Top Banner
LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA ENERGI LISTRIK TENAGA OMBAK Oleh : Ir. Soebyakto, MT. M. Agus Shidiq, ST, MT. FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL TAHUN 2012
41

LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

Oct 16, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

LAPORAN PENELITIAN

DOSEN MUDA

ENERGI LISTRIK TENAGA OMBAK

Oleh

Ir Soebyakto MT

M Agus Shidiq ST MT

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL

TAHUN 2012

ii

HALAMAN PENGESAHAN

1 Judul Penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak

2 Bidang Penelitian Rekayasa

3 Ketua Peneliti

a Nama Lengkap Ir Soebyakto MT

b Jelis Kelamin Laki-laki

c NIPY -

d Disiplin Ilmu Konversi Energi

e PangkatGolongan Penata Muda IIIa

f Jabatan Asisten Ahli

g FakultasJurusan Teknik Teknik Mesin

h Alamat Kantor Jl Halmahera Km 1 Kota Tegal

i TlpFaksE-mail (0283) 342519

j Alamat Rumah Jl Cucut Rt 3 Rw 1 No 18 Kalisapu-Slawi 52416

k TlpFaksE-mail 08156924106 soebyaktogmailcom

4 Jml Anggota Peneliti 1 Orang

a Nama Anggota I M Agus Shidiq ST MT

b Nama Anggota II -

5 Lokasi Penelitian Pantai Tegal

6 Jml biaya yg digunakan Rp 230000000

iii

ABSTRAK

Energi ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial

Gelombang laut (ombak) adalah gerakan naik turun permukaan air laut yang

secara teratur memperlihatkan bagian-bagian yang tinggi sebagai puncak dan

yang rendah sebagai lembah yang bergerak pada arah tertentu Gelombang yang

diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati pantai di

perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya berkurang

(lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang dimaksud

perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

Tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik untuk

mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak berdiri

yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu aliran

air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda itu

akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi

Alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) ditempatkan di dekat

pemecah ombak Data ombak yang diperoleh yakni frekuensi ombak rata-rata f =

102 rpm kecepatan ombak rata-rata v = 15 cms amplitudo ombak rata-rata R

= 138 cm periode ombak rata-rata T = 62 detik dan daya ombak rata-rata P =

154 Watt Data-data ini dapat menggerakkan alat PLTO yang dibuat akan tetapi

karena periode waktu datang ombak ke ombak berikutnya terlalu lama Hal ini

menyebabkan alat PLTO tidak berfungsi dengan baik karena secara mekanik

dapat berputar tetapi putaran akan berhenti disebabkan terlalu lama menunggu

ombak yang datang berikutnya

Alat PLTO akan berfungsi dengan baik apabila data ketinggian dan

periode ombak cukup baik untuk memutar dinamo yang berkisar 1000 ndash 1500

rpm Energi listrik tenaga ombak dapat diperoleh

Kata Kunci Tenaga Ombak PLTO Energi Listrik

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan

Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan

ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu

menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini

berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo

Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri

Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian

Kami mengucapkan terima kasih kepada

1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya

mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal

2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang

telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota

Tegal

3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah

memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di

pantai Kota Tegal

4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal

yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini

Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi

pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa

mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna

maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya

Tegal Juli 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

ABSTRAK iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI v

BAB 1 PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Permasalahan 1

13 Batasan Masalah 2

14 Tujuan 2

15 Manfaat 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum

di Pantai Sumatra Barat 4

23 Energi Ombak 5

24 Daya Ombak 7

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8

BAB 3 METODE PENELITIAN 10

31 Tempat dan Waktu Penelitian 10

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10

33 Teknik Pengumpulan Data 10

34 Pengolahan Data 10

BAB 4 HASIL PENELITIAN 14

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15

vi

43 Pengukuran Parameter Ombak 16

44 Hasil Penelitian Ombak 19

BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20

51 Frekuensi Ombak 20

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21

53 Daya Ombak 24

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27

61 Kesimpulan 27

62 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 2: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

ii

HALAMAN PENGESAHAN

1 Judul Penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak

2 Bidang Penelitian Rekayasa

3 Ketua Peneliti

a Nama Lengkap Ir Soebyakto MT

b Jelis Kelamin Laki-laki

c NIPY -

d Disiplin Ilmu Konversi Energi

e PangkatGolongan Penata Muda IIIa

f Jabatan Asisten Ahli

g FakultasJurusan Teknik Teknik Mesin

h Alamat Kantor Jl Halmahera Km 1 Kota Tegal

i TlpFaksE-mail (0283) 342519

j Alamat Rumah Jl Cucut Rt 3 Rw 1 No 18 Kalisapu-Slawi 52416

k TlpFaksE-mail 08156924106 soebyaktogmailcom

4 Jml Anggota Peneliti 1 Orang

a Nama Anggota I M Agus Shidiq ST MT

b Nama Anggota II -

5 Lokasi Penelitian Pantai Tegal

6 Jml biaya yg digunakan Rp 230000000

iii

ABSTRAK

Energi ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial

Gelombang laut (ombak) adalah gerakan naik turun permukaan air laut yang

secara teratur memperlihatkan bagian-bagian yang tinggi sebagai puncak dan

yang rendah sebagai lembah yang bergerak pada arah tertentu Gelombang yang

diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati pantai di

perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya berkurang

(lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang dimaksud

perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

Tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik untuk

mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak berdiri

yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu aliran

air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda itu

akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi

Alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) ditempatkan di dekat

pemecah ombak Data ombak yang diperoleh yakni frekuensi ombak rata-rata f =

102 rpm kecepatan ombak rata-rata v = 15 cms amplitudo ombak rata-rata R

= 138 cm periode ombak rata-rata T = 62 detik dan daya ombak rata-rata P =

154 Watt Data-data ini dapat menggerakkan alat PLTO yang dibuat akan tetapi

karena periode waktu datang ombak ke ombak berikutnya terlalu lama Hal ini

menyebabkan alat PLTO tidak berfungsi dengan baik karena secara mekanik

dapat berputar tetapi putaran akan berhenti disebabkan terlalu lama menunggu

ombak yang datang berikutnya

Alat PLTO akan berfungsi dengan baik apabila data ketinggian dan

periode ombak cukup baik untuk memutar dinamo yang berkisar 1000 ndash 1500

rpm Energi listrik tenaga ombak dapat diperoleh

Kata Kunci Tenaga Ombak PLTO Energi Listrik

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan

Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan

ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu

menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini

berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo

Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri

Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian

Kami mengucapkan terima kasih kepada

1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya

mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal

2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang

telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota

Tegal

3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah

memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di

pantai Kota Tegal

4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal

yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini

Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi

pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa

mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna

maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya

Tegal Juli 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

ABSTRAK iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI v

BAB 1 PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Permasalahan 1

13 Batasan Masalah 2

14 Tujuan 2

15 Manfaat 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum

di Pantai Sumatra Barat 4

23 Energi Ombak 5

24 Daya Ombak 7

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8

BAB 3 METODE PENELITIAN 10

31 Tempat dan Waktu Penelitian 10

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10

33 Teknik Pengumpulan Data 10

34 Pengolahan Data 10

BAB 4 HASIL PENELITIAN 14

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15

vi

43 Pengukuran Parameter Ombak 16

44 Hasil Penelitian Ombak 19

BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20

51 Frekuensi Ombak 20

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21

53 Daya Ombak 24

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27

61 Kesimpulan 27

62 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 3: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

iii

ABSTRAK

Energi ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial

Gelombang laut (ombak) adalah gerakan naik turun permukaan air laut yang

secara teratur memperlihatkan bagian-bagian yang tinggi sebagai puncak dan

yang rendah sebagai lembah yang bergerak pada arah tertentu Gelombang yang

diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati pantai di

perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya berkurang

(lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang dimaksud

perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

Tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik untuk

mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak berdiri

yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu aliran

air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda itu

akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi

Alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) ditempatkan di dekat

pemecah ombak Data ombak yang diperoleh yakni frekuensi ombak rata-rata f =

102 rpm kecepatan ombak rata-rata v = 15 cms amplitudo ombak rata-rata R

= 138 cm periode ombak rata-rata T = 62 detik dan daya ombak rata-rata P =

154 Watt Data-data ini dapat menggerakkan alat PLTO yang dibuat akan tetapi

karena periode waktu datang ombak ke ombak berikutnya terlalu lama Hal ini

menyebabkan alat PLTO tidak berfungsi dengan baik karena secara mekanik

dapat berputar tetapi putaran akan berhenti disebabkan terlalu lama menunggu

ombak yang datang berikutnya

Alat PLTO akan berfungsi dengan baik apabila data ketinggian dan

periode ombak cukup baik untuk memutar dinamo yang berkisar 1000 ndash 1500

rpm Energi listrik tenaga ombak dapat diperoleh

Kata Kunci Tenaga Ombak PLTO Energi Listrik

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan

Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan

ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu

menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini

berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo

Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri

Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian

Kami mengucapkan terima kasih kepada

1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya

mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal

2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang

telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota

Tegal

3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah

memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di

pantai Kota Tegal

4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal

yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini

Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi

pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa

mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna

maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya

Tegal Juli 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

ABSTRAK iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI v

BAB 1 PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Permasalahan 1

13 Batasan Masalah 2

14 Tujuan 2

15 Manfaat 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum

di Pantai Sumatra Barat 4

23 Energi Ombak 5

24 Daya Ombak 7

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8

BAB 3 METODE PENELITIAN 10

31 Tempat dan Waktu Penelitian 10

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10

33 Teknik Pengumpulan Data 10

34 Pengolahan Data 10

BAB 4 HASIL PENELITIAN 14

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15

vi

43 Pengukuran Parameter Ombak 16

44 Hasil Penelitian Ombak 19

BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20

51 Frekuensi Ombak 20

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21

53 Daya Ombak 24

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27

61 Kesimpulan 27

62 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 4: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas Rahmat dan

Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan penelitian Laporan

ini merupakan serangkaian penelitian dan analisa sehingga diharapkan mampu

menghasilkan suatu hasil penelitian dalam bidang yang terkait Penelitian ini

berjudul ldquoEnergi Listrik Tenaga Ombakrdquo

Penelitian ini merupakan salah satu tugas Dosen dalam menjalankan Tri

Darma Perguruan Tinggi mengajar pengabdian masyarakat dan penelitian

Kami mengucapkan terima kasih kepada

1 Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang atas kewenangannya

mengijinkan penelitian tentang pasang surut air laut pantai Kota Tegal

2 Kepala Penelitian dan Pengembangan Universitas Pancasakti Tegal yang

telah menyetujui diadakannya penelitian pasang surut air laut pantai Kota

Tegal

3 Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal yang telah

memberikan kesempatan penelitian Energi Listrik Tenaga Ombak di

pantai Kota Tegal

4 Para Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal

yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan penelitian ini

Semoga laporan penelitian yang dilaksanakan ini bermanfaat bagi

pembaca dan juga bermanfaat bagi perkembangan ilmu Teknik di masa

mendatang Penulis sadar bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna

maka penulis mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan laporan selanjutnya

Tegal Juli 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

ABSTRAK iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI v

BAB 1 PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Permasalahan 1

13 Batasan Masalah 2

14 Tujuan 2

15 Manfaat 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum

di Pantai Sumatra Barat 4

23 Energi Ombak 5

24 Daya Ombak 7

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8

BAB 3 METODE PENELITIAN 10

31 Tempat dan Waktu Penelitian 10

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10

33 Teknik Pengumpulan Data 10

34 Pengolahan Data 10

BAB 4 HASIL PENELITIAN 14

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15

vi

43 Pengukuran Parameter Ombak 16

44 Hasil Penelitian Ombak 19

BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20

51 Frekuensi Ombak 20

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21

53 Daya Ombak 24

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27

61 Kesimpulan 27

62 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 5: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

ABSTRAK iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI v

BAB 1 PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Permasalahan 1

13 Batasan Masalah 2

14 Tujuan 2

15 Manfaat 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang 4

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum

di Pantai Sumatra Barat 4

23 Energi Ombak 5

24 Daya Ombak 7

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik 8

BAB 3 METODE PENELITIAN 10

31 Tempat dan Waktu Penelitian 10

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 10

33 Teknik Pengumpulan Data 10

34 Pengolahan Data 10

BAB 4 HASIL PENELITIAN 14

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak 14

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak 15

vi

43 Pengukuran Parameter Ombak 16

44 Hasil Penelitian Ombak 19

BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20

51 Frekuensi Ombak 20

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21

53 Daya Ombak 24

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27

61 Kesimpulan 27

62 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 6: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

vi

43 Pengukuran Parameter Ombak 16

44 Hasil Penelitian Ombak 19

BAB 5 ANALISA HASIL PENELITIAN 20

51 Frekuensi Ombak 20

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak 21

53 Daya Ombak 24

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat 25

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 27

61 Kesimpulan 27

62 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL 30

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN 32

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 7: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

1

BAB 1

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Sudah banyak pemikiran untuk mempelajari kemungkinan pemanfaatan

energi yang tersimpan dalam ombak laut Berdasarkan hasil pengamatan yang

ada deretan ombak (gelombang) yang terdapat di sekitar pantai mempunyai daya

ombak yang dapat dikonversikan ke daya listrik Ada beberapa pilihan untuk

menghasilkan daya tersebut pertama menggunakan teknik koil yang bergerak

naik turun tetapi bisa juga dengan teknik batang magnet yang bergerak naik

turun Pilihan kedua dengan menggunakan pelampung penempatan koil dan

batang magnet bisa juga ditempatkan di dasar atau di permukaan laut Energi

ombak dapat berupa energi kinetik dan energi potensial Gelombang laut adalah

gerakan naik turun permukaan air laut yang secara teratur memperlihatkan bagian-

bagian yang tinggi sebagai puncak dan yang rendah sebagai lembah yang bergerak

pada arah tertentu Bila gelombang mencapai suatu pantai maka massa air laut

akan menghempas atau memukul ke pantai atau daratan Gelombang di

permukaan laut adalah hasil dari intraksi antara massa air laut dengan massa udara

di atasnya Gelombang laut yang dominan adalah yang terjadi karena tiupan

angin Gerakan naik turunnya air laut di laut lepas dan gerakan air laut memukul

ke pantai dapat dikonversikan menjadi energi listrik Secara gerakan air laut yang

naik turun itu dipakai untuk menggerakkan suatu tuas naik turun atau untuk

menggerakkan suatu pompa atau untuk menekan kolom udara untuk

menggerakkan baling-baling Prinsipnya adalah mengkonversi gerak mekanik

menjadi energi listrik

12 Permasalahan

(1) Bagaimana energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal Energi ombak yang mana yang

kuat yang vertikal atau yang horizontal

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 8: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

2

(3) Bagaimana cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul

yang mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal atau gerak

lateral (horizontal)

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Apakah energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik)

dan energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

13 Batasan Masalah

Gelombang yang merambat akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-

beda pada tiap titik muka gelombang karena pengaruh kedalaman perairan

gelombang yang diamati dalam penelitian ini adalah gelombang yang mendekati

pantai di perairan dangkal Gelombang yang mendekati pantai kecepatannya

berkurang (lamban) dibandingkan dengan gelombang yang jauh dari pantai Yang

dimaksud perairan dangkal adalah perbandingan kedalaman laut dengan panjang

gelombang laut lebih kecil dari pada seperduapuluh ( 20

1

h)

14 Tujuan

1 Untuk mendapatkan energi listrik dari tenaga ombak

2 Untuk mendapatkan besaran energi yang terjadi karena gerak ombak

(energi kinetik) dan energi yang terjadi karena ketinggian ombak (energi

potensial)

3 Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik

15 Manfaat

Penelitian energi listrik tenaga ombak diharapkan dapat memberikan

manfaat

1 untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik bagaimana daya listrik

tenaga ombak dapat dihasilkan

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 9: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

3

2 Pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) dapat memberikan penerangan

di sekitar pantai

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 10: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

21 Mengapung di Atas Muka Gelombang (Heave Rider)

Watanabe T (1993) menulis bahwa pemanfaatan tenaga ombak adalah

termasuk salah satu impian yang panjang bagi anggota kelompok MIT Muroran

pimpinan Hideo Kondo di Hokkaido dalam mengembangkan sistem pendulor

selama 15 tahun Prinsipnya adalah menjalankan generator dari gerakan bandul

atau pendulum yang dieksitasi oleh aliran air horizontal di bawah ombak tegak

(gelombang berdiri) Gerakan ayun pendulum diubah ke dalam gerakan putar pada

poros namun luarannya sangat berfluktuasi Dengan menambah akumulator hal

demikian itu dapat mempengaruhi ratio penyerapan yang juga berarti

memperbaiki sistem Watanabe selanjutnya memanfaatkan catatan Prof Hideo

Kondo bahwa tempat di depan pemecah ombak (break water) adalah amat baik

untuk mengekstraksi tenaga ombak yakni pada sisi titik simpul terjadinya ombak

berdiri yang dapat menghasilkan gerakan bolak-balik sepanjang langkah tertentu

aliran air Jika suatu benda yang dapat bergerak bebas ditempatkan di sana benda

itu akan dirangsang bergerak secara efektif oleh aliran tadi Teknik bandul atau

pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo Kondo dari MIT di

Hokkaido

22 Penerapan Teknik Bandul atau Pendulum di Pantai Sumatra Barat

Teknik bandul atau pendulum yang dikembangkan oleh kelompok Hideo

Kondo dari MIT di Hokkaido telah diuji coba di pantai Sumatra Barat oleh

Zamrisyaf seorang volunteer pensiunan karyawan PLN (Liputan Siang SCTV

Jakarta 28-12-2003) Temuan ini yang akhirnya diberi nama Pembangkit Listrik

Tenaga Gelombang Laut Sistem Bandulan (PLTGL-SB) itu akan bergerak

mengikuti arus gelombang Ini membuat bandul yang digantung di alat tersebut

selalu bergerak sesuai dengan alur gelombang Gerakan bandul yang terus-

menerus tersebut menggerak pompa hidraulik tipe silinder sehingga memompa

fluida dari resevoir ke motor hidrolik Setelah distabilkan di tabung acumalator

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 11: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

5

selanjutnya tekanan fluida menggerakkan motor hidrolik yang langsung memutar

dinamo untuk mengeluarkan energi listrik Dalam suatu uji coba di Pantai Padang

Desember 2003 perangkat kerasnya berupa perahu atau ponton Di atas ponton

ada tiang besi tempat bandulan (mirip bandulan jam dinding) dengan ayunan

bandul 30 derajat Sumbu pada lengan bandulan disatukan dengan roda freewheel

bak roda sepeda Untuk mendatangkan kelipatan kecepatan freewheel

dihubungkan dengan rantai ke roda transmisi lalu dirangkai dengan freewheel ke

satu atau dua roda gila untuk selanjutnya dihubungkan ke dinamo yang akan

memproduksi listrik Model PLTGL itu lalu diletakkan di bibir pantai Dalam uji

coba tersebut PLTGL model Zamrisyaf mampu menghasilkan daya listrik tiga

kilowatt dan menerangi 20 rumah di desa nelayan Dia memberikan hitungan

untuk areal lautan dengan luas 1 kilometer persegi energi gelombang laut dapat

menghasilkan daya listrik sekitar 20 megawatt (Mw) Jumlah ini sama dengan

kekurangan daya listrik di Sumbar saat Investasinya Rp20 juta per kilowatt (Kw)

atau total Rp400 miliar dan sanggup menerangi 40000 rumah

23 Energi Ombak

Proses gelombang disebabkan adanya energi kinetik dan energi potensial

Jika gangguan kedalaman air h elevasi lokal y dan kerapatan uniform energy

potensial dari suatu kolom horizontal dengan satuan luas sepanjang muka

gelombang dan pertambahan luas dx sepanjang orthogonal diberikan

dxyhgdxyhyhg 2)(2)()( 2

dxyghhgdxyhg )2()(2

1 222

12

LL

dxygghLLghdxyghhg0

22

12

0

2122

21 )2(

Jika tidak ada gangguan kedalaman air h=0 dan y = A cos kx maka rata-rata

energi potensial tiap satuan luas daerah yang diberikan terhadap gelombang

L

p dxygL

E0

2

2

1

= frac14 ga2

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 12: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

6

Rata-rata yang melewati panjang gelombang dari energi kinetik tiap satuan

luas permukaan dapat diperoleh

dzdxwuL

E

L h

h

k 2

0

22

Untuk gelombang sinusoidal dengan amplitude kecil dibuat pendekatan y = 0

komponen kecepatan u dan w pada persamaan

)cos()cosh(

)](cosh[tkx

kh

hzkau

)sin()cosh(

)(sinh[tkx

kh

hzkaw

Dimana

)tanh(2 khgk

)coth(4

2

khk

aLEk

2

2

4

gk

k

aL

=

2

24

1

Lga

12

L

24

1 gaEk

Total energy tiap satuan luas permukaan

24

124

1 gagaEEE kp

22

1 gaE

Dimana H = 2a

Kepadatan energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung

pada kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang sama

dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 13: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

7

24 Daya Ombak

Untuk proses kecepatan group gelombang daya per meter dari muka

gelombang

gg vgHvEP 28

1

Untuk gelombang Airy pada perairan dalam perbandingan kedalaman dengan

panjang gelombang laut 2

1

h maka

22

321 HTgP

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang laut

20

1

h maka

vgHP 2

81

Dari gambar 21 dapat dihitung gaya ke atas (gaya apung) dan gaya berat

Gaya ke Atas

119865119860 = 1198653 = 120588119888 119881119888 119892

Berdasarkan hukum Hooke untuk gerak osilasi

1198653 = 119896 119884

119896 = 119898 1205962

120596 = 2120587119891

f = frekuensi osilasi (Hz)

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 14: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

8

k = konstanta gaya osilasi (Nm)

Y = simpangan osilasi (m)

Gaya berat

F1 = W = mg

Gambar 22 Gaya-gaya yang bekerja pada lengan momen

sum 120591119900 = 0

120591119900 = momen gaya (torsi) pada titik 0 (Nm)

1198651 1198711 = 1198654 1198712

1198654 =1198651 1198711

1198712

25 Konversi Daya Ombak ke Daya Listrik

Gaya Apung ( FA )

FA = Wu ndash Wa

FA = cVcg

Wu = berat beban apung di udara (N)

Wa = berat beban apung di air (N)

c = Massa jenis air (kgm3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

Gaya Berat (W)

W = mg

m = massa beban apung (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (ms2)

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 15: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

9

Untuk mendapatkan daya dapat diperoleh dari gaya apung kali kecepatan

ombak Untuk mendapatkan daya dapat juga dihasilkan dari gaya berat kali

kecepatan ombak Dari data ini kita dapat memperhitungkan daya dinamo

penghasil listrik yang sesuai dan akan digunakan dalam penelitian ini

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 16: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

10

BAB 3

METODE PENELITIAN

31 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO)

dilaksanakan di Slawi Kabupaten Tegal Waktu penelitian pembuatan alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) pada siang hari antara jam 0900 ndash

1200 WIB dan sore hari jam 1500 ndash 1630 dimulai sejak bulan Januari 2012

sampai Juni 2012 Penelitian untuk mendapatkan data ombak pantai laut Kota

Tegal pada bulan Juni ndash Juli 2010 dan pada hari Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam

1425 ndash 1530

32 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Pembangkit listrik tenaga ombak metode gerak harmonik Prinsip metode ini

dengan memanfaatkan gerak osilasi benda yang mempunyai massa jenis

beban lebih kecil dibandingkan massa jenis air laut atau massa jenis beban

sama dengan massa jenis air laut diletakkan pada puncak ombak Osilasi

ombak akan menggerakkan lengan momen naik-turun dan dilanjutkan

menggerakkan dinamo penghasil listrik

33 Teknik Pengumpulan Data

Data penelitian ombak diperoleh dengan cara pengukuran langsung di Pantai

Alam Indah Kota Tegal di sekitar pemecah gelombang Data didapat secara

bertahap meliputi tinggi ombak banyaknya ombak untuk selang waktu

tertentu

34 Pengolahan Data

Pengambilan sample data dari banyak data atau beberapa data parameter yang

diperoleh dari perairan laut diolah menggunakan metode regresi linier untuk

mendapatkan satu data contoh (sample) ombak

Dengan menggunakan persamaan

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 17: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

11

119891 =119899

119905 (31)

Dimana n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak mengenai tiang pancang (s)

119891 = frekuensi ombak (Hz)

Merubah satuan Hertz (Hz) menjadi Rotation Per Menitues (RPM)

1 detik = 1

60 menit

119891 = 119899

119905 119909 60 rpm (32)

Menentukan kecepatan ombak pada satu titik kita sebut kecepatan verikal

119907 = 2120587119891119867 (33)

119867 = 119867119898119886119896119904 minus 119867119898119894119899 (34)

dimana v = kecepatan ombak (ms)

f = frekuensi ombak (Hz)

H = ketinggian ombak (m)

119867119898119886119896119904 = ketinggian puncak gelombang (m)

119867119898119894119899 = ketinggian lembah gelombang (m)

Data Ombak 11umeric11 data yang diperlukan yaitu frekuensi ombak (f) dan

ketinggian ombak (H)

t

nf n = ft (35)

y = mx y = n m = f x = t

Dalam regresi linier spesifikasi model adalah bahwa 11umeric11

dependen yi adalah kombinasi linear dari parameter (tapi tidak perlu linear dalam

11umeric11 independen) Misalnya dalam regresi linier sederhana untuk data n

pemodelan 11umeric11 satu 11umeric11 bebas xi dan dua parameter β0 dan β1

Garis lurus (36)

Dalam regresi linier berganda ada beberapa 11umeric11 independen atau fungsi

dari 11umeric11 independen Misalnya menambahkan istilah dalam xi2 ke regresi

sebelumnya memberikan

Parabola (37)

Ini masih regresi linier walaupun ekspresi pada sisi kanan adalah kuadrat dalam

11umeric11 independen xi itu adalah linier dalam parameter β0 β1 dan β2 Dalam

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 18: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

12

kedua kasus merupakan istilah kesalahan dan subskrip indeks i pengamatan

tertentu Diberi sampel acak dari populasi kami memperkirakan parameter-

parameter populasi dan mendapatkan sampel model regresi linier

(38)

Istilah ei adalah sisa Salah satu metode estimasi yang biasa

kuadrat terkecil Sum of squared residuals SSE Metode ini mendapatkan

estimasi parameter yang meminimalkan jumlah kuadrat residual SSE

(39)

Minimisasi hasil fungsi ini dalam satu set persamaan normal satu set persamaan

linier simultan di parameter yang dipecahkan untuk menghasilkan penduga

parameter

Gambar 31 Sebaran data pada regresi linear (18)

Ilustrasi regresi linier pada data

Dalam kasus regresi sederhana rumus untuk estimasi kuadrat terkecil adalah

(310)

adalah mean (rata-rata) dari nilai-nilai x dan adalah mean dari nilai y Lihat

kuadrat terkecil linier untuk turunan dari rumus dan contoh 12umeric

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 19: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

13

Berdasarkan asumsi bahwa istilah kesalahan populasi memiliki varians konstan

estimasi varians yang diberikan oleh

(311)

Ini disebut mean square error (MSE) dari regresi Standard error dari estimasi

parameter yang diberikan oleh

(312)

(313)

Berdasarkan asumsi lebih lanjut bahwa istilah kesalahan populasi terdistribusi

normal peneliti dapat menggunakan standar kesalahan ini diperkirakan membuat

interval keyakinan dan melakukan tes hipotesis tentang parameter populasi

Persamaan yang kita tinjau adalah

y = mx m = 1

Data y dan x pada Lampiran

Koefisien korelasi diperoleh dari persamaan

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr

(314)

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 20: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

14

BAB 4

HASIL PENELITIAN

41 Pembuatan Alat Ukur Parameter Ombak

Gambar 41 Alat Ukur Ketinggian Ombak yang dihubungkan dengan Alat

Konversi Energi Ombak ke Energi Mekanik

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung B 17

2 Kawat Penunjuk Ukuran P

3 Lengan Pengungkit 1 L1

4 Meteran M

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Kriwil 009

12 Dinamo

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 21: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

15

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B kawat penunjuk ukuran P

ikut naik skala pada meteran dapat terbaca

(2) Ombak datang naik turun beban pelampung B dan kawat penunjuk ukuran

P ikut naik turun Data diambil pada saat pelampung B naik berapa nilai

skalanya dan pada saat pelampung B turun berapa nilai skalanya Selisih

nilai skala pada saat naik dan turun beban pelampung B merupakan

ketinggian ombak (H)

(3) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(4) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(5) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(6) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

42 Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

Gambar 42 Alat Konversi Tenaga Ombak ke Energi Listrik

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 22: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

16

Data Kode Alat

No Nama Alat Kode M (kg) D (m) R (m) L (m)

1 Beban Pelampung M 22 038 019

3 Lengan Pengungkit 1 L1

5 Katrol K

6 Lengan Pengungkit 2 L2

7 Roda Gigi 1 R1 018 09

8 Roda Gigi 2 R2 032 016

9 Roda gigi 3 R3 005 0025

10 Penyeimbang Beban D 064

11 Dinamo

Cara Kerja Alat

(1) Ombak datang menaikkan beban pelampung B dan pengungkit lengan L1

karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 turun menggerakkan

roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi kriwil yang dipasang

ditengan roda gigi R2 dan tidak mengerakkan roda gigi dinamo R3

(2) Ombak datang menurunkan beban pelampung B dan pengungkit lengan

L1 karena ada penumpu katrol pengungkit lengan L2 naik

menggerakkan roda gigi R1 dilanjutkan mengerakkan roda gigi R2 dan

roda gigi dinamo R3

(3) Ombak datang naik turun menggerakkan roda gigi R1 karena ada roda

gigi kriwil ditengah roda gigi R2 maka putaran roda gigi R2 searah

mengerakkan roda gigi dinamo R3 dan menghasilkan energi listrik

(4) Fungsi penyeimbang beban D adalah meringankan putaran roda gigi 2

43 Pengukuran Parameter Ombak

Untuk periran dangkal perbandingan kedalaman dengan panjang gelombang

laut 20

1

h maka

vgHP 2

81

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 23: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

17

Parameter ombak yang diperlukan dalam penelitian ini adalah h (kedalaman

dimana ombak berada) (panjang gelombang ombak) H ( beda tinggi ombak

maksimum dan minimum atau dua amplitudo ombak) t ( lamanya ombak

menjalar dari dua titik pengamatan) L (jarak titik pengamatan) (massa jenis

air laut) dan g (percepatan gravitasi permukaan air laut)

1) Pengukuran L t dan h

Gambar 43 Lokasi pengukuran di pantai laut dengan ketentuan 20

1

h

Ombak yang datang di tiang pancang B diamati sampai ke tiang pancang

A didapat data t (waktu tempuh ombak dari B ke A) Jarak L diukur dari

tiang pancang A ke tiang pancang B Kedalaman h diukur dari dasar

pantai ke permukaan laut

2) Pengukuran H dan

Gambar 44 Pengukuran ketinggian ombak H dan panjang gelombang

Pengukuran parameter H (ketinggian ombak) dilakukan dengan cara

mencatat tinggi maksimum gelombang datang dan tinggi minimum

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 24: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

18

gelombang laut (ombak) pada tiang pancang B Panjang gelombang laut

ditentukan dengan mengukur jarak penjalaran gelombang dari titik tiang

pancang B ke titik tiang pancang A serta menghitung banyaknya ombak

(n) antara dua titik tiang pancang A dan B

L = n

n

L

Dimana L = jarak tempuh ombak dari B ke A (m)

n = banyaknya ombak

= panjang gelombang ombak (m)

3) Pengukuran v

Pengukuran laju ombak (v) ada dua jenis yaitu laju ombak secara vertikal

dan laju ombak secara horizontal Laju ombak secara vertikal dilakukan

dengan mencatat banyaknya ombak pada selang waktu tertentu dan

amplitudo ombaknya pada satu titik tiang pancang Laju ombak secara

horizontal dengan mengukur banyaknya ombak pada selang waktu tertentu

dan amplitudonya pada dua titik tiang pancang Untuk perairan dangkal

kecepatan gelombang dapat juga diperoleh dengan mengukur h

(kedalaman perairan laut dimana gelombang menjalar) Kecepatan ombak

dihitung dengan menggunakan persamaan v = gh dimana g adalah

percepatan gravitasi bumi

4) Pengukuran Energi Ombak dan Daya Ombak

Energi (per satuan luas) dari gelombang sinusoidal tergantung pada

kerapatan ρ percepatan gravitasi g dan ketinggian gelombang H (yang

sama dengan dua kali amplitudo a)

119864 = 1

81205881198921198672 =

1

21205881198921198862

Untuk periran dangkal perbandingan h (kedalaman) dengan (panjang

gelombang laut) 20

1

h maka daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 25: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

19

44 Hasil Penelitian Ombak

Hasil pengamatan penelitian ombak di pantai laut Kota Tegal pada hari

Jumrsquoat 13 Juli 2012 jam 1425 ndash 1530 didapat

Tabel 41 Data Frekuensi Ketinggian dan Kecepatan Ombak

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v

(ms) n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin

(cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Frekuensi ombak (f) = 017 Hz artinya 017 x 60 = 102 rpm banyaknya ombak

10 dalam satu menitnya Kecepatan rata-rata = 015 ms = 15 cms artinya setelah

jarak ombak 15 cm terhadap ombak berikutnya dalam satu detik baru ada ombak

lagi

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 26: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

20

BAB 5

ANALISA HASIL PENELITIAN

51 Frekuensi Ombak

a) Grafik Frekuensi Ombak

Gambar 51 Grafik Frekuensi Ombak Pantai Laut Tegal

b) Deviasi Standar Frekuensi Ombak

Tabel 51 Parameter Deviasi standar Frekuensi Ombak

No x = f |xi - xm| |xi - xm|2

1 024 00690457 0004767

2 015 00189786 000036

3 025 00744445 0005542

4 017 00042876 184E-05

5 016 016 00256

6 013 01296296 0016804

7 013 01322314 0017485

8 014 01417323 0020088

017 0010688

00

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15 20

n

t (detik)

Frekuensi Ombak

tfnt

nf n = banyaknya ombak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 27: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

21

Nilai Kecermatan = 100 - 100)(f

= 771

c) Koefisien korelasi (r)

Tabel 52 Parameter Koefisien Korelasi Frekuensi Ombak

No

1 477 5125 22741 26265625 24440

2 398 6125 15830 37515625 24370

3 401 3125 16070 9765625 12527

4 127 1125 1610 1265625 1427

5 23 0875 53 0765625 202

6 353 2875 12470 8265625 10152

7 483 4875 23341 23765625 23552

8 543 6875 29498 47265625 37340

2805 310 121614 1549 13401

22 )()(

))((

yyxx

yyxxr 098

52 Ketinggian Periode dan Kecepatan Ombak

Ketinggian ombak maksimum (Hmaks) dikurangi ketinggian ombak minimum

(Hmin) diperoleh amplitudo ombak (R) Jari-jari putaran ombak sama dengan

amplitudo ombak Kecepatan ombak pada satu titik tiang pancang didapat

2

minHHR maks

Rfv 2

fT

1

RT

v 2

0390

1

50

1

2

n

xxn

mi

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 28: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

22

Tv

R 2

R = amplitudo ombak (m)

f = frekuensi ombak (Hz)

v = kecepatan ombak di satu titik tiang pancang (ms)

T = Periode ombak (detik)

Tabel 53 Amplitudo Periode kecepatan Ombak

No R (cm) T (detik) v (cms)

1 125 42 188

2 125 66 119

3 170 41 262

4 100 60 105

5 140 63 141

6 160 77 130

7 135 76 112

8 150 71 134

138 62 149

Gambar 52 Grafik Amplitudo Ombak terhadap Kecepatan Ombak

00

50

100

150

200

250

300

00 50 100 150 200

v (cms)

R (cm)

Amplitudo Ombak

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 29: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

23

Gambar 53 Grafik kecepatan ombak terhadap periode ombak

Tabel 54 Tabel Parameter Deviasi Standar Kecepatan Ombak

No x = v |xi - xm| |xi - xm|2

1 1884 39537905 1563246

2 1193 29561183 8738635

3 2620 11312564 1279741

4 1047 44195428 1953236

5 1407 140672 1978861

6 1303 13025185 1696554

7 1121 11210579 1256771

8 1335 13351181 178254

1489 1718775

Nilai Kecermatan = 100 - (v

)100 = 667

00

50

100

150

200

250

300

00 20 40 60 80 100

v (cms)

T (detik)

Periode Ombak

964

1

50

1

2

n

xxn

mi

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 30: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

24

Tabel 55 Parameter Koefisien Korelasi Kecepatan Ombak

No

1 13 395 172 1563 519

2 13 296 172 874 388

3 32 1131 1016 12797 3606

4 38 442 1454 1953 1685

5 02 082 004 067 015

6 22 186 479 346 407

7 03 368 010 1351 115

8 12 154 141 236 182

135 305 3447 1919 692

53 Daya Ombak

Daya per meter dari muka gelombang

vgHP 2

81

H = Hmaks ndash Hmin

= 1025 kgm3

g = 981 ms2

Tabel 56 Daya ombak

No Ketinggian Ombak

v (ms) P (Watt) Hmaks (cm) Hmin (cm) H(m)

1 55 30 025 019 148

2 54 29 025 012 94

3 62 28 034 026 381

4 49 29 020 010 53

5 58 30 028 014 139

6 64 32 032 013 168

7 65 38 027 011 103

8 70 40 030 013 151

028 015 154

850)()(

))((

22

yyxx

yyxxr

)( xx )( yy 2)( xx 2)( yy ))(( yyxx

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 31: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

25

Gambar 54 Grafik daya ombak terhadap kecepatan ombak

Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

54 Daya Mekanik yang dihasilkan alat

Gambar 55 Ombak sampai ke beban pelampung

Gambar 56 Ombak belum sampai ke beban pelampung

00

50

100

150

200

250

300

350

400

000 005 010 015 020 025 030

P (Watt)

v (ms)

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 32: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

26

Dari data gambar 55 gambar 56 serta data tabel 41 periode ombak sampai

ke beban pelampung cukup lama sehingga daya mekanik yang dihasilkan alat

untuk memutar dinamo lambat Secara mekanik alat pembangkit listrik tenaga

ombak mampu beroperasi dengan kondisi daya ombak P = 154 Watt

kecepatan ombak v = 015 ms Akan tetapi yang tidak mendukung alat

pembangkit listrik tenaga ombak (PLTO) yang dibuat ini yakni frekuensi

ombak f = 017 Hz yang setara dengan f = 102 rpm Dinamo bisa berfungsi

dengan baik bila jumlah rpm = 1000 ndash 1500 rpm (rotasi per menitputaran per

menit) Untuk itu pada alat PLTO perlu dilengkapi alat gear box atau alat

mempertinggi nilai rpm dari 102 rpm menjadi 1000 rpm

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 33: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

27

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

61 Kesimpulan

(1) Energi listrik dapat diperoleh dari energi gelombang laut (energi ombak)

dengan ketentuan daya dan frekuensi ombak mampu menggerakkan alat

dan dinamo dengan rpm (rotasi per menit) yang mencukupi untuk

mendapatkan listrik

(2) Gelombak laut atau ombak yang mendekati pantai memiliki dua gerakan

yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal

(3) Cara pembangkit listrik tenaga ombak dengan sistem bandul yang

mengapung di atas ombak mengikuti gerak vertikal

(4) Secara teori energi mekanik adalah jumlah dari energi kinetik dan energi

potensial Energi yang terjadi karena gerak ombak (energi kinetik) dan

energi yang terjadi karena perbedaan ketinggian ombak (energy

potensial) dapat digabung menghasilkan energi mekanik

(5) Daya ombak semakin tinggi jika kecepatan ombak semakin besar

(6) Daya mekanik yang dihasilkan alat menjadi kecil karena faktor beban

apung yang kurang besar

(7) Frekuensi ombak yang dihasilkan pada saat pengambilan data tidak

mampu untuk mempercepat alat PLTO yang digunakan

62 Saran

(1) Dalam penelitian energi listrik tenaga ombak disarankan menguji

kebenaran teori daya ombak per meter persegi dengan kebenaran alat

konversi daya ombak ke daya listrik Hal ini karena dinamo listrik yang

dihasilkan dari alat konversi energi belum tentu sama

(2) Untuk memperoleh sistem mekanik alat konversi energi ombak ke energi

listrik yang baik disarankan menguji daya dinamo listrik yang digunakan

disesuaikan dengan daya ombak yang dihasilkan dari penelitian

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 34: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

28

(3) Alat PLTO yang dibuat sesuai dengan data amplitudo ombak daya

ombak yang dihasilkan akan tetapi belum dapat menyesesuaikan

frekuensi ombak yang ada Untuk itu disarankan dalam penelitian

berikutnya frekuensi ombak ikut diperhitungkan

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 35: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

29

DAFTAR PUSTAKA

Riyadi A 2010 Gelombang Laut Berpotensi Sebagai Energi Listrik

lthttpwwwalpensteelcomarticle52-106-energi-laut

ombakgelombangarus2181--gelombang-laut-berpotensi-sebagai-energi-

listrikhtmlgt [14032010 0829]

Rahmanta 2010 Metode Konversi Gelombang Laut Ocean Wave Energy

lthttpwwwbegokmildcomgt [21112010 1705]

Rwahyuningrum 2009 Energi Gelombang Laut

lthttprwahyuningrumblogunsacid20090825energi-gelombang-lautgt

[04022011 1817]

Sutrisno 1977 Fisika Dasar Mekanika Jilid 1 Bandung Penerbit ITB

Gunawan T 2008 Pemanfaatan Energi Laut 1 Ombak Majari Magazine

lthttpmajarimagazinecomgt [27022010 1555]

Wikimedia 2010 Analisis Regresi Wikimedia Foundation Inc

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 36: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

30

LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN ENERGI LISTRIK TENAGA

OMBAK DI PANTAI KOTA TEGAL

Tabel 1 Data frekuensi ketinggian dan kecepatan ombak

Lokasi Pengamatan Pantai Kota Tegal

Hari

Jumat

Tanggal

13 Juli 2012

Jam

1425 - 1530

No Frekuensi Ombak Ketinggian Ombak v (ms)

n t (detik) f (Hz) Hmaks (cm) Hmin (cm) R (m)

1 6 250 024 55 30 013 019

2 5 329 015 54 29 013 012

3 8 326 025 62 28 017 026

4 10 600 017 49 29 010 010

5 12 750 016 58 30 014 014

6 14 1080 013 64 32 016 013

7 16 1210 013 65 38 014 011

8 18 1270 014 70 40 015 013

11125 727

Frekuensi rata-rata 017 Kecepatan rata-rata 015

Keterangan

n = BanyaknyaOmbak

t = lamanya ombak (detik)

f = frekuensi ombak (Hz)

Hmaks = Ketinggian ombak maksimum (cm)

Hmin = Ketinggian ombak minimum (cm)

R = Amplitudo ombak (m)

v = kecepatan ombak (ms)

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 37: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

31

Tabel 2 Data Gerak Horizontal Ombak

NO TANGGAL JAM GERAK HORIZONTAL

n L (m) t (det) f (Hz) RPM v (ms)

1 21-Jul-10 1134 2 10 550 036 2182 182

2 21-Jul-10 1134 4 20 1220 033 1967 164

3 21-Jul-10 1135 2 10 560 036 2143 179

4 21-Jul-10 1136 4 20 1360 029 1765 147

5 21-Jul-10 1136 2 10 490 041 2449 204

6 21-Jul-10 1137 4 20 1220 033 1967 164

7 21-Jul-10 1138 2 10 590 034 2034 169

8 21-Jul-10 1139 4 20 1340 030 1791 149

Tabel 3 Data Gerak Vertikal Ombak

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 38: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

32

LAMPIRAN 2

DOKUMENTASI FOTO PENELITIAN

33

34

35

Page 39: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

33

34

35

Page 40: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

34

35

Page 41: LAPORAN PENELITIAN DOSEN MUDA - perpus.upstegal.ac.id

35