LAPORAN ENERGI TERBARUKAN ANALISA POTENSI ANGIN DI TALISE (PENGARAMAN)
“
”
DISUSUN OLEH :
IKADEK DARMAYASE
F 331 10 018
MARDHIANSYAH H. A
F 331 10 031
WAWAN AL JUFRI HASAN
F 331 10 032
AHMAD NUR AMIR
F 331 10 047
KUSUMA ANGGA PUTRA
F 331 10 049
FATHUL MUBIN
F 331 10 055
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TADULAKO 2012 / 2013
KATA PENGANTAR
Atas berkat rahmat Allah SWT kami selaku penulis mengucap syukur, karena atas limpahan rahmat dan hidayahnya penyusun dapat menyelesaikan penulisan laporan energi angin ini tepat pada waktunya. Kami sadar bahwa dalam penulisan laporan ini banyak terdapat kekurangan, oleh sebab itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat dibutuhkan dalam pengembangan laporan ini kedepannya.
Palu, November 2012
Penyusun
BAB I PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Pemanfaatan energi terbarukan yang saat ini masih belum dilirik oleh masyarakat maupun pemerintah sebagai sumber energi. Padahal apabila sumber energi terbarukan ini dimanfaatkan akan memberikan banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Salah satu contoh energi terbarukan tersebut adalah angin yang apabila dimanfaatkan secara maksimal mampu mengurangi pemakaian bahan bakar minyak, yang secara tidak langsung hal ini membantu mengurangi polusi akibat dari sisa hasil pembakaran bahan bakar minyak tersebut. Kebutuhan energi di Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya
terus
meningkat
karena
pertambahan
penduduk,
pertumbuhan ekonomi dan pola konsumsi energi itu sendiri yang senantiasa meningkat. Sedangkan energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi utama, ketersediaannya sangat terbatas dan terus mengalami deplesi (depletion : kehabisan, menipis). Proses alam memerlukan waktu yang sangat lama untuk dapat kembali menyediakan energi fosil ini.
Gambar 1. Presentase pemanfaatan energi di Indonesia dan dunia.
Upaya-upaya pencarian sumber energi alternatif selain fosil menyemangati para peneliti di berbagai negara untuk mencari energi lain yang kita kenal sekarang dengan istilah energi terbarukan. Energi terbarukan dapat didefinisikan sebagai energi yang secara cepat dapat diproduksi kembali melalui proses alam. Energi terbarukan meliputi energi air, panas bumi, matahari, angin, biogas, bio mass serta gelombang laut. Beberapa kelebihan energi terbarukan antara lain: Sumbernya relatif mudah didapat; dapat diperoleh dengan gratis; minim limbah, tidak mempengaruhi suhu bumi secara global, dan tidak terpengaruh oleh kenaikkan harga bahan bakar (Jarass, 1980).
1.2
TUJUAN
Adapun tujuan dari penulisanlaporan ini adalah :
Mengetahui potensi yang dapat di bangkitkan oleh angin di lokasi pengamatan,
Jenis
kincir
angin
yang
cocok
untuk
daerah
pengamatan,
Dan nilai estetika pembangunan kincir tersebut pada daerah sekitar.
BAB II ANALISA DAN PEMBAHASAN
2.1
LANDASAN TEORI
Energi
angin
adalah
Energi
dengan
memanfaatkan
kecepatan angin. Angin adalah sumber energi yang ramah lingkungan dan tak akan pernah habis ( renewable energy ) atau sumber energi terbarukan. Kita telah memanfaatkan energi angin selama ratusan tahun. Dari old Holland sampai tanah pertanian Amerika Serikat, Kincir angin (windmill) sudah digunakan untuk memompa air atau menggiling gandum. Saat ini peralatan modern yang setara dengan kincir angin - atau turbin angin (wind turbine) dapat memanfaatkan energi angin untuk membangkitkan listrik. Pemanfaatan angin sebagai salah satu sumber energi di Indonesia untuk masa mendatang perlu segera direalisasikan. Hal ini penting karena penggunaan sumber energi fosil, seperti minyak bumi dan batubara yang banyak mengemisikan gas buangan yang beracun dan menimbulkan efek rumah kaca dapat dikurangi tahap demi tahap. Kebanyakan tenaga angin modern dihasilkan dalam bentuk listrik dengan mengubah rotasi dari pisau turbin menjadi arus listrik dengan menggunakan generator listrik. Pada kincir angin energi angin
digunakan
untuk
memutar
peralatan
mekanik
untuk
melakukan kerja fisik, seperti menggiling "grain" atau memompa air.
2.2
ANALISA POTENSI ANGIN
Secara umum potensi angin di daerah penggaraman Talise memiliki potensi yang memadai serta pada lokasi tersebut berupa
tanah lapang yang luas sehingga tidak ada yang mempengaruhi tiupan angin yang dapat memicu terjadinya turbulensi aliran.
a. Analisa Lokasi Turbin Angin Lokasi turbin angin di pilih berada pada 100 m dari tepi laut. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengurangi kontak langsung dengan air laut sehingga potensi korosi dapat di minimalisirkan. Berikut lokasi turbin angin.
Lokasi turbin angin
Gambar 1. Lokasi Turbin Angin
b. Pemilihan Jenis Turbin 1.Turbin angin sumbu horizontal (TASH)
Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling-baling angin (baling-baling
cuaca)
yang
sederhana,
sedangkan
turbin
berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar. Karena sebuah
menara
menghasilkan
turbulensi
di
belakangnya,
turbin
biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan. Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind (melawan arah angin). Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind (menurut jurusan angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang, bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah-bilah itu.
Gambar 2. Turbin angin sumbu horizontal Kelebihan Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH): 1. Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah angin) antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfir bumi. Di sejumlah lokasi
geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%. Kelemahan Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH): 1. Menara yang tinggi serta bilah yang panjang sulit diangkut dan juga memerlukan biaya besar untuk pemasangannya, bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin angin. 2. TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil. 3. Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox , dan generator. 4. TASH yang tinggi bisa memengaruhi radar airport. 5. Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan landskape . 6. Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi. 2.Turbin angin sumbu vertikal (TASV)
Turbin angin sumbu vertikal/tegak (atau TASV) memiliki poros/sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempattempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah. Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan
di
dekat
tanah,
jadi
menara
tidak
perlu
menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut. Drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.
Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal.
Gambar 3. Varian turbin angin sumbu vertikal Kelebihan Turbin Angin Sumbu Vertikal(TASV): a. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar. b. Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah. c. TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan
keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi. d. Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH. e. TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10 km/jam (6 m.p.h.) f. TASV biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan
putaran
dari
ujung
sebuah
bilah
dengan
laju
sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang. g. TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun. h. TASV
yang
ditempatkan
di
dekat
tanah
bisa
mengambil
keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit). i. TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah. j. Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung. kekurangan Turbin Angin Sumbu Vertikal(TASV): a. Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar. b. TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi. c. Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
d. Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.
Berdasarkan berbagai pertimbangan maka kami memutuskan untuk menggunakan Tipe turbin angin poros vertikal mengingat poros tipe ini paling mudah mengkonversi energi yang dihasilkan menjadi energi gerak yang selanjutnya di ubah menjadi energi listrik.
BAB III METODELOGI DAN PERHITUNGAN
3.1
METODE PENGAMATAN Pengamatan dilakukan pada tanggal 24 November 2012 pada pukul 13.30 sampai 15.00 bertempat di lokasi penggaraman Talise. Pengukuran dilakukan menggunakan Flow Watch dengan selang waktu 5 menit. Berikut data hasil pengamatan :
No
Waktu
T (oC)
v (m/s)
1
13.30
32
3,6
2
13.35
31
3,8
3
13.40
29
4,4
4
13.45
28
5,7
5
13.50
28
5,8
6
13.55
28
4,7
7
14.00
28
7,1
8
14.05
31
6,2
9
14.10
29
5,8
10
14.15
31
4,7
11
14.20
30
5,1
12
14.25
31
4,7
13
14.30
29
3,2
14
14.35
29
1,8
15
14.40
30
2,0
16
14.45
29
4,4
17
14.50
30
2,4
18
14.55
30
2,5
19
15.00
30
3,2
29,6
4,3
Rata-rata
Data dokumentasi pengamatan
Gambar 4. Proses pengamatan dilokasi
