihat pada grafik bahwa  nilai  putaran  motor  yang  pada  sudut  20°  adalah  1790 RPM  sedangkan  pada  sudut  40°  menjadi  lebih  besar  dengan nilai 1922 RPM.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah melakukan beberapa simulasi dan analisa, pada bab ini akan ditarik kesimpulan mengenai beberapa hal yang telah menjadi hasil dari simulasi pada bab sebelumnya.
Dengan  adanya  simulasi  yang  telah  dilakukan  diketahui daerah yang memiliki kontur tekanan yang paling tinggi adalah pada  bagian gear dimana telah terjadi tumbukan antara fluida dengan gear.
Setelah  dilakukan  simulai  dengan  variasi  sudut  20°,  25°, 30°, 35°, 40° diketahui bahwa nilai tekanan yang paling besar bernilai 54 bar terdapat pada sudut 40° sehingga berpengaruh terhadap torsi yang dihasilkan yaitu sebesar 36.63 Nm.
Setelah  dilakukan  simulai  dengan  variasi  sudut  20°,  25°, 30°, 35°, 40° diketahui bahwa nilai flow rate yang paling besar bernilai  1426.363  L/min    terdapat  pada  sudut  40°  sehingga berpengaruh  terhadap  daya  yang  dihasilkan  yaitu  sebesar 36.63 kW.
Setelah  dilakukan  simulai  dengan  variasi  sudut  20°,  25°, 30°,  35°,  40°  diketahui  bahwa  nilai  kecepatan  aliran  yang paling  besar  bernilai  3.038  m/s    terdapat  pada  sudut  40° sehingga  berpengaruh  terhadap  nilai  putaran  motor  yang dihasilkan yaitu sebesar  1922.185 RPM.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis ucapakan terima  kasih banyak kepada semua pihak yang turut serta membantu dalam proses pengerjaan penelitian ini, terutama kepada Ayah dan Ibu yang telah memberikan doa sehingga  terselesaikannya  Tugas  Akhir  ini.  Selain  itu  juga kepada  teman-teman  seperjuangan  saya  yaitu  tameng  09,  dan juga teman-teman PLH SIKLUS ITS yang ikut serta memberi motivasi untuk penyeleseian tugas akhir.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim.  14  Januari  2013. Ansys  Immersed  Solid  Method. Diakses  di <URL :
[2] http://www.ansys.com/Products/Simulation+Technology/Fluid+Dynami cs/Fluid+Dynamics+Products/ANSYS+CFX/Features/Immersed+Solid+ Method> pada tanggal 21 Oktober.
[3] Zeno. September 2013. Penerapan Sistem Transmisi Untuk Penerapan Energi Laut. Surabaya : ITS.
[4] Munawaroh,  Raudhotul. 2013. Kajian Eksperimen Gerakan Pendulum Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut  – Sistem Bandulan Pada Kondisi Uji On-shore dan Off-shore. Surabaya : ITS.
[5] Anonim.  21  Juli  2012. Flow  Over  Flat  Plate  on  Ansys. Diakses  di <URL  :http://www.cfd-online.com/Forums/cfx/105048-flow-over-flat- plate-immersed-solid.html> pada tanggal 7 november.