paparan makalah energi angin revisi

Karakteristik & Profil Angin

PENDAHULUAN

ME4132 - Energi Angin & Matahari

Energy fosil dengan kondisi alam yang semakin terkikis keberadaaanya sehingga membutuhkan energi alternatif ( energi terbarukan).

Energy terbarukan yang dapat dimanfaatkan oleh manusia antara lain yang berasal dari; biomassa, panas bumi (geothermal), cahaya surya, ataupun angin. Masing – masing sumber energi terbarukan tersebut memiliki tingkat keefisienan yang berbeda – beda. Lebih lanjut, akan dipilih tema mengenai potensi Pemamfaatan energi Angin sebagai topik pembahasan dalam makalah ini

TUJUAN


Adapun tujuan di buatnya makalah ini adalah sebagai pembelajaran bagai mahasiswa agar dapat memahami tentang energi angin dan cara pemanfaatannya

PENGERTIAN ANGIN


Angin adalah udara yang bergerak. Pergerakan udara ini disebabkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke tempat yang bertekanan udara lebih rendah.

PROSES TERJADINYA ANGIN


Penyebab 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,

Bagaimana Angin Terbentuk?

6

Apa yang menyebabkan angin?

Angin terjadi karena perbedaan temperatur dari sisi dingin ke sisi panas.

Conversion Energy Presentation, Group 12 2007 7

FAKTOR’S PENYEBAB ANGIN

Gradien Barometris, yaitu bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin cepat tiupan anginnya.

Lokai, kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat daripada angin yang jauh dari garis khatulistiwa.

Tinggi Lokasi, semakin tinggi lokasinya semakin kencang pula angin yang bertiup. Hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menhambat laju udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempa, gaya gesekan ini semakin kecil.

Waktu, Angin bergerak lebih cepat pada siang hari, dan sebaliknya terjadi pada malam hari.


SIFAT’S ANGIN

Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin tersebut.

Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas.

Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tampat lain, dan dari waktu ke waktu.


JENIS’S ANGIN

Angin laut dan Angin DaratAngin Lembah dan Angin GunungAngin FohnAngin Muson


Angin Darat dan Angin Laut

Angin terjadi karena perbedaan pemanasan permukaan bumi oleh matahari.

Daratan dan lautan mempunyai perbedaan kemampuan menyerap panas.

Secondary Infobook, The Need Project, 2007 11

ANGIN LEMBAH DAN ANGIN GUNUG

Angin Lembah adalah angin yang bertiup dari arah lembah ke puncak gunung dan biasa terjadi pada siang hari.

Angin Gunung adalah angin yang bertiup dari puncak gunung ke lembah gunung dan terjadi pada malam hari.

12

Angin FOHN

Angin Fohn terjadi karena ada gerakan massa

udara yang naik pegunungan yang tingginya

lebih dari 200 meter , naik di satu sisi lalu turun

di sisi lain. Angin Fohn yang jatuh dari puncak

gunung bersifat panas dan kering , karena uap

air sudah di buang pada saat hujan orografis.

13

Angin MUSON

Angin muson atau biasanya disebut dengan

angin musim adalah angin yang berhembus

secara periodik (minimal 3 bulan) dan antara periode yang satu dengan periode yang lain polanya akan berlawan yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun.

14

ANGIN MUSON BARAT

Angin Musim/Muson Barat adalah angin yang mengalir dari benua Asia (musim dingin) ke Benua Australia (musim panas) dan mengandung curah hujan yang banyak di Indonesia bagian barat, hal ini disebabkan karena angin melewati tempat yang luas, seperti perairan dan samudra. Contoh perairan dan samudra yang dilewati adalah Laut China Selatan dan Samudra Hindia

15

ANGIN MUSON TIMUR

Angin Musim/Muson Timur adalah angin yang mengalir dari Benua Australia( musim dingin) ke Benua Asia (Musim panas) sedikit curah hujan ( kemarau) di Indonesia bagian timur karena angin melewati celah-celah sempit dan berbagai gurun (Gibson, Australia Besar, dan Victoria). Ini yang menyebabkan indonesia mengalami musim kemarau. Terjadi pada bulan juni, juli dan Agustus, dan maksimal pada bulan juli

16

ALAT PENGUKUR ANGIN

17

Anemometer, adalah alat yang mengukur kecepatan angin.

Anemometer, adalah alat yang mengukur kecepatan angin.

Windsock, adalah alat untuk mengetahui arah angin dan memperkirakan besar kecepatan angin, yang biasanya banyak ditemukan di bandara-bandara.

18http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/

Komponen Turbin Angin

Rintangan Angin

Rintangan menyebabkan kecepatan angin menurun.

Rintangan juga menyebabkan terbentuknya ulakan angin di belakang rintangan.

Sumber: Eldridge, 1980

Sumber: Hau, 2005

19

Profil Angin

20

Wind Rose

21

Jenis Turbin Angin Berdasarkan Posisi Sumbu

Sumbu Vertikal

Darrieus Wind Turbine GiromillSavonius Wind Turbine

Helix Wind Turbine

www.wikipedia.org/helixwww.wikipedia.org/savoniuswww.wikipedia.org/VAWT 22

Turbin Angin Vertikal

Keuntungan Tidak memerlukan yaw

mechanism Pendek. Mudah dirawat karena

generator, transmisi dekat permukaan tanah.

Mudah ditransportasi (untuk ukuran kecil).

Tidak memerlukan menara.

Kerugian Efisiensi rendah. Ketinggian terbatas. Perlu permukaan yang

datar.

www.wikipedia.org/windturbine23

Sumbu Horizontal

1-blade Wind Turbine

2-blade Wind Turbine 3-blade Wind Turbine

www.wikipedia.org/HAWT www.wikipedia.org/HAWT 24

Turbin Angin Horizontal

Keuntungan Pitch sudu turbin dapat diubah-

ubah. Menara yang tinggi dapat

memperileh angin yang lebih kencang.

Penggunaan menara menyebabkan turbin dapat ditempatkan di dataran yang tidak rata, atau bahkan di atas laut.

Dapat ditempatkan di atas garis pepohonan di hutan.

Kerugian

Sulit beroperasi di dekat permukaan tanah.

Sulit mentransportasikan bilah sudu yang panjang.

Pemasangan sulit. Mengganggu sinyal radar. Bila dipasang di laut,

sebaiknya di laut yang dangkal.

www.wikipedia.org/windturbine25

Class Windspeed ( m/s)

Power Density (W/m^2)

Capacity ( kW )

Small Scale 2.5 – 4.0 < 75 Up to 10

MediumScale

4.0 – 5.0 75 – 150 10-100

Large

Scale

> 5.0 > 150 >100

Wind Power Classifications and Wind Power Classifications and

utilizationutilization

26

Profil Angin Logaritmik

Profil angin logaritmik umumnya digunakan pada lapisan batas atmosfer (boundary layer) pada ketinggian hingga puluhan meter.

Dengan asumsi: shear stress/tegangan geser konstan terhadap ketinggian.


Profil Angin Logaritmik / Adiabatik

0*

ln1

z

z

kV

Vz

untuk Z ≥ Zo

Dimana:Vz : Kecepatan angin pada ketinggian Z (m/s)

: Kecepatan gesekan (friction velocity) (m/s)

k : Konstanta Von Karman (k = 0,4)Zo : Parameter kekasaran permukaan (m)o : Tegangan geser pada permukaan : Densitas udara (kg/m3)Z : Tinggi pengukuran kecepatan angin (m)

0

* V


Kelas Kekasaran

Panjang Kekasapan

Zo (m) Jenis Permukaan

3 1 Perkotaan, hutan

3 0.5 suburban

3 0.3 Pembangunan terbuka

2 0.2 Banyak pohon dan / atau semak

2 0.1 Pertanian terbuka dengan permukaan tertutup

2 0.05 Pertanian terbuka dengan permukaan lapang

1 0.03

Lahan pertanian terbuka dengan banyak gedung kecil, pohon, dll. Airports dengan gedung-gedung dan pohon.

1 0.01 Airports, runway, padang rumput

1 0.005 Dataran terbuka

0 0.001 Permukaan salju(halus)

0 0.0003 Permukaan pasir(halus)

0 0.0001 Permukaan air


Asumsi untuk Profil Angin Logaritmik / Adiabatik

Davenport (1965)

Tegangan geser o (shear stress) permukaan dianggap konstan terhadap ketinggian

0

* V

Davenport menemukan bahwa pada daerah dengan parameter Zo rendah, memiliki ketelitian yang tinggi.


Profil Angin melalui Hk. Pangkat

refref

H

H

H

v

v

Dimana:H : Kecepatan angin rata-rata pada suatu ketinggian (m/s)ref : Kecepatan angin rata-rata pada suatu ketinggian referensi (m/s)

: Hellmann’s exponent (konstanta yang bergantung pada parameter Zo dan kestabilan atmosfer)

Href : Tinggi pengukuran suatu referensi (m) H : Ketinggian yang hendak diukur kecepatan anginnya (m)

0

ln

1

ZH


Koefisien Hambatan Permukaan (K)

2

*

V

VK

Dimana:K : Koefisien hambatan permukaan (the surface drag coefficient) : Kecepatan gesekan (friction velocity)

V : Kecepatan angin rata-rata pada ketinggian Z

0

* V


PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN

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.


PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN


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. 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

KEUNTUNGAN DAN KEKURANGAN PLTB

KEUNTUNGAN


Sumber energi Angin bayak tersedia di Alam dan tidak akan pernah habis

Tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan.

Ramah lingkungan tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan

KEKURANGAN


Membutuhkan Lahan yang luas Putaran dari sudu-sudu turbin angin

menimbulkan suara yang menggangu pendengaran.

Mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian.

Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar

paparan makalah energi angin revisi

Documents