Jepang Mengembangkan Turbin yang Terinspirasi dari Sirip Punggung Lumba-lumba

Jenis energi terbarukan yang sedang pesat pengembangan dan komersialisasinya adalah energi angin dan matahari. Untuk energi angin, Skotlandia telah membangun pembangkit listrik tenaga angin terapung di laut utara. Sedangkan Indonesia juga telah membangun pembangkit listrik tenaga angin pertamanya di Kabupaten Sidrap. Untuk energi matahari, China menjadi negara terdepan dalam pengembangan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang pada bulan Juni 2017 telah membangun PLTS berbentuk panda di Datong. Indonesia pun akan berpartisipasi membangun PLTS terapung di Waduk Cirata pada tahun 2018 untuk memenuhi target bauran energi baru terbarukan sebesar 23% pada tahun 2025. Lalu bagaimana dengan pengembangan EBT jenis lainnya?

Seperti yang kita ketahui bersama, laut bukan hanya menjadi tempat kehidupan bagi ikan tetapi juga dapat menjadi sumber energi yang menjanjikan di masa depan. Energi laut terbagi menjadi 4 jenis, yaitu energi gelombang luat (wave energy), energi pasang surut (tidal energy), energi arus laut (current energy) dan energi panas laut (Ocean Thermal Energy Conversion). World Energy Council menyebutkan bahwa potensi energi gelombang laut dunia secara teoritis mencapai 29.500 TWh/tahun. Namun, baru beberapa negara yang membangun pembangkit listrik gelombang laut, diantaranya China (0,03 MW), Ghana (0,4 MW), Portugal (0,4 MW) dan Spanyol (0,3 MW)^[1]. Asia memiliki potensi energi gelombang laut paling besar yakni 6.200 TWh/tahun. Tetapi baru China yang memanfaatkan potensi tersebut yang pemanfataannya pun belum terlalu maksimal.

Gambar 1. Kapasitas pembangkit listrik gelombang laut yang telah beroperasi dan masih dalam tahap pembangunan^[1]

Pada bulan September 2017, hal unik dilakukan oleh para peneliti dari Okinawa Insitute of Science and Technology (OIST), Jepang dalam mengembangkan turbin gelombang laut. Mereka tidak hanya mengembangkan bagaimana sistem menghasilkan energi listrik dari gelombang laut tetapi juga membantu mencegah erosi air laut atau lebih dikenal dengan abrasi. Proyek penelitian ini dipimpin oleh Professor Tsumoru Shintake yang bekerja sama dengan Quantum Wave Miscroscopy Unit yang diberi nama “Sea Horse”^[2]. Para peneliti menggunakan turbin untuk mengubah energi kinetik gelombang laut menjadi energi listrik. Turbin tersebut diberi nama Wave Energy Converter (WEC) yang ditanam di dasar laut dan bagian bilah-bilah turbin berada diatas permukaan sehingga gelombang laut akan menerjang bilah-bilah turbin. Setiap turbin terdiri dari 5 bilah dengan diameter 70 cm^[3]. Desain bilah terinspirasi dari sirip punggung lumba-lumba yang berfungsi untuk mengontrol arah gerakan dan stabilitas di dalam air. Bilah tersebut dibuat fleksibel agar tidak terjadi kerusakan ketika ombak menerjang. Prof. Shintake mengatakan bahwa desain tiang turbin pun fleksibel seperti batang bunga yang ketika diterpa angin, batang bunga akan membengkok dan setelah itu akan kembali ke kondisi awalnya (tegak lurus).

Gambar 2. Desain turbin/Wave Energy Converter (WEC)^[4]

Desain turbin diharapkan dapat berfungsi selama 10 tahun sebelum dilakukan penggantian^[3]. WEC dapat dipasang pada cuaca ekstrem seperti badai taifun yang sering terjadi di perairan Jepang. Bilah yang terilhami dari sirip punggung lumba-lumba dan tiang turbin yang dibentuk seperti batang bunga memberi harapan baru untuk memaksimalkan pemanfaatan energi gelombang laut dan mencegah abrasi khususnya di perairan Jepang. Perlu diketahui, 30% pantai di Jepang dipasang tetrapod (beton berkaki empat yang berfungsi sebagai pemecah gelombang) dan wave breakers untuk mencegah terjadinya abrasi^[2]. Nantinya, turbin akan dipasang di depan tetrapod untuk mengubah energi gelombang laut menjadi listrik sehingga beban tetrapod untuk mencegah terjadinya abrasi akan berkurang.

Gambar 3. Sketsa lokasi pemasangan turbin^[4]

Jepang memiliki potensi energi gelombang laut sebesar 70 kW/m (dimana m adalah panjang garis pantai)^[5]. Prof. Shintake mengatakan bahwa hanya 1% dari total garis pantai di Jepang dapat membangkitkan energi listrik sebesar 10 GW yang ekuivalen dengan 10 pembangkit listrik tenaga nuklir^[4]. “Saya berharap turbin ini akan bekerja dengan baik di setiap pantai dimana turbin tersebut dipasang”, tambah Prof. Shintake.

Referensi

[1] World Energy Council. 2016. World Energy Resources Marine Energy

[2] Rogers, S. 2017. Japan Develop Unique Wave-Catching Turbines to Harvest Power. https://interestingengineering.com/japan-develops-unique-wave-catching-turbines-to-harvest-power (Diakses pada 3 Februari 2018)

[3] Irving, M. 2017. Japaneses Turbines Catch The Waves to Harvest Energy and Protect The Coastline. https://newatlas.com/wave-energy-turbines-tetrapods/51472/ (Diakses pada 3 Februari 2018)

[4] McGovern, A. 2017. A Suistainable Future Powered By Sea. https://www.oist.jp/news-center/news/2017/9/20/sustainable-future-powered-sea (Diakses pada 3 Februari 2018)

[5] Asia Biomass Office. Progress with The Development of Ocean Energy in Japan. https://www.asiabiomass.jp/english/topics/1212_04.html (Diakses pada 3 Februari 2018)