Dengan meningkatnya permintaan global akan energi terbarukan, kolom air pusaran (OWC), sebagai perangkat konversi energi gelombang baru, secara bertahap menarik perhatian masyarakat. Perangkat ini dapat secara efektif menghasilkan energi melalui pergerakan gelombang laut. Dengan potensi manfaat lingkungannya, semakin banyak perusahaan mulai merancang perangkat OWC yang lebih efisien. Di antara banyak teknologi, desain dan karakteristik kinerja turbin Wells dan turbin Hanna telah menarik perhatian luas.
Kolom air pusaran menggerakkan aliran udara di ruang tertutup dengan badan air yang mengalir, menghasilkan energi yang dapat digunakan.
Komponen inti dari peralatan OWC meliputi ruang pengumpulan dan sistem konversi daya (PTO). Desain sistem PTO merupakan faktor utama yang memengaruhi efisiensi OWC, yang dapat mengubah aliran udara dua arah menjadi energi yang dibutuhkan.
Sistem PTO memainkan peran penting dalam peralatan OWC. Sistem ini harus dirancang untuk menangani aliran udara di dalam dan luar ruang pengumpulan dan mengubahnya menjadi listrik atau bentuk energi lainnya. Turbin Wells, yang dirancang oleh Aaron Arthur Wells pada tahun 1970-an, merupakan inovasi terobosan dalam jenis peralatan ini.
Turbin Wells mengadopsi airfoil simetris, yang memungkinkannya mempertahankan rotasi ke arah yang sama saat menghadapi aliran udara ke arah yang berbeda. Desain ini membuat turbin Wells mudah dirawat dan hemat biaya, namun menghasilkan hambatan yang lebih besar pada laju aliran udara tinggi karena sudut serang airfoil yang tinggi, yang memengaruhi efisiensi.
Turbin Wells memiliki efisiensi optimal pada kecepatan aliran udara rendah, tetapi kinerjanya terganggu pada aliran udara yang lebih cepat.
Pada tahun 2009, turbin Hanna, yang dirancang oleh aktivis lingkungan John Clark Hanna, merupakan penyempurnaan dari turbin Wells. Desain turbin Hanna menggunakan rotor kembar dengan airfoil asimetris dan memiliki sudut serang rendah, yang memungkinkannya mempertahankan efisiensi tinggi dalam berbagai kondisi pengoperasian.
Dibandingkan dengan turbin Wells, turbin Hanna lebih tahan terhadap gangguan selama pengoperasian, memiliki torsi yang lebih besar, dan jendela kinerja yang lebih baik.
Konsep kolom air pusaran dapat ditelusuri kembali ke pelampung lonceng abad ke-19. Perangkat awal ini menggunakan tekanan udara dari ruang pengumpulan untuk memancarkan suara sebagai sinyal peringatan di laut. Pada tahun 1947, seorang komandan angkatan laut Jepang menggunakan kolom air pusaran untuk pembangkit listrik untuk pertama kalinya, yang membuka jalan bagi kemajuan teknologi OWC di masa mendatang.
Pembangkit listrik LIMPET di Skotlandia telah beroperasi sejak tahun 2001 dan dilengkapi dengan turbin Wells berdiameter 2,6 meter yang mampu menghasilkan listrik sebesar 500 kW.
Pembangkit listrik Mutriku, yang mulai beroperasi pada tahun 2011, memiliki 16 turbin Wells dan mampu menghasilkan listrik sekitar 300 kW, tergantung pada kondisi lingkungan yang mendukung.
Pelampung OE, yang dikembangkan oleh OceanEnergy, sedang menjalani pengujian dan diharapkan dapat menghasilkan listrik sekitar 500 MW dalam skala penuh.
Sebagian besar dampak teknologi kolom air pusaran pada ekologi laut relatif kecil, dan komponen yang tidak beroperasi di dalam air dapat menciptakan habitat buatan bagi kehidupan laut. Namun, polusi suara masih menjadi masalah utama yang perlu diperhatikan oleh pengembang OWC.
Dalam konteks semakin pentingnya energi terbarukan, ada berbagai kemajuan dalam berbagai teknologi. Konsep desain yang ditunjukkan oleh turbin Wells dan Hanna masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Bagaimana pengembangan OWC di masa mendatang akan mengubah cara kita menggunakan energi laut?