Artikel Terbaru

SIMULASI WAVE ENERGY CONVERTER DENGAN MODEL FLOATING POINT ABSORBER BUOY DI WILAYAH KELAUTAN INDONESIA

Oleh   Nurvita Aji [23819008]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Ir. Estiyanti Ekawati, M.T, Ph.D.;Iwan Prasetiyo, S.T., M.T., Ph.D.;Augie Widyotriatmo, S.T., M.T., Ph.D.;Dr. Irsyad Nashirul Haq, S.T., M.T.;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : FTI - Instrumentasi dan Kontrol
Fakultas : Fakultas Teknologi Industri (FTI)
Subjek :
Kata Kunci : Wave Energy Converter, WEC, WEC-Sim, energi terbarukan, simulasi gelombang
Sumber :
Staf Input/Edit : Irwan Sofiyan  
File : 1 file
Tanggal Input : 2021-09-28 08:55:17

Gelombang laut memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif. Densitas energi gelombang laut (2-3 kW/m2) lebih tinggi dari densitas energi surya (0,1-0,2 kW/m2) dan densitas energi angin (0,4-0,6 kW/m2). Di sisi lain, energi gelombang laut memiliki ketersedian sebesar 90% dalam domain waktu, sedangkan ketersediaan energi surya dan angin hanya sebesar 20-30%. Oleh karena itu, gelombang laut di Indonesia dianggap sebagai sumber energi terbarukan dan berkelanjutan. Hal ini diperkuat dengan fakta bahwa wilayah laut di Indonesia memiliki luas sekitar 81% dari total luas negara atau sekitar 7,9x106 km2, termasuk Zona Ekonomi Eksklusif (ZEE). Penelitian ini menjelaskan tentang simulasi konversi energi gelombang laut di Indonesia, khususnya di sepanjang pantai barat Sumatra, pantai selatan Jawa, dan perairan Bali menggunakan Wave Energy Converter Simulator (WEC-Sim). WECSim adalah sebuah simulator dengan kode open source yang ditulis dalam MATLAB/Simulink menggunakan multi-body dynamic solver. Simulator ini menggunakan persamaan Cummins untuk pemodelan dalam 6 derajat kebebasan. Floating-point absorber buoy RM3 dipilih sebagai model WEC untuk disimulasikan pada lima hotspot yang memiliki potensi energi gelombang tertinggi. Kelima lokasi tersebut adalah Pulau Pagai Selatan II (101,25oE-4,25oS), Pulau Enggano (102,25oE-5,5oS), Kota Cilacap (109,06oE-7,94oS), Kota Jember (113,68oE-8,56oS), dan Pulau Bali (115oE-8,75oS). RM3 terdiri dari dua komponen utama, yaitu sebuah float (pelampung) dan sebuah spar/plate (tiang/pelat), yang digabungkan ke sebuah kolom pusat. Modifikasi massa dan momen inersia pada float dan spar/plate dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap daya elektrikal yang dihasilkan. Dalam simulasi ini, spektrum Pierson-Moskowitz (PM) digunakan untuk memodelkan gelombang ireguler. Mekanisme PTO pada WEC disimulasikan sebagai sebuah sistem hidrolik. Gaya PTO hidrolik dipengaruhi oleh gaya total dari float dan spar/plate WEC. Berdasarkan simulasi, PTO hidrolik menghasilkan interval gaya PTO antara -0,2 hingga 0,2 MN di lima lokasi terpilih. Simulasi dilakukan selama 400 detik dan time step 0,01 detik dengan parameter significant wave height dan periode gelombang yang telah ditentukan sebelumnya berdasarkan lokasi terpilih. Daya serap rata-rata perangkat WEC berada pada kisaran 21,13 hingga 26,18 kW. Sedangkan kisaran daya mekanik rata-rata adalah 17,02 – 21,53 kW, dan kisaran daya elektrik rata – rata adalah 14,10 – 18,13 kW. Nilai rata-rata daya elektrikal yang dihasilkan selama simulasi adalah 15,85; 15,53; 18.13; 14,10; 15,69 kilowatt (kW) atau setara dengan energi elektrikal 129,34; 126,71; 147,96; 115,09; 128,02 megawatt hour (MWh) per tahun untuk Pulau Pagai Selatan II, Pulau Enggano, Kota Cilacap, Kota Jember, dan Pulau Bali. Berdasarkan laporan Dewan Energi Nasional (DEN) Indonesia, kebutuhan listrik per kapita pada tahun 2018 sebesar 964 kWh per tahun. Artinya, satu unit buoy RM3 dapat menyediakan listrik untuk 119 hingga 153 individu. Penambahan massa dan momen inersia sebesar 25% pada float dan pengurangan sebesar 0.75% pada spar/plate dapat meningkatkan daya elektrikal rata-rata sebesar 11,65% - 12,48%. Modifikasi ini terbukti dapat meningkatkan energi elektrikal per tahun menjadi 129,46 MWh - 165,19 MWh atau setara dengan kebutuhan listrik untuk 134 hingga 171 individu. Lokasi perangkat WEC yang menghasilkan daya listrik rata-rata terbesar adalah Cilacap, dengan nilai significant wave height tertinggi. Sebaliknya, Jember yang menghasilkan daya listrik rata-rata paling kecil memiliki nilai significant wave height paling rendah. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa significant wave height merupakan parameter penting untuk menentukan daya keluaran dari energi gelombang laut. Oleh karena itu, wilayah kelautan Indonesia memiliki potensi besar yang menjanjikan sebagai lokasi implementasi perangkat WEC di masa depan.