PENGEMBANGAN POTENSI TURBIN ANGIN SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK RAMAH LINGKUNGAN
Makalah Karya Tulis ini disusun untuk memenuhi sebagian syarat dala m menempuh Ujian Akhir Semester (UAS) mata kuliah Tata Tata Tulis Karya Ilmiah (TTKI) Disusun Oleh:
Andri aps!r! "#$"%&%# Didit 'ringg!ndani "#$"%&" arid Ibnu Saputra "#$"%&
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2012
2
PERSEMBAHAN
Karya Tulis ini penulis persembahkan untuk: "* Kedu Keduaa !ran !rang g tua tua tim tim penu penuli liss yang yang tela telah h memb member erik ikan an duku dukung ngan an dan dan m!ti+asi serta kasih sayang*
2. Semua Semua keluar keluarga ga dari tim Penulis Penulis yang telah memberi memberika kan n dukungan doa demi kelancaran perkuliahan. 3. Ibu Dr.Rat Dr.Ratna na S Bandono yang yang telah memberik memberikan an arahan, arahan, saran, dan bimbingan dalam penyusunan karya ilmiah ini. ,* 'emb 'emba-a a-a yang yang budi budima man* n*
2
PERSEMBAHAN
Karya Tulis ini penulis persembahkan untuk: "* Kedu Keduaa !ran !rang g tua tua tim tim penu penuli liss yang yang tela telah h memb member erik ikan an duku dukung ngan an dan dan m!ti+asi serta kasih sayang*
2. Semua Semua keluar keluarga ga dari tim Penulis Penulis yang telah memberi memberika kan n dukungan doa demi kelancaran perkuliahan. 3. Ibu Dr.Rat Dr.Ratna na S Bandono yang yang telah memberik memberikan an arahan, arahan, saran, dan bimbingan dalam penyusunan karya ilmiah ini. ,* 'emb 'emba-a a-a yang yang budi budima man* n*
3
PRAKATA
Puji dan syukur tim penulis panjatkan kepada llah S!" atas segala karunia#$ya sehingga karya ilmiah yang berjudul % .udul/ ini dapat dapat diselesa diselesaika ikan. n. Peneli Penelitian tian yang menjadi menjadi bahan bahan penyusu penyusunan nan karya kar ya ilmiah ilmiah ini adalah adalah analisis analisis dampak dampak lingku lingkungan ngan dan dampak dampak ekon ek onom omii sert serta a pote potens nsii pemb pemban angk gkit it list listri rik k tena tenaga ga angi angin, n, baik baik dampak positi& maupun dampak negati&nya serta potensi yang ada di Indo Indone nesi sia. a. Dala Dalam m penu penuli lisa san n karya arya ilmi ilmiah ah ini, ini, tim tim penu penuli lis s meng mengump umpul ulka kan n bahan bahan denga dengan n melak melakuk ukan an studi studi litera literatur tur serta serta melakukan browsing di internet. Penulis menyadari bah'a karya ilmiah ini dapat ter'ujud atas bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak lang angsun sung.
(leh
karen arena a
itu itu,
dalam alam
kesem sempatan tan
ini ini
Penul nulis
menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada) *. Ibu Dr.Ratna Dr.Ratna S Bandono Bandono yang yang telah memberik memberikan an arahan, arahan, saran, dan bimbingan dalam penyusunan karya ilmiah ini. 2. Semu Semua a kelua eluarrga dari dari tim tim penu penuli lis s yang yang tela telah h memb member erik ikan an dukungan doa demi kelancaran perkuliahan. 3. Semua Semua pihak pihak yang yang tidak dapat dapat diseb disebutk utkan an satu satu persa persatu tu yang yang telah membuat semua ini bisa ter'ujud.
+
Penulis menyadari bah'a tulisan ini masih belum sempurna. (leh karena itu, kritik dan saran yang bersi&at konstrukti& guna penyempurnaan karya ilmiah ini sangat diharapkan. Semoga tulisan ini dapat berman&aat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Bandung, pril 2*3
"im Penulis
-
DATA0 ISI '0AKATA A1ST0AK DATA0 ISI DATA0 2AM1A0 1A1 I
"*" 3atar 1elakang 444444444444444444 "*% Tujuan 'enulisan44444444444444444* "*5 0umusan Masalah44444444444444444 "*, 0uang 3ingkup Kajian444444444444444* "*6 Met!de dan Teknik 'engumpulan Data44444444** "*6*" Met!de44444444444444444444* "*6*% Teknik 'engumpulan Data444444444444*** "*# Sistematika 'enulisan444444444444444**
1A1 II
3A7DASA7 T8O0I %*" Karakteristik dan '!tensi 8nergi Angin44444444*** %*"*" Karakteristik angin4444444444444444* %*"*% .enis9.enis Angin4444444444444444*** %*"*%*" Angin 3aut444444444444444444** %*"*%*% Angin Darat444444444444444444
%*"*%*5 Angin 3embah4444444444444444** %*"*%*, Angin 2unung4444444444444444** %*"*%*6 Angin !hn44444444444444444** %*"*%*# Angin Muns!!n4444444444444444 %*"*%* Angin Musim 1arat44444444444444** %*"*%* Angin Musin Timur44444444444444** %*"*5 Daya yang Dihasilkan 8nergi Angin44444444*** %*"*5*" Densitas Udara4444444444444444* %*"*5*% 3uas Area444444444444444444* %*"*5*5 Ke-epatan Angin444444444444444** %*% Sejarah dan 'erkembangan Turbin Angin4444444* %*5 .enis9jenis Turbin Angin44444444444444* %*5*" Turbin Angin Sumbu !ri;!ntal (TAS)4444444 %*5*"*" Kelebihan TAS4444444444444444 %*5*"*% Kekurangan TAS444444444444444* %*5*% Turbin Angin Sumbu
/
%*,*" Desain Sudu444444444444444444 %*,*% Menghitung 1aling91aling pada Sistem 1lade4444** %*,*5 1ahan91ahan untuk Membuat Turbin Angin 1lade44* %*6 K!mp!nen 'enyusun Turbin Angin444444444* %*# 'rinsip Mekanika Turbin Angin44444444444* %*#*" 1eban pada 'r!ses Mekanik Turbin Angin444444* %*#*"*" .enis9jenis 1ahan444444444444444* %*#*"*"*" 1eban Statis4444444444444444** %*#*"*"*% 1eban Dinamis444444444444444* %*#*"*"*5 1eban Siklis4444444444444444** %*#*"*"*, 1eban Impulsi=444444444444444* %*#*"*"*6 1eban St!kastik444444444444444 %*#*"*% Sumber 1eban4444444444444444** %*#*"*5 8=ek 1eban44444444444444444** %*#*% 'rinsip Kerja444444444444444444 %#*%*" Mekanika4444444444444444444 %*#*%*"*" M!men Inersia4444444444444444 %*#*%*"*% Daya Tahan 1atang44444444444444* %*#*%*%
0
%*#*%*5 akt!r Kelelahan444444444444444** %* Instalasi dan Desain Sistem4444444444444 %**" 'eri;inan4444444444444444444*** %**% 'ersiapan Tempat4444444444444444* %**5 'emasangan Turbin4444444444444444* %**, 'enghubungan .aringan 3istrik44444444444* %**6 'eng!perasian Turbin444444444444444** %**# 'era>atan dan 'erbaikan44444444444444 %** Sistem keamanan44444444444444444*
1A1 III
A7A3ISIS DAM'AK '8MA7AATA7 TU01I7 A72I7 5*" '!tensi 'eman=aatan Turbin Angin di Ind!nesia444444 5*% Kendala 'embuatan 'embangkit 3istrik Tenaga Turbin Angin** 5*5 Dampak 8k!n!mi 'eman=aatan Turbin Angin4444444 5*, Dampak 3ingkungan 'eman=aatan Turbin Angin44444**
1A1 I<
SIM'U3A7 DA7 SA0A7 ,*" Simpulan444444444444444444444* ,*% Saran44444444444444444444444
1
DATA0 'USTAKA444444444444444444444444** I7D8KS444444444444444444444444444444* 3AM'I0A7?A'87DIKS44444444444444444444444** 0I@AAT IDU' DATA0 2AM1A0
*
DATA0 3AM'I0A7
**
DATA0 SI72KATA7
*2
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masala
'enipisan sumber daya minyak di satu sisi dan peningkatan kebutuhan energi di sisi lainB memba>a k!nsekuensi bagi perlunya digalakkan upaya pengembangan peman=aatan sumber energi terbarukan antara lain energi angin sebagai energi alternati= yang dapat dipakai untuk membangkitkan tenaga listrik* Semakin luas isu kerusakan lingkungan akibat p!lusi dari penggunaan bahan bakar =!sil yang menimbulkan p!lusiB sehingga peman=aatan sumber energi baru dan terbarukan yang ber>a>asan lingkungan merupakan salah satu upaya untuk mengurangi p!lusi*
8nergi angin merupakan sumber energi yang penting sejak lama di beberapa negara* Cina telah meman=aatkan energi angin untuk pem!mpaan lebih dari seribu tahun lalu* Di 8r!pa baratB kin-ir angin mekanik untuk pem!mpaan atau penggilingan telah digunakan sejak abad ke9"5 dan di Amerika untuk pem!mpaan pada peternakan sejak a>al abad ke9"* Sementara ituB turbin angin listrik telah diaplikasikan !leh para petani di Amerika sejak tahun "$5&* Diseminasi peman=aatan tekn!l!gi energi angin klasik tersebut berlangsung hingga pertengahan abad ke "$B namun menghilang bersamaan dengan meluasnya aplikasi pembangkitan listrik berbahan bakar =!sil* Aplikasi tekn!l!gi energi angin sebagai alternati= meluas kembali ketika harga bahan bakar minyak mel!njakB namun menyusut dengan -epat ketika harga bahan bakar minyak anjl!k pada akhir tahun "$6B ke-uali yang k!mpetiti=*
luktuasi harga bahan bakar minyak dan merebaknya isu lingkungan terus mend!r!ng perkembangan tekn!l!gi energi angin* Aplikasi turbin angin ke-il dan turbin angin besar berkembang di beberapa negara sebagai alternati= penyediaan kebutuhan listrik yang terus meningkat tidak saja di perk!taan* 1erbagai upaya telah
*3
dan terus dilakukan dalam mengembangkan tekn!l!gi energi angin yang ber>a>asan lingkungan tersebut guna mendapatkan hasil yang semakin e=isien dan berdaya saing* Sejalan dengan upaya pengembangan sumber energi terbarukan seperti mikr!hidr!B energi suryaB dan bi!masa sebagai energi alternati= di Ind!nesiaB 3A'A7 telah melakukan riset dan pengembangan energi angin sejak tahun "$$ men-akup in+entarisasi p!tensi energi angin serta pengembangan dan diseminasi tekn!l!gi peman=aatannya* 0iset dan pengembangan tekn!l!gi energi angin tersebut de>asa ini diarahkan terutama untuk aplikasi skala ke-il di pedesaan dan juga kemungkinan sebagai pembangkitan skala besar guna menunjang penyediaan energi di masa mendatang*
1.2 T!"!an Pen!l#san
'enulis berharap karya tulis ini dapat memberikan man=aat bagi penulis pada khususnya dan pemba-a yang budiman pada umumnya* Adapun tujuan penulisan karya tulis ini adalah sebagai berikut: "* Menganalasis p!tensi sumber energi angin di Ind!nesia se-ara kuantitati= dan kualitati= %* Menganalisis apakah sumber energi angin di Ind!nesia dapat diman=aatkan sebagai penggerak turbin angin untuk pembangkit listrik skala ke-il dan menengah* 5* Men-ari s!lusi strategis untuk penempatan >ilayah yang dapat dijadikan sebagai pembangkit listrik turbin angin dan kendala9kendala lain yang dihadapi* ,* Menganalisis dan men-ari s!lusi dari dampak p!sit= dan negati= yang dihasilkan dari peman=aatan turbin angin sebagai pembangkit listrik yang ditinjau dari aspek lingkungan dan aspek ek!n!mi*
1.$ R!%!san Masala
1erdasarkan latar belakang tersebutB mun-ul permasalahan bagaimana -ara meng!ptimalkan p!tensi energi angin di Ind!nesia terutama di 'ulau .a>a yang memiliki kebutuhan energi terbesarB untuk dijadikan sebagai pembangkit listrik skala menengah* 1.& R!ang L#ngk!' Ka"#an
Untuk menja>ab rumusan masalah di atas perlu pengkajian beberapa p!k!kB yaitu : "* Analisis karakteristik yang dimiliki angin*
%* 5* ,* 6*
K!ndisi ge!gra=is 'ulau .a>a* 'r!ses manu=aktur dan instalasi turbin angin* 'rinsip mekanika dan dinamika turbin angin* Dampak p!siti= dan negati= peman=aatan turbin angin yang ditinjau dari aspek lingkungan dan ek!n!mi*
1.( Met)*e *an Tekn#k Peng!%'!lan Data
"*6*" Met!de 'enelitian ini bersi=at deskripti=B yaitu mendeskripsikan data baik dari literature maupun dari lapangan kemudian dianalisis* Sehubungan dengan hal tersebut met!de yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah met!de deskripti= analisis dengan pendekatan empiris dan rasi!nal* "*6*% Teknik pengumpulan data Adapun met!de untuk memper!leh sumber9sumber data tersebut adalah : "* Studi 'ustaka Merupakan teknik pengumpulan data dengan -ara mengutip dan memahami keterangan dari buku9buku re=erensi* 1uku9buku re=erensi karya tulis iniB may!ritas berupa e-book. %* Obeser+asi Merupakan met!de pengumpulan data dengan -ara mengamati k!ndisi dan p!tensi !bjek penelitian* Dalam hal iniB penulis mengamati k!ndisi angin pada tempat9tempat tertentu* 5* Kuesi!ner Merupakan -ara pengumpulan data dengan -ara memberikan da=tar pertanyaan kepada mahasis>a9mahasis>a dan meminta mereka untuk menja>ab da=tar pertanyaan tersebut sesuai dengan =akta yang ada* ,* @a>an-ara
Merupakan teknik pengumpulan data dengan -ara bertanya langsung kepada mahasis>a jurusan terkait* 6* 1r!>sing Merupakan met!de pengumpulan data dengan -ara men-ari literatur dari berbagai >ebsite dengan bantuan jaringan internet*
"*# Sistematika 'enulisan 'enulisan lap!ran penelitian ini terbagi menjadi empat babB yaitu pendahuluanB te!ri dasar turbin anginB analisis peman=aatan p!tensi turbin angin sebagai pembangkit listrikB serta semipulan dan saran* 'ada bab satu akan dibahas mengenai latar belakang pengangkatan aspek lap!ran iniB rumusan masalahB tujuan penelitianB ruang lingkup kajianB met!de dan teknik pengumpulan data pada lap!ran penelitian iniB serta sistematika penulisan* 'ada bab dua akan disajikan penjelasan umum dan hal9hal yang akan dikaji dengan menggunakan berbagai literatur sebagai sumbernya berupa anginB sejarah dan perkembangan turbin anginB p!tensi turbin angin sebagai pembangkit listrikB jenis9jenis turbin anginB desain turbin anginB prinsip mekanika dan dinamika turbin anginB instalasi dan desain sistem serts sistem k!ntr!l turbin angin* 1ab tiga akan menjabarkan dan menganalisis masalah9masalah yang telah dirumuskan se-ara lengkap berupa k!ndisi ge!gra=is pulau ja>aB besar angin yang adaB dampak pengunaan turbin angin ditinjau dari aspek ek!n!mi dan lingkungan serta s!lusi atau penyelesaian masalah dari dampak negati=* 1ab , berisi tentang simpulan dan saran*
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Karakter#st#k *an P)tens# Energ# Ang#n
%*"*" Karakteristik angin Angin adalah udara yang bergerak se-ara h!ri;!ntal di atas permukaan bumi* Angin dihasilkan !leh perbedaan tekanan udara di antara dua tempat yang berbeda* 'erbedaan tekanan udara tersebut disebabkan !leh perbedaan intensitas sinara matahari yang berbeda di permukaan bumi* %*"*% .enis9jenis Angin %*"*%*" Angin laut
Angin laut adalah angin yang bertiup dari arah laut ke arah darat yang umumnya terjadi pada siang hari dari pukul &$*&& sampai dengan pukul "#*&& di daerah pesisir pantai* Angin ini biasa diman=aatkan para nelayan untuk pulang dari menangkap ikan di laut* Angin laut ini terjadi pada siang hari* Karena air mempunyai kapasitas panas yang lebih besar daripada daratanB sinar matahari memanasi laut lebih lambat daripada daratan* Ketika suhu permukaan daratan meningkat pada siang hariB udara di atas permukaan darat meningkat pula akibat k!nduksi* Tekanan udara di atas daratan menjadi lebih rendah karena panasB sedangkan tekanan udara di lautan -enderung masih lebih tinggi karena lebih dingin* Akibatnya terjadi gradien tekanan dari lautan yang lebih tinggi ke daratan yang lebih rendahB sehingga menyebabkan terjadinya angin lautB dimana kekuatannya sebanding dengan perbedaan suhu antara daratan dan lautan* 7amunB jika ada angin lepas pantai yang lebih ken-ang dari km?jamB maka angin laut tidak terjadi*
%*"*%*% Angin darat Angin darat adalah angin yang bertiup dari arah darat ke arah laut yang umumnya terjadi pada saat malam hari dari jam %&*&& sampai dengan jam &#*&& di daerah pesisir pantai* Angin jenis ini berman=aat bagi para nelayan untuk berangkat men-ari ikan dengan perahu bertenaga angin sederhana* 'ada malam hari daratan menjadi dingin lebih -epat daripada lautanB karena kapasitas panas tanah lebih rendah daripada air* Akibatnya perbedaan suhu yang menyebabkan terjadinya angin laut lambat laun hilang dan sebaliknya mun-ul perbedaan tekanan yang berla>anan karena tekanan udara di atas lautan yang lebih panas itu menjadi lebih rendah daripada daratanB sehingga terjadilah angin daratB khususnya bila angin pantai tidak -ukup kuat untuk mela>annya* %*"*%*5 Angin lembah
Angin lembah adalah angin yang bertiup dari arah lembah ke arah pun-ak gunung yang biasa terjadi pada siang hari* %*"*%*, Angin gunung Angin gunung adalah angin yang bertiup dari pun-ak gunung ke lembah gunung yang terjadi pada malam hari* %*"*%*6 Angin !hn Angin !hn?angin jatuh adalah angin yang terjadi seusai hujan Or!gra=is* angin yang bertiup pada suatu >ilayah dengan temperatur dan kelengasan yang berbeda* Angin !hn terjadi karena ada gerakan massa udara yang naik pegunungan yang tingginya lebih dari %&& meter di satu sisi lalu turun di sisi lain* Angin !hn yang jatuh dari pun-ak gunung bersi=at panas dan keringB karena uap air sudah dibuang pada saat hujan Or!gra=is* 1iasanya angin ini bersi=at panas merusak dan dapat menimbulkan k!rban* Tanaman yang terkena angin ini bisa mati dan manusia yang terkena angin ini bisa turun daya tahan tubuhnya terhadap serangan penyakit* %*"*%*# Angin Muns!!n Angin Muns!!nB M!!nsunB mus!n adalah angin yang berhembus se-ara peri!dik (minimal 5 bulan) dan antara peri!de yang satu dengan yang lain p!lanya akan berla>anan yang berganti arah se-ara berla>anan setiap setengah tahun* 1iasanya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah* 'ada bulan Okt!ber AprilB matahari berada pada belahan langit SelatanB sehingga benua Australia lebih banyak memper!leh pemanasan matahari dari benua Asia* Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi) sedangkan di Asia terdapat pusat9pusat tekanan udara tinggi (k!mpresi)* Keadaan ini menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia*
Di Ind!nesia angin ini merupakan angin musim Timur 3aut di belahan bumi Utara dan angin musim 1arat di belahan bumi Selatan* Oleh karena angin ini mele>ati Samudra 'asi=ik dan Samudra india maka banyak memba>a uap airB sehingga di Ind!nesia terjadi musim penghujan* Musim penghujan meliputi seluruh >ilayah ind!nesiaB hanya saja persebarannya tidak merata* makin ke timur -urah hujan makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit* 'ada bulan April9Okt!berB matahari berada di belahan langit utaraB sehingga benua Asia lebih panas daripada benua Australia* AkibatnyaB di asia terdapat pusat9 pusat tekanan udara rendahB sedangkan di australia terdapat pusat9pusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari australia menuju asia* Di ind!nesia terjadi angin musim timur di belahan bumi selatan dan angin musim barat daya di belahan bumi utara* Oleh karena tidak mele>ati lautan yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air !leh karena itu di ind!nesia terjadi musim kemarauB ke-uali pantai barat sumateraB sula>esi tenggaraB dan pantai selatan irian jaya* Antara kedua musim tersebut ada musim yang disebut musim pan-ar!ba (peralihan)B yaitu musim kemareng yang merupakan peralihan dari musim penghujan ke musim kemarauB dan musim labuh yang merupakan peralihan musim kemarau ke musim penghujan* Adapun -iri9-iri musim pan-ar!ba yaitu : Udara terasa panasB arah angin tidak teratur dan terjadi hujan se-ara tiba9tiba dalam >aktu singkat dan lebat* Angin Muns!n dibagi menjadi %B yaitu Muns!n 1arat atau dikenal dengan Angin Musim 1arat dan Muns!n Timur atau dikenal dengan Angin Musim Timur* %*"*%* Angin Musim 1arat Angin Musim 1arat?Angin Mus!n 1arat adalah angin yang mengalir dari 1enua Asia (musim dingin) ke 1enua Australia (musim panas) dan mengandung -urah hujan yang banyak di Ind!nesia bagian 1aratB hal ini disebabkan karena angin mele>ati tempat yang luasB seperti perairan dan samudra* C!nt!h perairan dan
samudra yang dile>ati adalah 3aut China Selatan dan Samudra india* Angin Musim 1arat menyebabkan Ind!nesia mengalami musim hujan* Angin ini terjadi pada bulan DesemberB januari dan ebruariB dan maksimal pada bulan .anuari dengan ke-epatan minimum 5 m?s* %*"*%* Angin Musim Timur Angin Musim Timur ?Angin Mus!n Timur adalah angin yang mengalir dari 1enua Australia (musim dingin) ke 1enua Asia (musim panas) sedikit -urah hujan (kemarau) di Ind!nesia bagian Timur karena angin mele>ati -elah9 -elah sempit dan berbagai gurun (2ibs!nB Australia 1esarB dan
%*"*5 Daya yang dihasilkan energi angin 1esar daya yang dihasilkan !leh turbin angin dapat dihitung berdasarkan rumus berikut ini* ' E &*6D F A F <5 ' E 1esar daya yang dihasilkan A E 3uas area baling9baling turbin angin < E Ke-epatan angin %*"*5*" Densitas Udara Densitas udara adalah berat udara per satuan +!lume* 7ilainya berubah9ubah tergantung dari letak ketinggian udara* Se-ara umumB densitas udara menurun setiap kelipatan ketinggian "&&& kaki sebesar tiga persen* Misal ketinggian suatu tempat adalah 5&&& kaki di atas permukaan lautB maka densitas udaranya berkurang sembilan
persen* Densitas udara juga merupakan =ungsi dari kelembapan udara relati+e* Suhu juga mempengaruhi densitas udara* Udara yang lebih hangat akan memiliki rapat jenis udara yang lebih renggan bila dibandingkan dengan udara dinginB sehingga k!ndisi terbaik yang diper!leh turbin angin adalah angin yang bersuhu dingin karena besar listrik yang dihasilkan akan lebih banyak b ila dibandingkan udara yang bersuhu b ersuhu lebih panas*
%*"*5*% 3uas Area 3uas area yang ditekankan dalam hal ini adalah area yang dilingkupi !leh pisau turbin angin* S emakin besar pisau turbin anginB semakin besar pula energi yang dihasilkan turbin* %*"*5*5 Ke-epatan Angin Ke-epat Ke-epatan an angin angin merupak merupakan an hal yang yang paling paling penting penting dalam dalam pengguna penggunaan an turbin angin* 1erdasarkan rumus dayaB ke-epatan angin memiliki nilai tiga kali lipat lebih besar dibandingkan dua =akt!r lainnya yaituB rapat jenis udara dan luas baling9 baling turbin* 'enempatan p!sisi turbin angin yang strategis sangat diperlukan agar ke-epatan angin yang mele>ati turbin mampu menghasilkan energi yang diperlukan*
2.2 Se"ara *an Perke%+angan T!r+#n Ang#n se+aga# Pe%+angk#t L#str#k
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alamB 'embangkit 3istrik Tenaga Angin mengk!n+ersikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kin-ir angin* Cara kerjanya -ukup sederhanaB energi angin yang memutar turbin anginB diteruskan untuk memutar r!t!r pada generat!r
dibagian belakang turbin anginB sehingga akan menghasilkan energi listrik* 8nergi 3istrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapa t diman=aatkan* 'eman=aatan energi angin sebenarnya bukan barang baru bagi umat manusia* Semenjak %&&& tahun lalu tekn!l!gi peman=aatan sumber daya angin dan air sudah dikenal manusia dalam bentuk kin-ir angin (>ind mills)* Selain ramah lingkunganB sumber energi ini juga selalu tersedia setiap >aktu dan memiliki masa depan bisnis yang menguntungkan* Kini sebagian besar negara maju di 8r!pa dan Amerika Serikat telah meman=aatkan sumber energi ini* 'ada masa a>al perkembangannyaB tekn!l!gi energi energi angin lebih banyak diman=aatkan diman=aatkan sebagai sulih tenaga manusia manusia dalam bidang pertanian dan manu=akturB maka kini dengan tekn!l!gi dan bahan yang baruB manusia membuat turbin angin untuk membangkitkan energi listrik yang bersihB baik untuk peneranganB sumber panas atau tenaga pembangkit untuk alat9alat rumah tangga* Menurut data dari Ameri-an @ind @ind 8nergy Ass!-iati!n (A@8A)B hingga saat ini telah ada ada seki sekita tarr %&*& %&*&&& && turb turbin in angi angin n dise diselu luru ruh h duni duniaa yang yang dima diman= n=aa aatk tkan an untu untuk k menghasilkan listrik* Kebanyakan turbin sema-am itu di!perasikan di lahan khusus yang disebut Gladang angin/ (>ind =arm)* Di negara9negara 8r!paB peman=aatan sumber energi yang dapat diperbaharui diperkirakan bakal men-apai H dari permintaan energi di tahun %&&6* 8nergi angin menjadi salah satu alternati= yang banyak dipilih dan sekaligus ber=ungsi mengurangi emisi emisi gas karb!nd karb!ndi!k i!ksid sidaa (CO%) (CO%) yang yang dihasi dihasilkan lkan !leh !leh perangk perangkat at sumber sumber energi energi sebelumnya* Tujuh tahun belakangan iniB kapasitas energi angin terpasang di 8r!pa mel!njak hingga ,&H per tahun dan saat ini kapasitas tersebut dapat memenuhi kebutu kebutuhan han listri listrik k lebih lebih dari dari 6 juta juta kepala kepala keluar keluarga* ga* Indust Industri ri energi energi tenaga tenaga angin angin diper diperki kira rakan kan bakal bakal memil memilik ikii kapa kapasi sita tass ,&*& ,&*&&& && M@ (meg (megaa @att) tt) yang yang dapa dapatt men-ukupi kebutuhan listrik untuk 6& juta kepala keluarga pada tahun %&"&* 8nergi angi angin n adal adalah ah energ energii yang yang rela relati ti== bers bersih ih dan dan rama ramah h ling lingkun kungan gan kare karena na tidak tidak mengh menghas asil ilkan kan karb karb!n !n di!ks di!ksid idaa (CO%) (CO%) atau atau gas9g gas9gas as lain lain yang yang berp berper eran an dala dalam m
pemanasan gl!balB sulphur di!ksida dan nitr!gen !ksida (jenis gas yang meny menyeba ebabka bkan n hujan hujan asam asam)* )* 8ner 8nergi gi ini ini pun tida tidak k mengh menghas asil ilkan kan limb limbah ah yang yang berbahaya bagi lingkungan ataupun manusia* Meski demikianB harap diingat bah>a seke-il apapun semua bentuk pr!duksi energi selalu memiliki akibat bagi lingkungan* anya saja e=ek turbin angin sangat rendahB bersi=at l!kal dan mudah dikel!la* Di samping itu turbin atau kin-ir angin memiliki pes!na tersendiri dan menjadi atraksi >isata yang menarikB seperti misalnya saja kin-ir9kin-ir angin di negeri 1elanda* 2.$ ,en#s-,en#s ,en#s -,en#s T!r+#n Ang#n Ang#n
.enis turbin angin ada duaB yaitu : "* Turbi Turbin n angin angin sumbu sumbu h!ri;!nt h!ri;!ntal al (TA (TAS) 2. Turbin angin angin sumbu tegak (TAS<) (TAS<)
%*5*" Turbin angin sumbu h!ri;!ntal
(sumber : >ikipedia*-!m) Turbin angin mega>att mega>att pertama pertama di dunia berada di Castlet!nB
Turbin angin sumbu h!ri;!ntal (TAS) memiliki p!r!s r!t!r utama dan generat!r listrik di pun-ak menara* Turbin berukuran ke-il diarahkan !leh sebuah baling9baling angin (baling9baling -ua-a) yang sederhanaB sedangkan turbin berukuran besar pada
umumnya
menggunakan
sebuah sens!r angin yang
digandengkan ke sebuah ser+! m!t!r * Sebagian besar memiliki sebuah gearb!F yang mengubah perputaran kin-ir yang pelan menjadi lebih -epat berputar* Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnyaB turbin biasanya diarahkan mela>an arah anginnya menara* 1ilah9bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terd!r!ng menuju menara !leh angin berke-epatan tinggi* Sebagai tambahanB bilah9bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan* Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menaraB dan realibilitas begitu pentingB sebagian besar TAS merupakan mesin up>ind (mela>an arah angin)* Meski memiliki permasalahan turbulensiB mesin d!>n>ind (menurut jurusan angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan anginB dan karena di saat angin berhembus sangat ken-angB bilah9 bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi >ilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah9bilah itu* %*5*"*" Kelebihan TAS •
Dasar menara yang tinggi memb!lehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat9tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relati= dekat di dalam atm!s=er bumi* Di sejumlah l!kasi geseran anginB setiap sepuluh meter ke atasB ke-epatan angin meningkat sebesar %&H*
%*5*"*% Kekurangan TAS
•
Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa men-apai $& meter sulit diangkut* Diperkirakan besar biaya transp!rtasi bisa men-apai %&H dari seluruh biaya peralatan turbin angin*
•
TAS yang tinggi sulit dipasangB membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para !perat!r yang tampil*
•
K!nstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah9bilah yang beratB gearb!FB dan generat!r*
•
TAS yang tinggi bisa memengaruhi radar airp!rt*
•
Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan lansekap*
•
1erbagai +arian d!>n>ind menderita kerusakan struktur yang disebabkan !leh turbulensi*
•
TAS membutuhkan mekanisme k!ntr!l yaw tambahan untuk membel!kkan kin-ir ke arah angin*
%*5*% Turbin Angin Sumbu
(sumber : @ikipedia*-!m) Turbin angin Darrieus5& m di Kepulauan Magdalen Turbin angin sumbu +ertikal?tegak (atau TAS<) memiliki p!r!s?sumbu r!t!r utama yang disusun tegak lurus* Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi e=ekti=* Kelebihan ini sangat berguna di tempat9tempat
yang
arah
anginnya
sangat
ber+ariasi*
mampu
mendayagunakan angin dari berbagai arah* Dengan sumbu yang +ertikalB generat!r serta gearb!F bisa ditempatkan di dekat tanahB jadi menara tidak perlu meny!k!ngnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan pera>atan* Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut* Drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui =luida (;at -air atau gas) bisa saja ter-ipta saat kin-ir berputar* Karena sulit dipasang di atas menaraB turbin sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkanB seperti tanah atau pun-ak atap sebuah bangunan* Ke-epatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendahB sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit* Aliran udara di dekat tanah dan !byek yang lain
mampu men-iptakan aliran yang berg!lakB yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaranB diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin* .ika tinggi pun-ak atap yang dipasangi menara turbin kira9kira 6&H dari tinggi bangunanB ini merupakan titik !ptimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal* %*5*%*" Kelebihan TAS< •
Tidak membutuhkan struktur menara yang besar*
•
Karena bilah9bilah r!t!rnya +ertikalB tidak dibutuhkan mekanisme ya>*
•
Sebuah TAS< bisa diletakkan lebih dekat ke tanahB membuat pemeliharaan bagian9bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah*
•
TAS< memiliki sudut air=!il (bentuk bilah sebuah baling9baling yang terlihat se-ara melintang) yang lebih tinggiB memberikan keaer!dinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi*
•
Desain TAS< berbilah lurus dengan p!t!ngan melintang berbentuk k!tak atau empat persegi panjang memiliki >ilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada >ilayah tiupan berbentuk lingkarannya TAS*
•
TAS< memiliki ke-epatan a>al angin yang lebih rendah daripada TAS* 1iasanya TAS< mulai menghasilkan listrik pada "&km?jam (# m*p*h*)
•
TAS< biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara ke-epatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih
rendah sehingga lebih ke-il kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat ken-ang* •
TAS< bisa didirikan pada l!kasi9l!kasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun*
•
TAS< yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai l!kasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang pun-aknya datar dan pun-ak bukit)B
•
TAS< tidak harus diubah p!sisinya jika arah angin berubah*
•
Kin-ir pada TAS< mudah dilihat dan dihindari burung*
%*5*%*% Kekurangan TAS< •
Kebanyakan TAS< mempr!duksi energi hanya 6&H dari e=isiensi TAS karena drag tambahan yang dimilikinya saat kin-ir berputar*
•
TAS< tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih ken-ang di ele+asi yang lebih tinggi*
•
Kebanyakan TAS< mempunyai t!rsi a>al yang rendahB dan membutuhkan energi untuk mulai berputar*
2.& Desa#n T!r+#n Ang#n
%*,*" Desain Sudu
Sudu dapat dibuat dari benda9benda sederhana seperti t!ng 0asi! antara ke-epatan angin dan ke-epatan ujung pisau disebut tip speed rati!* 8=isiensi tinggi 59 blade9turbin memiliki ke-epatan rasi! ke-epatan ujung ? angin dari # ke * Turbin angin m!dern diran-ang untuk berputar pada berbagai ke-epatan (sebuah k!nsekuensi dari desain generat!r merekaB lihat di atas)* 'enggunaan aluminium dan material k!mp!sit di pisau mereka telah memberikan k!ntribusi untuk inersia r!tasi rendahB yang berarti bah>a turbin angin baru dapat memper-epat jika angin datangB tip menjaga rasi! ke-epatan lebih hampir k!nstan* Operasi lebih dekat dengan rasi! ke-epatan ujung !ptimal mereka selama energik embusan angin memungkinkan turbin angin untuk meningkatkan menangkap energi dari embusan tiba9tiba yang khas di perk!taan* SebaliknyaB gaya turbin angin tua diran-ang dengan pisau baja beratB yang memiliki inersia yang lebih tinggiB dan diputar pada ke-epatan diatur !leh =rekuensi AC dari tiang listrik* Kelembaman tinggi bu==er perubahan ke-epatan r!tasi dan dengan demikian membuat !utput daya yang lebih stabil* Ke-epatan dan t!rsi di mana turbin angin berputar harus dik!ntr!l karena beberapa alasan: • • •
Untuk meng!ptimalkan e=isiensi aer!dinamika r!t!r di angin -ahaya* Untuk menjaga agar generat!r dalam batas ke-epatan dan t!rsi* Untuk menjaga r!t!r dan hub mereka dalam batas9batas kekuatan sentripetal* 2aya sentripetal dari meningkat r!t!r berputar dengan kuadrat ke-epatan
•
r!tasiB yang membuat struktur ini sensiti= terhadap !+erspeed* Untuk menjaga r!t!r dan menara dalam batas9batas kekuatan mereka* Karena kekuatan angin meningkat sebagai pangkat tiga dari ke-epatan anginB turbin harus dibangun untuk bertahan beban angin jauh lebih tinggi (seperti hembusan angin) dari !rang9!rang dari mana mereka praktis dapat
menghasilkan listrik* Karena pisau menghasilkan lebih gaya mela>an arah angin (dan dengan demikian meletakkan stres jauh lebih besar pada menara) ketika mereka mempr!duksi t!rsiB turbin angin kebanyakan -ara mengurangi •
t!rsi di angin ken-ang* Untuk mengakti=kan pemeliharaan karena sangat berbahaya untuk !rang yang bekerja pada turbin angin ketika sedang akti=B kadang9kadang diperlukan
•
untuk memba>a turbin berhenti penuh* Untuk mengurangi kebisingan Sebagai aturan praktisB suara dari turbin angin meningkat dengan kekuatan kelima ke-epatan angin (relati= dilihat dari ujung bergerak dari bilah)* Dalam kebisingan lingkungan9sensiti=B ujungnya ke-epatan bisa terbatas pada sekitar #& m ? s (%&& =t ? s)*
%*,*% Menghitung baling9baling pada sistem turbin angin 1lade
(7ASA M!d9& penelitian turbin angin di 2lenn 0esear-h Center stasiun 'lum 1r!!k di Ohi! menguji k!n=igurasi r!t!r satu9berbilah*)
'enentuan jumlah blades melibatkan pertimbangan e =isiensi aer!dinamika desainB k!mp!nen biayaB keandalan sistemB dan estetika* Kebisingan emisi dipengaruhi !leh l!kasi pisau mela>an angin atau menara menurut jurusan angin dan ke-epatan r!t!r* Mengingat bah>a emisi kebisingan dari tepi pisau Jtambahan dan tips ber+ariasi dengan kekuatan 6 ke-epatan pisauB sebuah peningkatan ke-il di ujung ke-epatan dapat membuat perbedaan besar* Turbin angin yang dikembangkan selama 6& tahun terakhir telah hampir uni+ersal digunakan dua atau tiga pisau* Meningkatkan e=isiensi aer!dinamis dengan jumlah blades tetapi dengan kembali berkurang* 'eningkatan jumlah pisau dari satu hingga dua menghasilkan peningkatan enam persen e=isiensi aer!dinamisB sedangkan peningkatan jumlah pisau dua sampai tiga menghasilkan hanya tiga persen tambahan dalam e=isiensi* Selanjutnya meningkatkan hasil hitungan minimal pisau perbaikan dalam e=isiensi aer!dinamika dan terlalu banyak peng!rbanan di kekakuan pisau*
(sumber : @ikipedia*-!m) K!mp!nen biaya yang dipengaruhi !leh jumlah pisau adalah untuk bahan dan pembuatan turbin r!t!r dan dri+e train* Se-ara umumB semakin sedikit jumlah pisauB semakin rendah biaya material dan manu=aktur akan* Selain ituB semakin sedikit jumlah pisauB semakin tinggi ke-epatan r!tasi dapat* al ini karena persyaratan kekakuan pisau untuk menghindari gangguan dengan batas menara bagaimana tipis pisau dapat dibuatB tetapi hanya untuk mesin mela>an angin de=leksi bilah dalam hasil mesin menurut jurusan angin di menara -learan-e meningkat* Kurang pisau dengan ke-epatan r!tasi yang lebih tinggi mengurangi t!rsi pun-ak di dri+e trainB sehingga gearb!F lebih rendah dan biaya generat!r* Keandalan
sistem
dipengaruhi
!leh jumlah
pisau
terutama melalui
pembebanan dinamis dari r!t!r ke dalam kereta dri+e dan sistem menara* Sementara menyelaraskan turbin angin perubahan arah angin (ya>ing)B pisau masing9masing mengalami beban siklik pada akhir akarnya tergantung pada p!sisi pisau* al ini berlaku dari satuB duaB tiga pisau atau lebih* 7amunB beban siklik ketika digabungkan
bersama9sama di kereta p!r!s dri+e yang simetris seimbang untuk tiga pisauB menghasilkan !perasi yang lebih halus selama ya> turbin* Turbin dengan satu atau dua bilah dapat menggunakan hub terhuyung berputar untuk juga hampir menghilangkan beban siklik ke dalam p!r!s dri+e dan sistem selama ya>ing* AkhirnyaB estetika dapat dianggap sebagai =akt!r dalam bah>a beberapa !rang menemukan bah>a r!t!r tiga berbilah adalah lebih menyenangkan untuk melihat dari satu atau dua9berbilah r!t!r* %*,*5 1ahan9bahan untuk membuat turbin angin 1lade Desain baru generasi turbin angin yang mend!r!ng pembangkit listrik dari rentang mega>att tunggal untuk ke atas dari "& mega>att* Ke-enderungan umum dari desain kapasitas yang lebih besar lebih besar dan lebih besar bilah turbin angin* Meliputi area yang lebih luas se-ara e=ekti= meningkatkan rasi! ke-epatan ujung9 turbin dengan ke-epatan angin tertentuB sehingga meningkatkan kemampuan ekstraksi energi dari sebuah sistem turbin* 'isau turbin angin pr!duksi 3an-ar dibuat lebih besar & meter dengan diameter pr!t!tip dalam kisaran "&& sampai "%& meter* 'ada tahun %&&"B sekitar 6& juta kil!gram laminasi =iberglass digunakan dalam bilah turbin angin ,L bahan baru dan met!de manu=aktur memberikan kesempatan untuk meningkatkan e=isiensi turbin angin dengan memungkinkan untuk lebih besarB pisau lebih kuat* Salah satu tujuan paling penting ketika meran-ang sistem pisau yang lebih besar adalah untuk menjaga berat badan pisau di ba>ah k!ntr!l* Sejak skala pisau massa sebagai kubus radius turbinB pembebanan gra+itasi menjadi =akt!r desain membatasi untuk sistem dengan pisau yang lebih besar* met!de manu=aktur 3an-ar pisau dalam kisaran ,96& meter =iberglass terbukti melibatkan berbagai teknik =abrikasi k!mp!sit* Manu=aktur seperti 7!rdeF dan 28
angin menggunakan pr!ses in=us untuk pembuatan pisau* pr!dusen lain menggunakan +ariasi pada teknik iniB beberapa termasuk karb!n dan kayu dengan =iberglass dalam matriks ep!ksi* 'ilihan juga termasuk =iberglass prepreg dan dibantu +akum9-etakan resin trans=er* 'ada dasarnya setiap pilihan tersebut adalah +ariasi pada tema yang sama: sebuah gelas9k!mp!sit p!limer diperkuat serat dibangun melalui berbagai -ara yang berbeda dengan k!mpleksitas* Mungkin masalah terbesar dengan lebih sederhanaB -etakan terbukaB sistem basah adalah emisi yang terkait dengan atsiri !rganik dilepaskan ke atm!s=ir* 'reimpregnated bahan dan teknik resin in=us menghindari rilis +!latiles dengan mengandung semua gas reaksi* 7amunB pr!ses9 pr!ses yang terkandung memiliki tantangan sendiriB yaitu pr!duksi laminasi tebal yang diperlukan untuk
k!mp!nen struktural menjadi
permeabilitas resin membentuk
sebelumnya
menentukan
lebih
sulit*
Sebagai
ketebalan
laminasi
maksimumB pendarahan diperlukan untuk menghilangkan r!ngga dan menjamin distribusi resin yang tepat* Sebuah s!lusi yang unik* Untuk distribusi resin adalah penggunaan =iberglass sebagian preimpregnated* Selama e+akuasiB kain kering menyediakan jalur untuk aliran udara danB setelah panas dan tekanan diterapkanB resin dapat mengalir ke daerah kering yang dihasilkan dalam struktur laminate diresapi se-ara menyeluruh* 8p!Fy k!mp!sit berbasis kepentingan terbesar bagi pr!dusen turbin angin karena mereka memberikan k!mbinasi t!mb!l dari lingkunganB pr!duksiB dan biaya kelebihan dari sistem resin lainnya* 8p!Fies juga meningkatkan pisau turbin angin pembuatan k!mp!sit dengan memungkinkan untuk menyembuhkan siklus yang lebih pendekB daya tahan meningkatB dan peningkatan permukaan akhir* !perasi 'repreg lebih meningkatkan !perasi biaya9e=ekti= dengan mengurangi siklus peng!lahanB dan !leh karena itu >aktu manu=akturB lebih dari sistem lay9up basah* Sebagai pisau turbin yang mendekati #& meter dan lebih besarB teknik in=us menjadi lebih umum sebagai pengalihan -etakan resin tradisi!nal >aktu injeksi terlalu panjang dibandingkan dengan resin >aktu set9upB sehingga membatasi ketebalan laminasi*
Injeksi kekuatan resin melalui tebal lapis tumpukanB sehingga menyet!rkan resin di mana dalam struktur laminasi sebelum gelatin terjadi* ep!Fy resin khusus telah dikembangkan untuk menyesuaikan daya tahan dan +isk!sitas untuk kinerja tune resin dalam aplikasi injeksi* Karb!n S'A0 dukung beban diperkuat serat9baru9baru ini telah diidenti=ikasi sebagai sarana biaya9e=ekti= untuk mengurangi berat badan dan meningkatkan kekakuan* 'enggunaan serat karb!n dalam #& bilah turbin meter diperkirakan menghasilkan pengurangan 5H massa t!tal pisau dan penurunan ",H biaya dibandingkan dengan desain =iberglass "&&H* 'enggunaan serat karb!n memiliki man=aat tambahan mengurangi ketebalan laminasi =iberglass bagianB lebih lanjut mengatasi masalah yang terkait dengan resin pembasahan bagian lay9up tebal* aplikasi turbin angin serat karb!n juga dapat mengambil man=aat dari ke-enderungan umum menggunakan peningkatan dan penurunan biaya bahan serat karb!n* pisau ke-il dapat dibuat dari l!gam ringan seperti aluminium* Kayu dan layar kan+as pada a>alnya digunakan pada kin-ir angin lebih a>al karena harga yang rendahB ketersediaanB dan kemudahan manu=aktur* 1ahan9bahanB 7amunB sering memerlukan pera>atan selama hidup mereka* .ugaB kayu dan kan+as memiliki drag yang relati= tinggi (e=isiensi aer!dinamik rendah) dibandingkan dengan kekuatan yang mereka ambil* Karena alasan9alasan mereka telah sebagian besar digantikan !leh Air=!ils padat* 2.( K)%')nen Pen!s!n t!r+#n Ang#n
K!mp!nen 'T3TA ('embangkit 3istrik Tenaga Turbin Angin) : "* Anem!meter / Mengukur ke-epatan anginB dan mengirim data angin ini ke Alat 'eng!ntr!l*
%* Blades (1ilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai % atau 5 bilah kipas* Angin yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar* 5* 1rake (0em): Suatu rem -akram yang dapat digerakkan se-ara mekanisB dengan tenaga listrik atau hidr!lik untuk menghentikan r!t!r atau saat keadaan darurat* ,* Controller (Alat 'eng!ntr!l): Alat 'eng!ntr!l ini menstart turbin pada ke-epatan angin kira9kira "%9%6 km?jamB dan mematikannya pada ke-epatan $& km?jam* Turbin tidak ber!perasi di atas $& km?jamB karena angina terlalu ken-ang dapat merusakkannya* 6* 2ear b!F (0!da 2igi): 0!da gigi menaikkan putaran dari 5&9#& rpm menjadi kira9 kira "&&&9"&& rpm yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk memutar generat!r listrik* #* 2enerat!r: 2enerat!r pembangkit listrikB biasanya sekarang alternat!r arus b!lak9 balik* * igh9speed sha=t ('!r!s 'utaran Tinggi): Menggerakkan generat!r* * 3!>9speed sha=t ('!r!s 'uutaran 0endah): '!r!s turbin yang berputar kira9kira 5&9#& rpm* $* 7a-elle (0umah Mesin): 0umah mesin ini terletak di atas menara * Di dalamnya berisi gear9b!FB p!r!s putaran tinggi ? rendahB generat!rB alat peng!ntr!lB dan alat pengereman* "&* 'it-h (Sudut 1ilah Kipas): 1ilah kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur ke-epatan r!t!r yang dikehendakiB tergantung angin terlalu rendah atau terlalu ken-ang* ""* 0!t!r: 1ilah kipas bersama p!r!snya dinamakan r!t!r* "%* T!>er (Menera): Menara bisa dibuat dari pipa bajaB bet!nB rangka besi* Karena ken-angnya angin bertambah dengan ketinggianB maka makin tinggi menara makin besar tenaga yang didapat* "5* @ind +ane (Tebeng Angin): Mengukur arah anginB berhubungan dengan penggerak arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin* ",* a> dri+e ('enggerak Arah): 'enggerak 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* "6* a> m!t!r (M!t!r 'enggerak Arah): M!t!r listrik yang menggerakkan penggerak arah*
2. Pr#ns#' Mekan#ka T!r+#n Ang#n
'rinsip kerja turbin angin dibangun atas ilmu dasar yaitu mekanika yang melingkupi statika dan dinamika turbin itu sendiri* %*#*" 1eban pada pr!ses mekanik turbin angin %*#*"*" .enis9jenis beban %*#*"*"*" 1eban statis 1eban statis adalah beban yang mengenai struktur yang tidak bergerak* MisalnyaB hembusan angin yang mengenai menara turbin angin* %*#*"*"*% 1eban dinamis 1eban dinamis adalah beban yang tidak berubah terhadap >aktu* Struktur yang terkena beban adalah struktur yang bergerak* MisalnyaB beban hembusan angin yang mengenai r!t!r yang berputar dan bilah kipas pada turbin angin* %*#*"*"*5 1eban siklis 1eban siklis adalah beban yang berubah9ubah terhadap >aktu* 1eban siklis mun-ul akibat berat pada r!t!r dan bilah kipas serta =a-t!r kekuatan angin* %*#*"*"*, 1eban impulsi= 1eban impulsi= adalah beban yang mun-ul akibat adanya tarikan dan regangan pada saat bilah kipas ber!tasi* %*#*"*"*6 1eban st!kastik 1eban st!kastik adalah beban yang mun-ul sebagai akibat adanya turblensi pada turbin angin* %*#*"*% Sumber beban
"* %* 5* ,*
Aer!dinamikaB hamabatan udara 2ra+itasi Interaksi dinamis 2etaran mekanik
%*#*"*5 8=ek 1eban 1ebanbeban yang telah di jelaskan sebelumnya tentu berpengaruh pada daya yang dihasilkan dari turbin angin* 8=ekti=itas dari turbin angin dipengaruhi dari seberapa besar beban9beban tersebut dapat dihilangkan* %*#*% 'rinsip Kerja %*#*%*" Mekanika %*#*%*"*" M!men inersia 'ada turbin anginB digunakan mekanisme m!men inersia pada putarannya* M!men inersia merupakan m!men yang dipengaruhi !leh besar atau jaeak antara titik pusat dengan kelilingnya* Misalnya pada bilah kipasB maka semakin besar kipas akan semakin besar m!men yang dihasilkan* Daya yang dihasilkan akan lebih besar juga %*#*%*"*% Daya tahan batang K!mp!nen penyusun turbin angin salah satunya terdiri dari batang penyanggaB batang ini akan terus menerima beban kerja dari hembusan angin setiap harinya* Oleh karena ituB diperlukan material yang memiliki daya tahan yang kuat terhadap gaya tekan angin* Tidak hanya angin saja yang dapat menyebabkan gangguanB tetapi getaran mekanik dapat menyebabkan kelelahan yang berujung pada -a-at material* 1ila tidak diantisipasi lebih a>al maka kemungkinan besar akan mun-ul retakan pada k!mp!nen yang mengalami kelelahan* %*#*%*%
2etaran merupakan =akt!r penting karena sistem pada turbin angin mengunakan material yang bersi=at elasti-* Si=at elastis tersebut dipengaruhi !leh getaran mekanik yang terjadi* 2etaran dapat menyebabkan material mengalami kelelahan dan berakibat pada kegagalan kerja turbin* %*#*%*5 akt!r kelelahan 0!tasi turbin yang terus menerus terjadi dapat menyebabkan kelelahan pada struktur* al ini tentu disebabkan juga !leh beban9beban eksternal dan internal pada turbin yang bekerja* 2aya gra+itasi pada turbin B kekuatan hembusan anginB dan getaran mekanik menyebabkan kelelahan pada material yang dapat memi-u kerusakan material* Apabila kerusakan material tersebut tidak diperhatikan dan turbin terus berjalan maka kerusakan ke-il tesebut dapat berubah menjadi crack keretakan pada k!mp!nen turbin* 2. Instalas# *an Desa#n S#ste%
%**" 'eri;inan 3angkah pertama dalam pr!ses pembangunan termasuk men-ari in+est!r adalah mengamankan hak hukum untuk tanah dan akses jaringan listrikB mengadakan perjanjian pembelian listrik dan memper!leh i;in* Setelah tempat dipilih dan k!ntrak yang dineg!siasikan dengan pemilik tanahB langkah selanjutnya adalah na+igasi keberhasilan pr!ses perijinan* 'r!ses perijinan ber+ariasi dari satu negara ke negaraB negara bagianB dan bahkan dari k!ta ke k!ta* al ini dimaksudkan untuk memastikan bah>a tanah yang digunakan tepat dan peng!perasian turbin angin akan aman dan ramah lingkungan* UmumnyaB i;in yang harus diper!leh terkait dengan: k!nstruksi bangunanB emisi kebisinganB penggunaan lahanB k!neksi jaringanB isu lingkungan (burungB er!si tanahB kualitas airB pembuangan limbahB dan isu9isu lahan basah)B keselamatan umumB keselamatan kerjaB dan situs budaya atau arke!l!gi berharga* %**% 'ersiapan tempat
Setelah i;in telah diper!lehB tempat perlu dipersiapkan untuk instalasi turbin dan !perasinya* .alanan mungkin perlu dibangunB tempat perlu dibersihkan untuk pengirimanB perakitan dan pemasangan turbinB kabel listrik harus diinstal dan p!ndasi perlu dibangun* Kesulitan dari persiapan l!kasi akan tergantung pada l!kasi situsB kedekatan untuk saluran listrikB desain turbinB medan tempat turbin didirikanB desain menaraB dan si=at tanah(pasirB batuan dasarB dll) akan menentukan jenis dan ukuran p!ndasi yang diperlukan* Kebutuhan in=rastruktur jalan juga akan sangat tergantung pada ukuran dan berat beban yang harus diangkut* Oleh karena ituB k!ndisi >ilayah di mana turbin didirikan dapat membuat semua aspek persiapan l!kasi sulit dan mahal*
%**5 'emasangan turbin Setelah di situsB turbin harus dirakit dan didirikan* Isu yang terkait dengan perakitan
dan
pendirian
perlu
dipertimbangkan
selama
=ase
desain
untuk
meminimalkan biaya instalasi* Kemudahan pembangunan tergantung pada ukuran turbin dan beratB ketersediaan Derek yang berukuran tepatB desain turbin dan akses situs* 1aik turbin ke-il maupun sedang biasanya dirakit di tempat dengan crane* 1eberapa bahkan dapat dirakit pada tanah dan seluruh menara turbin ditempatkan di atas dasar dengan crane* 1ila tempat sulit di akses atau crane tidak tersediaB seperti di negara9negara berkembangB mungkin menguntungkan untuk menggunakan turbin dengan menara tilt9up* Turbin lengkap dan t!>er yang dirakit di tanah dan pist!n hidr!lik atau derek yang digunakan untuk meningkatkan menara sekitar engsel* Met!de ini dapat membuat pera>atan yang mudahB seperti turbin dapat yang dapat diturunkan untuk kemudahan perbaikan dan !perasi* 'endirian turbin angin yang besar dapat menyajikan tantangan teknis yang signi=ikan* 1agian menaraB bilah kipasB dan na-elle dapat masing9masing menjadi sangat berat dan besar* Crane yang sangat besar sering dibutuhkan* Turbin juga telah diran-ang dengan menara teles-!ping untuk didirikan dan disambung dengan t!>er se-ara mudah* Menara ini tidak hanya
bertindak sebagai penyangga turbinB tetapi juga sebagai -rane untuk penempatan pun-ak menara*
%**, 'enghubungan jaringan listrik Sambungan turbin9grid terdiri dari k!ndukt!r listrikB trans=!rmerB dan s>it-hgear untuk mengakti=kan sambungan dan pemutusan* Semua peralatan ini harus diperiksa untuk menangani arus yang diharapkan dan k!ndukt!r listrik harus berukuran -ukup besar untuk meminimalisir penurunan tegangan antara turbin dan titik k!neksi ('OC) ke jaringan listrik* 'OC adalah istilah yang umum digunakan untuk menunjukkan grid k!neksi pada batas pr!perti turbin angin pemilik itu* Istilah lain yang sering digunakan adalah titik k!pling umumB 'CC* 'CC merupakan titik terdekat dalam sistem grid di mana pengguna lain yang terhubung ke grid* Setelah turbin terinstal dan grid terhubungB siap untuk di!perasikan* %**6 'eng!perasian turbin Keberhasilan !perasi dari turbin angin membutuhkan sistem in=!rmasi untuk memantau Kinerja turbinB pemahaman tentang =akt!r9=akt!r yang mengurangi kinerja turbin
Bdan
pengetahuan
tentang
langkah9langkah
untuk
memaksimalkan
pr!dukti+itas turbin* Operasi turbin !t!matis membutuhkan sistem penga>asan dalam rangka memberikan !perasi in=!rmasi kepada pemilik turbin dan pers!nil pemeliharaan* 1anyak
turbin dalam windfarm memiliki kemampuan untuk
berk!munikasi dengan rem!te sistem penga>asan melalui sambungan telep!n* Sistem penga>asan
jarak
jauh menerima
data
dari turbin
indi+idu
dan
menampilkannya pada layar k!mputer untuk !perat!r sistem* Data ini dapat digunakan untuk menge+aluasi pr!duksi energy !leh turbin dan ketersediaan ('ersentase >aktu itu turbin angin yang tersedia untuk pr!duksi listrik)* e=isiensi turbin angin dengan desain yang matang biasanya antara $H dan $$H (
al*B "$$$)* 1erkurangnya e=isiensi disebabkan !leh pemeliharaan dan perbaikan yang tidak dilakukan se-ara peri!dikB sistem listrik padamB dan kesalahan sistem k!ntr!l* MisalnyaB ketidakmampuan sistem k!ntr!l untuk mengikuti perubahan angin yang -epatB ketidakseimbangan karena getaran pada pisauB atau suhu k!mp!nen yang tinggi dapat menyebabkan controller untuk menghentikan gerakan turbin* C!ntr!ller biasanya membersihkan k!ndisi kesalahan dan !perasi dilanjutkan* 1ila kesalahan terjadi lagi biasanya menyebabkan -!ntr!ller untuk mengambil turbin !== line sampai teknisi dapat mendeteksi penyebab an!mali pemba-aan sens!r* Ini mengakibatkan penurunan e=isiensi turbin* 'r!dusen turbin angin memberikan kur+a daya merupakan daya !utput turbin sebagai =ungsi dari ke-epatan angin* Sejumlah =akt!r dapat mengurangi e=isensi energi turbin atau kin-ir angin dari yang d iharapkanB berdasarkan kur+a daya yang dipublikasikan dan sumber daya angin di situs* Ini termasuk pengurangan
ketersediaanB
daya
yang
rendah
karena
kurangnya
tindakan
pengendalian dalam menanggapi k!ndisi anginB dan interaksi antara turbin dalam windfarm. 'isau k!t!r telah diamati dapat menurunkan kinerja aer!dinamis sebanyak "&9"6H* Air=!il yang sensiti= terhadap akumulasi k!t!ran memerlukan pembersihan atau penggantian dengan air=!il yang kinerjanya kurang rentan terhadap degradasi !leh akumulasi k!t!ran dan serangga* 2angguan batu es bisa menurunkan kinerja aer!dinamis* 'enangkapan energi juga berkurang ketika angin mengalami perubahan arah* Controller pada beberapa desain turbin mela>an angin mungkin menunggu sampai besarnya kesalahan ya> rata9rata di atas nilai yang telah ditentukan sebelum menyesuaikan !rientasi turbinB sehingga peri!de !perasi pada kesalahan ya> n!n9n!l tinggi* Angin turbulen juga dapat menyebabkan beberapa kesalahan* Sebagai -!nt!hB saat angin berg!lakB kesalahan tiba9tiba dapat menyebabkan sistem untuk shut down dan restart B juga mengurangi e=isiensi energi* Dalam angin ken-angB hembusan dapat menyebabkan turbin ditutup untuk perlindungan* Masalah9masalah ini dapat mengurangi pr!duksi energi sebesar "6H dari pr!yeksi nilai9nilai* Operat!r tidak
hanya
harus
siap
untuk
meminimalkan
masalah
iniB
tetapi
juga
harus
mengantisipasinya dalam pembiayaan dan e+aluasi peren-anaan* %**# 'era>atan dan perbaikan sistem K!mp!nen turbin angin memerlukan pemeliharaan rutin dan inspeksi untuk memastikan bah>a minyak pelumas bersihB segel ber=ungsiB dan k!mp!nen layak ber!perasi* K!ndisi Masalah yang diidenti=ikasi !leh sistem penga>asan mungkin mengharuskan turbin diba>a keluar dari !perasi untuk perbaikan* %** Sistem keamanan Turbin angin yang sudah terpasang harus menyediakan lingkungan kerja yang aman untuk pr!ses !perasi dan pemeliharaan* Turbin juga perlu diran-ang dan di!perasikan dengan -ara bah>a itu tidak bahaya bagi rumah penduduk sekitar* Masalah keamanan men-akup hal9hal seperti perlindungan terhadap k!ntak dengan tegangan listrik tinggiB perlindungan terhadap kerusakan petir untuk pers!nel atau turbinB perlindungan dari e=ek penumpukan es pada turbin atau penumpahan esB penyediaan
menara
peralatan
pendakian
yang
amanB
dan
lampu
untuk
memperingatkan malam >aktu lalu lintas udara setempat keberadaan tmbine angin* 'emeliharaan dan perbaikan dapat dilakukan dengan !n9site pers!nil atau k!ntrakt!r pemeliharaan turbin*
BAB III ANALISIS DAMPAK DAN PEMANAATAN TURBIN ANGIN $.1 P)tens# Pe%an3aatan T!r+#n Ang#n *# In*)nes#a
Ind!nesia mrupakan negara beriklim tr!pis yang dilalau !leh garis khatulisti>aB sehingga pada dasarnya selat9selat di Ind!nesia memiliki p!tensi besar
untuk ditempati kin-ir yang digunakan untuk memutar generat!r pembangkit listrik* Selain angin di selat9selat memiliki energi kinetik yang sangat besarB tetapi juga angin yang berhembus setiap tahunnya juga sangat setabil* al ini membuat listrik yang dihasilkan generat!r menjadi sangat setabilBdan juga masyarakat dapat menikmati listrik tersebut sepanjang tahun* Sebagian daerah Ind!nesia bagian timur memiliki padang rumput yang luas* Tentu saja padang rumput yang luas tersebut juga memiliki angin yang berhembus sangat ken-ang* Daerah9daerah tersebut antara lain 7usa Tenggara dan 'apuaB selain dua daerah tersebut memilik -urah hujan yang rendahB dua daerah tersebut juga selalu dilalui !leh angin yang bertiup dari Australia ke AsiaB ataupun sebaliknya* Curah hujan yang rendahB mengakibatkan laju k!r!si pada alat9alat yang digunakan termasuk kin-ir juga lambat* Sehingga pengeluaran biaya guna pera>atannya pun juga relati= murah* Sebenarnya seluruh daerah di Ind!nesia ini memilki p!tensi untuk mengembangkan tekn!l!gi pembangkit listrik ini* 7amunB p!tensi yang didapatkan tidak sebesar biaya yang dikeluarkan* Oleh sebab ituB perlu adanya tekn!l!gi lain yang harus digunakan untuk men-ukupi kebutuhan pas!kan listrik rumah tanggaB di daerah9daerah lain sepertiB .a>aB SumatraB KalimantanB 1aliB Sula>esiB dan Maluku* Darerah9daerah lain yang bisa berp!tensi untuk mengembangkan tekn!l!gi ini mungkin masih ada banyak lagi* Daerah9daerah tersebut haruslah memiliki syarat9 syarat tertentu* SepertiB memiliki angin yang bertiup sepanjang tahunB jika dipasang pada selat haruslah selat tersebut memiliki arus yang relati= tenangB dan harus jauh dari jalur penerbangan* Angin yang bertiup sepanjang tahunB biasanya terdapat pada daerah9daerah yang dilalui !leh garis khatulisti>a* Karena angin akan selalu bergerak melintasi garis khatulisti>a tersebut sepanjang tahun yang disebabkan !leh e=ek dari r!tasi
bumi* Angin yang dihasilkanpun -ukup memiliki energi p!tensial yang besar karena e=ek dari gerak r!tasi bumi tersebut* Sebagian negara9negara yang menggunakan tekn!l!gi pembangkit listrik tenaga angin memasang kin-ir angin di daerah selatB ataupun daerah9daerah pantai -uram* Cara ini ditempuh karena negara tersebut tidak dilalui !leh garis khatulisti>a* SehinggaB untuk mendapatkan energi kineti angin yang relati= besarB mereka meman=aatkan energi kinetik dari angin laut dan angin darat* 'emilihan l!kasinyapun harus diperhatikanB karena kesalahan letak tempat dapat menyebabkan kurangnya kemampuan dari kin-ir untuk menangkap energi kinetik angin*
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN "
Ian @!!=enderB Wind Power for Dummies(Indiana: @illey 'ublishingB In-B%&&$)B hlm*#* $.2 Ken*ala ang *#a*a'# *ala% 'e%+!atan PLTTA Sebenarnya di Ind!nesia sendiriB sangat sulit untuk menemukan tempat atau l!kasi yang -!-!k untuk membangun kin-ir angin* Ind!nesia banyak memiliki pulau9 pulau yang memiliki pesisir yang dapat menjadi sumber anginB tetapi pulau9pulau tersebut hanya memiliki jumlah penduduk yang sedikit* Kebutuhan energi terbesar terdapat di 'ulau .a>a* 1ila kita membuat pembangkit listrik tenaga turbin anginB
diperlukan biaya
in=rastruktur
yang -ukup
besar* Oleh karena ituB perlu
dipertimbangkan keseimbangan antara man=aat pembuatan turbin dengan k!ndisi yang ada* 1ila kita membangun turbin angin di 'ulau .a>aB tentu ini akan sangat berman=aat karena 'ulau .a>a merupakan pusat industri yang ada di Ind!nesia* Selain pemilihan tempat yang strategisB kendala lainnya adalah rata9rata ke-epatan angin di Ind!nesia hanya sekitar lima meter per sek!n* Sedangkan dalam penggunaannyaB perlu ke-epatan angin kira9kira meter per sek!n* al ini menjadi kendala yang sangat besar karena tidak mungkin kita memasang kin-ir penangkap angin pada daerah yang tidak membantunya ber=ungsi atau tidak dapat memutar turbin untuk bekerja* al lain yang dapat menjadi kendala adalah kurangnya sumber daya manusia* Teknisi dalam peng!perasian yang kurangB dapat menghambat kinerja dari tekn!l!gi ini "* Kekurangan yang sangat men-!l!k dapat terlihat pada teknisi pada kin-ir itu sendiriB padahal bagian kin-ir ini adalah bagian yang sangat +ital* Dimana seluruh pr!ses dari pembangkit listrik tenaga angin bera>al dari kerja kin-ir* Kekurangan teknisi pada teknisi kin-ir disebabkan ilmu aerodinamis yang masih sangat a>am bagi masyarakat* Di Ind!nesia baru satu perguruan tinggi yang memiliki jurusan aeronotic and aeronospace engineering, yaitu Institut Tekn!l!gi 1andung* 7amu lulusan jurusan tersebut juga masih enggan untuk mengembangkan tekn!l!gi ini* 1ukan karena tidak bisa atau tidak berminatB tetapi karena memperhitungkan k!e=isien yang sangat ke-il apabila tekn!l!gi ini diterapkan di Ind!nesia* Selain kendala9kendala diatasB kendala lain yang mampu menghalani "
Dan ChirasB ini et al*B Windburung* Power Basic( : riesen-reB%&"&)B hlm*#* tekn!l!gi adalah 1urungCanada pada setiap >aktu tertentu akan terbang untuk men-ari makanB tidak sedikit dari burung tersebut tersangkut !leh kin-ir angin ataupun masuk ke generat!r* Sehingga akan terjadi kendala n!n9tekis yang bisa menghentikan laju pr!duksi listrik pembngkit listrik tenaga angin ini*
Ian @!!=ender pernah ber-eritaB GI remember T!m 2ray != the Ameri-an @ind 8nergy Ass!-iati!n (A@8A)saying that its easy t! -!mpare >ind =arms un=a+!rably t! n!thingB be-ause n!thing has n! impa-t* This is -ertainly true != the issue != birds and >ind turbines*/ (Ian @!!=enderB%&&$:%%) Menurut -erita IanB T!m 2ray menggerutuB bah>a bahaya utama dalam tekn!l!gi ini bukan berasal dari hal9 hal teknisB melainkan berasal dari burung dan angin itu sendiri /*
$.$ Da%'ak *# B#*ang Ek)n)%#
Memang pada dasarnya
dampak p!siti= paling mend!minasi dalam
penggunaan angin sebagai sumber litrik* Tapi dalam masyarakat juga terjadi pr!k!ntra yang membuat tekn!l!gi ini perlu diaplikasikan atau tidak* Salah satu dari alasan tersebut karena dari dampak ek!n!mi yang ditimbulkan* Memang benar bah>a tekn!l!gi ini sangat praktisB namun dari yang kita tahuB k!e=isien dari penggunaan angin sebagai penggerak turbin sangat ke-il* Degan biaya
yang sagat besarB jumlah daya yang dihasilkan juga sangat ke-il* Ini dikrenakanenergi angin yang menggerakkan kin-ir menjdi berkurang karena sebagian besar energi kinetik angin diubah menjadi energi kal!r !leh gaya gesek angin dengan kin-irnya* anya sekitar ,& H energi kinetik angin yang berubah menjadi listrikB lalu kemana energi tersebut pergi pertanyaan ini dija>ab !leh ilmuan asal Inggris ugh 'igg!ttB energi tersebut kebanyakan berubah menjadi energi kal!r* Sebagian lagi dikarenakan e=isiensi dari generat!r yang digunakan* Selain dikarenakan tingkat k!e=isien yang lebih ke-il dibandingkan dengan menggunakan sumber energi yang lainB tingkat kesulitan untuk per>atan alat9alat yang dipergunakannyapun sangat tinggi* Tingkat pengetahuan masarakat -ara pera>atan yang benar sangat minimB dikarenakan tekn!l!gi ini belum terlalu dikenal masyarakat Ind!nesia* Dampak dari minimnya pengetahuan masyarakat ini menyebabkan biaya pera>atan yang seharusnya bisa minimB namun pada akhirnya menjadi sangat besar* Selain harga alat9alat yang dipergunakan juga sangat mahal* Alt9alat yang dipergnakanpun -epat rusak karena kesalahn penggunaan* @alaupun
dampak
negati=
yang
sangat
besarB
dapak
p!siti=
yang
ditimbulkannya bagi lingkungan juga sangat dirasakanB ini di karenakan tekn!l!gi ini tidak menimbulkan pen-emaran lingkungan* Selain itu penggunan tekn!l!gi ini juga mengurangi penggunaan bahan bakar =!sil yang -enderung harganya yang lebih mahal* Dengan mengurangi tingkat p!lusi air dan udara juga diharapkan dapat mengurangi biaya untuk per>atan dan rehabilitasi lingkungan yang ter-emar* 'ada dasarnya penerapan tekn!l!gi ini juga mampu mengurangi beban pajak bagi masyarakat* 'ajak yang seiring >aktu besarnya terus menggelembungB dapat ditekan dengan penggunaan tekn!l!gi ini* Tingkat pen-emaran yang dapat dikurangi
jug mampu mengurangi biaya pera>atan kesehatan masyarakatB masyarakat akan terhndar dari bahaya penyakit yang disebabkan !leh pen-emaran air dan udara*
$.& Da%'ak *# +#*ang l#ngk!ngan
Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin se-ara prinsipnya adalah disebabkan karena si=atnya yang terbarukan* al ini berarti ekspl!itasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar =!sil* Oleh karenanya tenaga angin dapat berk!ntribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan* Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkunganB dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau p!lusi yang berarti ke lingkungan* 'enetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan pr!ses yang paling lama untuk pengembangan pr!yek energi angin* al ini dapat memakan >aktu hingga , tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak lingkungan yang luas* 8misi karb!n ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diper!leh dari pr!ses manu=aktur k!mp!nen serta pr!ses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga angin* 7amun dalam !perasinya membangkitkan listrikB se-ara praktis pembangkit listrik tenaga angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti* .ika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan batubaraB emisi karb!n di!ksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya seperseratusnya saja* Disamping karb!n di!ksidaB pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan sul=ur di!ksidaB nitr!gen !ksidaB p!lutan atm!s=ir yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas* 7amun begituB pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkunganB terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin
sebagai pembangkit listrikB diantaranya adalah dampak +isual B derau suaraB beberapa masalah ek!l!giB dan keindahan* Dampak +isual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik* 'enggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan* 'enempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi pers!alan tersendiri bagi penduduk setempat* Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit anginB penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman* al ini yang membuat pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas* 1eberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat* 'enggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya -ahaya matahari yang masuk ke rumah9rumah penduduk* 'erputaran sudu9sudu menyebabkan -ahaya matahari yang berkelap9kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat* 8=ek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau =rekuensi rendah* 'utaran dari sudu9sudu turbin angin dengan =rekuensi k!nstan lebih mengganggu daripada suara angin pada ranting p!h!n* Selain derau dari sudu9sudu turbinB penggunaan gearbox serta generat!r dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik* Derau mekanik yang terjadi disebabkan !leh !perasi mekanis elemen9elemen yang berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik tenaga angin* Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan inter=erensi elektr!magnetikB mengganggu penerimaan sinyal tele+isi atau transmisi gel!mbang mikr! untuk perk!munikasian* 'enentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin* Derau aer!dinamis merupakan =ungsi dari
banyak =akt!r seperti desain suduB ke-epatan perputaranB ke-epatan anginB turbulensi aliran masuk* Derau aer!dinamis merupakan masalah lingkunganB !leh karena itu ke-epatan perputaran r!t!r perlu dibatasi di ba>ah &m?s* 1eberapa ilmu>an berpendapat bah>a penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim l!kal maupun gl!bal karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atm!s=ir* 'engaruh ek!l!gi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap p!pulasi burung dan kelela>ar* 1urung dan kelela>ar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang mele>ati sudu9sudu yang sedang berputar* 7amun dampak ini masih lebih ke-il jika dibandingkan dengan kematian burung9burung akibat kendaraanB saluran transmisi listrik dan akti+itas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar =!sil* Dalam beberapa studi yang telah dilakukanB adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi p!pulasi burung dan kelela>ar* 'embangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut* 3adang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dan kapal9kapal yang berlayar* K!nstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu permukaan dasar laut* al lain yang terjadi dengan k!nstruksi di lepas pantai adalah terganggunya kehidupan ba>ah laut* 8=ek negati=nya dapat terjadi seperti di IrlandiaB dimana terjadinya p!lusi yang bertanggung ja>ab atas berkurangnya st!k ikan di daerah pemasangan turbin angin* Studi baru9baru ini menemukan bah>a ladang pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai menambah & ""& d1 kepada n!ise =rekuensi rendah yang dapat mengganggu k!munikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predat!r laut* 7amun begituB ladang angin lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat pertumbuhan bibit9bibit ikan yang baru* Karena meman-ing dan berlayar di daerah sekitar ladang
angin dilarangB maka spesies ikan dapat terjaga akibat adanya peman-ingan berlebih di laut* Dalam !perasinyaB pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan ke-elakaan* Kegagalan !perasi sudu9sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah menyebabkan beberapa ke-alakaan dan kematian* Kematian juga terjadi kepada beberapa penerjun dan pesa>at terbang ke- il yang mele>ati turbin angin* 0eruntuhan puing9puing berat yang dapat terjadi merupakan bahaya yang perlu di>aspadaiB terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya* Kebakaran pada turbin angin dapat terjadi dan akan sangat sulit untuk dipadamkan akibat tingginya p!sisi api sehingga dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis* al ini dapat menyebarkan asap bera-un dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar habis ratusan acre lahan pertanian* al ini pernah terjadi pada Taman 7asi!nal Australia dimana && km% tanah terbakar* Keb!-!ran minyak pelumas juga dapat teradi dan dapat menyebabkan terjadinya p!lusi daerah setempatB dalam beberapa kasus dapat mengk!ntaminasi air minum* Meskipun
dampak9dampak
lingkungan
ini
menjadi
an-aman
dalam
pembangunan pembangkit listrik tenaga anginB namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi =!silB dampaknya masih jauh lebih ke-il* Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang * 'enggunaan in!+asi dalam tekn!l!giB bagaimanapun selalu memun-ulkan permasalahan baru yang memerlukan peme-ahan dengan terkn!l!gi baru lagi* Oleh karena itu kita sebagai !rang9!rang yang bergerak di bidang s-ien-e dan tekn!l!gi haruslah dapat terus mengembangkan tekn!l!gi yang lebih ramah lingkungan yang memiliki e=ek negati= seke-il mungkin*
BAB I4 SIMPULAN DAN SARAN &.1 S#%'!lan
Ind!nesia merupakan 7egara yang kaya akan p!tensi sumber daya alamnya* Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alamB 'embangkit 3istrik
Tenaga Angin mengk!n+ersikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kin-ir angin* Cara kerjanya -ukup sederhanaB energi angin yang memutar turbin anginB diteruskan untuk memutar r!t!r pada generat!r dibagian belakang turbin anginB sehingga akan menghasilkan energi listrik* 8nergi 3istrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapa t diman=aatkan* 'eman=aatan energi angin sebenarnya bukan barang baru bagi umat manusia* Semenjak %&&& tahun lalu tekn!l!gi peman=aatan sumber daya angin dan air sudah dikenal manusia dalam bentuk kin-ir angin (>ind mills)* Selain ramah lingkunganB sumber energi ini juga selalu tersedia setiap >aktu dan memiliki masa depan bisnis yang menguntungkan* Kini sebagian besar negara maju di 8r!pa dan Amerika Serikat telah meman=aatkan sumber energi ini* 'ada masa a>al perkembangannyaB tekn!l!gi energi angin lebih banyak diman=aatkan sebagai sulih tenaga manusia dalam bidang pertanian dan manu=akturB maka kini dengan tekn!l!gi dan bahan yang baruB manusia membuat turbin angin untuk membangkitkan energi listrik yang bersihB baik untuk peneranganB sumber panas atau tenaga pembangkit untuk alat9alat rumah tangga* Menurut data dari Ameri-an @ind 8nergy Ass!-iati!n (A@8A)B hingga saat ini telah ada sekitar %&*&&& turbin angin diseluruh dunia yang diman=aatkan untuk menghasilkan listrik* Kebanyakan turbin sema-am itu di!perasikan di lahan khusus yang disebut Gladang angin/ (>ind =arm)* Di negara9negara 8r!paB peman=aatan sumber energi yang dapat diperbaharui diperkirakan bakal men-apai H dari permintaan energi di tahun %&&6* 8nergi angin menjadi salah satu alternati= yang banyak dipilih dan sekaligus ber=ungsi mengurangi emisi gas karb!ndi!ksida (CO%) yang dihasilkan !leh perangkat sumber energi sebelumnya* Tujuh tahun belakangan iniB kapasitas energi angin terpasang di 8r!pa mel!njak hingga ,&H per tahun dan saat ini kapasitas tersebut dapat memenuhi kebutuhan listrik lebih dari 6 juta kepala keluarga* Industri energi tenaga angin diperkirakan bakal memiliki kapasitas ,&*&&& M@ (mega @att) yang dapat
men-ukupi kebutuhan listrik untuk 6& juta kepala keluarga pada tahun %&"&* 8nergi angin adalah energi yang relati= bersih dan ramah lingkungan karena tidak menghasilkan karb!n di!ksida (CO%) atau gas9gas lain yang berperan dalam pemanasan gl!balB sulphur di!ksida dan nitr!gen !ksida (jenis gas yang menyebabkan hujan asam)* 8nergi ini pun tidak menghasilkan limbah yang berbahaya bagi lingkungan ataupun manusia* Meski demikianB harap diingat bah>a seke-il apapun semua bentuk pr!duksi energi selalu memiliki akibat bagi lingkungan* anya saja e=ek turbin angin sangat rendahB bersi=at l!kal dan mudah dikel!la* Di samping itu turbin atau kin-ir angin memiliki pes!na tersendiri dan menjadi atraksi >isata yang menarikB seperti misalnya saja kin-ir9kin-ir angin di negeri 1elanda* Oleh karena ituB Ind!nesia memiliki p!tensi yang luar biasa untuk mengembangkan tekn!l!gi turbin angin ini* 1iaya memang -ukup besar dalam pr!ses instalasinyaB tetapi peman=aatan energi selain sebagai energi alternati+e juga dapat mebuka lapangan kerja baru bagi para insinyur di Ind!nesia* Selain membuat in+estasi di bidang lingkunganB kita juga membangun in+estasi di bidang ek!n!mi* Tidak ada salahnya kita men-!ba untuk mengembangkan turbin angin ini di Ind!nesia* .ika negara yang kurang memiliki sumber daya alam saja mampu meman=aatkan tekn!l!gi iniB maka kita harus bisa untuk meman=aatkan p!tensi energy angin yang ada di Ind!nesia semaksimal mungkin* Dengan demikianB ketergantungan akan bahan bakar =!sil menjadi berkurang dan dapak negati+e pemakain bahan bakar =!sil dapat ditekan se-ara perlahan* Marilah kita berusaha dan terus men-ari in!+asi dalam pembangunan pembangkit listrik turbin angin di Ind!nesia*
&.2 Saran
Menurut kamiB pemerintah harus mendukung pengembangan tekn!l!gi turbin angin di Ind!nesia* Apabila mereka mengatakan bah>a rata9rata ke-epatan angin di
Ind!nesia masih kurang untuk menghasilkan energi yang besarB tentu hal ini bisa di-ari s!lusinya* C!nt!hnya negara .epangB .epang telah menemukan s!lusi bila ke-epatan angin di negara mereka relati= tidak k!nstan dan ke-ilB mereka membuat turbin angin dengan desain bilah yang ringan* Dengan desain bilah yang ringan tersebutB angin yang ke-il mampu memutar turbin angin yang mereka bangun* Oleh karena ituB Ind!nesia harus mampu men-!nt!h in!+asi tersebut* 'emerintah harus mendukung penelitian di bidang energi lebih baik lagi karena penelitian di bidang energi merupakan in+estasi yang sangat berharga di masa depan* Tidak selamanya bahan bakar =!sil itu adaB sebaliknya sumber daya terbarukan seperti angin akan selalu ada* 1ila kita membandingkan dana yang keluar untuk pembangunan pembangkit listrik turbin angin dengan man=aat yang kita per!leh kelakB tentu kita akan lebih memilih pengembangan tekn!l!gi turbin angin* 8nergi angin sebagai energi ramah lingkungan tidak hanya member dampak p!siti= di bidang lingkungan sajaB tetapi memberi dampak p!sti= di bidang ek!n!mi* Selain menghemat
pengeluaran
pemerintah terhadap bahan
bakar
minyakB
pengembangan tekn!l!gi turbin angin mampu mebuka lapangan kerja bagi para insinyur dan lulusan pendidikan lain* .ika memang lebbih banyak dampak p!siti= yang diper!lehB mengapa tidak kita -!ba*
DATAR PUSTAKA
SathayajithB Mathe>*%&""* d!ances in Wind "nergy Con!ersion #echnology. 7e> !rk : springer* Stank!+i-B Sinisa*%&&$*$rban Wind "nergy*3!nd!n : 8arths-an ChirasB Dan*%&"&*Wind Power Basic- %reen "nergy %uide*Canada: riesens @!!=endenB Ian*%&&$*Wind Power for Dummies.Canada: @iley
7els!nB !rk : Tayl!rPran-is 2r!up
'enulis dilahirkan di 1!y!lali pada " .uni "$$, sebagai anak pertama dari tiga bersaudara* Selama enam tahunB bersek!lah di SD 7 " Sambi* Setelah lulus sek!lah dasar pada tahun %&&#B kemudian melanjutkan ke SM' 7 " 1anyud!n!* 'ada tahun %&&$B 'enulis lulus dari jenjang SM' dan diterima di SMA 7 " 1!y!lali* Setelah menjalani studi selama tiga tahunB penulis lulus SMA pada tahun %&"% dan pada
tahun yang sama melanjutkan studi di Institut Tekn!l!gi 1andung dan masih ter-atat sebagai mahasis>a di akultas Teknik Mesin Dirgantara hingga saat ini*
I7D8KS A 1 C D 8 2 I . K 3 M
7 O ' Q 0 S T U < @ R
3AM'I0A7
