Uji Coba Prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut, BPPT
by: Erwandi
Kecepatan arus laut yang keluar masuk Selat Larantuka antara Pulau Flores dan Pulau Adonara, sangat fenomenal. Pada saat bulan baru dan bulan purnama kecepatan arus laut yang keluar dari Selat Larantuka menuju Laut Flores pada beberapa titik dapat mencapai 4.0 meter/detik. Arus laut dengan kecepatan seperti itu sungguh menyimpan energi kinetik yang besar, yang dapat diubah menjadi tenaga listrik.
Berdasarkan hal itu maka pada akhir Maret 2010 lalu, seminggu sebelum perayaan Semana Santa, Pekan Suci Paskah di Larantuka, tim perekayasa Unit Pelaksana Teknis Laboratorium Hidrodinamika Indonesia (UPT LHI) BPPT mulai menguji coba prototipe Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut (PLTAL). Turbin PLTAL yang dipasang adalah turbin poros vertikal tipe Darrieus berbilah turbin lurus. Berdiameter putar 2 m dan panjang bilah 2 m, dengan efisiensi total 35%, turbin dapat menghasilkan listrik 2 kW pada kecepatan arus 1.4 m/detik. Generator PLTAL yang digunakan adalah generator tipe magnet permanen (permanent magnetic generator) dengan kapasitas 3.5 kW pada putaran 250 rpm. Untuk menstabilkan daya listrik yang naik turun mengikuti naik turunnya kecepatan arus laut maka output listrik AC 3 phasa diubah menjadi DC. Arus DC diubah kembali menjadi AC stabil bertegangan 220 V dan frekuensi 50 Hz melalui inverter kapasitas 2 kW.
Prototipe PLTAL dipasang pada posisi kurang lebih 100 m dari dermaga penyeberangan Dusun Tanah Merah Desa Wureh Kecamatan Adonara Barat Pulau Adonara. Agar ponton penyangga turbin tidak hanyut terbawa arus laut maka 4 buah jangkar dan sistem tambat dipasang untuk menjaga agar ponton tetap pada tempatnya.
Pada uji coba pertama itu, disaksikan oleh masyarakat desa Wureh dan aparat Pemda Flores Timur, PLTAL sukses berputar menghasilkan listrik berfluktuasi antara 900 – 2000 W.
Bulan Juni 2010 lalu, kembali tim perekayasa UPT LHI menguji coba PLTAL setelah perbaikan sistem tambat dan radial arms turbin. Dalam uji coba kedua ini tim perekayasa dibantu staf dinas PU Pemda Flores Timur dan penduduk desa Wureh sukses menguji prototipe PLTAL. Listrik menyala dan disalurkan ke lampu-lampu yang dipasang di atas prototipe. Meskipun saat uji coba bentuk bulan terlihat separuh, atau saat pasang perbani (neap tide), yakni saat arus laut paling lemah dalam siklus arus laut bulanan, PLTAL tetap menghasilkan listrik. PLTAL tidak menghasilkan listrik hanya saat pergantian arah arus laut, dari arus masuk ke arus keluar dari Selat Larantuka atau sebaliknya. Lama pergantian arah arus laut berkisar antara 0.5 – 1 jam.
Seperti pernah disinggung dalam tulisan penulis tentang sumber energi arus laut (Kompas, Senin 29 Agustus 2005), arus laut yang keluar masuk Selat Larantuka dan selat-selat lain di sepanjang Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur terutama disebabkan oleh gaya tarik menarik antara bumi, bulan, dan matahari. Gaya ini menimbulkan pasang naik dan pasang surut di Laut Sawu, dan Laut Flores. Karena ada perbedaan tinggi muka air laut antara kedua laut tersebut maka air mengalir dan bertambah kecepatannya menjadi arus laut yang deras saat melewati selat-selat sempit.
Sejak tahun 2006 melalui pembiayaan DIPA APBN, tim perekayasa dari UPT LHI BPPT telah melakukan pemetaan potensi energi arus laut di Indonesia dengan menggunakan teknik simulasi numerik. Hasil pemetaan, seperti dilaporkan ke anggota Dewan Energi Nasional, menunjukkan bahwa potensi daya listrik Selat Larantuka lebih dari 6000 MW bergantung pada jumlah turbin yang dipasang. Potensi ini baru pada satu selat, padahal di Propinsi Nusa Tenggara Timur terdapat banyak selat yang potensinya sama atau lebih besar dari Selat Larantuka.
Berdasarkan simulasi numerik tersebut, pada tahun 2007 tim perekayasa UPT LHI mulai melakukan proses rancang bangun PLTAL. Dalam proses pengkajian jenis turbin PLTAL yang cocok untuk perairan Indonesia, dipilih turbin arus laut poros vertikal tipe Darrieus dengan tiga bilah turbin. Turbin tipe ini konstruksinya sederhana, mudah pembuatannya, mudah pemeliharaannya, dan murah. Model uji bilah turbin yang lurus memanjang dan berpenampang bentuk foil, seperti sayap pesawat terbang, berbahan aluminium, dapat dibuat dengan mudah di pabrik pengecoran velg sepeda motor di Surabaya. Keuntungan lainnya bilah turbin dapat dipasang pada dua buah engsel, seperti daun pintu, agar dapat digerakkan pada sudut serang (angle of attack) tertentu. Manfaatnya untuk menaikkan gaya angkat (lift), menambah besarnya momen putar (torsi), dan meningkatkan efisiensi turbin.
Model uji turbin arus laut berdiameter putar 1 meter dan panjang bilah 1 meter, telah diuji di kolam uji tarik (towing tank) LHI BPPT. Model uji ini berkapasitas 1 kW. Dari pengujian beberapa potongan foil bilah turbin yang berbeda, dipilih foil LHI-18 hasil rancangan tim perekayasa PLTAL. Dengan foil LHI-18 turbin arus laut dapat berputar pada kecepatan arus sangat rendah 0.30 m/detik. Rata-rata efisiensi turbin tanpa generator 42%.
Tahun 2008 dimulai proses perancangan prototipe PLTAL. Karena keterbatasan dana riset, prototipe yang seharusnya dapat diselesaikan pada akhir tahun 2008, baru lengkap dan siap diluncurkan pada tahun 2009. Uji coba PLTAL akhirnya dapat dilakukan di Selat Larantuka pada akhir Maret 2010 dan bulan Juni 2010 lalu.
Oktober 2010 nanti dengan anggaran penelitian DIPA APBN dan dibantu tambahan anggaran APBD-P Kabupaten Flores Timur tim perekayasa PLTAL merencanakan untuk melakukan uji coba prototipe PLTAL dengan kapasitas 10 kW. Listrik direncanakan akan disalurkan untuk menerangi dermaga dan sebagian penduduk dusun Tanah Merah Adonara yang selama ini belum mendapat aliran listrik.
Erwandi,
Anggota tim perekayasa UPT Laboratorium Hidrodinamika Indonesia, BPPT