Perkembangan Teknologi Oscillating Water Collumn Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Di Berbagai Negara

Gelombang laut merupakan sumber energi terbarukan yang penting dan dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pasokan energi listrik di negara-negara yang memiliki garis pantai. Bermacam-macam jenis teknologi telah diusulkan, dipelajari, dan diuji secara langsung untuk mendapatkan pembangkit listrik bertenaga gelombang laut yang dapat bekerja dengan efisien, salah satu konsep teknologi yang telah diuji yakni Oscillating Water Column (OWC).  OWC memiliki struktur yang berongga dan terintegrasi dengan generator turbin sebagai generator listrik. Generator turbin pada OWC digerakan oleh pergerakan udara yang terperangkap pada rongga OWC. hal itu bisa terjadi karena OWC memanfaatkan fluktuasi permukaan air laut sebagai kompresor, udara pada rongga OWC mengalami kompress dan dekompres sehingga memaksa udara untuk mengalir. Karena teknologi ini memanfaatkan fluktuasi permukaan air laut dan udara yang terperangkap pada rongga, maka disebut dengan Oscillating Water Colomn atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan osilasi air kolom. 

Gambar 2. Konsep OWC

Konsep teknologi OWC ini telah dikenal sekitar tahun 1940-an dan tulisan mengenai OWC pertama kali dipublikasi pada tahun 1978, serta dikenal secara luas setelah itu, sehingga teknologi OWC ini berkembang dengan banyak jenis inovasinya. 

Berikut perekembangan teknologi OWC di berbagai negara :

1.  Perkembangan Awal Teknologi OWC sampai 1990

Yoshio Masuda (1925 - 2009), perwira dari angkatan laut Jepang, merupakan "Bapak Teknologi Modern Energi Gelombang Laut". Teknologi pembangkit listrik energi gelombang laut yang ia ciptakan adalah buoy navigasi bertenaga gelombang laut dilengkapi dengan generator turbin, atau disebut dengan floating OWC. 

Gambar 3, Konsep Buoy OWC Milik Yoshio Masuda

Pada tahun 1965, teknologi Buoy OWC menjadi komersil di Jepang dan OWC ini menjadi pembangkit listrik tenaga gelombang laut pertama di dunia. Setelah buoy OWC sukses di pasaran, Yoshio Masuda kembali merancang OWC dengan skala yang lebih besar, disebut dengan Kaimei. OWC Kaimei merupakan vessel yang berbentuk tongkang dengan ukuran 80 m × 12 m dan berbobot 820 ton. OWC Kaimei dilakukan uji coba di sekitar pesisir barat Jepang dari tahun 1978 sampai 1986 dengan banyak variasi uji coba.  

Di Eropa, teknologi OWC pertama kali dikembangkan pada tahun 1973 karena krisis minyak. Pemerintah Inggris Raya membuat program pengembangan teknologi OWC pada tahun 1975 dengan skala produksi energi yang besar, yaitu sebesar 2 GW.  Pengembangan dan penelitian program ini dilakukan di National Engineering Laboratory (NEL) yang berada di Skotlandia, utara Inggris. NEL berhasil membuat rancangan konsep OWC yang berskala besar yaitu Breakwater OWC, penggabungan breakwater dengan OWC. Namun pada tahun 1982, program pengembangan Breakwater OWC dihentikan pemerintah Inggris tanpa dibuatnya purwarupa dari Breakwater OWC. 

Gambar 4. Konsep Breakwater OWC milik NEL

Di lain tempat, Norwegia, program pengembangan teknologi OWC milik mereka terlaksana dengan lancar, ditandai dengan terpasangnya purwarupa OWC di pesisir Toftestallen, Bergen. Purwarupa OWC milik Norwegia menggunakan turbin sumbu vertikal dengan hasil keluaran daya sebesar 500 Kw. Sayangnya pada tahun 1985, purwarupa OWC  milik Norwegia mengalami kerusakan akibat badai yang menerjang sekitar Toftestallen dan tahun-tahun selajnutnya pengembangan OWC di Norwegia hanya sebatas penelitian akademik. 

Gambar 5. OWC di Toftestallen

2. Perkembangan Teknologi OWC 1990 - sekarang

pada tahun 1991, terjadi perubahan situasi dalam pengembangan energi baru tebarukan karena Komisi Eropa mempertimbangkan OWC menjadi salah satu program pengembangan EBT di Eropa. Hal tersebut menciptakan studi dasar mengenai dasar rancangan dan struktur dari OWC. OWC struktur terpancang menjadi rancangan awal dan dasar studi OWC di Eropa, OWC ini ditempatkan di  Pulau Pico dan Pulau Islay. Kedua OWC itu menghasilkan daya sebesar 500 kW masing-masing. OWC  di Pulau Pico selesai dipasang pada tahun 1999, sedangkan OWC di Pulau Islay selesai dibangung setahun kemudian, kedua OWC itu masih beroperasi hingga sekarang. 

Gambar 6. OWC di Pulau Islay

TIongkok juga ikut dalam pengembangan teknologi OWC yang identik dengan OWC di Pulau Islay. pada tahun 2001, TIongkok membangun OWC di pesisir Provinsi Guangdong. 

Selain OWC struktur terpancang, rancangan Floating OWC yang terintegrasi dengan Breakwater juga bermunculan. Salah satunya adalah rancangan Floating OWC yang tertintergrasi dengan breakwater buatan Korea Selatan dan OWC ditempatkan di Yongsoo, sekitar 1 km dari Pulau Jeju dengan daya yang dihasilkan sebesar 500 kW. 

Gambar 7. OWC di Yongsoo

Floating OWC juga mulai banyak yang diuji dan digunakan di banyak negara, Eropa, Jepang, Korea Selatan, Amerika Serikat, Tiongkok, dan India. Purwarupa Floating OWC berskala 1:4 diuji di Teluk Galway, Irlandia, yang diuji antara tahun 2008 - 2011. OWC ini dilengkapi turbin axial-flow self-rectifying impuls.

Gambar 8. OWC di Teluk Galway

Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) merancang floating OWC dinamai dengan "The Mighty Whale". "The Mighty Whale" berukuran 50 m ×  30 m dengan bobot mencapau 4400 ton dan OWC ini mampu menghasikan daya total 110 kW. OWC ini ditempatkan di sekitar Teluk Gokasho, Prefektur Mie, Jepang. Pengujian "The Mighty Whale" dilaksanakan dalam beberapa tahun.

Gambar 9. OWC "The Mighty Whale"

Selain berkembanganya OWC jenis floating dan breakwater, berkembang pula rancangan OWC jenis Multi Device OWC. Universitas Padova mengembangkan Multi Device OWC "The Seabreath" di Italia. "The Seabreath" memiliki bilik kolom yang memanjang sepanjang OWC. Selain 'The Seabreath", terdapar pula Multi Device OWC lainnya yaitu LEANCON, OWC yang dikembangkan oleh Universitas Aalborg. LEANCON memiliki rancngan struktur dengan bentuk "V" dan telah diuji dengan menggunakan model purwarupa skala 1:40.

Gambar 10. Multi Device OWC "The Seabreath"

Hampir 50 tahun, teknologi OWC ini diciptakan dan dikembangkan oleh para insinyur dan ilmuwan di seluruh dunia. Dengan ide rancangan awal OWC yang digunakan untuk menenagai buoy navigasi kapal hingga muncul ide rancangan OWC yang diintegrasikan dengan breakwater. Walaupun pengembangan teknologi OWC hanya sebatas uji coba untuk kegiatan akademik, tetapi akan sangat membantu dalam mengembangkan OWC yang lebih efisien dan efektif di masa depan. Diharapkan teknologi OWC ini akan bisa digunakan secara komersil di masa yang akan datang dan dapat membantu umat manusia dalam memenuhi kebutuhan energi yang rendah emisi. 

SUMBER :

Falcão, A. F. O., & Henriques, J. C. C. (2016). Oscillating-water-column wave energy converters and air turbines: A review. Renewable Energy, 85, 1391–1424. doi:10.1016/j.renene.2015.07.086