1 STUDI PEMANFAATAN ENERGI LISTRIK TENAGA ARUS LAUT DI SELAT ALAS KABUPATEN LOMBOK, NTB Asruldin Azis - 2203100109 Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih Sukolilo Surabaya 60111 Abstrak Listrik merupakan kebutuhan pokok masyarakat dan menjadi penunjang di segala aspek kehidupan dan pembangunan nasional, termasuk peningkatan taraf hidup bangsa Indonesia. Dari tahun ke tahun kebutuhan energi listrik juga semakin meningkat pesat. Namun ketersediaan energi listrik untuk kebutuhan nasional belum mencukupi seperti dengan adanya pemadaman bergilir di beberapa daerah di Indonesia. Pembangkit energi listrik yang menggunakan BBM (Bahan Bakar Minyak) dirasa sudah tidak ekonomis lagi dikarenakan persediaan bahan bakar fosil sudah menipis disertai dengan fluktuasi harga yang cenderung meningkat serta transportasi yang jauh ke tempat pembangkitan, sehingga dibutuhkan alternatif lain sebagai tenaga pembangkitan listrik. Seperti arus laut yang memiliki potensi besar di Indonesia karena memiliki banyak pulau dengan potensi arus laut yang besar seperti di Selat Alas, Kabupaten Lombok Timur NTB. Untuk itu dalam tugas akhir ini mengadakan studi analisis pembangunan pembangkit listrik tenaga arus laut di sebelah timur pulau Lombok dari segi teknis dan ekonomis untuk pemenuhan kelistrikan di daerah tersebut dengan menggunakan parameter potensi gelombang laut, ekonomi, dan lingkungan. Diharapkan dari penelitian ini dapat mengatasi krisis ketenagalistrikan di Pulau Lombok dan Indonesia pada umumnya. Kata kunci: energi alternatif, arus laut 1. PENDAHULUAN Peran penting energi terutama energi listrik sangat dibutuhkan dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan di Indonesia serta merupakan pendukung keberhasilan ekonomi Nasional. Konsumsi energi final relatif tinggi dengan pertumbuhan rata-rata 7% pertahun dengan data daftar tunggu untuk menjadi pelanggan PLN sekitar 1.162.419 pelanggan dengan kebutuhan daya sekitar 2.725.705,08 kVA. Sehingga dibutuhkan akses energi yang handal dan terjangkau merupakan prasyarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat sejalan dengan pembangunan di bidang teknologi, ekonomi, industri, informasi, dan segala aspek kehidupan lainnya. PT. PLN (Persero) menjadi lembaga pemerintah dalam penyediaan kelistrikan nasional belum mampu menyediakan energi listrik seiring pesatnya kebutuhan listrik di masyarakat. Terutama di daerah-daerah seperti di Nusa Tenggara Barat. Belum lagi pembangkit listrik yang banyak digunakan di Indonesia sangat mengandalkan pemanfaatan Bahan Bakar Minyak (BBM) atau minyak bumi sebagai salah satu sumber energi untuk menghasilkan listrik. Di sisi lain, Indonesia merupakan negara kepulauan yang berada di garis khatulistiwa mempunyai potensi sumber-sumber energi baru terbarukan yang melimpah sekitar 1,2 x 10 9 MW sedangkan yang termanfaatkan masih sangat kecil, sekitar 4679,37 MW atau 3,88 x 10 -4 % dari total potensi tersebut. Sehingga dimungkinkan untuk peningkatan pemanfaatkan sumber energi yang murah, ramah lingkungan dan terbarukan. Oleh karena itu dibutuhkan suatu sistem pembangkit yang efisien, mudah pendistribusiannya dan ramah lingkungan di masing-masing daerah di Indonesia dan menggalakkan pemanfaatan sumber energi lain selain bahan bakar minyak untuk proses pembangkitan seperti air, batubara, maupun arus laut di wilayah kepulauan. Dengan mengkaji pemanfaatan penggunaan arus laut sebagai tenaga pembangkitan energi listrik di sebelah timur Pulau Lombok di Selat Alas Kabupaten Lombok Timur diharapkan menjadi penyelesaian permasalahan kelistrikan di wilayah tersebut dan Indonesia pada umumnya dapat teratasi dengan baik. 2. PERENCANAAN PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK ENERGI ARUS LAUT DI PULAU LOMBOK Arus laut adalah gerakan massa air laut yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Arus di permukaan laut terutama disebabkan oleh tiupan angin, sedang arus di kedalaman laut disebabkan oleh perbedaan densitas massa air laut. Selain itu, arus di permukan laut dapat juga disebabkan oleh gerakan pasang surut air laut atau gelombang. Arus laut dapat terjadi di samudera luas yang bergerak melintasi samudera (ocean currents), maupun terjadi di perairan pesisir (coastal currents). Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut termasuk dalam Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut karena derasnya arus dan tingginya gelombang dipengaruhi oleh interaksi bulan-bumi. Mekanisme kerja pembangkit ini tidak jauh berbeda dengan pembangkit listrik tipe lainnya. 2.1. Prinsip Kerja Teknologi Marine Current Turbine (MCT) bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Kincir memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kincir tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horisontal dari sebuah barang silinder yang diborkan ke
14
Embed
STUDI PEMANFAATAN ENERGI LISTRIK TENAGA ARUS LAUT …
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
1
STUDI PEMANFAATAN ENERGI LISTRIK TENAGA ARUS LAUT DI SELAT ALAS
KABUPATEN LOMBOK, NTB
Asruldin Azis - 2203100109
Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS, Keputih Sukolilo Surabaya 60111
Abstrak
Listrik merupakan kebutuhan pokok masyarakat
dan menjadi penunjang di segala aspek kehidupan dan
pembangunan nasional, termasuk peningkatan taraf
hidup bangsa Indonesia. Dari tahun ke tahun kebutuhan
energi listrik juga semakin meningkat pesat. Namun
ketersediaan energi listrik untuk kebutuhan nasional
belum mencukupi seperti dengan adanya pemadaman
bergilir di beberapa daerah di Indonesia.
Pembangkit energi listrik yang menggunakan
BBM (Bahan Bakar Minyak) dirasa sudah tidak
ekonomis lagi dikarenakan persediaan bahan bakar
fosil sudah menipis disertai dengan fluktuasi harga
yang cenderung meningkat serta transportasi yang jauh
ke tempat pembangkitan, sehingga dibutuhkan
alternatif lain sebagai tenaga pembangkitan listrik.
Seperti arus laut yang memiliki potensi besar di
Indonesia karena memiliki banyak pulau dengan
potensi arus laut yang besar seperti di Selat Alas,
Kabupaten Lombok Timur NTB.
Untuk itu dalam tugas akhir ini mengadakan studi
analisis pembangunan pembangkit listrik tenaga arus
laut di sebelah timur pulau Lombok dari segi teknis dan
ekonomis untuk pemenuhan kelistrikan di daerah
tersebut dengan menggunakan parameter potensi
gelombang laut, ekonomi, dan lingkungan. Diharapkan
dari penelitian ini dapat mengatasi krisis
ketenagalistrikan di Pulau Lombok dan Indonesia pada
umumnya.
Kata kunci: energi alternatif, arus laut
1. PENDAHULUAN
Peran penting energi terutama energi listrik sangat
dibutuhkan dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi
dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan di
Indonesia serta merupakan pendukung keberhasilan
ekonomi Nasional. Konsumsi energi final relatif tinggi
dengan pertumbuhan rata-rata 7% pertahun dengan
data daftar tunggu untuk menjadi pelanggan PLN
sekitar 1.162.419 pelanggan dengan kebutuhan daya
sekitar 2.725.705,08 kVA. Sehingga dibutuhkan akses
energi yang handal dan terjangkau merupakan
prasyarat utama untuk meningkatkan standar hidup
masyarakat sejalan dengan pembangunan di bidang
teknologi, ekonomi, industri, informasi, dan segala
aspek kehidupan lainnya.
PT. PLN (Persero) menjadi lembaga pemerintah
dalam penyediaan kelistrikan nasional belum mampu
menyediakan energi listrik seiring pesatnya kebutuhan
listrik di masyarakat. Terutama di daerah-daerah
seperti di Nusa Tenggara Barat. Belum lagi
pembangkit listrik yang banyak digunakan di Indonesia
sangat mengandalkan pemanfaatan Bahan Bakar
Minyak (BBM) atau minyak bumi sebagai salah satu
sumber energi untuk menghasilkan listrik.
Di sisi lain, Indonesia merupakan negara
kepulauan yang berada di garis khatulistiwa
mempunyai potensi sumber-sumber energi baru
terbarukan yang melimpah sekitar 1,2 x 109 MW
sedangkan yang termanfaatkan masih sangat kecil,
sekitar 4679,37 MW atau 3,88 x 10-4
% dari total
potensi tersebut. Sehingga dimungkinkan untuk
peningkatan pemanfaatkan sumber energi yang murah,
ramah lingkungan dan terbarukan. Oleh karena itu
dibutuhkan suatu sistem pembangkit yang efisien,
mudah pendistribusiannya dan ramah lingkungan di
masing-masing daerah di Indonesia dan menggalakkan
pemanfaatan sumber energi lain selain bahan bakar
minyak untuk proses pembangkitan seperti air,
batubara, maupun arus laut di wilayah kepulauan.
Dengan mengkaji pemanfaatan penggunaan
arus laut sebagai tenaga pembangkitan energi listrik di
sebelah timur Pulau Lombok di Selat Alas Kabupaten
Lombok Timur diharapkan menjadi penyelesaian
permasalahan kelistrikan di wilayah tersebut dan
Indonesia pada umumnya dapat teratasi dengan baik.
2. PERENCANAAN PEMBANGKIT TENAGA
LISTRIK ENERGI ARUS LAUT DI PULAU
LOMBOK
Arus laut adalah gerakan massa air laut yang
berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Arus di
permukaan laut terutama disebabkan oleh tiupan angin,
sedang arus di kedalaman laut disebabkan oleh
perbedaan densitas massa air laut. Selain itu, arus di
permukan laut dapat juga disebabkan oleh gerakan
pasang surut air laut atau gelombang. Arus laut dapat
terjadi di samudera luas yang bergerak melintasi
samudera (ocean currents), maupun terjadi di perairan
pesisir (coastal currents).
Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut termasuk
dalam Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut karena
derasnya arus dan tingginya gelombang dipengaruhi
oleh interaksi bulan-bumi. Mekanisme kerja
pembangkit ini tidak jauh berbeda dengan pembangkit
listrik tipe lainnya.
2.1. Prinsip Kerja
Teknologi Marine Current Turbine (MCT)
bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang
dibenamkan di bawah laut. Kincir memutar rotor yang
menggerakkan generator yang terhubung kepada
sebuah kotak gir (gearbox). Kincir tersebut
dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang
horisontal dari sebuah barang silinder yang diborkan ke
dasar laut. Turbin tersebut akan menghasilkan 750-
1500 KW per unitnya, dan dapat disusun dalam
barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit
listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk hidup
lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor
diatur 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja,
kecepatan baling-baling kapal laut berkisar hingga
sepuluh kalinya).
Gambar 1. Teknologi Marine Current Turbine
Daya keluaran dari pembangkit listrik arus laut
dapat diperoleh melalui persamaan berikut :
(2.1)
dengan :
P = daya output (watt)
= berat jenis air = 1025 kg/m3
A = luas permukaan turbin (m2)
V = kecepatan arus (m/s)
Dengan mempertimbangkan bahwa pembangkit energi
arus laut memiliki losses di turbin, maka
persamaan daya keluaran pembangkit menjadi :
(2.1)
dengan :
CP = konstanta performa turbin.
2.2. Komponen
Gambar 2. Komponen MCT
Pembangkit listrik tenaga arus laut memiliki
beberapa komponen penting antara lain :
Rotor, untuk mengkonversikan energi kinetik
terdapat dua jenis rotor (daun turbin) yang biasa
digunakan Jenis rotor yang mirip dengan kincir
angin atau cross-flow rotor atau rotor Darrieus.
Generator, dapat mengubah energi gerak menjadi
energi listrik. Generator yang digunakan oleh
pembangkit arus laut dengan teknologi MCT
adalah generator asinkron.
Gearbox, berfungsi untuk mengubah putaran
rendah pada turbin energi arus laut menjadi
putaran tinggi agar daat digunakan untuk memutar
generator.
Sistem Pengereman, digunakan untuk menjaga
putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja
pada titik aman saat terdapat arus yang besar. Alat
ini perlu dipasang karena generator memiliki titik
kerja aman dalam pengoperasiannya.
Rectifier-Inverter, untuk mengatasi naik turunnya
keluaran listrik dari generator karena naik
turunnya putaran turbin maka listrik yang
dihasilkan oleh generator harus disalurkan terlebih
dahulu ke sistem rectifier-inverter agar keluaran
tegangan dan frekuensi listriknya sama dengan
listrik yang dihasilkan PLN.
2.3. Biaya Pembangkitan Tenaga Listrik
Biaya pembangkitan total tanpa biaya eksternal
merupakan penjualah dari biaya modal, biaya bahan
bakar, serta biaya operasional dan perawatan.
Atau,
2.4. Metode Regresi untuk Peramalan Beban
Metode regresi linear berganda peubah bebas
(Independent Variable), yaitu suatu peubah yang
sifatnya mempengaruhi peubah yang lain dan peubah
yang dipengaruhi disebut peubah tak bebas (Dependent
Variable), disebut tak bebas karena nilainya sangat
tergantung dari peubah bebas.
Suatu model yang mengaitkan peubah respon Y
pada suatu himpunan peubah prediktor bebas
diukur tanpa galat,
(1)
Disebut model statistik linear. Suatu anggapan umum
bahwa ;
,
Di samping itu sering dianggap bahwa distribusi
(karenanya itu juga Y) normal. Penggunaan matriks
memudahkan penentuan dan penurunan persamaan
yang terkait. Maka kita dapat menulis (untuk setiap
i=1,2,3,…,n) :
(2)
Dalam lambang matriks dapat dituliskan sebagai :
(3)
Untuk mendapatkan nilai β adalah
(4)
Dengan
β = Nilai Estimate (nilai dugaan)
3
Y = Konsumsi Energi Listrik
X = Nilai Variabel
3. NUSA TENGGARA BARAT
3.1. Letak Geografis
Provinsi Nusa Tenggara Barat (NTB) beribukota
di kota Mataram, jumlah penduduk Nusa Tenggara
Barat mencapai 4.292.421 juta jiwa. NTB yang terdiri
dari Pulau Lombok dan Pulau Sumbawa, memiliki luas
wilayah 20.153,15 km2. Terletak antara 115 46' -
119 5' Bujur Timur dan 8 10' - 9 5' Lintang Selatan.
Gambar 3. Peta Provinsi Nusa Tenggara Barat
3.2. Kondisi Sosial Ekonomi
Produk Domestik Regional Bruto Nusa
Tenggara Barat Menurut Lapangan Usaha atas dasar
berlaku pada tahun 2006 sebesar 28.593,61 milyar
rupiah, sedang pada tahun sebelumnya 25.681,27
milyar rupiah, atau mengalami peningkatan sebesar
11,34 persen.
3.3. Data Kelistrikan NTB
Pembangunan ketenagalistrikan karena dari
tahun ke tahun mengalami peningkatan secara
signifikan yang mencapai 638.037.249 juta Kwh.
Sementara yang terjual pada tahun 2006 sebesar
501.134.742 juta Kwh. Meningkat menjadi
566.233.859 juta Kwh pada tahun 2007 walaupun
belum dapat memenuhi kebutuhan masyarakat.
Tabel 1
Karakteristik Pelanggan PLN di Provinsi Nusa
Tenggara Barat
No Jenis
Pelanggan
Jumlah
Pelang
gan
Daya
Tersambu
ng (MVA)
Energi
Terjual
(GWh)
Pendapatan
(juta Rp.)
1 Rumah
Tangga
331.749
(91,68%)
215,63
(66,49%)
393,27
(63,25%)
204.634,05
(51,66%)
2 Industri 146 (0,04%)
9,41 (2,90%)
12,95 (2,08%)
10.538,66 (2,66%)
3 Bisnis 15.155
(4,19%)
62,43
(19,25%)
149,08
(23,98%)
136.866,92
(34,55%)
4 Sosial 11.438 (3,16%)
17,01 (5,25%)
25,17 (4,05%)
13.872,60 (3,50%)
5 Gedung
Kantor
Pemerintah
2.241
(0,62%)
11,84
(3,65%)
13,22
(2,13%)
12.389,76
(3,13%)
6 Penerangan
Jalan Umum
1.145
(0,32%)
7,96
(2,45%)
28,09
(28,09%)
17.784,70
(4,49%)
Jumlah 361.874 324,29 621,78 396.086,69
Jumlah pelanggan PLN total di Provinsi Nusa
Tenggara Barat adalah 361.874 pelanggan dengan
energi terjual sebesar 621, 78 GWh. Karakteristik dari
pelanggan PLN yang ada di Nusa Tenggara Barat dapat
dilihat pada Tabel 3.9.
Perbandingan daftar tunggu pelanggan di
Provinsi Nusa Tenggara Barat dengan wilayah di
Indonesia dapat dilihat pada tabel 3.11.
Tabel. 3.11.
Daftar Tunggu Pelanggan di NTB dan
Perbandingannya
No. Daerah Jumlah Kapasitas
Pelanggan % kVA %
1 NTB 145.646 12,53 116.105,05 4,26
2 Luar Jawa 809,233 69,62 1.387.466,35 50,90
3 Jawa 353.196 30,38 1.338.238,73 49,10
4 Indonesia 1.162.419 100 2.725.705,08 100
3.4. Kabupaten Lombok Timur
Letak Geografis
Kabupaten Lombok Timur beribukota Selong
adalah salah satu kabupaten diantara 9 Kabupaten/Kota
di Propinsi Nusa Tenggara Barat, berada di sebelah
timur Pulau Lombok. Terletak antara 116º-117 º Bujur
Timur dan 8º-9º Lintang Selatan.
Gambar 4. Peta Kabupaten Lombok Timur
Luas wilayah Kabupaten Lombok Timur
adalah 2.679,88 km2 terdiri atas daratan dan lautan.
Daratan seluas 1.605,55 km2 (59,91 %) dan lautan
seluas 1.074,33 km2 (40,09 %). Luas daratan
Kabupaten Lombok mencakup 33,88 persen dari luas
Pulau Lombok atau 7,97 persen dari luas daratan
Provinsi Nusa Tenggara Barat. Jumlah penduduk
Kabupaten Lombok Timur Tahun 2008 adalah
1.081.630 jiwa dengan laju pertumbuhan penduduk
1,33 % per tahun.
Kondisi Sosial Ekonomi
Nilai PDRB yang telah dicapai Lombok
Timur meningkat dengan baik yang dinilai atas dasar
harga berlaku (currents) maupun atas penilaian dengan
harga pada tahun dasar 2000 (harga konstan). Nilai
PDRB atas dasar harga berlaku pada tahun 2007 telah
mencapai 4.326,2 Milyar Rupiah, mengalami
perkembangan 13,56 persen dibanding tahun 2006
yang mencapai 3.809,8 Milyar Rupiah. Sementara nilai
PDRB atas dasar harga konstan 2000, pada tahun 2007
telah mencapai 2.536,1 Milyar Rupiah atau mengalami
pertumbuhan sebesar 5,09 persen dibanding tahun 2006
yang mencapai nilai 2.413,3 Milyar rupiah.
3.5. Data Kelistrikan Kabupaten Lombok Timur
Data produksi listrik PLN selama lima tahun
terakhir meningkat dengan persentase kenaikan rata-
rata per tahun sekitar 17,44 persen. Produksi tahun
2008 adalah 119.359,470 kWh meningkat 44,20 persen
dibanding produksi tahun 2007. Peningkatan yang
cukup taham juga terjadi pada nilai jual yang sejak
tahun 2003 mengalami peningkatan rata-rata sebesar
24,40 persen per tahun. Persentasi kenaikan nilai jual
pada tahun 2008 adalah sebesar 31,07 persen dibanding