04. energi angin

8/2/2019 04. Energi Angin

1/21

Omil C.Chatib, M.Si


2/21

Semua energi yang dapat diperbaharui danberasal dari Matahari. (kecuali.panas bumi)

Matahari meradiasi 1,74 x 1.014 kilowatt jamenergi ke Bumi setiap jam (Bumi menerima

1,74 x 1.017 watt daya) 1-2 persen dari energi tersebut diubah

menjadi energi angin.

Jadi, energi angin merupakan bentuk tidak

langsung dari energi matahari, karena angindipengaruhi oleh pemanasan yang tidakmerata pada kerak bumi oleh matahari


3/21

Pada dasarnya angin terjadi karena adanya perbedaansuhu antara udara panas dan dingin.

Di katuristiwa, udara menjadi panas mengembang danmenjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke daerah

yang lebih dingin.Sebaliknya di daerah kutub yang dingin, udaranyamenjadi dingin dan turun ke bawah.

Dengan demikian terjadi suatu perputaran udara,

berupa perpindahan udara dari kutub ke gariskatulistiwa menyusuri permukaan bumi, dan sebaliknyasuatu perpindahan udara dari garis katulistiwa kembalike kutub utara melalui lapisan udara yang lebih tinggi.


4/21


5/21

Energi angin dapat dimanfaatkan sebagaipengganti bahan bakar fosil.

Ketersediaannya dia alam cukup banyak.

Dapat diperoleh secara gratis di alam. Dalam pemanfaatannya secara langsung,

tidak menimbulkan pencemaran udara, ataudengan kata lain pemanfaatannya ramah

lingkungan.


6/21


7/21

Berdasarkan data dari WWEA (WorldWindEnergyAssociation), sampai dengan tahun 2007perkiraan energi listrik yang dihasilkan olehturbin angin mencapai 93.85 GigaWatts,menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan

secara global.

Amerika, Spanyol dan China merupakan negaraterdepan dalam pemanfaatan energi angin.

Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitaspembangkit listrik tenaga angin secara glogalmencapai 170 GigaWatt.


8/21


9/21

Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisirIndonesia, total kapasitas terpasang dalam sistemkonversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt.

Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkitberkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudahdibangun.

Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas samamenyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing diPulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan

Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit.

Mengacu pada kebijakan energi nasional, makapembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkanmencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.


10/21


11/21

Energi Kinetik ...

Dimana :Ek = Energi Kinetik (Joule)

m = massa (kg)

v = Kecepatan (m/s)


12/21

Bila suatu blok udara yang mempunyaipenampang A m2, dan bergerak dengankecepatan v m/s, maka jumlah massa yangmelewati suatu tempat adalah ...

.m = A.v.Dimana :m = laju aliran massa (kg/s)

A = Luas penampang (m2)v = Kecepatan (m/s)

= densitas (kg/m3)


13/21

Substitusikan persamaan tersebut ...

P = 0,5.A..v3Dimana :

P = Daya (Watt)

A = Luas penampang (m2)

= densitas (kg/m3)v = Kecepatan (m/s)


14/21

Untuk keperluan praktis sering digunakanpersamaan aproksimasi dengan memperhatikanbesaran kecepatan angin dan luas penampang sudu...

P = k.A.v3Dimana :P = Daya (W)

K = Konstanta (1,37.10

-5

)A = Luas penampang (m2)v = Kecepatan (m/s)


15/21

Untuk keperluan estimasi sementara dan sangatkasar, dipakai rumus sbb ...

P = 0,1.v3Dimana :

P = Daya per satuan luas (W/m2)

v = Kecepatan (m/s)


16/21

Gaya Aksial a... yang mempunyai arah yang

sama dengan angin.

Gaya Senrifugal s

... yang meninggalkan titiktengah.

Gaya Tangensial t

... yang menghasilkan momen,bekerja tegak lurus padaradius dan yang merupakangaya produktif.


17/21


18/21

Berdasarkan sumbu putarnya, turbin angindidisain dalam dua tipe besar ...

turbin dengan sumbu putar horizontal

turbin dengan sumbu putar vertikal


19/21

Turbin ini memiliki rotor dan generator listrik di bagian

atas menara. Sumbu ini diarahkan pada arah angin.Kebanyakan sudu turbin menghadap ke arah angin yangdatang untuk menghindari turbulensi akibat terhalang olehmenara turbin.

Tipe turbin sumbu horizontal ...

kincir angin, umumnya memiliki empat sudu yangterbuat dari kayu.

turbin angin modern, biasanya memilki tiga sudu dandapat diarahkan dengan sistem kendali. Turbin inimemiliki kecepatan dan efisiensi yang tinggidan telahdikembangkan secara komersial untuk menghasilkanlistrik.

keuntungan turbin sumbu horizontal ...

1. stabilitas yang baik karena pusat gravitasinya disampingsudu,

2. kemampuannya untuk mengatur sudu sehingga "angle

of attack" yang terbaik dapat diperoleh
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/56/Doesburgermolen.jpg


20/21

Turbin sumbu vertikal memiliki poros rotor yang berputar

secara vertikal.Keuntungannya adalah ... generator dan gearbox dapat diletakkan di bawah sehingga

beban menara lebih ringan. Turbin tidak perlu diarahkan sesuai arah angin. Akan tetapi

selama perputaran dapat terjadi gaya berbalik dan gayadrag.

Kekurangan ... Penempatan di atas menara lebih sulit, sehingga harus

dipasang di tempat yang agak rendah yang berartiekstraksi energinya juga lebih rendah.

Jenis turbin sumbu vertikal ...1. Turbin DarrieusTipe pertama merupakan penemuan yang

relatif baru, terbuat dari layar dan dapat membangkitkanlistrik pada kecepatan 2m/s. Turbin Darrieusmemilikiefisiensi yang cukup tinggi tetapi menghasilkan rippletorka yang besar. Torka awal dari turbin ini sangatrendah, sehingga umumnya perlu turbin lain untukmenggerakkan turbin sampai pada kecepatan tertentu.

2. Turbin Savonius relatif sederhana dan terdiri dari dua

atau lebih mangkuk.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Darrieus-windmill.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/04/Windlahor.jpg


21/21

1. Jelaskan komponen-komponen utama pada turbin angin !

2. Cari bahan untuk setiap masing-masing turbin sumbuvertikal dan sumbu horizontal ! ...

04. energi angin

Documents