Energi Gelombang Giroskopik – Memanfaatkan Laut yang Belum Terkendalikan

Sekitar 70% permukaan Bumi ditutupi oleh lautan, menawarkan sumber energi terbarukan yang sangat luas. Potensinya sangat besar—sehingga energi gelombang saja diperkirakan dapat melampaui permintaan listrik global saat ini jika sepenuhnya dimanfaatkan.

Namun, ini merupakan sumber terbarukan yang sebagian besar belum dimanfaatkan, karena secara efisien menangkap energi gelombang laut telah lama membuat para insinyur frustrasi.

Untuk mengatasi masalah ini, penelitian baru dari Universitas Osaka beralih ke metode baru: konverter energi gelombang giroskopik (GWEC) yang menggunakan roda gila berputar di dalam struktur mengapung untuk mengubah gerakan gelombang menjadi listrik.

Analisis penelitian mengungkapkan bahwa, secara prinsip, perangkat ini dapat menyerap hingga setengah energi gelombang yang masuk pada frekuensi gelombang apa pun, menawarkan cara untuk memanfaatkan energi laut yang sangat besar dan belum dimanfaatkan.

Campuran Listrik Global: Energi Terbarukan Meningkat, Bahan Bakar Fosil Masih Memimpin

Dengan perubahan iklim menimbulkan kehancuran di seluruh dunia, sangat penting bagi kita untuk beralih dari bahan bakar fosil—sumber energi tak terbarukan yang terbentuk selama jutaan tahun dan menyebabkan masalah lingkungan yang signifikan.

Salah satu cara paling efektif untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil ini adalah melalui sumber energi terbarukan, yang meliputi tenaga surya, angin, tenaga air, panas bumi, dan biomassa.

Sumber-sumber yang secara alami dapat diperbaharui ini mengurangi emisi gas rumah kaca, menambah keamanan energi suatu negara, dan mengurangi kerentanan terhadap gangguan geopolitik. Berkat manfaat ini, sumber energi terbarukan kini menyumbang pangsa yang semakin besar dalam produksi listrik global. Pada tahun 2024, mereka menyediakan rekor 32% dari pembangkit listrik global, naik 2% dari tahun sebelumnya, sementara total permintaan listrik meningkat 4%, dipicu oleh pusat data.

“Negara‑negara semakin memikirkan keamanan mereka dan keamanan energi lebih dari sebelumnya, dan saya rasa itu berarti tenaga terbarukan buatan dalam negeri seperti angin dan surya menjadi semakin menarik.”

– Analis listrik dan data Ember, Euan Graham, memberitahu Reuters tahun lalu

Sementara industri terbarukan menghasilkan tambahan 858 TWh pembangkit ke sistem pada tahun 2024, bahan bakar fosil, termasuk batu bara, minyak, dan gas alam, masih menyediakan mayoritas kebutuhan energi dunia. Batu bara saat ini menjadi sumber pembangkit listrik terbesar, menyumbang 34% produksi listrik global, sementara pembangkit listrik berbahan gas menyumbang 22%.

Namun, menurut proyeksi International Energy Agency (IEA), kapasitas energi terbarukan akan meningkat hampir 4.600 GW antara 2025 dan 2030.

Di antara semua sumber terbarukan, tenaga surya tumbuh paling cepat seiring penurunan biaya dan adopsi yang semakin cepat secara global. Kapasitas angin juga tumbuh cepat, sementara tenaga air tetap menjadi kontributor terbarukan terbesar dan paling lama. Untuk bioenergi, ia mulai menarik perhatian, dan panas bumi mendapatkan kemitraan korporasi. Masa depan energi tampak semakin hijau.

Memanfaatkan Potensi Laut yang Belum Dimanfaatkan

Dalam lanskap energi terbarukan, tenaga laut menawarkan potensi sumber daya global yang luas. Ini melibatkan pemanfaatan tenaga dari sumber laut, termasuk gelombang, pasang surut, konversi energi termal laut (OTEC), dan arus laut. Energi pasang surut memanfaatkan arus pasang yang dapat diprediksi, OTEC menggunakan gradien suhu di air laut dalam, dan arus laut menangkap energi dari aliran laut skala besar.

Bentuk energi laut yang paling banyak diteliti adalah energi gelombang, yang mengubah energi kinetik gelombang menjadi listrik. Gelombang melimpah, kuat, dan kontinu. Mereka juga kurang intermiten dibandingkan angin atau surya. Prediktabilitas tinggi ini berarti gerakan gelombang permukaan dapat dimanfaatkan 24/7, menjadikannya sangat bermanfaat untuk meningkatkan perencanaan dan stabilitas jaringan listrik.

Sumber energi tanpa emisi ini telah melihat penerapan komersial yang terbatas, jauh di bawah energi terbarukan matang seperti surya. Saat ini ia mewakili pangsa terkecil pasar energi terbarukan. Pada tahun 2024, dunia menambahkan 1,6 megawatt (MW) kapasitas tenaga laut, sehingga total kapasitas operasional menjadi sekitar 513 MW.

Adopsi yang lambat ini disebabkan oleh beberapa faktor, termasuk biaya modal tinggi, kendala spesifik lokasi, dan hambatan teknologi seperti integrasi jaringan. Keterampilan tenaga kerja dan ketidakpastian regulasi juga menghambat kemajuan di seluruh sektor. Selain itu, pemeliharaan perangkat dalam kondisi laut yang keras tetap menjadi tantangan utama bersama efisiensi konversi energi.

Akibatnya, peneliti di akademisi dan industri terus bekerja untuk meningkatkan sistem ini, menjadikannya lebih tahan lama dan lebih mampu mengatasi ketidakteraturan gelombang. Salah satu sistem yang menarik perhatian adalah konverter energi gelombang (WEC), sebuah perangkat yang mengubah energi kinetik gelombang menjadi listrik.

Beberapa inovator sedang mengembangkan teknologi ini. Misalnya, perusahaan Swedia CorPower Ocean bekerja sama dengan OPS Solutions berbasis Norwegia melalui proyek COMPACT untuk mengurangi biaya dan massa WEC dengan mengembangkan prototipe silinder pra‑tekan (PTC). Didukung oleh EEA Grants “Blue Growth Programme,” proyek ini mengembangkan casing tekanan ringan untuk mengatasi biaya modal dan ketahanan perangkat.

Pada saat yang sama, pengembang telah mencapai peningkatan kinerja yang terukur. Perusahaan Norwegia Havkraft melaporkan tingkat konversi energi lebih dari 80% dalam uji laboratorium terbaru pada model WEC berskala, meningkat 15% dari percobaan sebelumnya. Langkah ini memungkinkan mereka mengidentifikasi risiko, memastikan kualitas, dan memahami kinerja, yang akan membantu mereka meningkatkan skala menuju komersialisasi.

“Hasilnya menunjukkan bahwa penelitian kami memberikan hasil, dan kami selangkah lebih dekat ke solusi komersial.”

– Manajer Operasi Nikolai Haldane

Sementara itu di Skotlandia, AWS Ocean Energy telah mengembangkan “Archimedes Waveswing”‑nya, sebuah pelampung bawah laut yang diaktifkan oleh tekanan dirancang untuk mengubah gerakan gelombang di bawah permukaan. Perangkat ini mencatat daya rata‑rata di atas 10 kW dan puncak lebih dari 80 kW selama kondisi gelombang sedang, 20 % lebih tinggi dari harapan perusahaan.

Unit yang terendam setinggi tujuh meter ini dirancang untuk menahan lingkungan lepas pantai yang keras, termasuk angin kencang Force 10. Desain penyerap tunggalnya juga membuatnya cocok untuk aplikasi tenaga terpencil di mana ketahanan sangat penting.

Selain kinerja teknologi, integrasi sistem yang lebih luas semakin mendapat perhatian. Penelitian kelayakan terbaru menunjukkan¹ bahwa penempatan WEC tidak harus mengorbankan kegiatan pesisir seperti pariwisata atau perikanan. Bahkan, instalasi yang dirancang dengan baik dapat memberikan perlindungan pantai.

“Dimungkinkan untuk melindungi pantai dari aksi lingkungan maritim sekaligus menghasilkan listrik bersih, sehingga mendukung transisi energi Portugal dan kemandirian energi.”

– Paulo Rosa Santos, co‑pemimpin di CIIMAR

Kemajuan ini mencerminkan sektor yang beralih dari prototipe eksperimental menuju solusi praktis.

Membuka Penyerapan Energi Maksimum dengan Giroskop

Perangkat energi gelombang (WEC) bertujuan mengubah gerakan gelombang kontinu menjadi listrik yang dapat digunakan secara efisien. Didorong oleh inisiatif inovasi nasional, kemajuan teknologi, dan integrasi dengan infrastruktur lokal, pasar konverter energi gelombang global diproyeksikan tumbuh dari $21,6 juta pada 2025 menjadi $38,2 juta pada 2034, dengan CAGR 6,5%.

WEC belum sepenuhnya dikomersialkan karena tantangan teknis, ekonomi, dan regulasi, sehingga belum ada satu solusi optimal. Berbagai jenis telah diusulkan, termasuk penyerap titik, kolom air berosilasi (OCW), perangkat overtopping, atenuator, dan sistem giroskopik.

Gesek untuk menggulir →

Sebuah konverter energi gelombang giroskopik menggunakan giroskop dalam sistem power take‑off (GPTO) untuk mengekstrak energi dari gerakan gelombang. GPTO terdiri dari generator listrik dan roda gila yang dipasang pada rangka gimbal. Perlu dicatat, GPTO tertutup dalam badan mengapung; saat gelombang bergerak, struktur bergerak bersama mereka. Gerakan ini diubah oleh roda gila berputar menjadi daya listrik. Karena beroperasi sebagai giroskop, perilaku roda gila dapat disetel untuk memanen energi pada rentang frekuensi gelombang yang luas, tidak seperti WEC lain yang terbatas pada pita sempit.

Sistem memanfaatkan presesi giroskopik yang diinduksi oleh rotasi roda gila dan gerakan pitch badan mengapung. Presesi giroskopik terjadi ketika objek berputar merespon gaya eksternal. Ketika gelombang menyebabkan platform bergerak, roda gila berputar mengubah orientasi, dan gerakan yang terhubung ke generator menghasilkan listrik. Karena ditempatkan dalam hull, perangkat terlindungi dari air asin, memberikan manfaat pemeliharaan dan keamanan.

Konverter giroskopik merupakan upaya mengatasi keterbatasan WEC tradisional, yang sering hanya efisien pada kondisi tertentu. Takahito Iida, peneliti di Universitas Osaka, beralih ke GWEC karena adaptabilitasnya. Dalam studinya, dipublikasikan di Journal of Fluid Mechanics², Iida mengevaluasi apakah desain ini dapat mendukung pembangkitan skala besar.

“Perangkat energi gelombang sering mengalami kesulitan karena kondisi laut terus berubah,” kata Iida. “Namun, sistem giroskopik dapat dikendalikan sehingga mempertahankan penyerapan energi tinggi, bahkan ketika frekuensi gelombang bervariasi.”

Untuk memahami perilaku sistem, ia menggunakan teori gelombang linear untuk memodelkan interaksi antara gelombang laut, giroskop, dan struktur. Analisis membantu tim menemukan pengaturan ideal untuk kecepatan rotasi dan kontrol generator. Ketika disetel dengan tepat, GWEC dapat mencapai efisiensi penyerapan energi teoretis maksimum setengah pada setiap frekuensi gelombang.

“Batas efisiensi ini adalah kendala fundamental dalam teori energi gelombang,” catat Iida. “Yang menarik adalah kami kini tahu bahwa batas ini dapat dicapai pada frekuensi lebar, bukan hanya pada satu kondisi resonansi.”

Tim memverifikasi temuan melalui simulasi numerik baik dalam domain waktu maupun frekuensi. Hasil ini memvalidasi bahwa perangkat mempertahankan efisiensi tinggi di dekat frekuensi resonansinya, beroperasi paling baik ketika gerakan cocok dengan pola gelombang alami. Penjelasan tentang parameter operasi ini menunjukkan kemampuan mengembangkan sistem energi gelombang yang efisien untuk membantu mencapai tujuan iklim.

Berinvestasi dalam Energi Terbarukan

Dari perspektif investasi, hanya sedikit perusahaan publik yang didedikasikan secara eksklusif untuk energi gelombang. Segmen ini masih berkembang dengan biaya infrastruktur tinggi dan peluncuran proyek yang terbatas. Saham publik energi gelombang murni umumnya berkinerja buruk karena teknologi masih berada pada tahap awal membuktikan ekonomi skala komersial.

Sebagai gantinya, kami akan fokus pada perusahaan dengan portofolio terbarukan yang kuat dan diposisikan untuk mendapat manfaat dari pertumbuhan energi laut seiring waktu. NextEra Energy, Inc. (NEE ) adalah pemimpin utama energi terbarukan AS dengan pengalaman luas dalam angin lepas pantai dan integrasi jaringan.

Perusahaan beroperasi melalui NextEra Energy Resources (NEER) dan Florida Power & Light (FPL). FPL adalah utilitas listrik yang diatur tarif dengan kapasitas bersih 35.052 megawatt, menjadikannya utilitas listrik terbesar di AS berdasarkan jumlah pelanggan (12 juta). Bisnis yang diatur ini menghasilkan pendapatan dan arus kas yang stabil, mendukung pertumbuhan dividen.

NEER mengoperasikan fasilitas pembangkit dan berinvestasi dalam energi bersih seperti bahan bakar terbarukan, pipa gas alam, dan penyimpanan baterai. NextEra Energy Resources adalah generator energi terbarukan terbesar di dunia dan terus memperluas pipeline proyeknya. Pertumbuhan pendapatan yang kuat dan kesepakatan teknologi strategis mendukung prospek ke depan, meskipun tetap rentan terhadap kebijakan anti‑terbarukan di bawah pemerintahan Trump.

Saat ini, saham NextEra diperdagangkan pada $90,79, mendekati level tertinggi baru, naik 13,63% YTD dan 32% dalam setahun terakhir. Perusahaan memiliki EPS (TTM) sebesar 3,30 dan P/E (TTM) sebesar 27,63.

NextEra membayar dividen dengan hasil 2,73%. Baru-baru ini, perusahaan mengumumkan dividen kuartalan $0,6232 per saham, naik 10% YoY. NextEra melaporkan laba disesuaikan $1,133 miliar untuk Q4 2025 dan $7,683 miliar untuk tahun penuh. NEER melaporkan menambahkan 7,2 GW pembangkit baru dan menambah 13,5 GW ke backlog, sehingga total menjadi 30 GW. Ini termasuk rencana untuk menghidupkan kembali pembangkit nuklir Duane Arnold bersama Google.

“Kami percaya tidak ada perusahaan yang lebih baik posisinya untuk membangun infrastruktur energi yang diperlukan untuk secara andal dan terjangkau memenuhi permintaan Amerika yang meningkat tajam,” kata CEO John Ketchum. Perusahaan memperkirakan EPS disesuaikan akan tumbuh pada CAGR lebih dari 8% hingga 2032. Mereka juga memperluas solusi pasokan gas alam melalui akuisisi strategis.

NextEra memperkirakan EPS disesuaikan 2026 berada dalam kisaran $3,92 hingga $4,02, dengan dividen tumbuh 6% per tahun hingga 2028.

Kesimpulan

Seiring permintaan energi global meningkat, dipicu oleh cuaca ekstrem dan pusat data AI, pertumbuhan energi terbarukan menjadi semakin penting untuk mengurangi emisi. Sementara surya dan angin mendominasi adopsi, energi gelombang memiliki potensi mempercepat peralihan menuju energi bersih dengan menawarkan sumber daya yang dapat diprediksi dan berkapasitas tinggi.

Penelitian tentang teknologi seperti energi gelombang giroskopik dapat membantu mengatasi hambatan teknis yang membatasi sektor ini. Bersama kebijakan pendukung dan investasi strategis, kemajuan ini dapat membantu membuka kapasitas baru yang signifikan.

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang berinvestasi dalam sepuluh saham energi terbarukan teratas.

Referensi

1. Clemente, D., et al. Penilaian produksi listrik dan perlindungan pantai dari ladang gelombang 500 MW di lepas pantai. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Analisis linear konverter energi gelombang giroskopik yang menyerap setengah energi gelombang pada frekuensi lebar. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172