Nama : Masitoh NIM
: 13312066
ANGIN SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF Meningkatnya kebutuhan akan energi listrik memaksa dunia untuk mampu menemukan sumber energi alternatif dan terbarukan. Hal ini didorong juga dengan naiknya keinginan masyarakat dunia untuk menggunakan teknologi yang bersih, terus naiknya harga bahan bakar fosil yang di satu sisi tidak akan dapat memenuhi kebutuhan energi di masa mendatang, naiknya biaya pembangunan saluran transmisi, serta naiknya kesadaran masyarakat untuk meningkatkan jaminan pasokan energi. Maka saat ini sudah banyak negara yang mulai mengembangkan pembangkit listrik berbasis energi alternatif yang sudah mampu bersaing dengan pembangkit konvensional. Negara-negara mulai berpikir untuk memanfaatkan sumber daya alami yang menjadi potensi pada wilayahnya. Mulai dari air, angin, energi matahari, panas bumi, dan sumber-sumber energi lainnya. Salah satu yang banyak dimanfaatkan khususnya oleh negara-negara subtropis adalah energi angin. Selain cukup murah, pembangkit listrik tenaga angin ternyata sangat ramah lingkungan karena tidak menghasilkan emisi-emisi berbahaya seperti CO 2, NO2, dan sebagainya. Pembangkit listrik tenaga angin merupakan pembangkit yang memanfaatkan angin sebagai sumber energinya untuk menghasilkan listrik. Pembangkit ini bertugas mengkonversi energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin atau kincir angin. Sistem pembangkitan listrik seperti ini berkembang sangat pesat mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam semesta, walau tak semua negara di dunia memiliki potensi energi angin yang besar. Kebanyakan energi angin dimanfaatkan di negara-negara Eropa, seperti Jerman dan Denmark. Pembangkit listrik tenaga angin mengalami perkembangan yang sangat pesat dalam 20 tahun terakhir, terutama di belahan Eropa Utara dimana angin sepanjang tahunnya berhembus kencang. Denmark telah menggunakan tenaga angin untuk membangkitkan hampir 20% kebutuhan energi listriknya. Pada akhir tahun 2010 diperkirakan pembangkit listrik tenaga angin yang terpasang di
dunia akan menghasilkan listrik lebih dari 150 GW. Pada tahun 2030 diperkirakan tenaga angin bisa mencapai 20% kebutuhan listrik di Amerika Serikat yang saat ini paling banyak dihasilkan di daerah Texas. Secara umum komponen utama dari pembangkit listrik tenaga angin terdiri dari baling-baling, generator, fiin/ekor, controller, dan baterai. Baling-baling merupakan bagian paling penting dari sistem turbin angin. Balingbaling berinteraksi langsung dengan angin dan akan berputar saat angin melewatinya. Secara umum terdiri dari 2 tipe, yaitu Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) dan Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). Generator berfungsi untuk mengkonversi energi mekanik menjadi energi listrik. Fiin/ekor pada turbin angin berfungsi mengarahkan turbin angin untuk menghadap arah angin. Karena angin dapat bertiup dari mana saja, tentu turbin angin harus
dibuat
menyesuaikan sehingga
fleksibel dengan
dengan
cara
arah ini
sehingga
dapat
datangnya
angin
akan
meningkatkan
efisiensi dari energi angin itu sendiri. Ukuran ekor tentu saja perlu disesuaikan dengan turbin angin sehingga mampu mendorong badan turbin ke arah angin. Controller berfungsi untuk mengkonversi energi listrik AC menjadi DC, juga sebagai pengatur sistem tegangan masukan yang fluktuatif dari generator untuk distabilkan sebelum disimpan ke baterai.
Selanjutnya
baterai,
berfungsi
sebagai
media penyimpanan energi listrik. Pada baterai Sumber :
discharging.
terjadi
reaksi
elektrokimia
charging
dan
Proses charging bekerja saat generator menjadi sumber energi
untuk baterai, sehingga energi listrik akan tersimpan dalam baterai. Sedangkan proses discharging adalah saat baterai berperan sebagai sumber energi untuk pengisian beban lainnya. Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator yang kemudain menghasilkan listrik. Turbin angin bekerja kebalikan dari kipas angin. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 KW, sedangkan untuk turbin kecil yang digunakan untuk
perumahan atau pemompaan air, turbin berukuran 50 KW. Listrik selanjutnya disimpan dalam baterai atau masuk ke dalam transformator untuk ditingkatkan energinya agar dapat disalurkan. Selanjutnya listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah, industri, dan sebagainya. Dalam perkembangannya, turbin angin terbagi menjadi dua jenis, yaitu jenis turbin angin propeller dan turbin angin darrieus. Turbin angin propeller adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling-baling pesawat pada umumnya, jenis ini yang paling banyak digunakan untuk turbin angin saat ini. Jenis turbin angin ini lebih mudah dibuat namun harus diarahkan sesuai arah datangnya angin. Turbin angin darrieus tidak memerlukan pengaturan arah karena memiliki poros yang tegak. Sayangnya, turbin angin jenis ini lebih sulit dibuat. Turbin angin biasanya dipasang di atas menara-menara dengan ketinggian 45105 meter (148-344 kaki). Hal ini dilakukan untuk meminimalkan turbulensi dan memaksimalkan kecepatan angin. Suatu pembangkit listrik tenaga angin biasanya berupa lahan luas dimana terpasang kelompok-kelompok yang mencapai ratusan turbin. Lahan tersebut (yang juga dikenal dengan sebutan wind farm) tentu tidak terletak di sembarang tempat, melainkan terletak di daerah dengan intensitas angin yang tinggi, kebanyakan di daerah pegunungan. Namun saat ini wind farm sudah mulai memanfaatkan wilayah lepas pantai. Wilayah lepas pantai menjanjikan energi angin yang lebih besar karena kecepatan angin pada wilayah tersebut 20% lebih besar daripada daratan. Selain itu, turbulensi udara berkurang jika di atas air. Walaupun biaya untuk memasang turbin angin di lepas pantai lebih besar, akan tetapi daya yang dihasilkan juga jauh lebih besar. Sedikit perbedaan dalam kecepatan angin menghasilkan daya output yang signifikan. Sehingga wind farm lepas pantai dapat memberikan keuntungan yang lebih besar. Wind farm lepas pantai pertama terdapat di Amerika yang terdiri dari 130 turbin angin. Kelebihan dari energi angin ini diantaranya seperti yang telah disebutkan bahwa energi angin ramah lingkungan karena tidak menghasilkan emisi berbahaya setelah pemasangannya. Energi angin mencegah pelepasan CO 2, SO2, NOx, dan Merkuri yang merupakan gas samping dari pembakaran sumber energi listrik pada umumnya. Selain itu ternyata energi angin lebih efisien daripada sumber daya konvensional. Nilai EROI untuk energi angin yaitu 23:1, sedangkan untuk nuklir yaitu 16:1 dan untuk batu bara yaitu 11:1. Energi angin juga dapat
membuat daerah lokal menjadi mandiri karena mereka dapat memenuhi kebutuhan listriknya dengan memasang turbin listrik sendiri, mengingat lahan yang digunakan untuk memasang turbin angin masih dapat dimanfaatkan sebagai lahan persawahan dan perternakan. Pembangkit listrik tenaga angin juga tak terlepas dari kelemahan-kelemahan. Diantaranya yaitu tidak ada kontrol atas kapan angin akan berhembus. Keterbatasan ini membuat energi angin tidak dapat diandalkan sebagai pemasok utama listrik. Akan tetapi hal ini dapat diatasi sengan memparalelkan pembangkit listrik tenaga angin dengan pembangkit listrik lainnya sehingga dapat saling menutupi kelemahannya dan tentu saja membuat daya yang dihasilkan lebih optimal. Kelemahan lainnya adalah sumber angin tidak selalu dekat dengan pusat populasi yang membutuhkan energi sehingga jaringan transmisi perlu diperluas yang artinya biaya yang dibutuhkan juga akan lebih besar. Selain itu, penduduk setempat sering menentang karena mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, juga sedikit banyak mengurangi lahan efektif dari persawahan dan pertanian. Juga karena derau frekuensi rendah yang dihasilkan turbin angin kerap kali membuat kebisingan dan ketidaknyamanan akustik pada wilayah tersebut. Yang terakhir, turbin angin yang berputar dapat mengancam keselamatan burung dan kelelawar yang terbang melintasi wind farm tersebut.
