STUDI PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI OMBAK TIPE OSCILLATING WATER by csa19005

VIEWS: 620 PAGES: 15

									TUGAS AKHIR – LS 1336

STUDI PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI OMBAK
TIPE OSCILLATING WATER COLUMN (OWC)
ARSETO RAHADYAWAN
NRP 4205 100 011

Dosen Pembimbing
Ir. Sardono Sarwito, M.Sc.
Muh. Badrus Zaman, ST. MT.

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2009
FINAL PROJECT – LS 1336

WAVE POWER PLANT STUDY TYPE
OSCILLATING WATER COLUMN (OWC)
ARSETO RAHADYAWAN
NRP 4205 100 011

Advisor
Ir. Sardono Sarwito, M.Sc.
Muh. Badrus Zaman, ST. MT.

DEPARTMENT OF MARINE ENGINEERING
Faculty of Marine Technology
Sepuluh Nopember Institute of Technology
Surabaya 2009
                 LEMBAR PENGESAHAN



 STUDI PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI OMBAK TIPE
      OSCILLATING WATER COLUMN (OWC)



                     TUGAS AKHIR
         Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
               Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
                              pada
 Bidan Studi Marine Electrical and Automation System (MEAS)
     Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
                  Fakultas Teknologi Kelautan
             Institut Teknologi Sepuluh Nopember

                         Oleh :
                ARSETO RAHADYAWAN
                   Nrp. 4205 100 011



Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir :

1. Ir. Sardono Sarwito, M.Sc ………………………..(                     )


2. Muh. Badrus Zaman, ST, MT …………………..(                  )




                        SURABAYA
                         Juli, 2009
 STUDI PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI OMBAK
  TIPE OSCILLATING WATER COLUMN (OWC)

       Nama                    : Arseto Rahadyawan
       NRP                     : 4205 100 011
       Jurusan                 : Teknik Sistem Perkapalan
       Dosen Pembimbing        : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc
                                 Muh. Badrus Zaman, ST, MT

                           Abstrak

         Salah satu sumber energi alternatif untuk pembangkit
listrik yang banyak tersedia di Indonesia adalah ombak
Pengkonversian energi ombak agar dapat berubah menjadi listrik
salah satunya dengan menggunakan pembangkit listrik energi
ombak dengan tipe oscillating water column (OWC). OWC
pembangkit adalah pembangkit listrik dengan menggunakan
ombak dan udara bertekanan yang terdapat pada air collecting
chamber, udara termampatkan tersebut akan menggerakkan
turbin yang disambungkan ke generator. Pada tugas akhir ini
akan dilakukan studi tentang daya dan penempatan oscillating
water column jika digunakan sebagai pembangkit listrik di
Indonesia tepatnya di pantai selatan Jawa. Pada tugas akhir ini
menggunakan percobaan model dengan bantuan program CFD.
Dengan iji model pada program CFD akan didapat gaya (F)
yang terdapat pada oriface atau konverter akibat udara
bertekanan dari air collecting chamber. Diketahui bahwa
semakin tinggi omban dan semakin lebar column akan
membangkitkan daya ombak yang besar serta menghasilkan daya
lstrik yang besar pula. Untuk 1 buah column dengn lebar 6 meter
menghasilkan daya listrik sebesar 31.842,43 watt (31,84243 Kw).
Unutk satu buah pembangkit yang terdiri 3 buah column
menghasilkan daya listrik sebesar 95.52729 Kw. Pembangkit ini
rencananya akan ditempatkan di daerah Pacitan tepatnya di
pantai selatan Pactian tepatnya di Kecamatan Pringkuku.
Pembankit ini direncanakan untuk mensuplai kebutuhan rumah
yang belum terpasang listrik PLN. Dengan beban listrik 2.744,1
Kw maka untuk mensuplai dibutuhkan pembangkit sebanyak 30
buah dengan masing – masing pembangkit memilki 3 column.

Kata kunci : Tinggi ombak, oscillating water column, pantai
selatan Jawa, daya yang dihasilkan, letak pembangkit.
   WAVE ENERGY POWER PLANT STUDY TYPE
    OSCILLATING WATER COLUMN (OWC)

        Name                      : Arseto Rahadyawan
        NRP                       : 4205 100 011
        Deparment                 : Marine Engineering
        Supervisors               : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc
                                    Muh. Badrus Zaman, ST, MT

                             Abstract

         One of the alternative energy source for power plant in
big supply in indonesia is wave. Wave convertion energy so that
alterable be electricity one of them by using wave energy power
plant with type oscillating water column (OWC). OWC generator
power station by using wave and pressurized air found on water
collecting chamber, compressible air will move turbine that
interlocked to generator. In task will end this be done study about
power and location oscillating water column if used as power
station in indonesia precisely at coast south Java. In task ends this
use model effort constructively program DFC. with model testing
in program CFD be got force (F) found on oriface or pressurized
air consequence converter from water collecting chamber. Known
that excelsior wave and more wideer column will arouse big wave
power with will produce electrical power big also. To one column
with wide 6 meters produces electricity as big as 31.842,43 watt
(31,84243 kw). For one generator that consist 3 column produce
electricity as big as 95.52729 kw. This generator is the plan will
be laided at region Pacitan precisely at coast south Pacitan
precisely at district Pringku. Power plant this planned to supllay
house need not yet pair electricity from PLN. With electricity
load 2.744,1 kw so to mensuplai wanted generator as much as 30
power plant with each power plant have 3 column.
Keyword:High wave, oscillating water column, coast south
Java, power that produced, generator location.
                   KATA PENGANTAR


        Alhamdulillah hirobbil alamiin, puji syukur kehadirat
Allah SWT, yang telah memberikan limpahan rahmat, taufiq dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan dengan baik
Tugas Akhir yang berjudul “ Studi Pembangkit Listrik Energi
Ombak Tipe Oscillating Water Column (OWC) “ ini tepat
pada waktunya. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah
satu persyaratan kelulusan pendidikan Sarjana S-1 di Jurusan
Teknik Sistem Perkapalan, FTK – ITS Surabaya.
        Penyusunan Tugas Akhir ini dapat terlaksana dengan baik
atas bantuan dan kerjasama dari banyak pihak. Pada kesempatan
yang berbahagia ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang
sebasar – besarnya kepada :
    1. Ibu dan Bapak yang tercinta atas dukungan do’a dan
        material dari awal kuliah hingga selesainya tugas akhir
        ini, semoga beliau diberikan umur panjang, berkah dan
        rahmat dari Allah SWT.
    2. Bapak Ir. Sardono Sarwito, M.Sc selaku Dosen Wali yang
        tanpa henti memberikan motivasi untuk maju dan bantuan
        yang tak terkira selama kuliah di Jurusan Teknik Sistem
        Perkapalan, FTK – ITS Surabaya.
    3. Bapak Ir. Sardono Sarwito, M.Sc dan Bapak Muh. Badrus
        Zaman, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
        yang telah sabar memberikan wawasannya dan semangat
        untuk terselesaikannya Tugas Akhir ini.
    4. Bapak Ir. Arief Suroso, M.Sc yang telah memberikan
        wawasan tentang Oscillating Water Column dan judul
        buku untuk referensi Tugas Akhir ini.
    5. Seluruh Bapak Dosen dan staf karyawan Jurusan Teknik
        Sistem Perkapalan, FTK – ITS Surabaya.


                              viii 

 
    6. Teman – teman seperjuangan, Magneeforce 05. Terima
        kasih atas dukunngan semangat dari kalian tanpa
        dukungan dari kalian I am noting.
    7. M.Oktiawan “Pithenk” Triwahyudi. Terimakasih teman
        sudah menjadi sahabat di kala senang dan susah.
    8. Teman – teman Laboratorium Perancangan dan Rekayasa
        : Mbah Kentas, Dody Codot, Feris, Icul. Terima kasih
        telah meminjamkan komputernya untuk running.
    9. Teman – teman Ruang Baca Jurusan Teknik Sistem
        Perkapalan. Terima kasih atas pinjaman buku – bukunya.
    10. Rekan – rekan bidang studi MEAS atas sharing wawasan
        dan semangatnya.
    11. Lutfi, Fahmi, Rizal, Abrori, Diar, Anugrah. Terima kasih
        telah menjadi sahabat yang selalu menghibur di saat
        kebuntuan melanda.
    12. Uny, Fitri, Kasy. Terima kasih telah menemani di saat
        sendiri.
    13. Semua pihak yang telah membantu dan karena
        terbatasnya halaman ini tidak dapat disebutkan satu
        persatu.

           Saran dan masukan yang membangun sangat penulis
    harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga
    Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.




                                           Surabaya, Juli 2009

                                                 Penulis  




                               ix 

 
                     DAFTAR ISI


Halaman Judul
Lembar Pengesahan
Abstrak
Abstact
Kata Pengantar……………………………………………..                viii
Daftar Isi…………………………………………………...                  x
Daftar Gambar……………………………………………...                xiv
Daftar Tabel………………………………………………..                 xvi


BAB I     PENDAHULUAN
    1.1   Latar Belakang Masalah…………………………        1
    1.2   Perumusan Masalah……………………………..          2
          1.2.1. Permasalahan……………………………..        2
          1.2.2. Batasan Masalah………………………….       3
          1.2.3. Tujuan Tugas Akhir………………………      3
          1.2.4. Manfaat Tugas Akhir……………………..    3


BAB II TINJAUAN PUSTAKA
    2.1. Sistem Tenaga…………………………………...             5
    2.2. Generator………………………………………..               6
    2.3. Proses Terjadinya Ombak……………………….       11

                          x 

 
    2.4. Gelombang Air Laut Sebagai Ombak……………          13
    2.5. Faktor – factor Yang Mempengaruhi Ombak…....    15
        2.5.1. Angin…………………………………….                     15
        2.5.2. Batimetri………………………………….                  15
        2.5.3. Refraksi………………………………….                   16
        2.5.4. Defraksi………………………………….                   19
        2.5.5. Refraksi………………………………….. 19
    2.6. Energi Ombak…………………………………… 21
    2.7. Daya Pada Turbin……………………………….                  23
    2.8. Efisiensi Turbin………………………………….                 24
    2.9. Efisiensi Kolektor………………………………..               24
    2.10. Efisiensi Konerter………………………………                25
    2.11. Efisiensi PLTO
         Oscillating Water Column (OWC)……………...         27
    2.12. Perkiraan Daya Listrik Yang Dibangkitkan…….   28
    2.13. Perhitungan Ekonomis PLTO…………………..            28
    2.14. Oscillating Water Column (OWC)……………...        29
        2.14.1. Pembangunan dan Konstruksi OWC……        32


BAB III METODOLOGI
    3.1. Metodologi Penelitian…………………………… 41




                            xi 

 
BAB IV ANALISA DATA
    4.1. Perhitungan Daya Ombak
        Yang Masuk Ke Pembangkit……………………              45
    4.2. Computational Fluid Dynamics………………….         47
        4.2.1. Icem CFD…………………………………                  47
        4.2.2. Ansys CFX……………………………….                 48
    4.3. Perhitungan Daya Pada Turbin Pembangkit…….   51
    4.4. Perhitungan Efisiensi Turbin……………………         55
    4.5. Perhitungan Perkiraan Daya Listrik
        Yang Dibangkitkan……………………………...               57
    4.6. Penempatan PLTO Pada Lokasi…………………           63
    4.7. Aspek Ekonomis…………………………………                  70


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
    5.1. Kesimpulan………………………………………                    73
    5.2. Saran……………………………………………..                     74


DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BIODATA PENULIS




                              xii 

 
                    DAFTAR GAMBAR



Gambar 2.1.1. Elemen pokok sistem tenaga………………..              6
Gambar 2.2.1.Generator AC sederhana……………………                   6
Gambar 2.2.2. Proses pada generator AC………………….                7
Gambar 2.3.1. Karakteristik ombak…………………….......             13
Gambar 2.4.1. Bentuk ombak sederhana…………………...               14
Gambar 2.5.3.1. Refraksi gelombang………………………                  17
Gambar 2.5.3.2.a. Refraksi di lembah……………………...              18
Gambar 2.5.3.2.b. Refraksi di punggung…………………..              18
Gambar 2.5.4.1. Difraksi gelombang di belakang rintangan..   19
Gambar 2.5.5.1. Refleksi…………………………………..                      20
Gambar 2.5.5.2.Refeksi pada dinding vertical……………...         21
Gambar 2.9.1.Kolektor pada column PLTO……………….                25
Gambar 2.10.1. Konverter atau orifice pada column PLTO..     27
Gambar 2.14.1. Prinsip kerja dari OWC…………………...              32
Gambar 2.14.1.1 Oscillating water column
(OWC) di bibir pantai………………………………………                         33
Gambar 2.14.1.2 Oscillating water column
(OWC) di pantai……………………………………………                             33
Gambar 2.14.1.3 Kolektor pada OWC……………………..                  34
Gambar 2.14.1.4 Konverter atau orifice pada column           34
Gambar 2.14.1.5 Proses pengerukan………………………                   35


                              xiv 
 
Gambar 2.14.1.6 Proses pengerukan……………………….               35
Gambar 2.14.1.7 Proses pengecoran beton…………………            36
Gambar 2.14.1.8 Proses pemasangan balok beton…………         36
Gambar 2.14.1.9 Proses pengecoran balok beton…………..        37
Gambar 2.14.1.10 Proses pemasangan orifice………………           37
Gambar 2.14.1.11 Rangkaian di dalam orifice……………..        38
Gambar 2.14.1.12 Proses pengerukan tembok penghalang...    38
Gambar 2.14.1.13 Proses pengerukan tembok penghalang...    39
Gambar 2.14.1.14 OWC yang telah beroperasi…………….           39
Gambar 4.2.1.1. Model column PLTO pada AutoCAD……          47
Gambar 4.2.1.1.Proses mesh pada model………………….             48
Gambar 4.2.2.1. Model column PLTO pada CFX…………            49
Gambar 4.2.2.2. Memasukkan parameter pada model column
PLTO pada CFX…………………………………………..                           50
Gambar 4.2.2.3. Proses running pada model column PLTO
Pada CFX…………………………………………………..                              51
Gambar 4.3.1 Uji coba model pada CFX…………………..             52
Gambar 4.6.1 Lokai PLTO pada koordinat (111.50,-8.5)….    64
Gambar 4.6.2. Pantai lokasi PLTO………………………...               65
Gambar 4.6.3 Pantai lokasi PLTO…………………………                  66
Gambar 4.6.4 Rencana penempatan PLTO…………………                67
Gambar 4.6.5 Rencana penempatan PLTO…………………                68
Gambar 4.6.6 Pantai rencana penempatan PLTO…………..          69
Gambar 4.6.7 Pantai rencana penempatan PLTO…………..          69


                             xv 
 
                     DAFTAR TABEL



Tabel 2.14.1.Tabel tinggi gelombang………………………                 30
Tabel 2.14.1.1 Tabel parameter untun desain OWC………..          40
Tabel 4.1.1 Hasil perhitungan daya ombak pada column ukuran
6 meter……………………………………………………..                               46
Tabel 4.1.2 Hasil perhitungan daya ombak pada column ukuran
4 meter……………………………………………………..                               46
Tabel 4.1.3 Hasil perhitungan daya ombak pada column ukuran
3 meter……………………………………………………..                               46
Tabel 4.3.1. Hasil perhitungan daya turbin untuk column ukuran
6 meter…………………………………………………….                                 54
Tabel 4.3.2. Hasil perhitungan daya turbin untuk column ukuran
4 meter…………………………………………………….                                 54
Tabel 4.3.3. Hasil perhitungan daya turbin untuk column ukuran
3 meter…………………………………………………….                                 54
Tabel 4.4.1. Hasil perhitungan efisiensi turbin untuk column
ukuran 6 meter……………………………………………..                         56
Tabel 4.4.2. Hasil perhitungan efisiensi turbin untuk column
ukuran 4 meter……………………………………………..                         56
Tabel 4.4.3. Hasil perhitungan efisiensi turbin untuk column
ukuran 3 meter……………………………………………..                         56
Tabel 4.5.1. Hasil perhitungan power yang dihasilkan generator
untuk column ukuran 6 meter………………………………                      59


                              xvi 
 
Tabel 4.5.2. Hasil perhitungan power yang dihasilkan generator
untuk column ukuran 4 meter………………………………                      59
Tabel 4.5.3. Hasil perhitungan power yang dihasilkan generator
untuk column ukuran 3 meter………………………………                      60
Tabel 4.5.4 Perkiraan penggunaan listrik…………………..                61
Table 4.6.1 Data lokasi PLTO dengan koordinat (111.50,-85). 63




                              xvii 
 

								
To top