Rudi Harianto, M Ilham Hidayat dan Abhista Dianiswara saat memenangkan EC 2018

Kampus ITS, ITS News – Ketersediaan energi listrik masih menjadi momok di wilayah padat penduduk yang terisolasi, layaknya Pulau Gili Ketapang, Probolinggo. Hal ini menginspirasi mahasiswa Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) untuk merancang struktur turbin angin lepas pantai atau yang disebut dengan Fixed Offshore Wind Turbine (FWOT) bernama Arjuna Monopole.

Ide brilian dari M Ilham Hidayat, Abhista Danis Wara, dan Rudi Harianto bermula dari kekhawatirannya akan ketersediaan energi listrik di Pulau Gili Ketapang Probolinggo yang semakin menipis. Menurut Abhista, pulau seluas 64 hektar dengan kepadatan penduduk hingga 13,8 jiwa/km2 ini memiliki pasokan listrik yang terbatas, dan tidak seimbang dengan kenaikan populasi.

Secara geografis, pulau ini berjarak cukup jauh dengan bagian tepi Kota Probolinggo, sehingga mengharuskan masyarakat untuk memproduksi kebutuhan energi listriknya sendiri. Selama ini, dengan hanya mengandalkan tiga buah mesin diesel, pulau ini berupaya memenuhi kebutuhan listrik seluruh penduduknya. “Apabila peningkatan jumlah penduduk tidak diimbangi penambahan mesin diesel, pasokan energi listrik di pulau ini akan segera defisit,” papar Abhista.

Mahasiswa angkatan 2017 ini menjelaskan, Pulau Gili Ketapang sebenarnya memiliki potensi sumber daya alam yang besar untuk mencukupi kebutuhan listriknya sendiri. Menurut penelitiannya, tenaga angin di Pulau Gili Ketapang lebih menggoda untuk dimanfaatkan dibandingkan menambah mesin diesel. “Angin yang berhembus di pulau ini berkecepatan antara 20 hingga 40 km/jam, secara konstan selama 12 hingga 18 jam sehari,” gambarnya.

Potensi besar inilah yang mendasari tim binaan Haryo Dwito Armono ST M Eng PhD, untuk merancang Arjuna Monopole FWOT. Inovasi utama dari teknologi tepat guna ini terletak pada peletakan turbin angin di wilayah lepas pantai. Berbeda dengan turbin di wilayah daratan, turbin lepas pantai memiliki tantangan angin yang berhembus kencang.

Dalam beberapa kasus, robohnya turbin diakibatkan karena ketidakstabilan struktur dan bilah turbin dalam menerima getaran berlebih akibat hembusan angin. “Angin itu ibarat senjata makan tuan, memiliki potensi energi yang besar namun juga mudah merusak turbin,” imbuh Abhista.

Untuk mengatasi hal itu, tim ini mencoba menciptakan sebuah desain bilah turbin khusus. Desain bilah turbin Arjuna monopole ini, lanjut Abhista, telah diujicobakan melalui Software Ansys dan menghasilkan arah hembusan angin yang stabil setelah melalui kepala turbin. Desain bilah turbin yang sensitif terhadap gerakan, menjadikan Arjuna Monopole dapat menghasilkan putaran yang stabil dan meminimalisir adanya turbulensi.

Bilah ini mulai bergerak dengan hembusan angin pada kecepatan empat meter per sekon. Sedangkan kecepatan angin maksimal yang dapat diterima sebesar 25 m/s. Saat menerima kecepatan angin di atas 25 m/s, bilah akan otomatis berhenti dan terkunci agar terhindar dari kerusakan. Berkecepatan sebesar enam rotasi per menit, bilah Arjuna Monopole dapat menghasilkan energi listrik hingga tiga Megawatt. “Meskipun pelan, namun torsi yang dihasilkan amat besar, sehingga cukup untuk jadi sumber tambahan energi listrik di Pulau Gili Ketapang,” tambah pria asal Surabaya ini.

Adapun dalam mencegah kerusakan struktur pada bagian badan turbin, tim ini memberikan terobosan dengan dipasangnya alat bernama seismic damper. Terletak di bagian tengah tiang, seismic damper ini berbentuk bola pejal yang berfungsi sebagai penangkap getaran berlebih, sehingga tidak menggoyahkan struktur. Alat ini juga berfungsi untuk mengurangi kebisingan akibat adanya getaran di dalam badan turbin yang berupa ruang kosong. “Seismic damper ini mentransformasikan getaran yang ditangkap menjadi gerakan translasi bola pada lintasannya,” papar Abhista.

Sedangkan untuk bagian kaki, Ilham dan tim menggunakan tipe Offshore Jacket Platform, yakni berupa empat plat logam datar sebagai kaki yang menancap pada dasar perairan. Tipe ini dipilih karena dinilai dapat menghasilkan struktur badan yang kuat menahan terpaan gelombang air laut. Tipe empat kaki ini dapat menahan beban yang besar namun tetap stabil, sehingga cocok untuk dipasang pada Arjuna Monopole. Selain itu, apabila terjadi pengikisan akibat air laut, kemiringan yang terjadi tidak terlalu signifikan sehingga dapat dideteksi lebih awal untuk dilakukan perbaikan.

Berkat inovasinya, struktur turbin angin Arjuna Monopole FWOT ini berhasil menyabet Juara 1 pada Lomba Karya Tulis Ilmiah Energy Competition (EC) pada rangkaian acara Chemication 2018 yang diselenggarakan oleh Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEKK) Universitas Pembangunan Negeri (UPN) Veteran Jawa Timur awal November lalu. (mad/qi)

Desain Arjuna Monopole FWOT karya Mahasiswa ITS