LONDON – Mahalnya biaya pembangunan waduk yang mahal dan sistem pembangkit listrik yang tidak efisien selama ini menjadi kendala pemanfaatan energi pasang surut di sejumlah negara, termasuk Inggris. Maka, satu terobosan diperlukan untuk membuat pembangkit listrik bertenaga gelombang laut yang praktis, efisien dan ekonomis.
Reuter (5/8) melaporkan, sebuah perusahaan Inggris bersama dengan peneliti Oxford University berkeyakinan telah menemukan cara untuk mengatasi kendala tersebut dengan menciptakan turbin jenis baru dengan desain sumbu horisontal yang dapat digunakan di bawah air pada kedalaman hingga 30 meter. Turbin ‘penangkap’ energi pasang surut itu dinilai cukup praktis dan ekonomis.
Turbin generasi baru itu diberinama The THAWT (Transverse Horisontal Axis Water Turbine). Perangkat teknologi ini dirancang untuk efektif ditempatkan di periaran dangkal, air pasang berkecepatan rendah. Ini dengan turbin air konvensional yang memerlukan ukuran pisau yang besar, kecepatan air pasang relatif tinggi dan hanya cocok digunakan pada perairan dalam (di atas 30 meter).
Hasil kerjasama Departemen Engineering Science Oxford University dengan Kepler Energy, THAWT menggunakan konfigurasi rangka turbin datar dengan pisau hydrofoil terbuat dari komposit karbon. Desain ini memungkinkan air mengalir melewati pagar hydrofoil yang meningkatkan efisiensi turbin. Fenomena ini disebut teknik ‘penyumbatan’ turbin untuk menghasilkan energi listrik yang bisa bertambah besar sebanding dengan panjang pagar.
Guy Houlsby, profesor teknik sipil dari Universitas Oxford, mengatakan desain mereka merupakann hasil perbaikan pada turbin vertikal Darrieus yang umum digunakan dalam beberapa sistem turbin angin.
“Turbin Darrieus asli memiliki pisau yang sejajar dengan sumbu rotasi, dan itu berarti bahwa beban dalam pisau ditentukan seluruhnya oleh lentur dari pisau. Itu menghasilkan tekanan yang sangat tinggi,” kata Houlsby. “Kami meredesain pisau sehingga mereka membentuk struktur Triangulasi ini, dan itu adalah bentuk struktur yang sangat kaku dan sangat kuat. Dan itu berarti bahwa beban dalam pisau terutama ditentukan gerakan aksial dan artinya bahwa tekanan jauh lebih rendah,” jelasnya.
Kepler mengatakan desain mereka memiliki bagian yang bergerak minimal dalam air, sementara generator dan peralatan listrik lainnya yang dipasang di kolom kering, meningkatkan kehandalan, efisiensi, dan umur simpan mereka. Unit pembangkit terdiri dari dua set pisau duduk di tiga kolom dengan generator tunggal di antara. “Air mengalir di sudut kanan menuju sumbu turbin sehingga pisau-pisau turbin terangkat,” jelas Houlsby.
Peter Dixon, Direktur Kepler Energy, mengatakan turbin yang dipatenkan adalah yang paling efisien yang pernah dirancang. Menurut Dixon, rotor turbin cocok untuk kecepatan rendah, dan perairan dangkal. Sebelumnya, perairan dangkal hanya dapat digunakan dengan menempatkan turbin aliran aksial konvensional yang kuat dan diameter sangat besar. Karena itulah, tubrin konvensional tidak ekonomis.
Gengan turbin THAWT, perairan pasang surut sepanjang satu kilometer (0,6 mil) bisa menghasilkan energi listrik 30 megawatt pada beban kinerja puncak. Instalasi PLT THWAT telah diusulkan dibangun di kawasan Bristol Channel, pada inlet dan muara sungai yang terletak antara Inggris dan Wales. Proyek ini akan menelan biaya sekitar £ 143 juta (US$ 224 juta) dan bisa beroperasi tahun 2021. Beberapa ahli percaya bahwa jika gelombang air pasang yang mengalir masuk dan keluar dari saluran yang dimanfaatkan dengan benar, mereka bisa memasok hingga lima persen dari kebutuhan energi Inggris.
“Desain kami saat ini bisa membangun intalasi pada kawasan sepanjang 10 km, dengan output daya listrik 500-600 MW. Atau setara dengan satu unit PLTN skala menengah di Bristol Channel, “kata Dixon.
Dixon mengatakan bahwa THAWT memiliki serangkaian keuntungan lain. Masing-masing rotor memiliki umur desain 25 tahun dan kolom dan konektor listrik sampai 100 tahun. Hal ini juga bisa memiliki efek knock-on yang positif bagi industri manufaktur berbasis serat karbon di Inggris. Dia mengatakan bahwa output listrik THAWT ini akan sama dengan output sebuah stasiun tenaga nuklir, tanpa risiko, dan karena pisau bergerak pada kecepatan yang relatif lambat tidak ada bahaya untuk ikan berenang melalui pagar.
Selain itu, dapat digunakan bersama atau dengan terpisah dengan sistem laguna pasang surut, yang terdiri dari dinding penahan melingkar tertanam dengan turbin yang menangkap energi gelombang itu.
Dixon mengatakan biaya produksi akan berada pada kisaran di antara £ 100 dan £ 130 ($ 157 USD untuk $ 203 USD) per MWh untuk kawasan sepanjang 10 kilometer. Sebuah prototipe skala THAWT telah lolos uji tekanan dua kali di Newcastle University. Para pengembang mengatakan sistem bisa digunakan di perairan Perancis dan negara-negara Asia, seperti Jepang, Cina, Korea, Indonesia, India, dan Filipina.
