Pengertian OTEC ( Ocean Thermal Energy Conversion )

OTEC ( Ocean Thermal Energy Conversion ) atau Konversi energi termal lautan

adalah metode untuk menghasilkan energi listrik menggunakan perbedaan temperatur yang

berada di antara laut dalam dan perairan dekat permukaan untuk menjalankan mesin kalor.

Seperti pada umumnya mesin kalor, efisiensi dan energi terbesar dihasilkan oleh perbedaan

temperatur yang paling besar. Perbedaan temperatur antara laut dalam dan perairan

permukaan umumnya semakin besar jika semakin dekat ke ekuator. Pada awalnya, tantangan

perancangan OTEC adalah untuk menghasilkan energi yang sebesar-besarnya secara efisien

dengan perbedaan temperatur yang sekecil-kecilnya.

Permukaan laut dipanaskan secara

terus menerus dengan bantuan sinar

matahari, dan lautan menutupi hampir

70% area permukaan bumi. Perbedaan

temperatur ini menyimpan banyak energi

matahari yang berpotensial bagi umat

manusia untuk dipergunakan. Jika hal ini

bisa dilakukan dengan cost effective dan

dalam skala yang besar, OTEC mampu

menyediakan sumber energi terbaharukan

yang diperlukan untuk menutupi berbagai masalah energi.

Konsep mesin kalor adalah umum pada termodinamika, dan banyak energi yang

berada di sekitar manusia dihasilkan oleh konsep ini. Mesin kalor adalah alat termodinamika

yang diletakkan di antara reservoir temperatur tinggi dan reservoir temperatur rendah. Ketika

kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, alat tersebut mengubah sebagian

kalor menjadi kerja. Prinsip ini digunakan pada mesin uap dan mesin pembakaran dalam,

sedangkan pada alat pendingin, konsep tersebut dibalik. Dibandingkan dengan menggunakan

energi hasil pembakaran bahan bakar, energi yang dihasilkan OTEC didapat dengan

memanfaatkan perbedaan temperatur lautan disebabkan oleh pemanasan oleh matahari.

Siklus kalor yang sesuai dengan OTEC adalah siklus Rankine, menggunakan turbin

bertekanan rendah. Sistem dapat berupa siklus tertutup ataupun terbuka. Siklus tertutup

menggunakan cairan khusus yang umumnya bekerja sebagai refrigeran, misalnya ammonia.

1

1.1 Gambar Pembangunan OTEC di lepas pantai India

Siklus terbuka menggunakan air yang dipanaskan sebagai cairan yang bekerja di dalam

siklusnya.

2

Sejarah OTEC

Meski sistem OTEC adalah suatu teknologi terbaru, konsepnya memiliki jalan

pengembangan yang panjang. Dimulai pada tahun 1881, yaitu ketika Jacques Arsene

d'Arsonval, fisikawan prancis yang mengajukan konsep konversi energi termal lautan. Dan

murid d'Arsonval, George Claude yang membuat pembangkit listrik OTEC pertama kalinya

di Kuba pada tahun 1930. Pembangkit listrik itu menghasilkan listrik 22 kilowatt dengan

turbin bertekanan rendah.

Pada tahun 1931, Nikola Tesla meluncurkan buku "On Future Motive Power" yang

mencakup konversi energi termal lautan. Meski ia tertarik dengan konsep tersebut, ia

beranggapan bahwa hal ini tidak bisa dilakukan dalam skala besar.

Pada tahun 1935, Claude membangun

pembangkit kedua di atas 10000 ton kargo yang

mengapung di atas lepas pantai Brazil. Namun

cuaca dan gelombang menghancurkan pembangkit

listrik tersebut sebelum bisa menghasilkan energi.

Pada tahun 1956, para fisikawan Prancis

mendesain 3 megawatt pembangkit listrik OTEC

di Abidjan, Pantai Gading. Pembangkit listrik

OTEC itu tak pernah selesai karena murahnya

harga minyak di tahun 1950an yang membuat

pembangkit listrik tenaga minyak lebih ekonomis.

Pada tahun 1962, J. Hilbert Anderson dan

James H. Anderson, Jr. mulai mendesain sebuah

siklus untuk mencapai tujuan yang tidak dicapai

Claude. Mereka fokus pada pengembangan desain baru dengan efisiensi yang lebih tinggi.

Setelah menganalisa masalah yang ditemukan pada desain Claude, akhirnya mereka

mematenkan desain siklus tertutup buatan mereka pada tahun 1967.

Amerika serikat mulai terlibat pada penelitian OTEC pada tahun 1974, ketika otoritas

Natural Energy Laboratory of Hawaii mendirikan Keahole Point di Pantai Kona, Hawaii.

Laboratorium itu merupakan fasilitas penelitian dan percobaan OTEC terbesar di dunia.

Hawaii merupakan lokasi yang cocok untuk penelitian OTEC karena permukaan lautnya

yang hangat dan akses ke laut dalam yang dingin. Selain itu, Hawaii juga negara bagian yang

biaya listriknya cukup mahal di Amerika Serikat.

3

1.2 Jacques Arsène d'Arsonval (1851–1940)

Meski Jepang tidak memiliki tempat yang berpotensial untuk mendirikan OTEC,

namun Jepang banyak berkontribusi dalam penelitian dan pengembangan OTEC, terutama

untuk ekspor dan penerapannya di luar negeri. Salah satu proyek Jepang dalam

pengembangan OTEC adalah fasilitas OTEC di Nauru yang menghasilkan 120 kW listrik. 90

kW dimanfaatkan untuk menggerakkan fasilitas OTEC tersebut dan 30 kW dialirkan ke

sekolah-sekolah dan beberapa tempat di Nauru.

Bagian - Bagian Alat Energi Konversi Termal Lautan

4

1.3 Gambar Skema Energi Konversi Termal Lautan (OTEC)

Alat ini dilengkapi dengan berbagai peralatan agar dapat bekerja maksimal di lautan

dalam ( kira-kira dengan kedalaman 1 km ):

1. Pipa tempat masuk air dingin terletak di bagian laut dalam

2. Pipa tempat masuk air hangat terletak diatas permukaan air laut

3. Pompa berfungsi untuk memompa air hangat ke sistem

4. Alat penukar kalor berfungsi untuk menguapkan fluida

5. Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap

6. Sistem pengapung berfungsi untuk menempatkan peralatan OTEC

1.4 Gambar Skema Energi Konversi Termal Lautan

5

Jenis - Jenis Ocean Thermal Energy Conversion

(OTEC)

Berdasarkan siklus yang digunakan, OTEC dapat dibedakan menjadi tiga macam :

1. CLOSED-CYCLE (Siklus Tertutup)

1.5 Gambar Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Tertutup)

Closed-cycle system menggunakan fluida dengan titik didih rendah,seperti

ammonia, untuk memutar turbin guna membangkitkan listrik. Air laut permukaan

yang hangat dipompa melewati sebuah heat exchanger (penukar panas) dimana fluida

dengan titik didih rendah tadi diuapkan. Hasil penguapan tadi kemudian kembali ke

turbo generator. Kemudian air dingin dari dasar lautan dipompa melewati heat

exchanger yang kedua,mengembunkan hasil penguapan tadi menjadi fluida

lagi,dimana siklus ini berputar terus menerus.

1.6 Gambar Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Tertutup)

6

Laut menyerap panas yang berasal dari matahari. Panas matahari membuat

permukaan air laut lebih panas dibandingkan air di dasar laut. Hal ini menyebabkan

air laut bersirkulasi dari dasar ke permukaan. Sirkulasi air laut ini juga dapat

dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan energi listrik.

1.7 Gambar Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Tertutup)

OTEC dengan siklus tertutup, menggunakan fluida dengan titik didih rendah

(mudah menguap) seperti amonia untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Air

laut permukaan yang hangat dipompakan ke dalam alat penukar panas untuk

menguapkan amonia. Uap amonia akan memutar turbin yang menggerakkan

generator. Uap amonia keluaran turbin selanjutnya dikondensasi dengan air laut yang

lebih dingin dan dikembalikan untuk diuapkan kembali, dan skilus ini terus berulang.

2. OPEN-CYCLE (Siklus Terbuka)

1.8 Gambar Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Terbuka)

7

Open-Cycle OTEC menggunakan air laut permukaan yang hangat untuk

membangkitkan listrik. Ketika air laut hangat dipompakan ke dalam kontainer

bertekanan rendah,air ini mendidih. Uap yang mengembang menggerakkan turbin

tekanan rendah untuk membangkitkan listrik.Uap ini,meninggalkan garam-garam di

belakang kontainer. Jadi uap ini hampir merupakan air murni. Uap ini kemudian

dikondensasikan kembali dengan menggunakan suhu dingin dari air dasar laut.

3. HYBRID SYSTEM (Siklus Gabungan)

1.9 Gambar Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Gabungan)

Pada sistem Hybrid, air laut hangat memasuki vacuum chamber dimana ini

diubah menjadi uap, yang mirip dengan penguapan dari Open-cycle system. Uap akan

membuat fluida melalui siklus closed-cycle.Uap dari fluida akan menggerakkan turbin

yang akan menghasilkan listrik. Uap lalu dikondensasi di Heat-exchanger dan

menghasilkan air desalinasi. Proses ini dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan

listrik untuk industri pembuatan Methanol, hydrogen dan lain-lain.

8

Prinsip Kerja OTEC

Konversi energi panas laut atau OTEC menggunakan perbedaan temperatur antara

permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin, minimal sebesar 77 derajat

Fahrenheit (25°C) agar bisa digunakan untuk membangkitkan listrik.

1.9 Gambar Peta Persebaran Panas Laut

Laut menyerap panas yang berasal dari matahari. Panas matahari membuat

permukaan air laut lebih panas dibandingkan air di dasar laut. Hal ini menyebabkan air laut

bersirkulasi dari dasar ke permukaan. Sirkulasi air laut ini juga dapat dimanfaatkan untuk

menggerakkan turbin dan menghasilkan energi listrik.

1.11 Gambar Fasilitas OTEC di Keahole Point, Hawaii

Dalam beroperasinya OTEC, pipa-pipa akan ditempatkan di laut yang berfungsi untuk

menyedot panas laut dan mengalirkannya ke dalam tangki pemanas guna mendidihkan fluida

kerja. Umumnya digunakan ammonia sebagai fluida kerja karena mudah menguap. Dari uap

fluida tersebut selanjutnya akan digunakan untuk menggerakkan turbin pembangkit

listrik.Selanjutnya, uap fluida dialirkan ke ruang kondensor.Didinginkan dengan

9

memanfaatkan air laut bersuhu 5 derajat Celcius. Air hasil pendinginan kemudian

dikeluarkan kembali ke laut. Begitu siklus seterusnya.

10

Kelebihan Kekurangan OTEC

Kelebihan: Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya Tidak membutuhkan bahan bakar. Biaya operasi rendah. Produksi listrik stabil. Dapat dikombinasikan dengan fungsi lainnya: menghasilkan air pendingin, produksi

air minum, suplai air untuk aquaculture, ekstraksi mineral, dan produksi hidrogen secara elektrolisis.

Kekurangan: Belum ada analisa mengenai dampaknya terhadap lingkungan. Efisiensi total masih rendah sekitar 1%-3%. Biaya pembangunan tidak murah.

11

Daftar Pustaka

Anonymous, Konversi Energi Termal Lautan.

http://id.wikipedia.org/wiki/Konversi_energi_termal_lautan. Diakses pada tanggal 5

November 2012.

Armand, 2011., Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut.

http://armand10dma.blogspot.com/2011/08/pembangit-listrik-tenaga-panas-laut.html.

Diakses pada tanggal 5 November 2012.

Rahman, 2010., Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC).

http://majalahenergi.com/forum/energi-baru-dan-terbarukan/energi-laut/ocean-thermal-

energy-conversion-otec. Diakses pada tanggal 5 November 2012.

Anonymous, Konversi energi termal lautan. http://aseli.co/index.php?

option=com_content&view=article&id=92:art-konversi&catid=40:cat-article&Itemid=53.

Diakses pada tanggal 5 November 2012.

Anonymous, IOES Ajak Kerjasama Indonesia di Bidang OTEC.

http://ristek.go.id/index.php/module/News+News/id/10083. Diakses pada tanggal 5

November 2012.

12