PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PASANG
SURUT (PLTPs)
1.
LATAR
BELAKANG
Salah
satu potensi laut atau samudra yang belum banyak diketahui masyarakat umum
adalah potensi energi laut yang menghasilkan listrik. Negra yang melakukan
penelitan dan perkembangan potensi energi laut untuk menghasilkan listrik
adalah inggris, Prancis, dan jepang.
Laut
merupakan sumber kehidupan yang bisa memberikan manfaat tersendiri di berbagai
aspek-aspek kehidupan misalnya saja kondisi pasang surut air laut yang
dimafaatkan untuk membangkitkan suatu energi listrik yang besar, sehingga bisa
digunakan dalam kehidupan kita yang sangat diperlukan sekali adanya listrik.
Secara
umum, potensi energi laut yang dapat menghasilkan listrik dapat di bagi kedalam
3 bentuk potensi energi, yaitu ombak atau gelombang (wave energy), energi
pasang surut (Tindal energy), dan hasil konversi energi panas laut(ocean
thermal energy conversion).
Oleh
kerena itu dengan adanya suatu ide-ide yang bisa membangkitkan suatu energi
listrik sangatlah diperlukan sekali. Dalam hal ini akan dibahas masalah
pembangkit tenaga listrik pasang surut baik dari alat pembangkitnya, bahan baku
untuk memperlancar proses pembangkitan maupun cara kerja dari pada pembangkit
sehingga bisa membangkitkan energi listrik.
2.
PASANG
SURUT
Pasang-surut
(pasut) merupakan salah satu gejala alam yang tampak nyata di laut, yakni suatu
gerakan vertikal (naik turunnya air laut secara teratur dan berulang-ulang)
dari seluruh partikel massa air laut dari permukaan sampai bagian terdalam dari
dasar laut. Gerakan tersebut disebabkan oleh pengaruh gravitasi (gaya tarik
menarik) antara bumi dan bulan, bumi dan matahari, atau bumi dengan bulan dan matahari.
Pasang-surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek
sentrifugal, yakni dorongan ke arah luar pusat rotasi. Hukum gravitasi Newton
menyatakan, bahwa semua massa benda tarik menarik satu sama lain dan gaya ini
tergantung pada besar massanya, serta jarak di antara massa tersebut. Gravitasi
bervariasi secara langsung dengan massa, tetapi berbanding terbalik terhadap
jarak. Sejalan dengan hukum di atas, dapat dipahami bahwa meskipun massa bulan
lebih kecil dari massa matahari tetapi jarak bulan ke bumi jauh lebih kecil,
sehingga gaya tarik bulan terhadap bumi pengaruhnya lebih besar dibanding matahari
terhadap bumi. Kejadian yang sebenarnya dari gerakan pasang air laut sangat
berbelit-belit,sebab gerakan tersebut tergantung pula pada rotasi bumi, angin,
arus laut dan keadaan-keadaan lain yang bersifat setempat. Gaya tarik gravitasi
menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan
(bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut
ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang
orbital bulan dan matahari (WARDIYATMOKO
& BINTARTO,1994).
Pasang-surut
purnama (spring tides) terjadi ketika
bumi, bulan dan matahari berada dalam suatu garis lurus (matahari dan bulan
dalam keadaan oposisi). Pada saat itu, akan dihasilkan pasang tinggi yang
sangat tinggi dan pasang rendah yang sangat rendah, karena kombinasi gaya tarik
dari matahari dan bulan bekerja saling menguatkan. Pasang-surut purnama ini
terjadi dua kali setiap bulan, yakni pada saat bulan baru dan bulan purnama
(full moon). Sedangkan pasang-surut
perbani (neap tides) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari
membentuk sudut tegak lurus, yakni saat bulan membentuk sudut 90° dengan bumi.
Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang rendah dan pasang rendah yang
tinggi. Pasang-surut perbani ini terjadi dua kali, yaitu pada saat bulan 1/4
dan 3/4 (WARDIYATMOKO & BINTARTO,
1994).
Pasang-sumt
laut dapat didefinisikan pula sebagai gelombang yang dibangkitkan oleh adanya
interaksi antara bumi, matahari dan bulan. Puncak gelombang disebut pasang
tinggi (High Water/RW) dan lembah gelombang disebut surut/pasang rendah (Low
Water/LW). Perbedaan vertikal antara pasang tinggi dan pasang rendah disebut
rentang pasang-surut atau tunggang pasut (tidal range) yang bisa mencapai
beberapa meter hingga puluhan meter. Periode pasang-surut adalah waktu antara
puncak atau lembah gelombang ke puncak atau lembah gelombang berikutnya. Harga
periode pasang-surut bervariasi antara 12 jam 25 menit hingga 24 jam 50 menit (SETIAWAN, 2006).
Menurut
WIBISONO (2005), sebenarnya hanya ada tiga tipe dasar pasang-surut yang
didasarkan pada periode dan keteraturannya, yaitu sebagai berikut:
1.
Pasang-surut tipe harian tunggal (diurnal type): yakni bila dalam waktu
24 jam terdapat 1 kali pasang dan 1 kali surut.
2.
Pasang-surut tipe tengah harian/ harian ganda (semi diurnal type): yakni
bila dalam waktu 24 jam terdapat 2 kali pasang dan 2 kali surut.
3.
Pasang-surut tipe campuran (mixed
tides): yakni bila dalam waktu 24 jam terdapat bentuk campuran yang condong ke
tipe harian tunggal atau condong ke tipe harian ganda.
Tipe
pasang-surut ini penting diketahui untuk studi lingkungan, mengingat bila di
suatu lokasi dengan tipe pasang-surut harian tunggal atau campuran condong
harian tunggal terjadi pencemaran, maka dalam waktu kurang dari 24 jam,
pencemar diharapkan akan tersapu bersih dari lokasi. Namun pencemar akan pindah
ke lokasi lain, bila tidak segera dilakukan clean up. Berbeda dengan lokasi
dengan tipe harian ganda, atau tipe campuran condong harian ganda, maka
pencemar tidak akan segera tergelontor keluar. Dalam sebulan, variasi harian
dari rentang pasang-surut berubah secara sistematis terhadap siklus bulan.
Rentang pasang-surut juga bergantung pada bentuk perairan dan konfigurasi
lantai samudera. Pasang-surut (pasut) di berbagai lokasi mempunyai ciri yang
berbeda karena dipengaruhi oleh topografi dasar laut, lebar selat, bentuk teluk
dan sebagainya.
Di
beberapa tempat, terdapat beda antara pasang tertinggi dan surut terendah
(rentang pasut), bahkan di Teluk Fundy (Kanada) bisa mencapai 20 meter. Proses
terjadinya pasut memang merupakan proses yang sangat kompleks, namun masih bisa
diperhitungkan dan diramalkan. Pasut dapat diramalkan karena sifatnya periodik,
dan untuk meramalkan pasut, diperlukan data amplitudo dan beda fasa dari
masing-masing komponen pembangkit pasut. Ramalan pasut untuk suatu lokasi
tertentu kini dapat dibuat dengan ketepatan yang cukup cermat (NONTJI, 2005).
Pasut
tidak hanya mempengaruhi lapisan di bagian teratas saja, melainkan seluruh
massa air yang bisa menimbulkan energi yang besar. Di perairan pantai, terutama
di teluk atau selat sempit, gerakan naik turunnya muka air akan menimbulkan
terjadinya arus pasut. Jika muka air bergerak naik, maka arus mengalir masuk,
sedangkan pada saat muka air bergerak turun, arus mengalir ke luar. NONTJI
(2005) mengatakan bahwa pengetahuan mengenai pasut sangat diperlukan dalam
pembangunan pelabuhan, bangunan di pantai dan lepas pantai, serta dalam hal
lain seperti pengelolaan dan budidaya di wilayah pesisir, pelayaran, peringatan
dini terhadap bencana banjir air pasang, pola umum gerakan massa air dan
sebagainya. Namun yang paling penting dari pasut adalah energinya dapat
dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga listrik.
3.
PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA PASANG SURUT (PLTPs)
Pembanglit
listrik tenagan pasang surut pada dasarnya ada dua metode untuk memanfaatkan
energi pasang surut, yaitu Dam Pasang Surut (Tindal Barrages) dan Turbin Lepas
Pantai ( Offshore Turbines).
1. Dam
Pasang Surut (Tindal Barrages)
Pembangkit
Listrik Tenaga Pasang Surut ini merupakan pembangkit yang menggunakan metode
pembuatan dam pada hulu sungai yang berbuara ke laut yang memanfaatkan pasang
surut air laut sehingga dapat menggerakan turbin dan generator. Pada metode ini
merupakan penemuan pembangkit listrik terbarukan yang akan di jelaskan oleh
penulis dibawah ini.
2. Turbin
Lepas Pantai ( Offshore Turbines).
Pilihan
lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih menyerupai pembangkit
listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya dibandingkan metode
pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif
lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah
sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.
Beberapa
perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas pantai adalah: Blue Energy
dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan Marine Current Turbines (MCT)
dari Inggris. Gambar hasil rekaan tiga dimensi dari ketiga jenis turbin
tersebut ditampilkan dalam gambar 1.
Gambar
1. Turbin Lepas Pantai ( Offshore Turbines).
Picture
credit: (1) marineturbines.com, (2) swanturbines.co.uk, (3) & (4)
bluenergy.com.
Gambar
sebelah kiri (1): Seagen Tidal Turbines buatan MCT. Gambar tengah (2): Tidal
Stream Turbines buatan Swan Turbines. Gambar kanan atas (3): Davis Hydro
Turbines dari Blue Energy. Gambar kanan bawah (4): skema komponen Davis Hydro
Turbines milik Blue Energy.
Teknologi
MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah
laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang
menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kedua
baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari
sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan mampu
menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan
sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk
lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai
perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga
sepuluh kalinya).
Dibandingkan
dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa
perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik
tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan
terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada
melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara
gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut.
Adapun
satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energy
adalah poros baling-balingnya yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin
ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam
satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk mencukupi
kebutuhan listrik dalam skala besar.
Pada
kali ini penulis akan membahan menggunakan metode Dam Pasang Surut (Tindal
Barrages) karena metode ini sangat umum digunakan oleh negara yang berpotensi
untuk pembangkit listrik terbarukan ini.
A.
Prinsip
kerja PLTPs Tindal Barrage
Cara
ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang terdapat di
dam/waduk penampungan air sungai. Hanya saja, dam yang dibangun untuk
memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada
umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan
antara air sungai dengan air laut. Ketika ombak masuk atau keluar (terjadi
pasang atau surut), air mengalir melalui terowongan yang terdapat di dam.
Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin .
Gambar
2. Proses Masuknya Air Laut Pada Metode Tindal Barrages
Gambar
3. Keluarnya Air Laut dan Memutar Turbin Pada Metode Tindal Barrages
Apabila
muka air laut (surut) sama tingginya dengan muka air dalam waduk maka saluran
air ke turbin ditutup. Sementara itu muka air laut (pasang) naik terus. Ketika
tinggi muka air laut mencapai kira-kira setengah tinggi air pasang maksimum,
maka katup saluran air ke turbin dibuka dan air laut masuk ke dalam waduk
melalui saluran air ke turbin, dan menjalankan turbin dan generator dalam hal
tersebut tinggi muka air di dalam waduk akan naik. Apabila muka air laut telah
mencapai ketinggian maksimumnya tetapi masih lebih dari muka air dalam waduk,
turbin generator dan air dalam waduk menjadi sangat kecil.
Sehingga
turbin generator tidak bekerja pada keadaan tersebut katup simpang (by pass
valve) yang menghubungkan laut dengan waduk dibuka, sehingga air laut lebih cepat masuk mengisi waduk, ketika muka
air laut dan air di dalam waduk sama tingginya, baik katup simpang maupun katup
saluran turbin ditutup. Pada keadaan tersebut tinggi muka air dalam waduk tetap
konstan sedangkan inggi muk air laut terus surut. Apabila pebedaan tinggi
antara permukaan air laut dan permukaan air dalam waduk sudah cukup besar maka
turbin dijalankan dengan membuka katup air ke turbin pada keadaan tersebut air
mengalir dari waduk ke laut melalui
turbin sehingga turbin berputar dan permukaan air dalam waduk turun. Proses ini
terus berlangsung sampai tinggi air dalam waduk tidak cukup untuk menjalankan
turbin, dan katup simpang dibuka supaya air yang masih ada di dalam waduk cepat
keluar mengalir ke laut. Dalam keadaan tersebut
air laut masih surut atau telah naik tetapi masih belum mencapai tinggi
turbin setelah waduk kosong atau ketika permukaan air laut dalam waduk sama
tingginya dengan muka air laut, katup simpang dan katup masuk turbin ditutup
kembali.
Demikianlah
proses tersebut terjadi berulang-ulang mengisi dan mengosongkan air dalam waduk
untuk menjalankan turbin generator dengan memanfaatkan proses air pasang dan
air surut. Pusat listrik tenaga pasang surut biasanya dibuat dengan waduk
berukuran besar supaya dapat dibuat secara ekonomis dengan menghasilkan listrik
yang banyak.
Dari
gambar di atas turbin yang digunakan adalah turbin air dua arah yang nantinya
untuk membangkitkan daya pada waktu pasang dan pada waktu surut. Hal ini dapat
dilakukan selama 12,5 jam dalam /hari dengan periode 2 x sehari. Periode
pengosongan waduk dilakukan pada saat permukaan air laut mulai turun sehingga
turbin dapat berputar 24 jam.
Turbin
yang di sini ialah turbin dua arah seperti gambar di bawah ini.
Gambar
4.Turbin Dua Arah
Namun jenis turbin paling cocok
digunakan adalah jenis turbin dua arah yaitu turbin air jenis “bulb” yang
gambarnya seperti di bawah ini.
Gambar
4. Turbin Dua Arah jenis Bulb
( Sumber: Pengkajian sumber listrik
alternatif dan mesin listrik alternatif )
Turbin-turbin ini putarannya lebih
lambat dari kebutuhan putaran generator sehingga dibutuhkan sistem percepatan
putaran dalam bentuk “gear box” yang nantinya perputaran yang dibutuhkan
generator yang sesuai.
Untuk lebih jelasnya grafik dibawah
ini yaitu grafik 1 akan menunjukkan urutan operasi pembangkitan daya pada waktu
pasang dan pada waktu surut.
Grafik
1.
( Sumber : W. Arismunadar,Penggerak
Mula )
Dalam
grafik 1 untuk mengetahui debit air jatuh yang diperoleh dari operasi pompa yang
biasanya dilaksanakan pada saat terjadi beban puncak maka dapat diibuat grafik
yang mana dalam grafik itu menjelaskan urutan operasi turbin-pompa di La-Rance
dalam grafik tersebut terlukis garis tinggi permukaan air laut, berupa suatu
sinusoida, yang titik tertinggi berupa situasi pasang. Dengan garis-garis
terputus dilukis tinggi permukaan ari dalam waduk. Pada asasnya, antara tenaga
pasang surut dan tenaga air konvensional terdapat persamaan, yaitu kedua-duanya
adalah tenaga air yang memanfaatkan gravitasi tinggi jatuh air untuk pembangkit
tenaga listrik.
Perbedaan-perbedaan utama secara
garis besar adalah:
a)
Pasang surut menyangkut arus air periodik dwi-arah dengan dua kali
pasang dan dua kali surut tiap hari.
b)
Operasi di lingkungan air laut memerlukan bahan-bahan konstruksi yang
lebih tahan korosi daripada dimiliki material untuk air tawar.
c)
Tinggi jatuh relatif sangat kecil (maksimal 11 meter) bila dibandingkan
dengan terbanyak instalasi-instalasi hidro lainnya.
Berdasarkan
berbagai studi dan pengalaman, energi yang dapat dimanfaatkan adalah sekitar 8
sampai 25 % dari seluruh energi teoretis yang ada. Proyek Pusat Listrik Tenaga Pasang
Surut La Rance di Prancis, yang merupakan sentral pertama yang besar, mempunyai
efisiensi sebesar 18 %, yang akan meningkat menjadi 24 % bila proyek itu telah
dikembangkan sepenuhnya.
Untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi,
sebuah instalasi pasang surut harus memasang kapasitas pembangkitan listrik
yang relatif lebih besar, dibanding dengan Pusat Listrik Tenaga Air biasa. Di
lain pihak Pusat Listrik Tenaga Pasang Surut tidak tergantung pada
perubahan-perubahan musim sebagaimana halnya dengan sungai-sungai biasa.
Gambar
5. PLTPs La Rance,
Brittany, Perancis
Daya terpasang instalasi pasang surut La
Rance adalah 240 MW dan terdiri atas 24 mesin masing-masing berdaya 10 MW dan
menurut keterangan, akan ditingkatkan menjadi 350 MW. Juga direncanakan sebuah
Pusat Listrik Tenaga Pasang Surut sebesar 2176 MW di Bay of Fundy, Kanada,
antara tahun 1980 dan 1990. Sebuah studi Argentina mempelajari kemungkinan
pembangunan sebuah instalasi pasang surut dengan daya terpasang 600 MW di Golfo
San Matias dan Golfo Neuvo dekat Semenanjung Valdes di pantai Atlantik.
Pasang surut di pantai Barat Laut Australia
mencapai tinggi 11 meter, dan menurut keterangan, mempunyai potensi teoretis
sebesar 300.000 MW. Berikut ini adalah penjelasan bangunan-bangunan utama
proyek Kuala Rance yang diuraikan secara singkat.
Pembangkit
listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai
Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik ini dibangun pada tahun
1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance didesain dengan teknologi canggih
dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk
pengoperasian pada akhir pekan dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia
terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas hanya16 MW.
Kekurangan
terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah mereka hanya dapat
menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk (pasang) ataupun mengalir
keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per harinya.
Namun, karena waktu operasinya dapat diperkirakan, maka ketika PLTPs tidak
aktif, dapat digunakan pembangkit listrik lainnya untuk sementara waktu hingga
terjadi pasang surut lagi.
B.
Bagian-Bagian
PLTPs Tindal Barrages
1. Bagian
Pintu Air
Pintu air ini
mempunyai fungsi yang sangat penting dalam mempercepat pengosongan dan
pengisian waduk dalam waktu daur pengoperasian. Bagian bukaan pintu air itu
lebarnya 15 meter dengan pintu putar berukuran 15 meter x 10 meter.
Keenam
terusan jalan air dengan jumlah areal 900 m2 dapat melayani aliran
air 5000 m3/detik. Bila perbedaan tingkatan (tinggi) antara laut dan
kolam adalah 1 meter, bagian bendungan dalam hal ini berbeda dan memperoleh
tekanan air pada kedua belah arah yaitu air melakukan tekanan dalam satu arah
dan sebaliknya pula dari arah lain, dengan dua daur pengoperasian.
Katup-katup
dijalankan beberapa kali dalam sehari untuk mengisi dan mengosongkan kolam
dalam setiap siklus. Tidak seperti yang hanya terjadi beberapa kali saja dalam
setahun dengan katup-katup pintu air bendungan sungai.
2. Bagian
Pengisian Batu
Pintu-pintu
disambung dengan bagian yang diisi dengan batu-batuan, panjangnya 163,6 meter,
hingga bendungan pembangkit tenaga. Kedua permukaan tanggul miring dengan
dinding dari beton dengan kemiringan 1 : 55. Penapisnya dilindungi dari gerak
gelombang oleh petak-petak batu karang yang besar.
3. Bangunan
Pembangkitan Tenaga
Bangunan
pembangkit tenaga yang mirip terowongan itu panjangnya 386 meter. Punya tiga
tegangan pantai, 24 pembangkit tenaga dan sebuah ruang pengendali, yang
semuanya berada di ruang mesin pembangkit tenaga listrik.
Dua dinding
yang menghadapi air pasang diperkuat dengan tiang-tiang penyangga di setiap
13,3 meter. Unit-unit pembangkit tenaga listrik, memiliki 24 pasang turbin
generator yang kapasitas masing-masingnya 10 mega-watt, tiga transformator dari
380 mega-volt-amper. Dengan voltase penaik tegangan dari 3500 volt ke 225.000
volt. Tiga panel pengendali yang mengatur masing-masing 8 buah turbin dan
kabel-kabel minyak bertegangan tinggi 225.000 volt, yang menghubungkan transformator-transformator
itu dengan sub-stasiun yang berada di luar daerah pembangkitan.
Perangkat-perangkat
turbin berkecepatan normal 94 putaran/menit, dengan kecepatan tertinggi 380
putaran dalam satu menit. Turbinnya berdiameter 5,43 meter, generatornya berdiameter
4,36 meter dan panjang perangkat itu secara keseluruhan 13,4 meter.
Turbin
generator tersebut terdiri dari empat susun bilah daun yang dapat disetel
sampai siku 420051”. Dengan dorongan motor servo (motor putaran lambat).
Penyaluran pada turbin dapat diatur oleh 24 bilah baling-baling dalam bentuk
bola diperkuat kedudukannya oleh 12 baling-baling serta diperkokoh oleh empat
balok ganjaran.
Unit-unit itu
akan menghasilkan tenaga sebanyak 537 mw/h dalam pergerakan air pasang ke arah
laut dan sebanyak 71,5 MW/H ketika air pasang bergerak ke arah kuala. Dari
jumlah tenaga sebanyak 608,5 MW/H tersebut, sebanyak 64,5 MW/H akan digunakan
lagi untuk menopang air laut waduk pada saat permukaan laut dan waduk hampir
sejajar.
4. Coffer
Dam
Dalam tahap
awal dibuat dua bangunan pemagar (penutup) dalam rangka pembangunan pintu air
dan bendungan bergerak atau bagian pintu air. Pemagaran (penutup) kedua, yang
sebenarnya dari dua coffer dam; mulai dari dinding yang dibangun dari tepi
kanan ke tepi pulau. Pemagaran digunakan untuk menangani pelepasan air, air
pasang pada tahap-tahap terakhir dalam pembuatan coffer dam utama.
Penutupan di
tepi kiri (pemagaran pintu air) terdiri dari dinding beton, yang membuat areal
yang tertutup kering hanya pada puncak air surut. Penutupan sebelah kanan
terdiri dari dua coffer dam kecil dengan bagian atasnya sedikit di atas tingkat
permukaan air pasang tertinggi dan berbentuk kotak yang diperkuat tiang-tiang
dan lapisan yang diisi pasir.
Kotakan-kotakan
itu terdiri dari lima belas silinder yang besar-besar berdiameter 19 meter dan
tingginya antara 15 meter dan 20 meter, dihubungkan dengan lengkungan-lengkungan
tiang. Tetap ini bukanlah coffer dam yang utama. Dua coffer dam dibangun di
sebelah utara dan sebelah selatan. Coffer dan di sebelah utara panjangnya 600
meter, tinggi atau yang bagian atasnya sedikit di atas tingkat permukaan air
pasang tertinggi (14 meter), memisahkan laut dengan kuala (Rance).
Coffer
dam ini juga dibuat dengan cara yang
sama dengan dua pemagaran yang lebih dulu. Daerah tengah, yang panjangnya 360
meter yang terdiri dari 19 caisson. Caisson adalah alat yang digunakan untuk
turun ke dalam air, bentuknya seperti peti kotak terbalik.
C.
Komponen
Pembangkit Tenaga Lsitrik Energi Air Pasang Surut
Tujuh
komponen utama sebuah Pusat Pembangkit Tenaga Listrik Energi Air Pasang Surut
adalah:
1. Bangunan ruangan mesin
2. Tanggul (bendungan) untuk membentuk kolam
3. Pintu-pintu air untuk jalan air dari kolam ke
laut atau sebaliknya
4. Turbin yang berputar oleh dorongan air pasang
dan air surut.
5. Generator yang menghasilkan listrik 3.500
volt.
6. Panel penghubung.
7. Transformator step up dari 3.500 volt ke
150.000 volt.
D.
Kerjasama
Sistem Kolam Ganda
Bagan ini
ditandai oleh dua kolam dengan tinggi yang berbeda dan dihubungkan melalui
turbin. Pintu air pada kolam yang tinggi tingkat airnya dan pada kolam yang
rendah tingkat airnya, menghubungkan kolam-kolam itu dengan laut. Yang pertama
disebut pintu air jalan masuk dan yang kedua pintu air jalan keluar.
Pengoperasian
ini dilakukan dengan pintu air jalan masuk yang ditutup. Kolam atas yang sudah
penuh sebelumnya segera memindahkan airnya melalui turbin-turbin ke kolam
bawah. Tingkat permukaan air kolam atas turun, sedangkan tingkat permukaan
kolam bawah meningkat.
Pada saat
permukaan air kolam atas mendekati ketinggian permukaan kolam bawah, pintu air
keluar pada kolam bawah segera dibuka, sehingga tingkat permukaan kolam bawah
mencapai tingkat paling rendah. Kemudian pintu jalan keluar ditutup dan
waktunya diatur bersamaan dengan datangnya masa naik air pasang dan bila tinggi
air pasang dari laut sudah menyamai tinggi permukaan air kolam atas. Maka pintu
jalan air masuk pada kolam atas dibuka sehingga tinggi permukan kolam atas
mencapai titik tertinggi dan saat itu pintu air jalan masuk ditutup. Setelah
itu daur kedua yang sama pun dimulai. Dengan sistem ini masa putar (operasi)
pembangkitan dapat diatur lebih lama.
Syarat-syarat
untuk memilih lokasi pembuatan pembangkit energi listrik pasang surut ini
adalah:
1. Tinggi
air pasang pada lokasi harus memadai sepanjang tahun.
2. Kuala atau estu arium harus mempunyai
geomorfologi yang dengan tanggul yang relatif pendek dapat dikembangkan sebagai
kolam penampung air.
3. Lokasi
yang diusulkan tersebut tidak mempunyai endapan yang luar biasa jika membawa
endapan lumpur ke dalam laut diperlukan usaha untuk mengangkat endapan ke atas
suatu kolam penampungan.
4. Lokasi
yang dipilih harus bebas dari serangan ombak besar.
5. Lokasi yang dipilih harus sedemikian rupa
sehingga tidak timbul masalah akibat pembendungan kuala, seperti perubahan pola
air pasang surut.
E.
Kesulitan Pada
Pembangkitan Tenaga Air Pasang
Dari sejarah
perkembangannya di atas terlihat bahwa manusia sudah agak terlambat dalam
mempergunakan tenaga air pasang surut.
Ada sejumlah alasan yang meyebabkan pembangkit tenaga listrik dengan
penggerak tenaga air pasang surut. Pembangkit jenis ini tertinggal
pengembangannya dibandingkan dengan jenis pembangkitan tenaga listrik energi
lain. Beberapa alasannya itu adalah sebagai berikut:
a. Karena pembangkit
listrik energi air pasang surut bergantung pada ketinggian yang berbeda dari
permukaan laut dan kolam penampung. Pola pengaturan ketinggian air dilakukan
dengan perluasan kolam atau jumlah kolam dan sistem putaran ganda (putaran dua
arah) yang dapat berfungsi pada saat pasang naik dan pasang surut.
b. Perbedaan tinggi
air pasang terbatas hanya beberapa meter, bila baling-baling turbin atau pipa
turbin secara teknologi perkembangannya kurang baik terpaksa menggunakan cara
konvensional yaitu turbin tipe Koplan sebagai alternatifnya. Hal ini tidak
cocok lagi mengingat perkembangan teknologi yang dapat membolak-balikkan
putaran turbin dan generator.
c. Jarak air pasang
ialah perubahan ketinggian permukaan ari
sehingga turbin harus bekerja pada variasi jarak yang cukup besar dari
ketinggian tekanan air. Hal ini akan mempengaruhi efisiensi stasiun pembangkit.
d. Lamanya perputaran
tenaga listrik dalam sebuah pusat pembangkit listrik dengan energi air pasang
surut. Setiap hari merupakan alasan yang tepat untuk menentukan dasar tipe
pembangkitan, tetapi waktu terjadinya peristiwa tidak boleh berubah. Setiap
hari terjadi keterlambatan hampir mendekati satu jam. Jadi jika tenaga listrik
generator pada suatu hari bekerja dari pukul 10.00 siang sampai jam 3.00 sore
hari berikutnya ia akan beroperasi dari jam 11 siang sampai jam 4 sore dan
begitu seterusnya.
Adanya
perubahan ini mengakibatkan kesukaran dalam rencana persiapan operasi setiap
harinya dalam sentral pembangkitan listrik. Dengan bantuan program komputer
halangan ini baru dapat diatasi.
e. Air laut merupakan
cairan yang mudah mengakibatkan pembangkit tenaga listrik akan berkarat.
f. Diperlukan
teknologi khusus untuk membangun konstruksi di dalam laut.
g. Pembangunan
pembangkit tenaga listrik energi pasang surut ini dikhawatirkan mengganggu
manfaat alami teluk yang berfungsi juga sebagai daerah perikanan dan pelayaran.
F.
Kelebihan
Dan Kekurangan PLTPs
-
Kelebihan
• Setelah dibangun, energi
pasang surut dapat diperoleh secara gratis.
• Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya.
• Tidak membutuhkan bahan bakar.
• Biaya operasi rendah.
• Produksi listrik stabil.
• Pasang surut air laut dapat diprediksi.
• Turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak menimbulkan dampak lingkungan yang besar.
• Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya.
• Tidak membutuhkan bahan bakar.
• Biaya operasi rendah.
• Produksi listrik stabil.
• Pasang surut air laut dapat diprediksi.
• Turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak menimbulkan dampak lingkungan yang besar.
-
Kekurangan
• Sebuah dam yang menutupi muara
sungai memiliki biaya pembangunan yang sangat mahal, dan meliputi area yang
sangat luas sehingga merubah ekosistem lingkungan baik ke arah hulu maupun
hilir hingga berkilo-kilometer.
• Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya, ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar.
• Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya, ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar.
Kesimpulan
Dari
pembahasan bahwa sistem pembangkitan energi pasang surut turbin yang digunakan
adalah turbin air yang arah putarannya dalam dua arah. Disini kenapa dua arah?
Karena air mengalir melalui turbin dari waduk ke laut dan dari laut ke waduk.
Pemanfaatan
energi pasang surut ini untuk memeroleh debit air yang banyak dalam waduk
sangat tergantung dari pada tinggi air pasang permukaan laut yang dipengaruhi
oleh fase bulan dan keberadaan laut dengan garis ekuator bumi. Semakin jauh
laut dari garis ekuator bumi maka air laut pasang akan semakin tinggi begitu
juga sebaliknya semakin dekat laut dari garis ekuator bumi maka air laut pasang
akan semakin rendah.
