Monday, April 23, 2012Makalah Energi Angin

BAB IPENDAHULUAN

Pengembangan energialternative baru dan terbarukan sedang digalakan melalui kebijakan-kebijan pemerintah untuk mendorong dan memfasilitasi pemanfaatan sumber energiterbarukan. Dan juga untuk mengatasi krisis sumber energidan pemanasan global yang di akibatkan dari penggunaan sumber energifosil.Energiterbarukan berasal dari proses alami dan kemungkinantidakakan pernah habis. Energi terbarukan adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan energi dari sumber yang alami regenerasi dan, karenanya, hampir tak terbatas. Ini termasuk energi surya, energi angin, tenaga air, biomassa (berasal dari tumbuhan), energi panas bumi (panas dari bumi), dan energi laut. Energiterbarukan menggantikan bahan bakar konvensional dalam 4 bidang yang berbeda ;*Pembangkit listrik*Air panas/pemanas ruangan*Bahan bakar transportasi*Jasa energy pedesaan.Peningkatan penggunaan energi terbarukan bisa mengurangi pembakaran bahan bakar fosil (batubara, minyak bumi, dan gas alam), menghilangkan polusi udara yang terkait dan emisi karbon dioksida, dan berkontribusi untuk kemandirian energi nasional dan keamanan ekonomi dan politik.Masing-masing sumber energi alternatif memiliki kelebihan dan kekurangan, dan banyak pengamat berharap bahwa satu atau lebih dari mereka suatu hari nanti dapat memberikan sumber energi jauh lebih baik dibandingkan konvensional, metode pembakaran bahan bakar fosil.Ada pun batasan masalah yang kami bahas dalam makalah ini kami lebih memfokuskan tentang pemanfaatan energi angin,prinsip kerja dari pemanfaatan energi angin, jenis-jenis turbin untuk energi angin,kekurangan dan kelebihannya, serta jenis turbin angin yang cocok dimanfaatkan di Bangka Belitung ini.Dan tujuan kami membuat makalah ini pun adalah sebagai sarana untuk berbagi pengetahuan tentang energi terbarukan yang khususnya energi angin dan mengajak pembaca mengembangkan teknologi ini yang sebenarnya sangat cocok dimanfaatkan ditengah tengah panasnya konflik tentang kurangnya kebutuhan energi untuk masyarakat,terutama masyarakat masyarakat di daerah terpencil. Karena selain hemat pemanfaatan energy ini juga ramah lingkungan dan mungkin tidak akan pernah habis.

BAB IIPEMBAHASAN MATERIPrinsip kerja Energi AnginEnergi angin merupakan energi yang sangat fleksibel. Lain halnya dengan energi air, pemanfaatan energi angin dapat dilakukan dimana mana baik di daerah dataran tinggi maupun di daerahlandai,bahkan dapat diterapkan di laut.Adapun prinsip dasar kerja dari pemanfaatan energi angin ini adalah mengubah energy dari angin menjadi enrgi putar pada kincir angin, lalu kincir angin digunakan untuk memutar generator yang akhirnya akan menghasilkan listrik.Sebenernya prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam sub-sisterm yang dapat meningkatkan safety dan efesiensi dari turbin angin, yaitu :1)Gearbox : alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran tinggi.2)Brake System : digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin diluar dugaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator.3)Generator : ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.4)Penyimpan Energi: karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energy. Contoh dari alat ini adalah aki. Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC(Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC(Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini.5)Rectifier-inverter: rectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusodal(AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi(aki/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh aki akan berbentuk gelombang DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya AC , maka diperlukan inverter untuk mengubah gelombang DC yang dikeluarkan oleh aki menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh rumah tangga.

Jenis jenis turbin Angin serta Kelebihan dan KekurangannyaPara pelaku energy angin di dunia membagi turbin angin menjari 2 jenis berdasarkan posisi kerja porosnya, yaitu :-Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) / Horizontal Axis Wind Turbin (HAWT)-Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) / Vertical Axis Wind Turbin (VAWT)1.TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTALTurbin angin sumbu horizontal disingkat TASH memiliki poros rotor utama dangenerator listrikdi puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuahbaling-baling angin(baling-baling cuaca) yang sederhana, sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuahservo motor. Sebagian besar memiliki sebuahgearboxyang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.Karena sebuah menara menghasilkanturbulensidi belakangnya, turbin biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan.Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind (melawan arah angin). Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind (menurut jurusan angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang, bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah-bilah itu.Kelebihan TASHDasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memilikigeseran angin(perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfir bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.Kelemahan TASHMenara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin angin.TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil.Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox, dan generator.TASH yang tinggi bisa mempengaruhiradarairport.Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan lansekap.Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.TASH membutuhkan mekanisme kontrolyawtambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.

2. TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKALTurbin angin sumbu vertikal(TASV) memiliki poros/sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. TASV mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah.Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut.Drag(gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan danbearing wearyang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal.Kelebihan TASVTidak membutuhkan struktur menara yang besar.Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangidragpada tekanan yang rendah dan tinggi.Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam (6 m.p.h.)TASV biasanya memilikitip speed ratio(perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.Kekurangan TASVKebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.Jenis Turbin Angin yang cocok untuk digunakan di Bangka BelitungPemanfaatan energi angin di Indonesia sangatlah langkah penyebabnya yaitu :Belum populernya teknologi dan pengetahuan ini.Arah angin di indonesia yang berubah ubah dan kecepatannya berfluktuasi.Kurang memiliki nilai ekonomis dimata masyarakat.Sehubungan dengan kebutuhan energy di daerah Bangka Belitung ini sangatlah kurang, untuk itu ada baiknya juka menggunakan pemanfaatan energy angin ini. Selain hemat teknologi ini juga ramah lingkungan sangat cocok untk digunakan di Bangka Belitung dengan potensi angin yamg juga mendukung.Kendala menggunakan turbin angin adalah kondisi geografis suatu wilayah dimana kecepatan angin dan arah angin berubah-ubah sepanjang waktu. Oleh karena itu, turbin angin yang sesuai adalah turbin angin yang dapat menerima angin dari segala arah,selain itu juga mampu mengimbangi angin dalam kecepatan yang rendah yaitu turbin angin sumbu vertical atau Vertical Axis Wind Turbine(VAWT).Ada berbagaitipe VAWTyang sering digunakan diantaranya adalah;- Tipe savonius- Tipe darrieus- Tipe h-rotorTipe savoniusseperti yang ditunjukkan pada gambar 1 dan gambar 2, diciptakan oleh seorang insinyur finlandia sj savonius pada tahun 1929. Kincir VAWT ini merupakan jenis yang paling sederhana dan menjadi versi besar dari anemometer. Kincir savonius dapat berputar karena adanya gaya dorong dari angin, sehingga putaran rotorpun tidak akan melebihi kecepatan angin. Meskipun gaya koefisien jenis turbin angin bervariasi 30% sampai 45%, menurut banyak peneliti untuk jenis savonius biasanya tidak lebih dari 25%. Jenis turbin ini cocok untuk aplikasi daya yang rendah dan biasanya digunakan pada kecepatan angin yang berbeda.

Gambar 1 : Prinsip kerja tipe Savonius

Gambar 2 : Contoh tipe turbin kategori Savonius (kiri) tipe tiga stack Savonius VAWT (kanan) Helix S322 VAWT.

KINCIR ANGIN BILAH BERSIRIPDengan kincir ini energi angin yang diterima tergantung dari luas kolektor angin atau bilah dari kincir. Turbin angin rancangan ini dapat di aplikasikan di lokasi manapun yang mempunyai kecepatan dan arah angin yang berfluktuasi.sehinggga dapat membantu program pemerintah untuk ketersediaan listrik dan membantu kesejahteraan masyarakat. Teknologi ini adalah teknologi bersih , yang memanfaatkan sumber tenaga alami dan berwawasan lingkungan.

BAB IIIPENUTUP

1.KesimpulanEnergi terbarukan adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan energi dari sumber yang alami regenerasi dan, karenanya, hampir tak terbatas dan juga tidak akan pernah habis.Energi angin merupakan energi yang sangat fleksibel. Lain halnya dengan energi air, pemanfaatan energi angin dapat dilakukan dimana mana baik di daerah dataran tinggi maupun di daerahlandai,bahkan dapat diterapkan di laut.Prinsip dasar kerja dari pemanfaatan energi angin ini adalah mengubah energy dari angin menjadi energi putar pada kincir angin, lalu kincir angin digunakan untuk memutar generator yang akhirnya akan menghasilkan listrik.Para pelaku energy angin di dunia membagi turbin angin menjari 2 jenis berdasarkan posisi kerja porosnya, yaitu :-Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH)/ Horizontal Axis Wind Turbin (HAWT)-Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) / Vertical Axis Wind Turbin (VAWT)Turbin angin sumbuh vertikal ini lebih aman dan lebih efisien,sehingga dapat diterapkan di semua lokasi yang kecepatan dan arah anginnya yag berubah ubah seperti Bangka Belitung. Tipe ini juga mudah dibuat dengan bahan bahan yang mudah didapat dan relatif murah sehingga dapat diangkau oleh masyarakat menengah kebawah yang umumnya belum menikmati jaringan listrik.Teknologi ini merupakan teknologi yang bersih berwawasan lingkungan dan memanfaatkan sumber tenaga alami yang gratis serta manfaatnya adalah untuk pengembangan teknologi dan ilmu pengetahuan, membantu program pemerintah untuk ketersediaan listrik dan dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

2.SaranPemanfaatan energy terbarukan ini harus dikerjakan oleh orang orang professional agar hasil yang dibuat lebih maksimal.Peralatan teknologi ini juga memerlukan perawatan yang rutin.Sehubungan dengan kurangnya kebutuhan energy di Bangka Belitung perlu dibuat teknologi seperti ini,.karena selain murah teknologi ini juga ramah lingkungan.Pembuatan teknologi ini bisa diterapkan di desa desa terpencil yang belum terjangkau oleh listrik.

TUGAS MAKALAHENERGI DAN DASAR KONVERSI ENERGI ELEKTRIKDOSEN:ANDI PAWAWOI, M.TKELOMPOK10

NURHANDINI 1110953003PRIANDIKA 1110953005NURUL ANNISA 1110953013FIKKY SYOFYAN 1110953025MISYE ADRIANDA 1110953035JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS ANDALASPADANG2013ENERGI ANGINEnergi merupakan bagian penting dalam kehidupan masyarakat karena hampir semua aktivitas manusia selalu membutuhkan energi. Misalnya untuk penerangan, proses industri atau untuk menggerakkan peralatan rumah tangga diperlukan energi listrik, untuk menggerakkan kendaraan baik roda dua maupun empat diperlukan bensin, serta masih banyak peralatan di sekitar kehidupan manusia yang memerlukan energi. Sebagian besar energi yang digunakan di Indonesia berasal dari energi fosil yang berbentuk minyak bumi dan gas bumi. Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil setidaknya memiliki tiga ancaman serius, yakni: (1) Menipisnya cadangan minyak bumi, (2) Kenaikan / ketidakstabilan harga akibat laju permintaan yang lebih besar dari produksi minyak, (3) Polusi gas rumah kaca (terutama CO2) akibat pembakaran bahan bakar fosil.Krisis energi yang melanda Indonesia, khususnya energi listrik telah memaksa berbagai pihak untuk mencari solusi dalam mengatasi persoalan ini. Banyak sekali penelitian yang telah dilakukan untuk mencari sumber energy alternatif selain dari minyak bumi dan batubara. Pemanfaatan energi matahari,angin dan air sudah banyak dilakukan baik dalam sekala kecil maupun besar. Salah satu yang sedang popular adalah pemanfaatan tenaga air dan angin. Banyak sekali orang membuat kincir angin dan kincir air untuk dirubah menjadi energi listrik.Oleh karena itu dengan mengetahui proses konversi energi angin menjadi energi listrik dapat menjadikan bahan pertimbangan dalam mengembangkan energi angin menjadi salah satu sumber energi alternatif yang terbarukan dan tidak menimbulkan polusi bagi lingkungan.Salah satu energi terbarukan yang berkembang pesat di dunia saat ini adalah energi angin. Energi angin merupakan energi terbarukan yang sangat fleksibel. Energi angin dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya pemompaan air untuk irigasi, pembangkit listrik, pengering atau pencacah hasil panen, aerasi tambak ikan/udang, pendingin ikan pada perahu-perahu nelayan dan lain-lain. Selain itu, pemanfaatan energi angin dapat dilakukan di mana-mana, baik di daerah landai maupun dataran tinggi, bahkan dapat di terapkan di laut, berbeda halnya dengan energi air.Pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu antara udara panas dan udara dingin. Didaerah katulistiwa, udaranya menjadi panas mengembang dan menjadi ringan, naik keatas dan bergerak kedaerah yang lebih dingin. Sebaliknya daerah kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin dan turun ke bawah. Dengan demikian terjadi suatu perputaran udara, berupa perpindahan udara dari kutub utara ke garis katulistiwa menyusuri permukaan bumi, dan sebaliknya suatu perpindahan udara dari garis katulistiwa kembali ke kutub utara, melalui lapisan udara yang lebih tinggi.

Gambar 1Skema terjadinya angin pasatGambar diatas melukiskan terjadinya angin pasat secara skematik. Dimana angin berjalan dari daerah katulistiwa naik keatas menuju kutub, dari kutub angin turun ke bawah menuju daerah katulistiwa dan seterusnya. Jadi pada prinsipnya angin terjadi karena adanya perbedaan suhu udara di beberapa tempat dipermukaan bumi.Potensi Tenaga AnginEnergi Kinetik dari angin dapat dipakai untuk menjalankan turbin angin, tetapi dalam kenyataannya sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup terus menerus. Namun begitu di daerah Pesisir atau daerah di ketinggian, angin yang cukup tersedia konstan.Listrik yang dihasilkan dari system konversi energy angin akan bekerja optimal pada siang hari dimana angin berhembus cukup kencang disbanding pada malam hari, sedangkan penggunaan listrik biasanya aka meningkat pada malam hari. Untuk mengantisipasinya system ini sebaiknya tidak langsung digunakan untuk keperluan produk-produk elektronik, namun terlebih dahulu disimpan dalam satu media seperti aki atau baterai sehingga listrik yang keluar besarnya stabil dan bisa digunkan kapan saja.Turbin Angin1. Jenis Turbin AnginDalam perkembangannya, turbin angin dibagi menjadi dua jenis turbin angin Propeller dan turbin angin Darrieus. Kedua jenis turbin inilah yang kini memperoleh perhatian besar untuk dikembangkan. Pemanfaatannya yang umum sekarang sudah digunakan adalah untuk memompa air dan pembangkit tenaga listrik. Turbin angina terdiri atas dua jenis, yaitu :a. Turbin angin Propeller adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling baling pesawat terbang pada umumnya. Turbin angin ini harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling tinggi kecepatannya.Gambar 1.a Turbin angin Propellerb. Turbin angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin yang digolongkan dalam jenis turbin angin berporos tegak. Turbin angin ini pertama kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920. Keuntungan dari turbin jenis Darrieus adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin (tidak perlu mendeteksi arah angin yang paling tinggi kecepatannya) seperti pada turbin angin propeller.Gambar 1.b Turbin angin DarrieusSetiap jenis turbin angin memiliki ukuran dan efisiensi yang berbeda. Untuk memilih jenis turbin angin yang tepat untuk suatu kegunaan diperlukan tidak hanya sekedar pengetahuan tetapi juga pengalaman. Pada umumnya turbin angin yang mempunyai jumlah sudu banyak (soliditas tinggi) akan mempunyai torsi yang besar. Turbin angin jenis ini banyak digunakan untuk keperluan mekanikal seperti pemompaan air, pengolahan hasil pertanian dan aerasi tambak. Sedangkan turbin angin dengan jumlah sudu sedikit, misalnya dua atau tiga, digunakan untuk keperluan pembangkitan listrik. Turbin angin jenis ini mempunyai torsi rendah tetapi putaran rotor yang tinggi. Gambar 1.2 menjelaskan bahwa rotor dengan jumlah sudu banyak akan mempunyai torsi yang besar tetapi efisiensi tidak terlalu tinggi atau sebaliknya.Jika dikaitkan dengan sumber daya angin, turbin angin dengan jumlah sudu banyak lebih cocok digunakan pada daerah dengan potensi energi angin yang rendah karena rated wind speed-nya tercapai pada putaran rotor dan kecepatan angin yang tidak terlalu tinggi. Sedangkan turbin angin dengan sudu sedikit (untuk pembangkitan listrik) tidak akan beroperasi secara effisien pada daerah dengan kecepatan angin rata-rata kurang dari 4 m/s.Dengan demikian daerah-daerah dengan potensi energi angin rendah, yaitu kecepatan angin rata-rata kurang dari 4 m/s, lebih cocok untuk dikembangkan turbin angin keperluan mekanikal. Jenis turbin angin yang cocok untuk keperluan ini antara lain american tipe multi blade, cretan sail dan savoniusGambar 1.2 Berbagai Jenis turbin angin2. Kontruksi Turbin Angin2.1 SuduUntuk mendapatkan hasil yang optimal maximal dari sebuah kincir angin maka perlu diperhatikan sebagai berikut:a. Bentuk sudu seperti sekerup atau memuntir, sehingga aerodinamisnya semakin baik.b. Untuk mendapatkan energi yang lebih baik sayap sayap dipasang langsung pada rotor.c. Untuk sudu yang ideal berjumlah 3 buah sudu, karena menghasilkan pembagian gaya dan keseimbangan yang lebih baik.Gambar 2.1 Rotor Sudu dari Turbin Angin2.2 GeneratorGenerator AC dan generator DC memiliki perbedaan prinsip. Untuk generator DC kumparan jangkar ada pada bagian rotor dan terletak di antara kutub-kutub magnit yang tetap di tempat, diputar oleh tenaga mekanik. Pada generator AC, konstruksinya sebaliknya yaitu, kumparan jangkar disebut juga kumparan stator karena berbeda pada tempat yang tetap, sedangkan kumparan rotor bersamasama dengan kutub magnet diputar oleh tenaga mekanik.Jika kumparan rotor yang berfungsi sebagai pembangkit kumparan medan magnet yang terletak di antara kutub magnet utara dan selatan diputar oleh tenaga air atau tenaga lainnya, maka pada kumparan rotor akan timbul medan magnet atau fluks yang bersifat bolak-balik atau fluks putar. Flux putar ini akan memotong-motong kumparan stator, sehingga pada ujung-ujung kumparan stator timbul gaya gerak listrik karena pengaruh induksi dan flux putar tersebut. Gaya gerak listrik (ggl) yang timbul pada kumparan stator juga bersifat bolak-balik, atau berputar dengan kecepatan sinkron terhadap kecepatan putar rotor.a. Generator ACPada generator AC dipakai sebuah medan magnetic yang berputar sehingga energi listrik dan lilitan stator dapat dikeluarkan. Arus penguatan untuk rotor dihasilkan oleh satu atau lebih lilitan generator yang dipasang pada poros dimana juga rotor terpasang. Listrik yang dihasilkan disearahkan dengan bantuan dioda. Dioda adalah elemen pengantar tanggung yang meneruskan arus listrik hanya pada satu arah. Generator AC jenis praktis menghasilkan arus bolak balik tiga fase dengan frekuensi yang tergantung dan jumlah putaran rotor. Hal ini praktis tidak memungkinkan penghubungan jaringan (50Hz), kecuali kalau dengan perantaraan pengaturan putaran jaringan dapat disinkronisasikan. Jika generator ini dihubungkan dengan sebuah jembatan perata arus, maka dapat diperoleh arus searah dengan keuntungan yang telah disebut terdahulu.b. Generator DCBekerjanya generator DC berdasarkan pengaruh timbal balik antara medan-medan magnetik dari stator dan rotor. Di dalam lilitan stator, arus tiga fase yang dihubungkan membangkitkan medan magnetik yang berputar. Karena ini terjadilah medan magnetik di dalam rotor sehingga di dalam lilitan-lilitan yang dihubungkan dengan singkat, mengalir arus. Sebagai akibatnya arus ini mengubah medan rotornya sedemikian rupa sehingga rotor itu berputar. Di medan rotor dan medan stator selalu harus ada perubahan, sebab kalau tidak begitu mesinnya tidak dapat bekerja.Jadi, rotor itu tidak akan pernah berputar sinkron dengan medan rotor. Kalau motornya yang berputar, rotor itu berputar mengikuti medan stator. Perbedaan antara putaran rotor dan medan stator disebut selip dan dinyatakan dengan proses dan putaran sinkron. Bila rotor ini berputar lebih cepat dan pada medan stator, maka mesinnya bekerja sebagai generator. Juga di sini terdapat selip. Tegangan yang dihasilkan adalah sefase dengan tegangan jaringan; variasi jumlah putaran (dalam batas-batas tertentu) diserap oleh selip.a) Keuntungan generator DC1. Generator ini tidak begitu peka terhadap gangguan. Di dalamnya tidak terdapat sikat-sikat arang, gelanggelang seret dan pengaturan-pengaturan yang mudah rusak. Terutama bagi kincir angin, hal ini sangat penting karena kincir angin tidak mudah dimasuki untuk perawatan.

2. Sedikit variasi pada jumlah putaran ditampung oleh selip, sehingga alat-alat yang mahal untuk mengkonstarikan putaran tidak diperlukan.3. Sebuah generator menghasilkan arus setelah diperkuat oleh tegangan jaringan. Jadi, generator itu merupakan suatu keseluruhan dengan jaringan.b) Kekurangan generator DC1. Mesinnya memerlukan arus mati jaringan. Walaupun arus mati sebenarnya tidak membangkitkan daya di dalam mesin, tetapi itu dapat menimbulkan kerugian pada kawat-kawat dimulai dan sentral. Dampak ini dapat dibatasi dengan kompensasi arus mati.

2. Arus gerak awal sangat tinggi, sehingga akibat dan menurunnya tegangan pada saluran-saluran dapat terjadi kelipan inisalnya pada cahaya lampu.Sebuah varian pada generator DC adalah mesin nadi gelang seret. Di sini lilitan rotornya tidak dihubungkan secara singkat, tetapi dikeluarkan melalui gelang-gelang seret. Dengan mengatur arus rotorya, beberapa variasi yang lebih besar dalam jumlah putarannya masih dapat diserap.3. Penyimpan EnergiKarena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah accu mobil.Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC (Direct Current) untuk mengcharge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC (Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini.

4. Rectifier-inverterRectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusoidal (AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi (accu/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh accu akan berbentuk gelombang DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya AC ,maka diperlukan inverteruntuk mengubah gelombang DC yangdikeluarkan oleh accu menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh rumah tangga.Pemilihan TempatSecara umum tempat-tempat yang baik untuk pemasangan turbin angin antara lain:a. Celah di antara gunung. Tempat ini dapat berfungsi sebagainozzle, yang mempercepat aliran angin.b. Dataran terbuka. Karena tidak ada penghalang yang dapat memperlambat angin, dataran terbuka yang sangat luas memiliki potensi energi angin yang besar.c. Pesisir pantai. Perbedaan suhu udara di laut dan di daratan menyebabkan angin bertiup secara terus menerus.Walau pada dasarnya turbin angin dapat dipasang di mana saja di tempat tersebut di atas, pengkajian potensi angin tetap harus dilakukan untuk mendapatkan suatu sistem konversi energi angin yang tepat. Pengkajian potensi energi angin di suatu tempat dilakukan dengan mengukur dan menganalisis kecepatan dan arah angin. Analisis data angin dilakukan dengan menggunakan metoda statistik untuk mencari kecepatan angin rata-rata, durasi kecepatan angin dan distribusi frekwensi data angin. Jika informasi mengenai arah angin juga tersedia, analisis dengan menggunakan metoda wind rose dapat dilakukan untuk mengetahui kecepatan rata-rata, frekuensi dan energi angin di setiap arah mata angin. Pada prakteknya, penentuan tempat pemasangan sistem konversi energy angin dapat ditentukan dengan cara:a. Pilih Tempat. Tempat ditentukan sesuai kebutuhan, kemudian potensi energi angin dikaji dari data yang didapat. Cara ini mempertimbangkan:1. Aksesibilitas baik untuk pekerjaan konstruksi maupun perawatan,2. Kondisi sosial budaya setempat,3. Kepentingan lainb. Pilih Potensi. Pemilihan tempat berdasarkan besarnya potensi energy angin yang tersedia. Semakin besar kecepatan angin rata-rata di suatu tempat akan semakin baik. Semakin tinggi potensi energi yang tersedia akan memberikan keuntungan berupa ukuran sistem konversi energy angin yang semakin kecil dan tidak perlu terlalu efisien sehingga pembuatannya akan lebih mudah dan murah.Konversi Energi AnginPrinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energy mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik.Gambar 2 Skema Konversi Energi AnginDari prinsip dasar kerja turbin angin yang mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik. Baling-baling menerima datangnya angin sehingga ia berputar pada porosnya, putarannya tidak terlalu cepat karena massanya yang besar, diteruskan oleh poros laju rendah ke belakang melaluigearbox.Gearboxmengubah laju putar menjadi lebih cepat, konsekuensinya dengan momen gaya yang lebih kecil, sesuai dengan kebutuhan generator yang ada di belakangnya. Generator kemudian mengubah energi kinetik putar menjadi energi listrik.Daya angin dihasilkan dari pergerakan angin dan energi yang terkait dengan gerakan seperti itu adalah energi kinetik:Dimana,m = Massa udara dalam KgV = Kecepatan massa udara dalam m/sMassa udara didefinisikan sebagai perkalian antara Volume dengan kepadatan:

dimana,Q = Volume (m3) = Kepadatan/ kerapatan udara (Kg/m3)Karena daya adalah energi per satuan waktu, oleh karena itu ekspresi daya dapat diturunkan sebagai berikut:

disini,dQ/ dtadalah debit rata-rata (m3/s). Debit adalah tingkat volume aliran, seperti yang telahdipahami bahwa setiap fluida mampat, debit (Q) adalah sama dengan produk daerah aliran penampang (A) dan kecepatan rata-rata nya (v) dimana,A = daerah yang melawati rotor sudu. (m2)v = kecepatan rata-rata (m/s)sehingga persamaan daya angin menjadi;

Ketika kita berbicara tentang keunggulan dan kelemahan energi angin, hal yang pertamakali digambarkan dari energi angin adalah bahwa sumber energi ini secara ekologis dapat diterima, yang berarti bahwa energi angin tidak seperti bahan bakar fosil yang memiliki kontribusi lebih besar terhadap dampak perubahan iklim. Energi angin tidak akan melanjutkan pencemaran terhadap planet kita seperti bahan bakar fosil selama ini. Misalnya, turbin angin tunggal 1-MW dapat menghemat sekitar 2.000 ton karbon dioksida dalam satu tahun.Energi angin juga merupakan sumber energi terbarukan yang berarti tidak dapat habis seperti bahan bakar fosil. Energi angin yang tersedia di atmosfer lima kali lebih besar daripada konsumsi energi dunia saat ini. Potensi energi angin di darat dan dekat pantai sekitar 72 TW (tera watt) yang melebihi lima kali lebih banyak dari penggunaan energi dunia saat ini dalam segala bentuk.Keuntungan lain dari tenaga angin adalah fakta bahwa setiap orang bisa membangun atau membeli turbin angin untuk memanfaatkan energi angin dan memenuhi kebutuhan energi di rumah sendiri. Turbin angin tidak perlu banyak perawatan dan seseorang tidak perlu menjadi jenius untuk meng-handlenya. Tentu saja memiliki turbin angin sendiri juga berarti menghindari terjadinya pemadaman listrik bila terjadi kerusakan jaring PLN. Juga, listrik tenaga angin akan menjadi lebih hemat biaya seiring dengan adanya banyak penelitian yang dilakukan untuk memotong biaya instalasi, meningkatkan efisiensi dan untuk memastikan agar energi angin menjadi lebih dapat diandalkan.Ketika berbicara mengenai kekurangan energi angin, hal pertama yang harus disebutkan adalah ketersediaan angin. Di beberapa tempat angin kencang sering ditemui yang membuat pemanfaatan energi angin menjadi sangat mudah, sementara di beberapa tempat angin tidak cukup kuat untuk menciptakan listrik yang memadai.Biaya instalasi tenaga angin yang masih relatif tinggi merupakan kelemahan lain dari energi angin. Secara kasar, dibutuhkan sekitar 10 tahun untuk mengembalikan biaya instalasi energi angin. Memang, ini bukan waktu yang sangat panjang, namun biaya instalasinya yang besar masih menjadi penghalang bagi banyak orang untuk memanfaatkan energi angin.Kelemahan lainnya dari tenaga angin adalah bangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat mempengaruhi estetika lanskap. Fasilitas listrik tenaga angin juga perlu direncanakan dengan hati-hati, lokasi dan pengoperasiannya harus meminimalkan dampak negatif pada populasi burung dan satwa liar.

MAKALAHMINGGU, 15 NOVEMBER 2009PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGINEnergi merupakan bagian penting dalam kehidupan masyarakat karena hampir semua aktivitas manusia selalu membutuhkan energi. Misalnya untuk penerangan, proses industri atau untuk menggerakkan peralatan rumah tangga diperlukan energi listrik, untuk menggerakkan kendaraan baik roda dua maupun empat diperlukan bensin, serta masih banyak peralatan di sekitar kehidupan manusia yang memerlukan energi. Sebagian besar energi yang digunakan diIndonesiaberasal dari energi fosil yang berbentuk minyak bumi dan gas bumi. Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil setidaknya memiliki tiga ancaman serius, yakni:1. Menipisnya cadangan minyak bumi.2. Kenaikan / ketidakstabilan harga akibat laju permintaan yang lebih besar dari produksi minyak.3. Polusi gas rumah kaca (terutama CO2) akibat pembakaran bahan bakar fosil.Kadar CO2 saat ini disebut sebagai yang tertinggi selama 125 tahun belakangan, efek buruk CO2 terhadap pemanasan global telah disepakati hampir oleh semua kalangan. Hal ini menimbulkan ancaman serius bagi kehidupan makhluk hidup di muka bumi. Oleh karena itu, pengembangan dan implementasi bahan bakar terbarukan yang ramah lingkungan perlu mendapatkan perhatian serius dari berbagai negara. Pemerintah sebenarnya telah menyiapkan berbagai peraturan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil (misalnya: Kebijakan Umum Bidang Energi (KUBE) tahun 1980 dan Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No. 996.K / 43 / MPE / 1999 tentang prioritasi penggunaan bahan bakar terbarukan untuk produksi listrik yang hendak dibeli PLN). Namun sayang sekali, pada tataran implementasi belum terlihat adanya usaha serius dan sistematik untuk menerapkan energi terbarukan guna substitusi bahan bakar fosil.(Yuli Setyo : 2005)Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.Pemanfaatan energi angin sebenarnya bukan barang baru bagi umat manusia. Semenjak 2000 tahun lalu teknologi pemanfaatan sumber daya angin dan air sudah dikenal manusia dalam bentuk kincir angin (wind mills). Selain ramah lingkungan, sumber energi ini juga selalu tersedia setiap waktu dan memiliki masa depan bisnis yang menguntungkan. Kini sebagian besar negara maju di Eropa dan Amerika Serikat telah memanfaatkan sumber energi ini. Pada masa awal perkembangannya, teknologi energi angin lebih banyak dimanfaatkan sebagai sulih tenaga manusia dalam bidang pertanian dan manufaktur, maka kini dengan teknologi dan bahan yang baru, manusia membuat turbin angin untuk membangkitkan energi listrik yang bersih, baik untuk penerangan, sumber panas atau tenaga pembangkit untuk alat-alat rumah tangga. Menurut data dari American Wind Energy Association (AWEA), hingga saat ini telah ada sekitar 20.000 turbin angin diseluruh dunia yang dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Kebanyakan turbin semacam itu dioperasikan di lahan khusus yang disebut ladang angin (wind farm).Di negara-negara Eropa, pemanfaatan sumber energi yang dapat diperbaharui diperkirakan bakal mencapai 8% dari permintaan energi di tahun 2005. Energi angin menjadi salah satu alternatif yang banyak dipilih dan sekaligus berfungsi mengurangi emisi gas karbondioksida (CO2) yang dihasilkan oleh perangkat sumber energi sebelumnya. Tujuh tahun belakangan ini, kapasitas energi angin terpasang di Eropa melonjak hingga 40% per tahun dan saat ini kapasitas tersebut dapat memenuhi kebutuhan listrik lebih dari 5 juta kepala keluarga. Industri energi tenaga angin diperkirakan bakal memiliki kapasitas 40.000 MW (mega Watt) yang dapat mencukupi kebutuhan listrik untuk 50 juta kepala keluarga pada tahun 2010. Energi angin adalah energi yang relatif bersih dan ramah lingkungan karena tidak menghasilkan karbon dioksida (CO2) atau gas-gas lain yang berperan dalam pemanasan global, sulphur dioksida dan nitrogen oksida (jenis gas yang menyebabkan hujan asam). Energi ini pun tidak menghasilkan limbah yang berbahaya bagi lingkungan ataupun manusia. Meski demikian, harap diingat bahwa sekecil apapun semua bentuk produksi energi selalu memiliki akibat bagi lingkungan. Hanya saja efek turbin angin sangat rendah, bersifat lokal dan mudah dikelola. Di samping itu turbin atau kincir angin memiliki pesona tersendiri dan menjadi atraksi wisata yang menarik, seperti misalnya saja kincir-kincir angin di negeri Belanda.(Nanang Okta : 2006).Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :

Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaatIndonesiamenjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua,Balipada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.

Syarat - syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut.

Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dariWWEA(World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol danChinamerupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170 GigaWatt.

Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisirIndonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruhIndonesia,limaunit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.Dalam Majalah PII Engineer Monthly edisi Agustus 2008, antara lain dibahas alasan perlunya dibangun PLTN di Indonesia, selain daripada itu dibahas selintas mengenai Tenaga Listrik Tenaga Angin (PTLTA). Makalah ini membahas secara singkat mekanisme peralatan Tenaga Listrik Tenaga Angin (PTLTA), berukuran kecil yang mungkin dapat dikembangkan di daerah-daerah pedesaan atau pulau-pulau terpencil diIndonesiayang mempunyai potensi angin yang cukup (cukup kencang dan bertiup sepanjang tahun).Tenaga angin telah lama dimanfaatkan di tanah air kita sejak ratusan mungkin ribuan tahun yang lalu, khususnya untuk menggerakkan kapal layar sampai sekarang, dan yang banyak kita lihat sekarang digunakan dalam tambak-tambak ikan di tepi pantai untuk menggerakkan baling-baling (atau turbin angin) untuk menjalankan memompaan air. Namun baiklah kalau kita diIndonesiamulai mempopulerkan PTLTA, khususnya ukuran kecil. PTLTA ukuran kecil adalah istilah yang biasanya diberikan kepada unit 50 KW atau lebih kecil. Tempat-tempat terpencil yang biasanya menggunakan diesel-generator dapat menggantikannya atau menambahkannya dengan PTLTA ukuran kecil ini. Salah satu contoh PTLTA ukuran kecil terlihat di gambar #1 sbb:

Gambar #1Komponen PTLTAKomponen-komponen PTLTA dari ukuran besar, pada umumnya dapat terlihat dalam gambar #2, sbb; sedangkan untuk ukuran kecil biasanya tidak semua komponen ada seperti yang terklihat dalam gambar #2Anemometer:Mengukur kecepatan angin, dan mengirim data angin ini ke Alat Pengontrol.Blades (Bilah Kipas):Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Angin yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.

Gambar#2Brake (Rem):Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis, dengan tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.Controller (Alat Pengontrol):Alat Pengontrol ini menstart turbin pada kecepatan angin kira-kira 12-25 km/jam, dan mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas 90 km/jam, karena angina terlalu kencang dapat merusakkannya.Gear box (Roda Gigi):Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi kira-kira 1000-1800 rpm yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk memutar generator listrik.Generator:Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus bolak-balik.High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi):Menggerakkan generator.Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah):Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60 rpm.Nacelle (Rumah Mesin):Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi gear-box, poros putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat pengereman.Pitch (Sudut Bilah Kipas):Bilah kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur kecepatan rotor yang dikehendaki, tergantung angin terlalu rendah atau terlalu kencang.Rotor:Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.Tower (Menera):Menara bisa dibuat dari pipa baja, beton, rangka besi. Karena kencangnya angin bertambah dengan ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga yang didapat.Wind direction (Arah Angin):Gambar #2 adalah turbin yang menghadap angin, desain turbin lain ada yang mendapat hembusan angin dari belakang.Wind vane (Tebeng Angin):Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.Yaw drive (Penggerak Arah):Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap angina. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angina dari belakang tak memerlukan alat ini.Yaw motor (Motor Penggerak Arah):Motor listrik yang menggerakkan penggerak arah.Data kekuatan anginUntuk keperluan perencanaan pemasangan PTLTA skala besar atau menengah, sebaiknya data kekuatan angin di suatu daerah perlu diperoleh, agar dapat mendesain ukuran PTLTA yang tepat dan ekonomis. Salah satu contoh data yang diambil di suatu tempat (Lee Ranch,Colorado) di Amerika Serikat pada tahun 2002 adalah sebagai berikut:

Demikianlah secara sangat singkat tulisan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Tulisan ini dimaksudkan hanya untuk menggugah gagasan para pembaca untuk dapat mengembangkan pembuatan PTLTA skala kecil diIndonesia, baik dengan cara membuat sendiri atau mungkin membeli dari beberapa pembuat turbin angin yang ada di dunia, untuk dipasang di daerah-daerah, di mana potensi angin memang mencukupi.Tenaga Angin pada tahun 2020Selama beberapa tahun terakhir pemasangan kapasitas angin meningkat melebihi 30%. Hal tersebut membuat target untuk menjadikan tenaga angin mampu memenuhi kebutuhan energi dunia hingga 12 persen pada tahun 2020 menjadi realistis. Di saat bersamaan hal tersebut juga akan membuka kesempatan terbukanya lapangan pekerjaan hingga dua juta dan mengurangi emisi CO2 hingga 10.700 juta ton.

Berkah terus meningkatnya ukuran dan kapasitas rata-rata turbin, pada tahun 2020 biaya pembangkit listrik tenaga angin pada wilayah yang menunjang akan turun hingga 2.45 sen per KWh- lebih murah 36 persen dari biaya pada tahun 2003 yang mencapai 3.79 euro/KWh. Sambungan kabel listrik tidak termasuk dalam biaya ini.

Tenaga angin setelah tahun 2020Sumber angin dunia sangat besar dan menyebar dengan baik di semua kawasan dan negara. Menggunakan teknologi saat ini, tenaga angin diperkirakan dapat menyediakan 53.000 Terawat/jam setiap tahunnya. Yang berarti dua kali lebih besar dari proyeksi permintaan energi pada tahun 2020-meninggalkan tempat yang penting untuk tumbuhnya industri bahkan dalam 1 dekade kedepan. Amerika Serikat sendiri mempunyai potensi angin yang cukup untuk menyediakan pasokan kebutuhan energinya bahkan tiga kali lebih besar daripada kebutuhannya.Variable Angin

Variable angin menimbulkan masalah manajemen sistem jaringan listrik lebih sedikit daripada yang diharapkan oleh pihak-pihak yang skeptis. Ketidakstabilan permintaan energi dan kebutuhan untuk melindungi gagalnya pembangkit listrik konvensional memenuhi kebutuhan tersebut, sesungguhnya membutuhkan sistem jaringan listrik yang lebih fleksibel daripada tenaga angin, dan pengalaman dunia nyata telah menunjukan bahwa sistem pembangkit listrik nasional mampu menjalankan tugas tersebut. Pada malam berangin, sebagai contoh, turbin angin 50% pembangkit listrik di bagian barat Denmark, tapi kekuatannya telah terbukti dapat diatur.Penciptaan jaringan listrik yang super mengurangi masalah ketidakstabilan angin. Caranya dengan membiarkan perubahan pada kecepatan di wilayah-wilayah berbeda untuk diseimbangkan satu sama lain.

Bergerak ke depanPerkembangan tenaga angin berkembang dengan pesat saat ini, namun demikian masa depan tenaga ini belum terjamin. Saat ini tenaga angin telah dimanfaatkan oleh sekitar 50 negara di dunia. Namun sejauh ini kemajuan itu disebabkan oleh usaha segelintir pihak, yang dipimpin oleh Jerman, Spanyol danDenmark. Negara-negara lain perlu untuk memperbaiki industri tenaga angin secara dramastis jika target global ingin dicapai. Oleh karena itu prediksi untuk menjadikan tenaga angin dapat memasok energi dunia sebesar 12 persen pada tahun 2020 sebaiknya tidak dilihat sebagai hal yang pasti, tapi sebagai tujuansatu kemungkinan masa depan yang kita bisa pilih jika kita mau.Dampak Lingkungan Pembangkit Listrik Tenaga Angin(Firman Sasongko, 1 Maret 2009)Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisigas buang ataupolusi yang berarti ke lingkungan.Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak lingkungan yang luas.

Emisi karbon ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diperoleh dari proses manufaktur komponen serta proses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga angin. Namun dalam operasinya membangkitkan listrik, secara praktis pembangkit listrik tenaga angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti. Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan batubara, emisi karbon dioksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya seperseratusnya saja. Disamping karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan sulfur dioksida, nitrogen oksida, polutan atmosfir yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas. Namun begitu, pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak visual , derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan.Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat.Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin, penggunaangearboxserta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalamnacelleatau rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikrountuk perkomunikasian.Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamismerupakanmasalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.

Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun dampak ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan kematian burung-burung akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan aktivitas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi yang telah dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dan kapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan konstruksi di lepas pantai adalah terganggunya kehidupan bawah laut.Efek negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana terjadinya polusi yang bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikandi daerah pemasangan turbin angin. Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladangpembangkit listrik tenagaangin lepas pantai menambah 80 110 dB kepada noise frekuensi rendah yang dapat mengganggu komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator laut.Namun begitu, ladang angin lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena memancing dan berlayar di daerah sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat terjaga akibat adanya pemancingan berlebih di laut.Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan kecelakaan. Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah menyebabkan beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan puing-puing berat yangdapatterjadi merupakan bahaya yang perlu diwaspadai, terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya. Kebakaran pada turbin angin dapat terjadi danakan sangat sulit untukdipadamkan akibat tingginya posisi api sehingga dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis. Hal ini dapat menyebarkan asap beracun dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar habis ratusanacrelahanpertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman Nasional Australia dimana 800 km2tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumasjuga dapat teradi dandapat menyebabkan terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat mengkontaminasi air minum.Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang.Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan permasalahan baru yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh karena itu kita sebagai orang-orang yang bergerak di bidang science dan teknologi haruslah dapat terus mengembangkan teknologi yang lebih ramah lingkungan yang memiliki efek negatif sekecil mungkin.Kelebihan Tenaga AnginRamah lingkungan- keuntungan terpenting dari tenaga angin adalah berkurangnya level emisi karbon dioksida penyebab perubahan ikilm. Tenaga ini juga bebas dari polusi yang sering diasosiasikan dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan nuklir.Penyeimbang energi yang sangat baik -emisi karbon dioksida berhubungan dengan proses produksi. Pemasangan dan penggunaan turbin angin selama rata-rata 20 tahun siklus hidup membayar kembali terjadinya emisi setelah 3-6 bulan pertamayang berarti lebih dari 19 tahun produksi energi tanpa ongkos lingkungan.Cepat menyebarpembangunan ladang angin (wind farm) dapat diselesaikan dalam waktu seminggu. Menara turbin, badan dan bilahan besi di pasang di atas permukaan beton bertulang dengan menggunakan alat pemindah besar.Sumber energi terbarukan dan dapat diandalkan- angin yang menjalankan turbin selalu gratis dan tidak terkena dampak harga bahan bakar fosil yang fluktuatif. Tenaga ini juga tidak butuh untuk ditambang, digali atau dipindahkan ke pembangkit listrik. Seiring meningkatnya harga bahan bakar fosil, nilai tenaga angin juga meningkat dan biaya keseluruhan pembangkit akan menurun.Selanjutnya, dalam proyek besar yang menggunakan turbin ukuran medium yang sudah disetujui, tenaga angin mampu beroperasi hingga 98% secara konstan. Artinya hanya dua persen waktu turun mesin untuk perbaikan- catatan yang jauh lebih baik dari yang bisa diharapkan dari pembangkit listrik konvensional.Diposkan olehDHIKA ANDRIANdi03.032 komentar:Beranda Home RSSTop of FormBottom of Form

KEZMANTECHSOLVE YOUR TECHNICAL PROBLEMHey there! Thanks for dropping by KEZMANTECH! Take a look around and grab theRSS feedto stay updated. See you around! 1 Ilmu PengetahuanENERGI ANGIN DANPEMANFAATANNYAFiled under:1Tinggalkan komentarApril 19, 2010Sejarah PemanfaatanManusia telah menggunakan energi angin selama setidaknya 5.500 tahun. Para nelayan menggunakan angin untuk menggerakkan kapalnya untuk mencari ikan ke tengah laut. Pedagang, penjajah dan bahkan misionaris menggunakan angin untuk menggerakkan kapal yang membawa mereka ke seluruh belahan dunia demi Glory, Gold, and Gospel. Arsitek pada masa dahulu menggunakan angin alami sebagai sirkulasi udara dalam suatu bangunan. Hammurabi, Raja Babilonia menggunakan energy angin untuk sistem irigasi pada abad ke-17 sebelum Masehi. Suku asli Sri Lanka, Sinhala, menggunakan angin muson dalam peleburan logam. Kincir angin pertama kali didirikan di Sistan, Afghanistan sejak abad ke-7. Kincir ini digunakan untuk menggiling jagung, biji-bijian, mengalirkan air, dan pada industri tebu. Kincir angin yang digunakan merupakan kincir angin dengan poros vertikal, dan tiap-tiap kipas berbentuk segi-empat yang dilapisi dengan bahan kain. Kincir angin dengan poros horizontal pertama kali ditemukan di Eropa untuk menggiling gandum.

Ganbar 1 Pemanfaatan Energi AnginEnergi angin dapat dikonversikan menjadi energi mekanik, seperti pada penggilingan biji, ataupun untuk memompa air. Pada perkembangannya, energi angin dikonversikan menjadi energi mekanik, dan dikonversikan kembali menjadi energi listrik. Dalam bentuknya sebagai energi listrik, maka energi dapat ditransmisikan dan dapat digunakan untuk mencatu peralatan-peralatan elektronik.Proses Terjadinya AnginPenyebab timbulnya angin adalah matahari. Bumi menerima radiasi sinar matahari secara tidak merata. Dengan demikian, daerah khatulistiwa akan menerima energi radiasi matahari lebih banyak daripada di daerah kutub, atau dengan kata lain, udara di daerah khatulistiwa akan lebih tinggi dibandingkan dengan udara di daerah kutub. Pertukaran panas pada atmosfer akan terjadi secara konveksi. Berat jenis dan tekanan udara yang disinari cahaya matahari akan lebih kecil dibandingkan jika tidak disinari. Perbedaan berat jenis dan tekanan inilah yang akan menimbulkan adanya pergerakan udara. Pergerakan udara ini merupakan prinsip dari terjadinya angin. Secara ilmiah, pada abad ke-17, seorang fisikawan Itali, Evangelista Torricelli, mendeskripsikan bahwa angin dihasilkan karena adanya perbedaan suhu udara, dan juga perbedaan kepadatan (akibat perbedaan suhu udara), di antara dua daerah.Apabila kita asumsikan bahwa Bumi tidak berotasi, permukaan yang datar, dan udara yang lebih hangat terjadi pada daerah khatulistiwa dibandingkan pada kutub, maka sirkulasi udara pada Bumi dapat diperkirakan pada Gambar 1.

Gambar 2. Pola sirkulasi udara sederhana.Udara pada permukaan bumi di kutub memiliki tekanan yang lebih tinggi daripada di khatulistiwa, sehingga udara akan mengalir dari kutub menuju khatulistiwa pada permukaan bumi. Udara pada permukaan bumi di khatulistiwa memiliki berat jenis yang rendah, sehingga udara akan terangkat hingga lapisan troposfir. Karena tekanan udara pada lapisan troposfir di khatulistiwa lebih tinggi daripada tekanan udara di bagian atas kutub, maka udara akan bergerak secara horizontal pada lapisan troposfir dari khatulistiwa menuju kutub. Dan karena berat jenis di udara pada kutub lebih tinggi, maka udara akan bergerak turun menuju permukaan bumi.Apabila kita menghilangkan asumsi bahwa bumi tidak berotasi, maka pola aliran udara pada Gambar 1 akan berubah menjadi seperti pada Gambar 2. Gerakan rotasi akan mengakibatkan timbulnya tiga sel sirkulasi pada setiap belahan bumi. Sel sirkulasi ini dikenal sebagai sel Hadley, sel Ferrel, dan sel Polar (Kutub).

Gambar 3. Pola sirkulasi udara tiga selPada model baru, daerah khatulistiwa tetap menjadi lokasi yang terhangat di Bumi. Area yang terhangat merupakan zona tekanan rendah dan dikenal dengan zona konvergen intertropikal (ITCZ). Zona ini saling bertukar udara dengan udara dari subtropik. Ketika udara pada permukaan bumi subtropik mencapai khatulistiwa, udara akan terangkat, mencapai ketinggian 14 km (troposfir) dan mulai bergerak secara horizontal menuju arah kutub utara dan kutub selatan.Gaya Koriolis menyebabkan penyimpangan pergerakan udara pada bagian atas atmosfer, dan pada posisi lintang 30, udara akan mengalir secara zonal dari barat ke timur. Aliran zonal ini dikenal sebagai aliran jet subtropical. Aliran zonal juga mengakibatkan akumulasi udara pada bagian atas atmosfer bergerak tidak lagi membujur. Untuk mengompensasi akumulasi ini, sebagian udara pada bagian atas atmosfer turun kembali ke permukaan, dan mengakibatkan zona tekanan tinggi subtropik. Dari zona ini, udara permukaan akan bergerak menuju dua arah. Sebagian kembali ke khatulistiwa menyempurnakan sistem sirkulasi yang disebut Sel Hadley. Udara yang bergerak inipun mengalami penyimpangan akibat efek Koriolis, yang menyebabkan Northeast Trades (penyimpangan ke kanan pada belahan utara) dan Southeast Trades (penyimpangan ke kiri pada belahan selatan). Efek Koriolis adalah pembelokan yang terlihat pada suatu obyek ketika dilihat dari referensi yang berputar, dimana sebenarnya obyek tersebut bergerak secara lurus.Udara permukaan yang bergerak menuju kutub dari zona subtropik (30) terangkat pada lintang 60. Pergerakan udara ini juga mengalami penyimpangan menghasilkan Westerlies. Gaya Coriolis menyimpangkan angin ini dan mengakibatkan mengalir dari barat ke timur membentuk aliran jet kutub pada lintang 60 utara dan selatan. Pada permukaan bumi tersebut, Westerlies subtropik bertubrukan dengan udara dingin dari kutub. Tubrukan ini mengakibatkan udara bergerak ke atas dan mengakibatkan siklon mid-latitude. Sebagian besar dari udarayang terangkat akan mengarah ke kutub dan turun kembali ke permukaan.Gambar 3 menggambarkan tekanan udara yang sebenarnya pada Bumi, dari pengamatan selama 39 tahun. Pola sirkulasi yang diperlihatkan tampak berbeda dengan Gambar 2. Perbedaan ini diakibatkan oleh material permukaan Bumi dan ketinggiannya. Daratan bersifat lebih mudah panas dan lebih mudah dingin kembali, sedangkan air sulit menjadi panas dan sulit menjadi dingin kembali. Hal ini mengakibatkan belahan Bumi utara dan selatan menjadi tidak seragam. Belahan Bumi utara didominasi oleh daratan, sedangkan selatan sebaliknya. Ketinggian mengakibatkan pusat tekanan menjadi lebih intensif ketika ketinggian meningkat.

Gambar 4 Arah angin permukaan dan pusat tekanan atmosfer rata-rata pada bulan Januari, 1959-1997. Garis merah merupakan zona konvergen intertropik (ITCZ).Gambar 3 menunjukkan tekanan udara dan arah angin bulanan pada permukaan Bumi dari tahun 1959-1997. Perbedaan tekanan terlihat dari perbedaan warna. Biru menyatakan tekanan rendah, sedangkan kuning hingga oranye menyatakan sebaliknya. Arah dan besar angin ditunjukkan dengan arah panah dan panjangnya.Potensi Pemanfaatan Energi AnginUntuk mencari tahu berapa besar energi angin di Bumi ini, titik mulanya adalah memperkirakan total energi kinetik di atmosfer. Lorenz memberikan 1.5 x 106Joules/m2 sebagai energi kinetik yang tersedia di atmosfer[1]. Smil menyatakan bahwa pergerakan udara di atmosfer merupakan 2% dari energi dari matahari ke Bumi[2]. Dimana radiasi Matahari yang mencapai Bumi tahunan adalah 5.8 x 1024Joules, atau 1.84 X 1017W, dan 360W/m2. Dan yang terserap oleh permukaan Bumi (daratan dan air) adalah 2.9 x 1024Joules, atau 9.19 X 1016W, dan 180W/m2[3]. Jika jumlah energi matahari yang terserap secara langsung oleh atmosfer lebih sedikit digunakan, perkiraan besaran tertinggi dari energi kinetik dapat dijabarkan. Smilmemberi gambaran, 3.8 x 1022 J, untuk energi angin tahunan pada atmosfer di bawah ketinggian 1 km. Dia menyatakan nilai maksimum yang dapat dikonversikan adalah 3.8 x 1021 Joule, 1.20 x 1014W atau 1.1 x 106 TWh.Menurut Komisi Eropa, sumber angin dunia diperkirakan 50,000 TWh/tahun[4]. Total potensial dihitung pada daratan dengan kecepatan angin rata-rata diatas 5,1 m/s pada ketinggian 10 m. Kemudian direduksi 90% sebagai penggunaan lain, kepadatan penduduk, dan lain-lain. Perhitungan ini tidak melingkupi Greenland, Antarctic atau area lepas pantai. Perhitungan lain oleh Wijk dan Coelingh yang memberikan nilai 20.000 TWh/tahun dianggap lebih konservatif[5].Sumber lain menyatakan total potensial yang lebih tinggi, yaitu 106.458 TWh/tahun[6]. Potensi ini termasuk Selandia Baru dan Jepang. Namun study-study tersebut belum memasukkan potensial lepas pantai, yang diperkirakan mencapai 3000 TWh/tahun untuk di Eropa saja dengan jarak 30 km dari pantai dan kedalaman kurang dari 40 m[7]. Membandingkan antara penggambaran dari Smil, 100.000 TWh, dan dari Wind Energy-The Facts report, 50.000 TWh, Smil menggambarkan untuk seluruh daratan dan air, sedangkan Wind Energy-The Facts report menggambarkan jumlah yang dapat dihasilkan oleh turbin angin pada 120 m pertama dari 1 km, dan memperhitungkan rugi-rugi dan faktor reduksi[2][3]. Hingga saat ini, 100GW turbin angin telah terpasang dan dapat memproduksi 2,2 x 102 TWh, dengan asumsi 25% faktor pembebanan. Konsumsi listrik dunia adalah 18.000 TWh/tahun pada tahun 2005[8]. Dengan demikian, total sumber energi angin yang tersedia dapat memenuhi permintaan listrik dunia, apalagi angin dapat ditemukan di segala penjuru dunia.Konversi Energi AnginAlat utamanya adalah generator, dengan generator tersebut maka dapat dihasilkan arus listrik dari gerekan blade / baling-baling yang bergerak karena hembusan angin. Pembangkit ini lebih effisien dari pada pembangkit listrik tenaga surya didalam menghasilkan listriknya. Untuk menggerakan blade / baling-baling agar bisa berputar saja harus memiliki kecepatan angin 2 meter/detik dan untuk menghasilkan listrik yang stabil sesuai kapasitas generatornya rata-rata 6 s/d 10 meter/detik. Daerah yang cocok digunakan pembangkit ini adalah daerah pantai, pesisir, pegunungan.Turbin anginTurbin Angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengan diameter kipas r adalah:dimana adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan v adalah kecepatan angin pada waktu tertentu.Umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah turbin angin hanya sebesar 20%-30%. Jadi rumus diatas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cukup eksak. Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik.Sebenarnya prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam sub-sistem yang dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu:1.GearboxAlat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran tinggi. Biasanya Gearbox yang digunakan sekitar 1:60.2.Brake SystemDigunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin diluar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator.Rem cepat: biasanya berada di poros cepat dekat generator, dapat difungsikan untuk membatasi laju putar yang kelewat tinggi yang dapat merusak sistem generator.Rem lambat: biasanya berada di depan gearbox dan dioperasikan secara manual, untuk menghentikan baling-baling pada saat dilakukan maintenace.3.Rotor turbinBerupa baling-baling yang lazimnya terdiri atas 3 sirip, berfungsi untuk menangkap energi angin menjadi energi mekanik putarannya. Permasalahan di bagian ini adalah disain aerodinamis yang seefisien mungkin, serta ketahanan dan berat bahan sirip baling-balingnya4.GeneratorGenerator dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.5.Penyimpan energiKarena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi.6.Rectifier-InverterRectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusodal(AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik.

Gambar 6 Bagian-bagian Turbin Angin7.YawsystemSistem yang mengatur posisi baling-baling agar tetap menghadap angin secara frontal, sehingga baling-baling dapat menangkap energi angina seefisien mungkin.8.TowerpenyanggaMenumpu seluruh berat komponen inti dan penunjang cukup jauh di atas permukaan tanah.Ilmu-ilmu yang diperlukan adalah :1. Aerodinamika: untuk memahami perilaku udara bergerak, dan disain baling-baling yang efisien, serta sistem yaw yang diperlukan.2. Bahan engineering: untuk membuat bahan sirip baling-baling yang kuat dan ringan.3. Power electronics: untuk mendisain generator yang sesuai, serta teknik penyimpanan energi listrik sebagai output sistem. Atau penyesuaian output terhadap jaringan listrik PLN jika harus dilakukan transmisi keluar lokasi.4. Teknik kontrol: untuk mendisain sistem kontrol terhadap kecepatan turbin, atau kontrol terhadap daya generator.5. Teknik manufaktur: untuk mencetak baling-baling, membuat rumah (nacelle) seluruh komponen peralatannya.6. Ilmu-ilmu MIPA :Fisika(aerodinamika, mekanika),Statistika(sifat random angin),Matematika.7. Komputer: untuk kontrol saat operasi, dan simulasi eksperimen disain baru.8. Meteorologi: untuk mempelajari watak angin.9. Teknik sipil: untuk membangun tower yang tangguh dan mampu menyangga sistem secara fisik.10. Elektrokimia: untuk teknologi penyimpanan energi listrik dalam baterei.About these adsMemuat...CommentsRSSfeedTinggalkan BalasanTop of Form

Bottom of FormHello world!Tugas Etika Profesi Recent entries Pendidikan Kewirausahaan OHSAS 18001 KEWIRAUSAHAAN Tragedi Jembatan Quebec Manajemen Stres Tugas Etika Profesi ENERGI ANGIN DANPEMANFAATANNYA Hello world! Browse popular tags Meta Mendaftar Masuk log Entries RSS Comments RSS Friends & links Create a free website or blog at WordPress.com. Create a free website or blog at WordPress.com. Halaman Arsip Bulanan Januari 2011 Oktober 2010 Mei 2010 April 2010 Oktober 2009Create a free website or blog at WordPress.com. |The Motion Theme.[ Kembali ke Atas ]IkutiFollow KEZMANTECHTop of FormGet every new post delivered to your Inbox.

Bottom of FormPowered by WordPress.com