TURBIN ANGIN
1.
Energi Angin
Angin Angin merupa merupakan kan udara udara yang yang berger bergerak ak disebab disebabkan kan beberap beberapaa adany adanyaa perbedaan tekanan pada atmosfer bumi (Napitupulu dkk, 2013: 49) !nergi angin merupakan sumber energi penting se"ak #aktu lama di beberapa Negara ($ya%rul, 200&: 200&: 140) !nergi !nergi angin tela% lama dikenal dan dimanfaatk dimanfaatkan an manusia manusia 'era%u 'era%u pera%u layar menggunakan energi ini untuk mele#ati perairan suda% lama sekali an sebagaimana diketa%ui, pada asasnya angin ter"adi karena ada peruba%an su%u su%u anta antara raud udar araa pana panass dan dan udar udaraa ding dingin in i tiap tiap daer daera% a% kead keadaa aan n su%u su%u danke*epatan angin berbeda +ntuk mengurangi keterbatasan penggunaan energi yang yang tak tak terb terba% a%aru aruka kan n dala dalam m pemb pemban angk gkit itan anen ener ergi gi listr listrik ik k%us k%usus usny nyaa maka maka diperl diperluka ukan n energi energien energ ergii altern alternatif atif lain lain sebagai sebagai pengga pengganti ntiny nya a alam alam rangka rangka men*ari men*ari bentuk bentukbe bentu ntuk k sumber sumber energ energii altern alternati atiff yang yang bersi% bersi% dan terbar terbaruka ukan n kembalienergi angin mendapat per%atian yang besar Angin adala% udara yang bergerak dari tekanan te kanan udara yang lebi% tinggi ke tekanan udarayang lebi% renda% 'erbedaan tekanan udara disebabkan ole% perbedaan su%u udara akibat pemanasan atm atmosfi osfirr yang ang tida tidak k merat erataa ole% ole% sina sinarr mata mata%a %ari ri are arena na berg berger erak ak angi angin n memilikienergi kinetik !nergi angin dapat dikon-ersi atau ditransfer kedalam bentuk energi lain seperti listrik atau mekanik denganmenggunakan kin*ir atau turbin angin .le% karena itu, kin*ir atau turbin angin sering disebut sebagai $istem on-ersi !nergi Angin ($!A) $eperti udara bergerak dari satu tempat ke tempat lain, kadangkadang memu memung ngut ut ke*e ke*epa pata tan n *uku *ukup p bany banyak ak,, ba%k ba%kan an kada kadang ngka kada dang ng "uml "umla% a% yang ang berba%aya ke*epatan etika udara bergerak, %al itu disebut angin /ampu mengukur ke*epatan angin memungkinkan orang untuk menentukan keamanan kegiatan tertentu dalam angin a*a terus untuk mengeta%ui bagaimana untuk meng%itung ke*epatan angin 1 /emban /embangun gun atau atau membeli membeli sebua% sebua% alat penguku pengukurr "urusan "urusan angin angin alam alam rangka rangka untuk untuk menentukan menentukan ke*epatan angin, Anda memerlukan memerlukan alat untuk untuk mengu enguku kurr
sebe sebera rapa pa *epa *epatt
angi angin n
berg berger erak ak
'era 'erang ngka katt
ini ini
dise disebu butt
AN!/./!!$
1
2
empatk patkan an alat alat peng penguk ukur ur "uru "urusa san n angi angin n di temp tempat at yang ang itu itu sepe sepenu nu%n %ny ya terk terken enaa angi angin n 'ast 'astik ikan an ba%# ba%#aa tidak tidak ada ada yang yang meng meng%a %alan langi gi angi angin n alat alat pengukur "urusan angin dari ara% manapun empat empat yang baik untuk menemp menempatk atkan an perang perangkat kat yang yang berada berada di atas atas sebua% sebua% bangun bangunan an di mana mana terbuka terbuka untuk angin dari segala pen"uru Anda Anda %arus ta%u, meskipun, meskipun, ba%#a "ika Anda meletakkan alat pengukur "urusan angin terlalu tinggi, maka Anda akan mengukur ke*epatan angin yang tinggi di atmosfer
3
erkon erkonsul sultasi tasi denga dengan n alat penguk pengukur ur "urusan "urusan angin angin untuk untuk meli% meli%at at berapa berapa kali tela% diputar karena angin
4
unakan unakan kaus kaus kaki kaki angin angin untuk untuk menentukan menentukan seberapa seberapa keras keras angin angin bertiup bertiup ni adala% teknologi yang lebi% renda% *ara menentukan ke*epatan angin dari alat penguk pengukur ur "urusa "urusan n angin, angin, tetapi tetapi bisa bisa member memberii Anda Anda ide yang yang bagus bagus tentang betapa *epat angin bergerak $yar $yarat at 5 syar syarat at dan kond kondis isii ang angin yang ang dap dapat dig digunak unakan an untu untuk k
meng%asilkan energi listrik dapat dili%at pada tabel berikut
Angin kelas 3 adala% batas minimum dan angin kelas & adala% batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk meng%asilkan energi listrik
2.
Turbin An Angin
urb urbin in Angin ngin menu menuru rutt Arsad rsad dkk dkk (200 (2009: 9:93 93)) meru merupa paka kan n alat alat yang yang mengkon-ersikan energi angin men"adi energi listrik $elan"utnya eksoatmod"o (2006:76) mengemukakan ba%#a turbin angin "uga dikenal dengan sebutan kin*ir 2
angin yang merupakan sarana penguba% energi kineti* angin men"adi energi mekanik untuk memutar generator listrik $ingkatnya turbin angin adala% kin*ir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik urbin angin ini pada a#alnya dibuat untuk mengakomodasi kebutu%an para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll urbin angin terda%ulu banyak dibangun di enmark, elanda, dan negaranegara !ropa lainnya dan lebi% dikenal dengan 8indmill ini turbin angin lebi% banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutu%an listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip kon-ersi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperba%arui yaitu angin 8alaupun sampai saat ini pembangunan turbin angin masi% belum dapat menyaingi pembangkit listrik kon-ensonal (onto%: ', '+, dll), turbin angin masi% lebi% dikembangkan ole% para ilmu#an karena dalam #aktu dekat manusia akan di%adapkan dengan masala% kekurangan sumber daya alam tak terba%arui (onto% : batubara, minyak bumi) sebagai ba%an dasar untuk membangkitkan listrik istribusi frekuensi ke*epatan angin disa"ikan dalam bentuk %istogram (aryanto, 200;) +mumnya daya efektif yang dapat dipanen ole% sebua% turbin angin %anya sebesar 20<30< =adi rumus di atas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan %asil yang *ukup eksak 'rinsip dasar ker"a dari turbin angin adala% menguba% energi mekanis dari angin men"adi energi putar pada kin*ir, lalu putaran kin*ir digunakan untuk memutar generator, yang ak%irnya akan meng%asilkan listrik alam sistem kon-ersi energi angin, energi mekanik turbin %anya dapat diperole% dari energi kineti* yang tersimpan dalam aliran angin, berarti tanpa peruba%an aliran masa udara, ke*epatan angin di belakang turbin %arus mengalami penurunan dan pada saat yang bersamaan luas penampang yang dile#ati angin %arus lebi% besar (e#i, 2010:6) $ebenarnya prosesnya tidak semuda% itu, karena terdapat berbagai ma*am subsistem yang dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu : 1.
Gear Box
Alat ini berfungsi untuk menguba% putaran renda% pada kin*ir men"adi putaran tinggi iasanya earbo> yang digunakan sekitar 1:70
3
2.
Brake System
igunakan untuk men"aga putaran pada poros setela% gearbo> agar beker"a pada titik aman saat terdapat angin yang besar Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik ker"a aman dalam pengoperasiannya enerator ini akan meng%asilkan energi listrik maksimal pada saat beker"a pada titik ker"a yang tela% ditentukan e%adiran angin diluar diguaan akan menyebabkan putaran yang *ukup *epat pada poros generator, se%ingga "ika tidak di atasi maka putaran ini dapat merusak generator ampak dari kerusakan akibat putaran berlebi%
3.
Generator
enerator adala% sala% satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin enerator ini dapat menguba% energi gerak men"adi energi listrik 'rinsip
ker"anya
dapat
dipela"ari
dengan
menggunakan
teori
medan
elektromagnetik $ingkatnya, (menga*u pada sala% satu *ara ker"a generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen $etela% itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adala% kumparan kumparan ka#at yang membentuk loop etika poros generator mulai berputar maka akan ter"adi peruba%an fluks pada stator yang ak%irnya karena ter"adi peruba%an fluks ini akan di%asilkan tegangan dan arus listrik tertentu egangan dan arus listrik yang di%asilkan ini disalurkan melalui kabel "aringan listrik untuk ak%irnya digunakan ole% masyarakat egangan dan arus listrik yang di%asilkan ole% generator ini berupa A(alternating *urrent) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebi% sinusoidal
4.
Penyimpanan Energi
eterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepan"ang %ari angin akan selalu tersedia) menyebabkan ketersediaan listrik tidak menentu .le% karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai ba*kup energi listrik etika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika ke*epatan angin suatu daera% sedang menurun, maka kebutu%an permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenu%i .le% karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang di%asilkan ketika ter"adi kelebi%an daya pada
4
saat turbin angin berputar ken*ang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun 'enyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi onto% seder%ana yang dapat di"adikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adala% aki mobil Aki mobil memiliki kapasitas penyimpanan energi yang *ukup besar Aki 12 -olt, 76 A% dapat dipakai untuk men*atu ruma% tangga (kurang lebi%) selama 06 "am pada daya ;&0 #att endala dalam menggunakan alat ini adala% alat ini memerlukan *atu daya (ire*t urrent) untuk meng*%arge?mengisi energi, sedangkan dari generator di%asilkan *atu daya A (Alternating urrent) .le% karena itu diperlukan re*tifierin-erter untuk mengakomodasi keperluan ini e*tifierin-erter akan di"elaskan berikut
5.
Rectifier – Inerter
e*tifier berarti penyeara% e*tifier dapat menyeara%kan gelombang sinusodal(A) yang di%asilkan ole% generator men"adi gelombang n-erter berarti pembalik etika dibutu%kan daya dari penyimpan energi(aki?lainnya) maka *atu yang di%asilkan ole% aki akan berbentuk gelombang arena kebanyakan kebutu%an ruma% tangga menggunakan *atu daya A , maka diperlukan in-erter untuk menguba% gelombang yang dikeluarkan ole% aki men"adi gelombang A, agar dapat digunakan ole% ruma% tangga
3.
Jenis – jenis Turbin Angin
urbin yang dapat meng%asilkan energi dari angin se*ara umum dapat diklasifikasikan men"adi dua kelompok utama yaitu turbin angin sumbu %ori@ontal ( Horizontal Axis Wind Turbine) dan turbin angin sumbu -erti*al (Vertical Axis Wind Turbine) (e*oste, 2006) 1.
Turbin Angin Sumbu Horizont!
5
urbin angin sumbu %ori@ontal (A$) memiliki poros rotor utama dan generator listrik di pun*ak menara urbin berukuran ke*il diara%kan ole% sebua% balingbaling angin (balingbaling *ua*a) yang seder%ana, sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebua% sensor angin yang digandengkan ke sebua% ser-o motor $ebagian besar memiliki sebua% gearbo> yang menguba% perputaran kin*ir yang pelan men"adi lebi% *epat berputar arena sebua% menara meng%asilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diara%kan mela#an ara% anginnya menara ila%bila% turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menu"u menara ole% angin berke*epatan tinggi $ebagai tamba%an, bila%bila% itu diletakkan di depan menara pada "arak tertentu dan sedikit dimiringkan arena
turbulensi
menyebabkan
kerusakan
struktur
menara,
dan
realibilitas begitu penting, sebagian besar A$ merupakan mesin up#ind (mela#an ara% angin) /eski memiliki permasala%an turbulensi, mesin do#n#ind (menurut "urusan angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tamba%an agar mereka tetap se"alan dengan angin, dan karena di saat angin ber%embus sangat ken*ang, bila%bila%nya bisa ditekuk se%ingga mengurangi #ilaya% tiupan mereka dan dengan demikian "uga mengurangi resintensi angin dari bila%bila% itu "e!ebi#n TASH •
asar menara yang tinggi membole%kan akses ke angin yang lebi% kuat di tempattempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara la"u dan ara%
6
angin antara dua titik yang "araknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi i se"umla% lokasi geseran angin, setiap sepulu% meter ke atas, ke*epatan angin meningkat sebesar 20<
"e!em#n TASH •
/enara yang tinggi serta bila% yang pan"angnya bisa men*apai 90 meter sulit diangkut iperkirakan besar biaya transportasi bisa men*apai 20< dari seluru% biaya peralatan turbin angin
•
A$ sangat sulit dipasang, membutu%kan erek yang sangat tinggi dan ma%al serta para operator yang terampil
•
A$ yang tinggi bias memperngaru%i radar airport
•
+kurannya yang tinggi merintangi "angkaun pandangan dan mengganggu penampilan lansekap
•
erbagai -arian do#n#ind menderita kerusakan struktur yang disebabkan ole% turbulensi
•
A$
membutu%kan
mekanisme
*ontrol
ya#
tamba%an
untuk
membelokkan kin*ir kea ra% angin
2.
Turbin Angin Sumbu $erti%!
urbin angin sumbu -ertikal?tegak (atau A$B) memiliki poros?sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus elebi%an utama susunan ini adala% turbin tidak %arus diara%kan ke angin agar men"adi efektif elebi%an ini sangat
7
berguna di tempattempat yang ara% anginnya sangat ber-ariasi BA8 mampu mendayagunakan angin dari berbagai ara% engan sumbu yang -ertikal, generator serta gearbo> bisa ditempatkan di dekat tana%, "adi menara tidak perlu menyokongnya dan lebi% muda% diakses untuk keperluan pera#atan api ini menyebabkan se"umla% desain meng%asilkan tenaga putaran yang berdenyut Drag (gaya yang mena%an pergerakan sebua% benda padat melalui fluida (@at *air atau gas) bisa sa"a ter*ipta saat kin*ir berputar arena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebi% dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tana% atau pun*ak atap sebua% bangunan e*epatan angin lebi% pelan pada ketinggian yang renda%, se%ingga yang tersedia adala% energi angin yang sedikit Aliran udara di dekat tana% dan obyek yang lain mampu men*iptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasala%an yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeli%araan atau mempersingkat umur turbin angin =ika tinggi pun*ak atap yang dipasangi menara turbin kirakira 60< dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal "e!ebi#n TAS$
•
idak membutu%kan struktur menara yang besar arena bila% 5 bila% rotornya -erti*al, tidak dibutu%kan mekanisme ya# $ebua% A$B bias diletakkan lebi% dekat dengan tana%, membuat
•
pemeli%araan bagian 5 bagiannya yang bergerak "adi lebi% muda% A$B memiliki sudut airfoil (bentuk bila% sebua% baling 5 baling yang
• •
terli%at se*ara melintang) yang lebi% tinggi, memberikan keaerodinamisan •
yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang renda% dan tinggi esain A$B berbila% lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi pan"ang memiliki #ilaya% tiupan lebi% besar untuk diameter
•
tertentu daripada#ilaya% tiupan berbentuk lingkaran A$ A$B memiliki ke*epatan a#al angin yang lebi% renda% daripada A$ iasanya A$B mulai eng%asilkan listrik pada 10km?"am ( 7 mp% )
8
•
A$B biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara ke*epatan putaran dari u"ung sebua% bila% dengan la"u sebenarnya angin) yang lebi% renda% se%ingga lebi% ke*il kemungkinannya rusak di saat angin ber%embus sangat ken*ang
•
A$B bisa didirikan pada lokasilokasi dimana struktur yang lebi% tinggi dilarang dibangun
•
A$B yang ditempatkan di dekat tana% bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan la"u angin (seperti gunung atau bukit yang pun*aknya datar dan pun*ak bukit),
•
A$B tidak %arus diuba% posisinya "ika ara% angin beruba%
•
in*ir pada A$B muda% dili%at dan di%indari burung
"e%urngn TAS$ •
ebanyakan A$B memproduksi energi %anya 60< dari efisiensi A$ karena drag tamba%an yang dimilikinya saat kin*ir berputar
•
A$B tidak mengambil keuntungan dari angin yang mela"u lebi% ken*ang di ele-asi yang lebi% tinggi
•
ebanyakan A$B mempunyai torsi a#al yang renda%, dan membutu%kan energi untuk mulai berputar
•
$ebua% A$B yang menggunakan kabel untuk menyangga%nya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan abel yang dikaitkan ke pun*ak bantalan meningkatkan daya dorong ke ba#a% saat angin bertiup
3.
"om&onen – "om&onen Turbin Angin
9
1 Anemometer : /engukur ke*epatan angin, dan mengirim data angin ini ke Alat 'engontrol 2 Blades (Bilah Kipas) ebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bila% kipas Angin yang meng%embus menyebabkan turbin tersebut berputar 3 Bra!e ("em) $uatu rem *akram yang dapat digerakkan se*ara mekanis, dengan tenaga listrik atau %idrolik untuk meng%entikan rotor atau saat 4
keadaan darurat #ontroller (Alat $engontrol) Alat 'engontrol ini menstart turbin pada ke*epatan angin kirakira 1226 km?"am, dan mematikannya pada ke*epatan 90 km?"am urbin tidak beroperasi di atas 90 km?"am, karena angin terlalu
6
ken*ang dapat merusakkannya %ear box ("oda %igi) oda gigi menaikkan putaran dari 3070 rpm men"adi kirakira 10001&00 rpm yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk
7
memutar generator listrik %enerator enerator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus
bolakbalik ; High&speed sha't ($oros $utaran Tinggi) /enggerakkan generator & ow&speed sha't ($oros $uutaran "endah) 'oros turbin yang berputar kira kira 3070 rpm 9 acelle ("umah *esin) uma% mesin ini terletak di atas menara i dalamnya berisi gearbo>, poros putaran tinggi ? renda%, generator, alat pengontrol, dan alat pengereman 10 $itch (+udut Bilah Kipas) ila% kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur ke*epatan rotor yang dike%endaki, tergantung angin terlalu renda% atau terla lu ken*ang 11 "otor ila% kipas bersama porosnya dinamakan rotor 10
12 Tower (*enera) /enara bisa dibuat dari pipa ba"a, beton, rangka besi arena ken*angnya angin bertamba% dengan ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga yang didapat 13 Wind direction (Arah Angin) ambar C2 adala% turbin yang meng%adap angin, desain turbin lain ada yang mendapat %embusan angin dari belakang 14 Wind ,ane (Tebeng Angin) /engukur ara% angin, ber%ubungan dengan penggerak ara% yang memutar ara% turbin disesuaikan dengan ara% angin 16 -aw dri,e ($enggera! Arah) 'enggerak ara% memutar turbin ke ara% angin untuk desain turbin yang meng%adap angin +ntuk desain turbin yang mendapat %embusan angin dari belakang tak memerlukan alat ini 17 -aw motor (*otor $enggera! Arah) /otor listrik yang menggerakkan penggerak ara% '. (r "erj Turbin Angin 'ada mulanya kin*ir angin digunakan untuk memompa air dan menggiling terigu
'erkembangan teknologi menemukan kegunaan lain pada kin*ir angin engan sedikit rekayasa manusia kin*ir angin digunakan untuk meng%asilkan listrik 'ertanyaannya kemudian adala%: Dagaimana *ara ker"a kin*ir anginEF Angin merupakan sumber energi yang dapat diperba%arui dan sangat potensial Angin dianggap sebagai sala% satu sumber energi paling praktis dan sempurna karena bebas emisi dan gratis $isi terbaiknya adala% angin dapat mengurangi beban listrik 60< %ingga &0< 'ada dasarnya struktur ini terdiri dari 2 5 3 bila% kipas yang ter%ubung ke sebatang poros ila%bila% tersebut digunakan untuk mengumpulkan energi angin yang mengalir di sekelilingnya $ementara poros disambungkan dengan kabel ke generator, yang kemudian di%ubungkan ke baterai enerator "uga disebut inti dari mekanisme ini, karena generatorla% yang menguba% energi yang terkumpul $etela% mengumpulkan dan menguba% energi, baterai diperlukan untuk menyimpan seluru% energi yang terkumpul, yang kemudian di%ubungkan ke sistem listrik Urutn (r "erj Turbin Angin
'ertama: kin*ir angin memperlambat ke*epatan angin dengan menggunakan bila%, yang *ara ker"anya serupa dengan balingbaling pesa#at
11
$etela% angin mengalir di sekeliling bila%, maka bila% mengumpulkan energi kinetik
emudian bila%, yang ter%ubung ke poros penggerak, berputar pelan dan mengirimkan banyak tenaga pemutar ke gearbo>
earbo> kemudian menyesuaikan tenaga pemutar ini, dan sebagai pengganti berputar se*ara pelan dengan banyak tenaga di setiap putaran, putaran men"adi semakin *epat dengan lebi% sedikit tenaga di setiap putaran
$aat itula%, generator, yang ter%ubung ke gearbo>, meng%asilkan listrik melalui sekian banyak magnet dan ka#at tembaga yang terdapat di dalamnya
Gaktor penting yang memainkan peran -ital pada ker"a mesin ini adala% ukuran strukturnya, mengingat "umla% listrik yang di%asilkan tergantung pada ukuran struktur mesin $emakin besar struktur, maka semakin besar tenaga yang di%asilkan untuk memutar poros, yang berarti semakin besar listrik yang bisa di%asilkan
/ungkin Anda "uga perna% meli%at kin*ir angin dipasang di lemba% atau di pun*ak bukit al ini dikarenakan perpaduan udara panas dan dingin dapat meng%asilkan angin (udara yang bergerak) adang kin*ir angin dipasang di dekat aliran air al tersebut dilakukan karena peruba%an su%u yang di%asilkan ole% laut dan mata%ari "uga meng%asilkan angin
$atu fakta penting mengenai *ara ker"a kin*ir angin adala% ba%#a satu turbin bisa meng%asilkan 100 mega#att listrik ayangkan berapa banyak listrik yang di%asilkan dengan turbin besar yang digabungkan.
). *rinsi& "erj Turbin Angin Energi "ineti% Angin Sebgi +ungsi ,ri "e-e&tn Angin !nergi kinetik angin yang dapat masuk ke dalam area efektif turbin angin dapat
di%itung berdasarkan persamaan berikut :
12
dimana pada persamaan tersebut dapat kita li%at ba%#a energi angin (' H 8att) bergantung ter%adap faktorfaktor seperti aliran massa angin (m H kg?s), ke*epatan angin (- H m?s), densitas udara (I H kg?m 3), luas permukaan area efektif turbin (A H m 3 ) i ak%ir persamaan, se*ara "elas dapat disimpulkan ba%#a energi angin akan meningkat & kali lipat apabila ke*epatan angin meningkat 2 kali lipatnya, atau dengan kata lain apabila ke*epatan angin yang masuk ke dalam daera% efektif turbin memiliki perbedaan sebesar 10< maka energi kinetik angin akan meningkat sebesar 30< Apabila ke*epatan ker"a ' adala% Vrated , maka daya keluaran ' dapat diperole% dari persamaan dengan menuliskan kembali ke persamaan sebagai berikut :
ambar 2 merupakan kur-a intensitas energi kinetik angin berdasarkan fungsi dari ke*epatan angin
"e-e&tn Angin Ber,sr%n +ungsi ,ri "etingginn ,ri *ermu%n Tn#
$eperti yang tela% di"elaskan sebelumnya ba%#a ke*epatan angin sangat dipengaru%i ole% ketinggiannya dari permukaan tana% $emakin mendekati permukaan tana%, ke*epatan angin semakin renda% karena adanya gaya gesek antara permukaan tana% dan angin +ntuk alasan ini, ' biasanya dibangun dengan menggunakan to#er yang tinggi atau dipasang diatas
13
bangunan erikut adala% rumus bagaimana *ara mengukur ke*epatan angin berdasarkan ketinggiannya dan "enis permukaan tana% sekitarnya
abel 1 menun"ukan besarnya nilai n sebagai faktor perbedaan "enis permukaan tana% yang mempengaru%i ke*epatan angin
ambar 3 menun"ukan %asil per%itungan ke*epatan angin berdasarkan ketinggian, dengan garis putusputus menggunakan asumsi n J ;, sedangkan garis lurus dengan asumsi n J6
/.
"e!ebi#n ,n "e%urngn Turbin Angin
14
!nergi angin saat ini adala% sumber energi terbarukan yang paling populer di dunia dan berikut ini adala% beberapa keunggulan dan kelema%an penggunaan energi angin !nergi angin merupakan sala% satu sumber energi tertua, dan kon-ersi energi angin men"adi bentuk energi yang berguna tela% dilakukan selama lebi% dari 6000 ta%un untuk tu"uan seperti mendorong pera%u dan kapal layar e#asa ini energi angin banyak digunakan untuk meng%asilkan listrik, dan merupakan sala% satu sektor energi terbarukan paling ma"u dengan potensi di ta%unta%un mendatang memiliki rasio yang "au% lebi% besar sebagai pemasok kebutu%an energi dunia dibandingkan di saat ini etika kita berbi*ara tentang keunggulan dan kelema%an energi angin, %al yang pertamakali digambarkan dari energi angin adala% ba%#a sumber energi ini se*ara ekologis dapat diterima, yang berarti ba%#a energi angin tidak seperti ba%an bakar fosil yang memiliki kontribusi lebi% besar ter%adap dampak peruba%an iklim !nergi angin tidak akan melan"utkan pen*emaran ter%adap planet kita seperti ba%an bakar fosil selama ini /isalnya, turbin angin tunggal 1/8 dapat meng%emat sekitar 2000 ton karbon dioksida dalam satu ta%un !nergi angin "uga merupakan sumber energi terbarukan yang berarti tidak dapat %abis seperti ba%an bakar fosil !nergi angin yang tersedia di atmosfer lima kali lebi% besar daripada konsumsi energi dunia saat ini 'otensi energi angin di darat dan dekat pantai sekitar ;2 8 (tera #att) yang melebi%i lima kali lebi% banyak dari penggunaan energi dunia saat ini dalam segala bentuk
15
euntungan lain dari tenaga angin adala% fakta ba%#a setiap orang bisa membangun atau membeli turbin angin untuk memanfaatkan energi angin dan memenu%i kebutu%an energi di ruma% sendiri urbin angin tidak perlu banyak pera#atan dan seseorang tidak perlu men"adi "enius untuk meng handlenya entu sa"a memiliki turbin angin sendiri "uga berarti meng%indari ter"adinya pemadaman listrik bila ter"adi kerusakan "aring 'N =uga, listrik tenaga angin akan men"adi lebi% %emat biaya seiring dengan adanya banyak penelitian yang dilakukan untuk memotong biaya instalasi, meningkatkan efisiensi dan untuk memastikan agar energi angin men"adi lebi% dapat diandalkan
etika berbi*ara mengenai kekurangan energi angin, %al pertama yang %arus disebutkan adala% ketersediaan angin i beberapa tempat angin ken*ang sering ditemui yang membuat pemanfaatan energi angin men"adi sangat muda%, sementara di beberapa tempat angin tidak *ukup kuat untuk men*iptakan listrik yang memadai iaya instalasi tenaga angin yang masi% relatif tinggi merupakan kelema%an lain dari energi angin $e*ara kasar, dibutu%kan sekitar 10 ta%un untuk mengembalikan biaya instalasi energi angin /emang, ini bukan #aktu yang sangat pan"ang, namun biaya instalasinya yang besar masi% men"adi peng%alang bagi banyak orang untuk memanfaatkan energi angin elema%an lainnya dari tenaga angin adala% bangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat mempengaru%i estetika lanskap Gasilitas listrik tenaga angin "uga perlu diren*anakan dengan %ati%ati, lokasi dan pengoperasiannya %arus meminimalkan dampak negatif pada populasi burung dan sat#a liar $eperti yang Anda li%at, keunggualan pemanfaatan tenaga angin pasti lebi% besar daripada kelema%annya eunggulan inila% yang membuat pemanfaatan energi angin terus meningkat dari #aktu ke #aktu
0.
*ertn "in-ir Angin.
16
'era#atan dan pemba%aruan dilakukan di beberapa bagian, seperti di bagian kin*ir, atau atap agian kin*ir perlu diperba%arui setiap 30 ta%un, bagian atap setiap 70 ta%un dan bagian yang berba%an dasar kayu %arus diganti setiap 10 20 ta%un
Dalam pera#atannya, sebua% kin*ir angin memang membutu%kan banyak #aktu dan membutu%kan kurang lebi% ;000 euro dalam seta%un etapi %anya 4000 euro yang dapat diberikan ole% pemerinta% dan beberapa donor untuk kin*ir angin ini,F tegas enk erends, seorang pakar dalam bangunan kin*ir angin
17
.
Inosi Turbin Angin
.
+u!!er 4in, Turbin
(sumber: $iska /aria !-iline?###solaraeroorg)
=ika selama
ini
turbin identik
dengan bila% sudu, $olar Aero
mengembangkan ino-asi terbaru yakni /uller Wind Turbine. /uller Wind Turbine merupakan turbin angin tanpa bila% sudu yang %anya memiliki satu bagian yang berputar, yaitu poros turbinnya $eluru% sistem mekanik pada turbin terbungkus dalam *asing entuk ini memberikan keuntungan dibandingkan dengan turbin angin kon-ensional eberpaa keuntungannya yaitu tidak memba%ayakan burung dan binatang terbang lainnya serta tidak ada bagian bergerak yang terli%at dari luar ondisi ini menguntungkan "ika digunakan di dekat instalasi radar atau pos pengamatan
militer
$elain
beberapa
keuntungan
diatas,
$olar
Aero
(###solaraeroorg) "uga menyatakan ba%#a turbin ini tidak membutu%kan pera#atan k%usus Artinya biaya pera#atan untuk turbin ini *ukup %emat urbin ini bisa disangga dengan menggunakan bearing magnetik eseluru%an sistem yang berukuran ke*il "uga bisa di"angkau dengan muda%, karena tidak diperlukan menara untuk menopang turbin yang dengan ukuran tersebut bisa meng%asilkan listrik 10kilo8att
18
$esuai dengan prinsip turbin esla, perputaran rotor ter"adi akibat adanya udara yang memasuki *ela% antara piringanpiringan didalam *asing dan kemudian bergerak menu"u saluran keluaran di dekat poros Biskositas udara inila% yang menarik piringan bergerak berputar anya sa"a pada masa esla mengembangkan teknologi turbin tanpa bila% sudu ini, material yang sesuai untuk membuat piringan belum ditemukan $e%ingga efekti-itas sistem menurun etapi kini dengan tela% berkembangnya teknologi material, maka %al tersebut tidak men"adi peng%alang lagi
b
urbin Angin ipe untuk peman*ar komunikasi no-asi turbin berdasarkan informasi pada ###%unters*ien*e*om ini
dilatarbelakangi ole% tidak efektifnya pengisisan ba%an bakar untuk peman*ar telekomunikasi 'eman*ar telekomunikasi biasanya %arus diisi ba%an bakar setiap satu "am sekali ondisi ini *ukup tidak efektif $e%ingga di*iptakanla% turbin angin tipe yang bertu"uan men*iptakan sumber listrik mandiri bagi peman*ar telekomunikasi urbin angin tipe menggunakan sirip air 'oil tipe lift yang akan berputar karena angin dan menyebabkan peman*ar mendapatkan energy listrik sendiri alam sistem ker"anya turbin angin tipe ini %arus dibantu ole% turbin angin sa-onius untuk menggerakkan angin se*ara teratur yang kemudian melan"utkan gerak angin
untuk menggerakkan turbin angin tipe
-. ,. 5 e. 5 6.
5
g. 5 #. 5 i.
,
19
*ENUTU*
"esim&u!n
euntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin se*ara prinsipnya adala% disebabkan karena sifatnya yang terbarukan al ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti %alnya penggunaan ba%an bakar fosil .le% karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam keta%anan energi dunia di masa depan enaga angin "uga merupakan
sumber
energi
yang
rama%
lingkungan,
dimana
penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan 'erkembangan tenaga angin berkembang dengan pesat saat ini, namun demikian masa depan tenaga ini belum ter"amin $aat ini tenaga angin tela% dimanfaatkan ole% sekitar 60 negara di dunia Namun se"au% ini kema"uan itu disebabkan ole% usa%a segelintir pi%ak, yang dipimpin ole% =erman, $panyol dan enmark Negaranegara lain perlu untuk memperbaiki industri tenaga angin se*ara dramastis "ika target global ingin di*apai .le% karena itu prediksi untuk men"adikan tenaga angin dapat memasok energi dunia sebesar 12 persen pada ta%un 2020 sebaiknya tidak dili%at sebagai %al yang pasti, tapi sebagai tu"uanKsatu kemungkinan masa depan yang kita bisa pili% "ika kita mau
5A+TAR RUJU"AN
20
Arsad, Agus /u%amad dan artono, Girman 2009 'embuatan ode esain dan Analisis urbin Angin $umbu Bertikan arrieus ipe 0urnal Te!nologi Dirgantara. ;(2): 93100 aryanto, L 200; Ka1ian $otensi Angin untu! $embang!it istri! Tenaga Ba2u. Logyakarta: AA ''A+' 5A e oste, =os% 2006 Vertical Axis Wind Turbine. epartement of /e*%ani*al !ngineering al%ousie +ni-ersity e#i, /ari@ka ustia 2010 Analissi Kiner1a Turbin Angin $oros Verti!al dengan *odi'i!asi "otor +a,onius untu! 3ptimasi Kiner1a Turbin. $kripsi tidak diterbitkan $urakarta: +N$ Napitupulu, Garel dan /aurit@, Grit@ 22013 +"i !ksperimental dan Analisis 'engaru% Bariasi e*epatan dan =umla% $udu ter%adap aya dan 'utaran urbin Angin Bertikal A>is $a-onius dengan /enggunakan $udu 'engara% 0urnal Dinamis. 2(12): 4969 eksoatmod"o, ed"o Narsoyo 2006Berti*al A>is ifferential rag 8indmill 0urnal Te!ni! *esin. ;(1): 76;0 $ya%rul 200& 'rospek 'emanfaatan !nergi Angin $ebagai !nergi Alternatif di aera% 'edesaan *edia 4le!tri!. 3(2): 140144
21
