Prospeksi Arus Laut Sebagai Energi

Oleh: Subaktian Lubis dan Ai Yuningsih

Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut di Dunia

Perkembangan teknologi pemanfaatan energi samudera khususnya arus laut sebagai energi baru terbarukan di dunia saat ini berkembang dengan pesat, seiring dengan meningkatnya tuntutan akan kebutuhan energi listrik masyarakat kawasan pesisir serta semakin maraknya issu pemanasan global yang mendorong untuk membatasi penggunaan bahan bakar hidrokarbon.

Prinsip yang dikembangkan pada aplikasi teknologi pemanfaatan energi dari laut adalah melalui konversi tenaga kinetik masa air laut menjadi tenaga listrik. Tercatat beberapa negara telah berhasil melakukan instalasi pembangkit energi listrik dengan memanfaatkan energi arus dan pasang surut, mulai dari prototype turbin pembangkit hingga mencapai turbin skala komersial dengan kapasitas 1,2 MW/turbin, seperti yang telah dibangun di Skotlandia, Swedia, Perancis, Norwegia, Inggris, Irlandia Utara, Australia, Italia, Korea Selatan dan Amerika Serikat.

Potensi Energi Arus Laut di Perairan Indonesia

Kecepatan arus pasang-surut di perairan pantai-pantai Indonesia umumnya kurang dari 1,5 m/detik, kecuali di selat-selat diantara pulau-pulau Bali, Lombok, dan Nusa Tenggara Timur, kecepatan signifikannya bisa mencapai 2,5 - 3,4 m/detik.

Arus pasang-surut terkuat yang tercatat di Indonesia adalah di Selat antara Pulau Taliabu dan Pulau Mangole di Kepulauan Sula, Propinsi Maluku Utara, mencapai kecepatan 5,0 m/detik, namun durasinya hanya mencapai 2-3 jam per hari. Berbeda dengan energi gelombang laut yang hanya terjadi pada kolom air di lapisan permukaan saja, arus laut bisa terjadi sampai pada lapisan yang lebih dalam dan bahkan sampai ke dasar laut. Kelebihan karakter fisik arus laut ini memberikan peluang yang lebih optimal dalam pemanfaatan konversi energi kinetic menjadi energi listrik.

Konversi Energi Arus Laut Menjadi Listrik

Pada dasarnya, arus laut merupakan gerakan horizontal massa air laut, sehingga arus laut memiliki energi kinetik yang dapat digunakan sebagai tenaga penggerak rotor atau turbin pembangkit listrik. Secara global, laut dunia mempunyai sumber energi yang sangat besar yaitu mencapai total 2,8 x 10¹⁴ (280 Triliun) Watt-jam. Selain itu, arus laut ini juga menarik untuk dikembangkan sebagai pembangkit listrik karena sifatnya yang relatif stabil, periodik dan dapat diprediksi pola atau karakteristiknya.

Pengembangan teknologi ekstraksi energi arus laut lazimnya dilakukan dengan mengadopsi prinsip teknologi energi angin yang telah lebih dulu berkembang, yaitu dengan mengubah energi kinetik arus laut menjadi energi rotasi dan energi listrik. Daya yang dihasilkan oleh turbin arus laut jauh lebih besar dari pada daya yang dihasilkan oleh turbin angin, karena rapat massa air laut hampir 800 kali rapat massa udara. Kapasitas daya yang dihasilkan dapat dihitung dengan pendekatan matematis yang memformulasikan daya yang melewati suatu permukaan atau luasan. Misalkan suatu aliran fluida yang menembus suatu permukaan A dalam arah yang tegak lurus permukaan, maka rumus umum yang digunakan adalah formulasi Fraenkel (1999) yaitu: 12P= 12 ρ A V3 ' type="#_x0000_t75">, dimana P= daya (watt); ρ= rapat massa air (kg/m³); A= luas penampang (m²); dan V= kecepatan arus (m/s).

Road Map Penelitian dan Pengembangan Energi Arus Laut di Indonesia

Penelitian karakteristik arus laut yang telah dilakukan oleh Puslitbang Geologi Kelautan (PPPGL) diawali pada tahun 2005 berkolaborasi dengan Program Studi Oceanografi ITB. Pengukuran arus laut dilakukan menggunakan ADCP (Accoustic Doppler Current Profiler) di Selat Lombok dan Selat Alas dalam kaitan dengan rencana penyiapan lokasi dan instalasi untuk Turbin Kobold buatan Italia yang berkapasitas 300 kW di bawah koordinasi Kementerian Riset dan Teknologi.

Instalasi pengukur arus laut ACDP yang ditempatkan di dasar laut

Tahun 2006 - 2010 telah dilaksanakan penelitian karakteristik arus laut di berbagai selat di Nusa Tenggara Timur, yaitu di Selat Lombok , Selat Alas, Selat Nusa Penida, Selat Flores, dan Selat Pantar.

Prototipe turbin pertama telah dibangun secara kemitraan bersama Kelompok Teknik T-Files ITB dan PT Dirgantara Indonesia, dengan mengadopsi dan memodifikasi model turbin Gorlov skala kecil (0,8 kW/cel). Kelompok T-Files ITB adalah kelompok mahasiswa yang terdiri dari berbagai latar belakang keilmuan yang secara langsung dibimbing oleh Prof. Iskandar Alisyahbana (Alm), mengembangkan berbagai jenis pembangkit listrik tenaga arus laut skala kecil. Salah satu prototipe perangkat pembangkit listrik hasil rakitan perdana telah diuji-coba di kolam uji PPPGL Cirebon dan tahun 2008, dilanjutkan dengan uji lapangan tahun 2009 di Selat Nusa Penida sehingga telah berhasil memperoleh "proven design" yang cocok untuk diterapkan pada perairan yang berkarakteristik selat (arus pasang surut).

Ujicoba lapangan pembangkit listrik tenaga arus laut prototype T-Files ITB di Selat Nusapenida, Bali

Prototipe dalam skala besar (> 80 kW) direncanakan akan dilaksanakan pada tahun 2012-2014 oleh institusi terkait lainnya yang berkewenangan (Ditjen Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi, Puslitbangtek EBTKE, Kementerian Ristek, BPPT, dsb.) untuk mengembangkan dan meningkatkan status skala prototipe menjadi skala pilot dan skala komersial.

Diharapkan pada tahun 2025 energi listrik tenaga arus laut yang dihasilkan dari berbagai pembangkit (PLTAL) akan menunjang pencapaian proporsi 5% berbagai energi terbarukan dari sasaran kebijakan energi 25% bauran energi Indonesia, sesuai dengan visi bauran energi 25-25.

Road map penelitian karakteristik arus laut serta estimasi daya listrik yang telah dilaksanakan oleh PPPGL sampai tahun 2010 di perairan Nusa Tenggara, seperti yang ditunjukkan table dibawah ini.