1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin bertambahnya jumlah kelahiran semakin meningkatkan

kebutuhan akan energi. Energi yang umum digunakan adalah migas dan batubara,

dimana kedua jenis energi tersebut merupakan energi tak terbarukan yang suatu

saat akan habis. Namun seiring bertambahnya waktu, manusia semakin bertambah

banyak dan cadangan energi semakin menipis, untuk itulah perlu ditemukannya

alternatif energi. Salah satunya yang cukup potensial adalah energi angin.

Belakangan ini angin sudah mulai banyak digunakan dibeberapa negara

terutama negara-negara yang memiliki landscape alam yang banyak berhubungan

dengan angin. Indonesia adalah salah satu negara yang cukup berpotensi dalam

menggunakan energi angin ini. Namun penggunaannya belum terlalu

berkembang. Untuk itu, diperlukan adanya pengkajian lebih mendalam tentang

bagaimana pemanfaatan angin sebagai energi alternatif.

Indonesia merupakan 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. Dengan

kondisi alam yang seperti ini, sangat disayangkan jika angin tidak dimanfaatkan

sebagai energi alternatif.

1.2 Perumusan Masalah

Masalah yang dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Apakah energi angin itu ?

2. Bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga angin ?

3. Bagaimana pemanfaatan energi angin ?

4. Apa saja jenis-jenis turbin pembangkit listrik tenaga angin ?

5. Apa saja keuntungan penggunaan energi angin ?

6. Bagaimana perkembangan pemanfaatan energi angin di Indonesia ?

1

2

1.3 Tujuan dan Manfaat

1.3.1 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui definisi energi angin

2. Mengetahui dan memahami cara kerja pembangkit listrik tenaga angin

3. Mengetahui pemanfaatan energi angin

4. Mengetahui keuntungan dari energi angin

1.3.2 Manfaat

Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada

semua pihak, khususnya kepada mahasiswa Program Studi Teknik Energi

Politeknik Negeri Sriwijaya semester 4 untuk menambah pengetahuan dan

wawasan mengenai Pemanfaatan Energi Angin

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Energi Angin

Angin adalah proses alam yang berlaku secara skala kecil dan skala besar,

yang mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah. Atmosfir bawah

udara dingin mengalir dari daerah kutub menuju daerah khatulistiwa dan di

lapisan atmosfir atas udara hangat mengalir dari khatulistiwa menuju daerah

kutub, dimana energi angin merupakan salah satu pemanfaatan angin sebagai

sumber energi alternatif, yang mempunyai sistem perubahan energi kinetik dari

angin menjadi energi mekanik atau listrik yang dapat dimanfaatkan.

Energi angin telah lama dimanfaatkan manusia. Perahu-perahu layar

menggunakan energi ini untuk melewati perairan. Kincir angin yang digunakan

untuk menggiling tepung di Persia pada Abad ke 7. Sekalipun bentuk kincir angin

ini berlainan dengan kincir angin Eropa, kincir angin Persia itu merupakan asal-

muasal kipas angin Eropa.

Kincir angin di negeri Belanda yang dipakai untuk menggerakkan pompa

irigasi dan untuk menggiling tepung hingga kini masih tersohor, walaupun pada

saat ini hanya berfungsi sebagai objek pariwisata. Dalam rangka mencari sumber

energi yang bersih dan terbarukan kembali energi angin mendapat perhatian yang

besar. Pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu antara udara panas

dan udara dingin.

Di daerah khatulistiwa yang panas udaranya menjadi panas, mengembang

menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke daerah yang lebih dingin misalnya

daerah kutub. Sebaliknya di 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 Khatulistiwa menyusuri permukaan

bumi, dan sebaliknya, suatu perpindahan udara dari Garis Khatulistiwa kembali ke

Kutub Utara, melalui lapisan udara yang lebih tinggi. Perpindahan udara seperti

ini dikenal sebagai angin pasat.

3

4

Gambar 2.1 melukiskan terjadinya angin pasat ini secara skematik.

Dimana angin berjalan dari daerah khatulistiwa naik ke atas menuju kutub, dari

kutub angin turun ke bawah menuju daerah khatulistiwa dan seterusnya. Dengan

sendirinya hal yang serupa terjadi pula antara wilayah Khatulistiwa dan Kutub

Selatan. Selain angin pasat, terdapat pula angin-angin lain, misalnya angin musim

(angin mouson), angin pantai dan angin local lainnya. Prinsipnya adalah bahwa

angin terjadi karena adanya perbedaan suhu udara di beberapa tempat di muka

bumi.

Gambar 2.1 Skema terjadinya angin pasat

2.2 Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin

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.

Ada pun 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, penggunaan gearbox serta generator

dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau

5

mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang

berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan

tertentu turbin angina dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik,

mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk

perkomunikasian.

Berikut skema turbin pembangkit listrik tenaga angin :

Gambar 2.2 Skema Turbin Pembangkit Tenaga Angin

2.3 Pemanfaatan Energi Angin

Penggunaan tenaga angin diperkirakan dapat dilakukan untuk keperluan-

keperluan seperti:

Menggerakkan pompa air untuk keperluan rumah tangga, irigasi, tambak

ikan/udang, atau untuk mendapatkan air tawar bagi ternak.

Menggiling padi untuk memperoleh beras.

Mengalirkan air laut untuk pembuatan garam.

Membangkitkan tenaga listrik khususnya untuk Pembangkit Listrik

Tenaga Angin terutama untuk daerah yang belum terjangkau oleh PLN.

Untuk pemanfaatan kincir angin bagi pembangkitan tenaga listrik skala

kecil, diperlukan sebuah pengatur tegangan, oleh karena kecepatan angin yang

berubah-ubah, sehingga tegangan juga berubah. Diperlukan sebuah baterai untuk

6

menyimpan energi, karena sering terjadi angin tidak bertiup. Bila angin tidak

bertiup perlu dicegah generator berkerja sebagai motor oleh karena itu perlu pula

sebuah pemutus otomatik. Gambar 2.3 memperlihatkan skema sebuah kipas angin

bagi pembangkit listrik yang kecil.

Gambar 2.3 Skema kipas angin untuk pembangkit listrik kecil

Gambar 2.3 memperlihatkan skema sebuah kipas angin bagi pembangkit listrik

yang kecil. Blok A merupakan pengatur tegangan dan pemutus otomatis, blok b

merupakan baterai yang digunakan sebagai alat penyimpanan energi, blok C

merupakan saluran ke alat pemakaian.

7

Gambar 2.4 Skema Gabungan Energi Angin dan Surya

Gambar 2.4 memperlhatkan skema sebuah rumah, yang mendapatkan energi yang

didapatkan dari matahari dan angin. Kolektor energi surya menyediakan energi

panas (A), sedangkan kipas angin dan generator menyediakan tenaga listrik

(B).Untuk menghindari berhentinya angin dan tidak adanya sinar matahari yang

mengenai konsentrator maka diperlukan sebuah alat penyimpanan yaitu baterai.

Pada pemakaian ini, kiranya cocok dipakai pada rumah yang terletak jauh dari

jangkauan listrik umum. Misalnya sebuah villa di pegunungan atau rumah

peristirahatan yang terletak disebuah pantai. Sehingga kebutuhan energi bisa

dipenuhi ileh kedua energi alam tersebut.

8

2.4 Jenis-jenis Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Angin

1. Turbin Maglev (Magnetic Levitation)

Gambar 2.5 Turbin Maglev

Magnetic levitation merupakan cara yang sangat efisien untuk

memanfaatkan energi angin. Dimana turbin ini dapat menghasilkan satu gigawatt

(cukup untuk kekuatan 750.000 rumah). Sudu (blade) yang digunakan ditopang di

atas menggunakan gaya magnetik dan energi angin di transfer langsung ke sebuah

generator linier dengan gaya gesekan sangat kecil.

Turbin jenis ini memiliki bentuk yang berbeda dari turbin biasa namun

turbin jenis ini mampu mengasilkan output berupa energi listrik yang lebih besar

dibandingkan dengan turbin biasa. Sebagai perbandingan 1 buah maglev turbin >

1000 turbin biasa.

Ada pun keuntungan dengan menggunakan turbin maglev yaitu dapat

mengurangi biaya pemeliharaan dan memperpanjang massa pakai generatornya.

9

2. Turbin Angin Sumbu Horizontal (downwind)

Gambar 2.6 Turbin Angin Sumbu Horizontal

Kebanyakan turbin angin yang digunakan saat ini adalah tipe sumbu

horisontal. Turbin angin sumbu horisontal memiliki bilah baling-baling seperti di

pesawat. Sebuah turbin angin horisontal berdiri setinggi bangunan 20-lantai dan

memiliki tiga pisau yang rentangnya menjangkau sepanjang ukuran 200 kaki.

Turbin angin terbesar di dunia memiliki baling-baling yang lebih panjang dari

lapangan sepak bola. Turbin angin yang tinggi dan lebar dibangun untuk

menangkap lebih banyak angin.

Ciri – ciri :

Turbin angin yang tinggi dan lebar dibangun untuk menangkap lebih

banyak angin.

Bilah membelakangi arah angin

Sesuai untuk generator yang besar

Sudu diciptakan melengkung untuk melindungi angin kencang

Angin dihadang oleh tiang

10

3. Turbin Angin Sumbu Vertikal (DARRIEUS)

Gambar 2.7 Turbin Angin Sumbu Vertikal

Turbin angin sumbu vertikal memiliki bilah yang memanjang dari atas ke

bawah. Turbin angin jenis ini yang paling umum adalah turbin angin Darrieus,

dinamai sesuai dengan nama insinyur Perancis Georges Darrieus yang desainnya

dipatenkan pada tahun 1931. Turbin angin sumbu vertikal menempati porsi kecil

untuk digunakan pada saat ini.

Ciri – ciri :

Jenis turbin angin vertikal biasanya berdiri setinggi 100 meter dengan

lebar 50 kaki

Dalam  keadaan terbuka dan bilah akan berputar sehingga kecepatan

kritikal dicapai

Bilah akan berbentuk seperti aerodinamik di mana kecepatan putaran, dan

Sudu melebihi kecepatan angin.

11

Persamaan energi angin :

2.5 Keuntungan Penggunaan Energi Angin

Energi Angin merupakan energi alternatif yang mempunyai prospek bagus

karena merupakan sumber energi yang bersih dan terbarukan kembali. Selain itu

ketersediaannya di alam melimpah, energi angin tidak memiliki emisi sehingga

tidak menyumbangkan gas-gas rumah kaca yang dapat menyebabkan global

warming. Energi Angin tidak memerlukan cooling water, tidak menyebabkan

polusi air juga tidak memiliki buangan.

2.6 Kerugian Penggunaan Energi Angin

Jumlah turbin adalah masalah utama dengan sistem bertenaga angin.

Mungkin angin energi murah untuk memproduksi, tetapi investasi awal

dalam turbin angin bisa cukup besar. Masalah lain adalah kebisingan turbin

angin membuat ketika ditempatkan di daerah yang dihuni. Beberapa orang bahkan

menyebutnya ini terbesar dari semua kerugian dari energi angin. Masalah lainnya

adalah bahwa Anda tidak dapat memprediksi intensitas dan kecepatan angin. Ini

jauh lebih menguntungkan di daerah pesisir, atau keluar di laut, namun untuk

daerah pedalaman, turbin angin tidak selalu efisien.

12

BAB III

POTENSI ANGIN DI INDONESIA

3.1 Perkembangan Energi Angin di Indonesia

Di Indonesia total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin

saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit 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.

Salah satu program yang harus dilakukan sebelum mengembangkan PLTB

adalah pemetaan potensi energi angin di Indonesia. Hingga sekarang, Indonesia

belum memiliki peta komprehensif, karena pengembangannya butuh biaya

miliaran rupiah.

Potensi energi angin di Indonesia umumnya berkecepatan lebih dari 5

meter per detik (m/detik). Hasil pemetaan Lembaga Penerbangan dan Antariksa

Nasional (Lapan) pada 120 lokasi menunjukkan, beberapa wilayah memiliki

kecepatan angin di atas 5 m/detik, masing-masing Nusa Tenggara Timur, Nusa

Tenggara Barat, Sulawesi Selatan, dan Pantai Selatan Jawa. Adapun kecepatan

angin 4 m/detik hingga 5 m/detik tergolong berskala menengah dengan potensi

kapasitas 10-100 kW.

Berikut adalah peta persebaran potensi angin di Indonesia :

Gambar 2.8 Peta Potensi Angin Di Indonesia(Sumber : http://konversi.wordpress.com)

12

13

Berdasarkan peta di atas, dapat di ketahui bahwa indonesia kurang

memiliki potensi energi angin, terutama pada daerah sumatera, kalimantan,

sulawesi tengah dan papua, terlihat dari keterangan gambar dimana daerah yang

diarsir warna merah atau lebih gelap menandakan daerah dengan potensial energi

angin yang cukup baik, potensi angin yang baik pada indonesia terletak didaerah

jawa, nusa tenggara, maluku dan sulawesi selatan, dapat dilihat dengan kecepatan

angin yang cukup besar sehingga dapat dimanfaatkan untuk menggerakan kincir

yang akan digunakan untuk memutar generator.

Tabel persebaran angin di Indonesia(Sumber : http://www.bmkg.go.id)

Berdasarkan tabel diatas, kecepatan angin dalam skala kecil terdapat di

bagian Jawa, NTB, NTT, Maluku, dan Pantai Barat Sumatera. Untuk skala

menengah terdapat di Indonesia bagian NTB, NTT, Sulsel, Sultra, Sulut, dan Jawa

Timur. Sedangkan skala besar pada bagian Sulsel, NTB dan NTT, serta Pantai

Selatan Jawa. Dengan demikian potensi angin yang dimiliki Indonesia masih

sangat sedikit, tidak tersebar disemua daerah di Indonesia.

Tabel Status Potensi Energi Angin Indonesia (50 meter)(Sumber : http//: Klaster_energi_angin_EBTKE_MEAI2010.pdf)

14

Berikut ini pembagian potensi angin dibeberapa daerah di Indonesia

berdasarkan kecepatan angin di daerah tersebut. Daerah kurang potensial yaitu

daerah dengan kecepatan angin kurang dari 3 m/s terdapat pada 55 daerah pada

beberapa provinsi dan pulau seperti Maluku, Papua, Sumba, Mentawai dan

sebagainya. Daerah dengan potensi angin yang kecil dimana hanya memiliki

kecepatan angin dengan kisaran 3-4 m/s dan daya yang dihasilkan pun kecil yaitu

kurang dari 75 W/m2 terdapat pada 29 lokasi di Indonesia yang ada pada wilayah

seperti Jateng, Maluku, DIY, Lampung dsb. Daerah dengan potensi angin skala

menengah dengan kecepatan antara 4-5 m/s terdapat pada 34 lokasi yang tersebar

di wilayah indonesia seperti Jateng, DIY, Jatim, Bali dsb. Adapun daerah dengan

potensi energi angin yang cukup besar yang dapat menghasilkan daya spesifik

sebesar lebih dari 150 W/m2 dan kecepatan angin lebih dari 5 m/s terutama pada

pulau jawa seperti Banten, DKI, Jateng, DIY dsb.

15

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu antara udara panas

dan udara dingin. 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. 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.

Energi angin telah dimanfaatkan pembangkit tenaga listrik, dimana energi

angin merupakan energi yang bersih dan terbarukan. Hal ini menyebabkan

prospek pemanfaatan energi angin menjadi baik. Namun perkembangannya di

Indonesia belum terlalu maju, hal ini dikarenakan kurangnya data perhatian

pemerintah terhadap pengembangan energi alterative ini.

4.2. Saran

Hendaknya pemerintah lebih memperhatikan pemanfaatan energi

terbarukan seperti energi angin ini yang memiliki sistem pengolahan yang

sederhana, dan kepada para pembaca semoga makalah ini bermanfaat untuk

menambah wawasan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi perbaikan penulisan makalah ini dimasa yang akan datang.

15

16

DAFTAR PUSTAKA

______(http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--wind-turbine--

wind-mill/892--rata-rata-kecepatan-angin-di-indonesia.html. diakses tanggal 12

Maret 2013)

Wikipedia, 2010.( http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_angin. diakses tanggal 12

Maret 2013)

______(http://www.howstuffworks.com/environment...ience/wind-power.htm

. diakses tanggal 13 Maret 2013 )

Penggunaan-energi-alternatif,2011.(http://majalahenergi.com/forum/energi-baru-

dan-terbarukan/energi-angin/penggunaan-energi-alternatif-tenaga-angin.diakses

tanggal 13 Maret 2013)

______(http://www.howstuffworks.com/environment...ience/wind-power.htm

. diakses tanggal 13 Maret 2013)

______(http://netsains.com/2010/03/solusi-energ...epan-energi-angin-1/

digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&...gdl-mulyatinim-29237. Diakses tanggal

13 Maret 2013)

______(http://www.indoenergi.com/2012/07/jenis-jenis-turbin-angin.htm- diakses

tanggal 13 mei 2013)

Energi angin.pdf

16

17

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan YME karena berkat rahmat-Nya penulis

dapat menyelesaikan pembuatan makalah Energi Konvensional dan Non-

Konvensional mengenai “Energi Angin”.

Makalah ini disusun atas kerja sama dengan rekan satu kelompok agar

hasil makalah dan presentasi nantinya mendapatkan hasil yang baik. Makalah ini

disusun atas beberapa bagian, yaitu pengertian energi angin, cara kerja

pembangkit listrik tenaga angin, jenis turbin pembangkit listrik tenaga angin,

pemanfaatan energi angin, dan potensi angin di Indonesia.

Masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan makalah ini. Oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi perbaikan penulisan makalah ini dimasa yang akan datang. Dan

akhirnya, semoga makalah ini bermanfaat baik kita semua. Amin

Palembang, Maret 2013

Penulis

Mulyati

Zurriyati

ii

18

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................................. ..... i

KATA PENGANTAR..................................................................................... ii

DAFTAR ISI.................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang..................................................................................... 11.2 Perumusan Masalah............................................................................. 21.3 Tujuan dan Manfaat............................................................................. 2

1.3.1 Tujuan....................................................................................... 21.3.2 Manfaat.................................................................................... 2

BAB II PEMBAHASAN............................................................................ ..... 3

2.1 Pengertian Energi Angin.................................................................... 32.2 Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin................................... 42.3 Pemanfaatan Energi Angin................................................................. 52.4 Jenis Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Angin................................ 82.5 Keuntungan Penggunaan Energi Angin............................................ 112.6 Kerugian Penggunaan Energi Angin................................................. 11

BAB III POTENSI ANGIN DI INDONESIA............................................ 12

3.1 Perkembangan Energi Angin di Indonesia........................................ 12

BAB IV PENUTUP........................................................................................ 15

4.1Kesimpulan........................................................................................ 154.2 Saran.................................................................................................. 15

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................... 16

Iii

19

MAKALAH ENERGI NON-KONVENSIONAL

ENERGI ANGIN

D

I

S

U

S

U

N

Oleh :

Kelompok 4

Mulyati 061140411506

Zurriyati 061140411515

Kelas : 4 EG A

Dosen Pembimbing : Ir. Erlinawati, M.T

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG 2012 / 2013