DAFTAR ISI
Halaman Judul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Kata Pengantar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Daftar Isi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.2 Tujuan Pembahasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.3 Permasalahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.4 Metode Pengolahan Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.5 Sistematika Pembahasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
BAB II Isi
2.1 Sejarah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.2 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Perumusan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Aplikasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.1 Konsep Pemanfaatan Energi Angin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.2 Sistem Instalasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
2.3.3 Jenis – Jenis Turbin Angin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.3.4 Macam – Macam Model Turbin Angin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4 Manfaat & Issue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
BAB III Penutup
3.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Refrensi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin hari, semakin tidak terjadinya sinkronisasi antara peningkatan kebutuhan manusia terkait dengan pemenuhan konsumsi energy tak terbarukan dengan kondisi alam yang semakin terkikis keberadaaanya. Kebutuhan manusia akan energy fosil, misalnya, kian hari kian bertambah volumenya padahal hal ini tidak dapat diimbangi dengan pembaharuan energy fosil dalam kurun waktu yang cepat. Mengetahui kondisi tersebut, maka sesegera mungkin harus terjadi peralihan konsumsi sumber energy. Dari jenis energy yang tak terbarukan beralih menjadi pemanfaatan sumber energy yang terbarukan. Terdapat banyak jenis energy terbarukan yang dapat dimanfaatkan oleh manusia antara lain yang berasal dari; biomassa, panas bumi (geothermal), cahaya surya, ataupun angin. Masing – masing sumber energi terbarukan tersebut memiliki tingkat keefisienan yang berbeda – beda. Lebih lanjut, akan dipilih tema mengenai potensi Pembangkit Listrik Tenaga Angin sebagai topik pembahasan dalam makalah ini.
Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. Angin merupakan salah satu bentuk energi yang tersedia secara melimpah di alam. Keberadaannya yang tidak terbatas membuatnya dapat dimanfaatkan dalam skala besar dan terus – menerus. Angin juga merupakan salah satu jenis sumber energy yang dalam proses konversi ke energy listrik memiliki dampak negative jauh lebih kecil dibandingkan dengan pemakaian energy fosil. Dampak yang terjadi dari aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini tidak terlalu berpengaruh besar terhadap eksistensi lingkungan dan manusianya sendiri bila dibandingkan dengan manfaat dan keuntungan yang diperoleh.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin sudah banyak memberikan keuntungan besar bagi pihak yang mengaplikasikannya. Seperti perusahaan ScottishPower Renewables asal Skotlandia yang berupaya untuk terus menerus meningkatkan kualitas produk turbin angin mereka. Peningkatan ini berupa penambahan 75 turbin angin pada 2012. Nantinya total turbin yang dimiliki akan berjumlah 215 buah. Saat ini 140 turbin yang sudah ada di selatan Glasgow mampu menghasilkan listrik untuk 180 ribu rumah. Melalui penambahan turbin angin ini akan meningkatkan kapasitas listrik dari 322 MW menjadi 539 MW dan cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik 300 ribu rumah. Sudah pasti peningkatan kualitas dan kuantitas produk mereka terjadi seiring dengan demand yang meningkat pula. Dengan demikian pada makalah ini, akan dibahas mengenai potensi dari Pembangkit Listrik Tenaga Angin dan hal – hal terkait topik ini.
1.2 Tujuan Pembahasan
Pembahasan dan penyusunan makalah mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini, bertujuan untuk;
1. Sebagai suatu bentuk rangkuman informasi terkait dengan konversi angin menjadi energi listrik.
2. Sebagai bentuk tanggung jawab kami terhadap tugas yang telah diberikan.
1.3 Permasalahan
Dalam makalah ini, topik yang akan diangkat sebagai permasalahan adalah mengenai hal – hal terkait aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Hal yang dimaksud seerti mencakup; struktur dan komponen perakitan turbin angin, manfaat dan efek negative dari pemasangan turbin angin, dan percobaan pembuatan replika turbin angin secara sederhana.
1.4 Metode Pengolahan Data
Untuk membantu menganalisa permasalahan di atas, penyusun melakukan beberapa tahap pengolahan data sebagai pendekatan dalam penyusunan makalah ini, yaitu sebagai berikut:
1. Melakukan pencarian data dengan bantuan literature buku dan media cetak lainnya.
2. Melakukan surfing & browsing di beberapa website yang mendukung pembahasan topik mengenai struktur dan komponen perakitan turbin angin.
3. Mengadakan diskusi antar anggota dan antar kelompok secara informal mengenai pembahasan makalah terkait dengan tema yang diberikan.
1.5 Sistematika Pembahasan
Makalah yang mengambil topik mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini, akan terbagi dalam tiga bab pokok yang nantinya akan memudahkan pembaca untuk pemahaman lebih lanjut secara sistematis. Ketiga bab tersebut akan diperinci sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab pertama ini akan dibahas mengenai latar belakang dari dilakukannya pembahasan terhadap topik mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Kemudian dibahas pula mengenai tujuan dilakukannya penyusunan terhadap makalah dengan topik terkait dan pembahasan mengenai materi permasalahan yang diambil. Serta penambahan sub bab seperti metode pengambilan data dan sistematika pembahasan.
BAB II : PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
Kemudian pada bab kedua akan mulai dilakukakn pembahasan mengenai topik tekait konversi angin menjadi energi listrik ini. Materi pembahasan akan mengacu pada pokok permasalahan yang diambil. Hal ini dilakukan agar penjelasan topik tidak terlalu meluas.
BAB III : PENUTUP
Sebagai bab terakhir dalam makalah ini, penyusun akan menarik kesimpulan dari penyusunan data mengenai hal – hal terkait Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.
.
BAB II
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
2.1 Sejarah
Sejak zaman dahulu, orang telah memanfaatkan energi angin. Lebih dari 5.000 tahun yang lalu, orang Mesir kuno menggunakan angin untuk berlayar kapal di Sungai Nil. Kemudian, orang-orang membangun kincir angin untuk menggiling gandum dan biji-bijian lainnya. Naskah tertua tentang kincir angin terdapat dalam tulisan Arab dari abad ke-9 Masehi yang menjelaskan bahwa kincir angin yang dioperasikan di perbatasan Iran dan Afganistan sudah ada sejak beberapa abad sebelumnya, kadang disebut Persian windmill. Kincir angin dikenal paling awal adalah di Persia (Iran). Awal kincir angin ini tampak seperti roda dayung besar. Berabad-abad kemudian, orang-orang Belanda meningkatkan desain dasar kincir angin mereka. Masyarakat Belanda memberikannya pisau baling-baling-jenis, yang masih dibuat dengan layar. Kualitas kreatifitas masyarakat Belanda akan aplikasi kincir angin, membuat Belanda menjadi terkenal dengan kincir anginnya. Sedangkan koloni Amerika menggunakan kincir angin untuk menggiling gandum dan jagung, untuk memompa air, dan memotong kayu di penggergajian. Pada akhir tahun 1920-an, Amerika menggunakan kincir angin kecil untuk menghasilkan listrik di daerah pedesaan yang hidup tanpa layanan listrik. Ketika kabel listrik mulai digunakan untuk transportasi listrik di daerah pedesaan di tahun 1930-an, kincir angin local menjadi semakin jarang digunakan. Meskipun demikian, kincir angin tersebut masih dapat dilihat pada beberapa peternakan di daerah barat.
Gambar 2.1a Aplikasi Kincir Angin di Amerika Serikat Sebelum PD I.
(Sumber: http://duniaengineering.blogdetik.com)
Kekurangan minyak pada 1970-an mengubah gambaran mengenai energi untuk negara dan dunia. Ini menciptakan suatu kepentingan sumber energi alternative baru, membuka jalan bagi masuknya kembali kincir angin untuk menghasilkan listrik. Pada awal 1980-an energi angin menjadi sangat luar biasa di California, sebagian besar karena kebijakan negara yang mendorong sumber energi terbarukan. Dukungan untuk pembangunan angin telah menyebar ke negara lain, tapi pada saat itu California masih dapat memproduksi sebanyak lebih dari dua kali energi angin apapun di negara lain.
Gambar 2.1b Taman angin lepas pantai pertama di Amerika Serikat direncanakan
untuk daerah lepas pantai Cape Cod, Massachusetts.
(Sumber:http://duniaengineering.blogdetik.com)
Kincir angin jenis Persian windmill juga digunakan di Cina untuk menguapkan air laut dalam memproduksi garam. Terahir masih digunakan di Crimea, Eropa dan Amerika Serikat. Selanjutnya sejarah berkembang menjadi manipulasi fungsi. Kincir angin yang pertama kali digunakan untuk membangkitkan listrik, dibangun oleh P. La Cour dari Denmark diakhir abad ke-19. Setelah perang dunia I, kincir angin diterapkan pada layar dengan penampang melintang menyerupai sudut propeler pesawat yang pada masa ini disebut type propeler atau turbin. Eksperimen kincir angin sudut kembar dilakukan di Amerika Serikat tahun 1940, berukuran sangat besar. Mesin raksasa ini disebut mesin Smith-Putman, karena salah satu perancangnya bernama oleh Palmer Putman. Kapasitasnya 1,25 MW yang dibuat oleh Morgen Smith Company dari York Pensylvania. Diameter propelernya 175 ft (55m) beratnya 16 ton dan menaranya setinggi 100 ft (34m). Tapi dikemudian hari salah satu batang propelernya patah pada tahun 1945.
Gambar 2.1c Pertumbuhan Teknologi Kincir Angin Periode Tahun 1980 – 2008
2.2 Struktur
Turbin angin adalah suatu kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Sistem kerjanya adalah mengkonversikan tenaga angin menjadi tenaga listrik. Berikut dibawah ini akan dijelaskan mengenai bagian – bagian penyusun dari turbin angin :
Gambar 2.2a Turbin Angin
1. Anemometer: Mengukur kecepatan angin dan mengirim data angin ke Alat Pengontrol.
2. Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Angin yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
3. Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis dengan bantuan tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.
4. Controller (Alat Pengontrol): Alat Pengontrol ini men-start turbin pada kecepatan angin kira-kira 12-25 km/jam, dan kemudian mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas 90 km/jam. Hal ini dikarenakan tiupan angin yang terlalu kencang dapat merusakkannya.
5. Gear box (Roda Gigi): Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi sekitar 1000-1800 rpm. Ini merupakan tingkat putaran standar yang disyaratkan untuk memutar generator listrik.
6. Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang disebut alternator arus bolak-balik.
7. High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi): Berfungsi untuk menggerakkan generator.
8. Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60 rpm.
9. Nacelle (Rumah Mesin): Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi gearbox, poros putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat pengereman.
10. Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas dapat diatur sudutnya sesuai dengan kecepatan rotor yang dikehendaki. Tergantung kondisi angin yang terlalu rendah atau terlalu kencang.
11. Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.
12. Tower (Menara): Menara bisa dibuat dari pipa baja, beton, ataupun rangka besi. Karena kencangnya angin bertambah dengan seiring dengan bertambahnya ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga angin yang didapat.
13. Wind direction (Arah Angin): Adalah turbin yang menghadap angin. Desain turbin lain ada yang mendapat hembusan angin dari belakang.
14. Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.
15. Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap angin. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angin dari belakang tak memerlukan alat ini.
16. Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan Yaw drive.
Gambar 2.2b Struktur dari Pembangkit Listrik Tenaga Angin.
Kemudian menelaah dari segi material, Karbon SPAR dukung beban diperkuat seratbaru-baru ini telah diidentifikasi sebagai sarana biaya-efektif untuk mengurangi berat badan dan meningkatkan kekakuan. Penggunaan serat karbon dalam 60 bilah turbin meter diperkirakan menghasilkan pengurangan 38% massa total pisau dan penurunan 14% biaya dibandingkan dengan desain fiberglass 100%. Penggunaan serat karbon memiliki manfaat tambahan mengurangi ketebalan laminasi fiberglass bagian, lebih lanjut mengatasi masalah yang terkait dengan resin pembasahan bagian lay-up tebal. aplikasi turbin angin serat karbon juga dapat mengambil manfaat dari kecenderungan umum menggunakan peningkatan dan penurunan biaya bahan serat karbon. Pisau kecil dapat dibuat dari logam ringan seperti aluminium. Kayu dan layar kanvas pada awalnya digunakan pada kincir angin lebih awal karena harga yang rendah, ketersediaan, dan kemudahan manufaktur. Bahan-bahan, Namun, sering memerlukan perawatan selama hidup mereka. Juga, kayu dan kanvas memiliki drag yang relatif tinggi (efisiensi aerodinamik rendah) dibandingkan dengan kekuatan yang mereka ambil. Karena alasan-alasan mereka telah sebagian besar digantikan oleh Airfoils padat.
Di dalam teori turbin angin terdapat karakteristik menyangkut nilai daya atau energi pada kecepatan – kecepatan tertentu. Karakteristik daya turbin angin ini dinyatakan melalui lima parameter kecepatan operasional berikut :
1. Kecepatan Cut-In
Merupakan kecepatan angun minimal yang diperlukan agar sebuah turbin menghasilkan listrik. Nilai kecepatan ini berkisar antara 2.0 – 5.0 m/s.
2. Kecepatan Asut (Start Speed)
Kecepatan angin minimal yang diperlukan agar sebuah turbin mulai berputar dalam skala keperluan yang rendah.
3. Kecepatan Rencana (Roted Speed)
Kecepatan angin yang diperlukan agar sebuah turbin angin mencapai daya rencana (umumnya disebut daya nominal). Mulai pada kecepatan ini daya yang dihasilkan pada berbagai kecepatan sebelum mencapai Cut-In, adalah konstan. Kecepatan rencana sebuah turbin adalah kecepatan angin dimana turbin tersebut menghasilkan daya terpasang, yakni yang tertulis pada data teknis. Nilai ini bervariasi antara 9.0 – 15 m/s
4. Kecepatan Cut-out
Kecepatan angin yang mengakibatkan turbin angin berhenti menghasilkan daya dan ini biasanya dihasilkan oleh pengontrolan terhadap turbin angin tersebut.
5. Kecepatan Maksimum
Kecepatan angin dimana sebuah turbin angin mampu menahan beban aerodinamis agar turbin itu tidak rusak. Dengan kata lain dapat meminimalisir kerugian yang mungkin akan terjadi.
Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.
Perumusan:
Gambar 2.2c Turbin dua sudu.
Gambar 2.2d Kincir angin dengan tiga sudu
2.3 Aplikasi
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembangkit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global. Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut. Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Tabel 2.3 Tingkat Kecepatan Angin dan Dampaknya Di Daratan
(Sumber: Green and Clean Energy for Indonesia).
Seperti kincir angin kuno, mesin angin saat ini menggunakan pisau untuk mengumpulkan energi kinetik angin itu. Kincir angin bekerja karena mereka memperlambat kecepatan angin. Angin mengalir selama pisau berbentuk airfoil menyebabkan angkat, seperti efek pada sayap pesawat, menyebabkan mereka untuk mengubah. Pisau ini terhubung ke poros penggerak yang mengubah sebuah generator listrik untuk menghasilkan listrik. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :
Skema 2.3 Alur kerja Kincir Angin (Sumber: Green and Clean Energy for Indonesia)
Untuk pemanfaatan energi angin baik dalam fungsinya untuk konversi ke energi listrik ataupun untuk konversi mekanik, diperlukan berbagai data dan informasi mengenai potensi dari lokasi yang akan digunakan untuk aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin, yakni :
1. Kecepatan angin di lokasi terkait pemasangan aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin (rata – rata tahunan, tekanan minimun dan maksimum).
2. Arah angin dominan dan kurang.
3. Distribusi kecepatan angin.
4. Distribusi arah angin.
5. Pola angin harian, bulanan, dan mingguan.
6. Kondisi penuh (angin rendah).
7. Daya angin spesifik dan energi dalam satu tahun.
Untuk mendapatkan data dan informasi tersebut, diperlukan pengukuran yakni dengan menggunakan monitoring dan pengukuran data angin primer (kecepatan dan arah angin) yang terdiri atas manometer dan pengukur arah angin. Pengukuran kecepatan dan arah angin diperlukan minimal waktu satu tahun guna mengetahui perubahan kecepatan dan arah angun secara lengkap. Termasuk besaran dasar, data statistik seperti kecepatan rata – rata, distribusi, histogram, pola angin, dan lain – lain.
1. Mengindentifikasikan daerah – daerah potensial untuk potensi energi angin sesuai dengan kelas pemanfaatannya.
2. Mengetahui potensi nyata di lokasi atau daerah tersebut yang dinyatakan dalam kecepatan angin rata – rata tahunan (meter per detik) dan daya spesifik (W/m2).
3. Mengetahui lokasi atau daerah yang memiliki kecepatan angin rata – rata tahunan sama dengan cara ekstrapolasi guna menaksir potensi angin di daerah yang berdekatan dengan lokasi monitoring.
2.3.1 Konsep Pemanfaatan Energi Angin
Pemanfaatan energi angin selalu didasarkan pada konsep berikut :
Ø Sifat pemanfaatan yang spesifik.
Ø Ketersediaan lokasi aplikasi.
Ø Potensi dan User.
Ø Modus pemanfaatan yang individual kolektif stand alone hibrida atau desentralisasi sentralisasi.
Ø Kelas pemanfaatan dalam skala kecil,, menengah, atau besar.
Uraian pemanfaatan potensial adalah sebagai berikut :
1. Penerangan rumah tangga, sarana umum, jalan, dan lain – lain.
2. Pertanian, peternakan, pembuatan garam, Irigasi dan lain sebagainya.
3. Pengisian baterai, radio, televisi, penerangan individual, sistem komunikasi, pompa DC satu daya dan sistem komunikasi di daerah terpencil.
4. Pendingin atau pengawet obat – obatan.
Kemudian didasarkan pada kecepatan angin rata – rata aktual di sutu lokasi pemanfaatan energi angin dapat dikelompokan sebagai berikut:
1. Kecepatan angin rata – rata 3 m/s untuk pemompaan mekanik (sudut majemuk).
2. Kecepatan angin rata – rata 4 m/s untuk pengisi batrei.
3. Kecepatan angin rata – rata 5 m/s untuk interkonesi dengan jaringan listrik umum.
Terakhir berdasarkan daya angin spesifik (W/m2) dan daya terpasang turbin sebagai berikut :
1. Skala kecil dengan kecepatan angin 2,54 m/s, daya spesifik sampai dengan 75 W/m2, kapasitas energi angin 10 kW untuk stand alone.
2. Skala menengah dengan kecepatan angin 4-5 m/s daya spesifik 75-150 W/m2, kapasitas 10-100 kW, untuk hibrida angin diesel.
3. Skala angin lebih besar dari 5 m/s , daya spesifik 150 W/m2, kapasitas turbin angin 100 kW, untuk interkoneksi dengan jaringan umum.
2.3.2 Sistem Instalasi
Instalasi satu atau beberpa unit turbin angin dilakukan menurut jenis pemanfaatan dan modus operasi yang direncanakan (seperti; stand alone, hibrida, angin diesel atau interkoneksi) serta tipe jaringan baik yang tersentralisasi ataupun yang terdesentralisasi. Setelah melakukan penetapan lokasi, prosedur normal dan instalasi subsistem/komponen adalah sebagai berikut :
1. Pembuatan pondasi sesuai dengan persyaratan kekuatan yang telah dihitung.
2. Pemasangan turbin angin ;
a) Untuk menara kerangka, yang lebih dahulu dipasang adalah menara menurut segmen – segmen. Kemudian komponen – komponen diatas menara tersebut yakni generator, roda gigi dan ekor pengarah serta komponen oenunjang lainnya. Pemasangan ini perlu dibantu oleh perlengkapan angkat lainnya, misalnya crane atau alat bantu pemasangan berupa tangga kayu yang dibentuk sebagai tempat pijakan dan ditempatkan disamping menara.
b) Untuk menara turbuler, komponen – komponen di atas menara dapat dipasang lebih dahulu pada bagian atas menara di bawah (di permukaan tanah) dan kemudian secara bersama – sama menaikannya dengan alat bantu (misalnya gin pole, tali ataupun alat bantu lainnya) secara bersama – sama dengan menara.
c) Untuk menara turbuler yang dapat diturun - naikkan dengan bantuan perlengkapan hidrolik, komponen – komponen di atas menara dapat dipasang lebih dahulu dibawah. Kemudian secara bersama – sama dinaikan dengan bantuan pompa hidrolik tersebut sampai dengan posisi vertikal.
3. Instalasi panel, kontrol dan monitor (arus, tegangan, frekuensi, daya dan lainnya).
4. Instalasi jaringan dan distribusi listrik ke penguna, misalnya; instalasi rumah, jalan, fasilitas umum, pompa dan lain – lain.
Berikut di bawah ini merupakan persentase kerusakan yang terjadi pada komponen utama penyusun turbin angin yang disajikan dalam diagram lingkaran.
Grafik 2.3.1b Persentase Kerusakan Pada Komponen Utama Penyusun Turbin Angin
Grafik 2.3.1a Global Annual Installed Capacity 1996 – 2008
2.3.3 Jenis - Jenis Turbin Angin
a) Mesin Angin Horizontal – Axis
Kebanyakan angin mesin yang digunakan saat ini adalah jenis-sumbu horisontal. mesin angin sumbu horisontal-memiliki pisau seperti baling – baling pesawat. Sebuah mesin angin khas horizontal dapat berdiri sampai setinggi gedung 20 lantai dan memiliki tiga mata pisau yang menjangkau 200 kaki. Cirinya adalah sumbu putar turbin sejajar terhadap tanah. Turbin jenis ini paling banyak dikembangkan di berbagai negara. Cocok dipakai untuk menghasilkan listrik. Terdiri dari dua tipe, yaitu mesin upwind dan mesin downwind.
· Mesin upwind : rotor berhadapan dengan angin. Rotor di disain tidak fleksibel, diperlukan mekanisme yaw untuk menjaga rotor agar tetap berhadapan dengan angin. Untuk menjaga rotor agar tetap berhadapan.
· Mesin downwind : rotor ditempatkan dilbelakang tower. Rotor dapat dibuat lebih fleksibel tanpa menggunakan mekanisme yaw, sehingga mengurangi berat, lebih ringan dari pada mesin upwind. Kelemahannya adalah bahwa angin harus melewati tower terlebih dahulu sebelum sampai pada rotor, sehingga menambah beban (fatigue load) pada turbin.
b) Mesin Angin Vertikal – Sumbu
Mesin angin sumbu vertikal memiliki pisau yang keluar dari atas ke bawah dan jenis yang paling umum (turbin angin Darrieus) terlihat seperti pengocok telur raksasa berbilah dua. Jenis mesin angin vertikal biasanya berdiri 100 meter dan lebar 50 meter. mesin angin sumbu vertikal membuat hanya persen yang sangat kecil dari mesin angin digunakan saat ini. Cirinya adalah memiliki sumbu putar vertikal terhadap tanah. Turbin jenis ini jarang dipakai untuk turbin komersial. Rotornya berputar relatif pelan (di bawah 100 rpm), tetapi memiliki momen gaya yang kuat, sehingga dapat dipakai untuk menggiling biji - bijian, pompa air, tetapi tidak cocok untuk menghasilkan listrik (di atas 1000 rpm cocok untuk menghasilkan listrik). Sebenarnya dapat dipakai gearbox untuk menaikkan kecepatan putarnya, tetapi efisiensinya turun dan mesin sulit untuk dimulai. VAWT terdiri dari dua tipe, yaitu:
Ø Tipe Dorong
Terjadi bila TSR<1 artinya lebih banyak bagian blade yang mengalami gaya dorong, seperti pada mangkuk anemometer dan Savonius. Memiliki bentuk yang bervariasi, seperti ember, dayung, layar, tangki. Rotornya berbentuk S (bila dilihat dari atas). Kecepatan maksimum blade yang dihasilkan hampir sama dengan kecepatan angin. Ujung blade tidak pernah bergerak lebih cepat daripada kecepatan angin, sehingga pada ujungnya nilai TSR £ 1. Turbin jenis ini memiliki efisiensi daya yang rendah.
Ø Tipe Angkat
Terjadi bila TSR>1 artinya lebih banyak bagian blade yang mengalami gaya angkat, seperti pada turbin Darrius. Masing-masing blade memperlihatkan momen gaya angkat maksimum hanya dua kali setiap putaran dan daya keluarannya berbentuk sinusoida. Ukuran blade relatif besar dan tinggi, sehingga menimbulkan getaran. Biasanya memakai dua atau tiga blade. Turbin jenis ini menghasilkan lebih banyak daya output dan memiliki efisien tinggi.
Keunggulan turbin sumbu vertikal :
1. Generator berada di tanah, sehingga tidak perlu membebani tower.
2. Tidak diperlukan mekanisme yaw untuk menyejajarkan rotor dengan arah angin.
Kelemahan :
1. Kecepatan rotor rendah.
2. Efisiensi total rendah.
3. Mesin tidak dapat mulai berjalan sendiri, perlu dorongan awal (atau perlu motor).
4. Mesin perlu kawat lentur untuk menjaganya berdiri tegak, sehingga tidak praktis.
2.3.4 Macam – Macam Model Turbin Angin
a) Layang – layang Angin
Ilmuwan di Carnegie Institution dan California State University, Amerika Serikat mengembangkan “layang-layang” yang mampu menangkap potensi energi angin pada ketinggian di atas 9.000 meter untuk membangkitkan listrik. Angin pada ketinggian seperti itu mengandung energi yang cukup untuk memenuhi kebutuhan dunia sampai 100 kali lipat. Pihaknya menyatakan bahwa New York merupakan lokasi terbaik untuk memaksimalkan potensi angin di ketinggian tersebut. Para ilmuwan menemukan bahwa kawasan yang paling cocok untuk memperoleh energi sekaligus sebanding dengan pusat populasi, berada di wilayah Amerika sebelah timur dan di Asia Timur. Sayangnya, kekuatan angin yang berfluktuasi masih menjadi tantangan dalam mengeksploitasi energi ini dalam skala besar.
Gambar 2.3.2a Layang – layang Angin (Sumber: sciencedaily.com)
Ken Caldeira dari Department of Global Ecology Carnegie Institution mengatakan, tiupan angin di tempat yang tinggi jauh lebih kuat dan lebih stabil daripada angin yang bertiup di permukaan. Namun untuk mendapatkan angin ini, layang - layang harus naik sampai pada ketinggian beberapa kilometer untuk memperoleh maksimalisasi potensi angin yang efektif. Idealnya, harus berada diketinggian sekitar 9 kilometer. Salah satu skema teknologi yang diajukan untuk memanen energi tersebut adalah layang-layang turbin yang diterbangkan pada ketinggian 9 kilometer. Walaupun namanya layanglayang, bentuk turbin ini sama sekali tidak mirip layang-layang karena hanya berupa tangkai yang di keempat ujungnya memiliki baling-baling. Desain sederhana ini mampu menghasilkan listrik sampai 40 megawatt dan ditransmisikan ke jaringan di permukaan lewat tali penambatnya. Beberapa kota besar di dunia yang memiliki potensi energi angin high altitude adalah Tokyo, New York, Sao Paulo, Seoul, dan Mexico City.
b) Loopwing
Desain sayap turbin angin lurus merupakan desing turbin angin yang aling sering digunakan dimana – mana. Namun 'loopwing' melampaui itu dengan menangkap energi dari angin. Loopwing ini merupakan desain dari Jepang yang juga menggunakan ruang vertikal kurang dari bentuk konvensional. Pisau yang didesain unik beroperasi dengan sedikit getaran dapat meningkatkan efisiensi, daya kinerja mencapai 43% pada kecepatan angin 8m/h. Desain dimaksudkan untuk digunakan untuk pembangkit listrik skala kecil. Hal ini bekerja lebih optimal daripada angin pada peternakan skala-besar. Design 'loopwing' juga masuk sebagai penghargaan desain yang baik pada tahun 2006.
Gambar 2.3.2b Design Loopwing (Sumber: http://www.loopwing.co.jp)
c) Ball Energy
Seperti 'loopwing', dari energi bola adalah turbin angin skala kecil yang dirancang untuk digunakan pada rumah dan komersial. Desainnya diproduksi oleh perusahaan energi asal Swedia. Desain Ball Energy menggunakan prinsip venturi untuk saluran angin dalam turbin pisau, memungkinkan mesin untuk beroperasi dengan tinggi efisiensi dan kebisingan yang rendah. turbin menggunakan satu set enam pisau melengkung yang berputar di sekitar sumbu pusat untuk membuat sebuah bola. Karena pisau dapat menyalurkan sejumlah besar angin ke daerah yang lebih kecil. 'bola energi' tetap bekerja secara efisien dalam skenario angin rendah.
Gambar 2.3.2c Ball Energy
(Sumber: http://www.homeenergy.se/vindkraft.aspx)
d) Aerocam
Diproduksi oleh Broadstar, aerocam 'turbin angin' yang bertujuan untuk memberikan angin besar menangkap permukaan dalam volume kompak. Desain fitur serangkaian pisau panjang mengatur sekitar bingkai melingkar, mirip dengan roda-air. Pisau menangkap angin dan turbin berputar di sekitar sumbu horisontal. Desain ini cocok untuk pribadi serta aplikasi pertanian angin dan mengklaim sebagai turbin pertama yang dapat beristirahat pada usd 1/ watt penghalang biaya. Perangkat ini juga memiliki kecepatan putaran yang rendah untuk menjaga tingkat kebisingan bawah. Produk bisa menjadi alternatif untuk biaya tinggi tradisional-pisau turbin datar tapi tetap prototype terbaik pada saat ini.
Gambar 2.3.2d Aerocam
e) Wind Helix
Seperti pada contoh sebelumnya, Wind Helix adalah turbin angin yang dirancang untuk beroperasi pada kecepatan rendah. Wind Helix memiliki fitur bentuk seperti berlayar unik yang menangkap angin melalui area permukaan yang luas dari segala arah. Bentuk ini memungkinkan generator listrik untuk berputar dengan halus dan kuat kekuatan. Desain dapat diinstal di ketinggian lebih rendah dari turbin angin kebanyakan karena bentuknya dan dapat digunakan baik dalam kondisi on dan off grid. Sumbu berputar vertikal membantu menjaga rendah kebisingan dan ukuran yang kompak sangat ideal untuk wilayah perkotaan serta pedesaan. Turbin dengan bentuk ini pun lebih aman bagi burung dan satwa liar lain yang hidup disekitar tempat pemasangan turbin ini.
Gambar 2.3.2e Wind Helix (Sumber: http://www.helixwind.com)
f) Wind Magenn Rotor
Sementara kita semua terbiasa dengan turbin angin permukaan tanah, tapi mungkin akan mengejutkan Anda untuk mengetahui bahwa desain hanya 20-25% efisien. Wind Magenn Rotor adalah prototipe turbin angin yang dibuat dari balon tiup udara. Balon udara yang diisi helium mengapung di udara pada ketinggian 600-1000 ft, tertambat ke tanah. Karena angin jauh kuat pada ketinggian yang lebih tinggi, udara rotor dapat beroperasi pada mendekati 50% efisiensi. udara rotor menghasilkan beberapa megawatt kekuasaan dan berjalan lebih murah dibandingkan desain yang ertanam penuh di darat (Earth Design).
Gambar 2.3.2f Wind Magenn Rotor (Sumber: http://www.magenn.com)
g) Sky Snake
Sampai saat turbin angin selalu dipasang sebagai suatu unit individu, tapi Selsam Doug adalah seorang penemu Amerika yang berhasil mengembangkan metode untuk menggabungkan beberapa turbin bersama. Turbin normal desain yang besar dan kuat, namun mereka juga mahal dan sulit untuk diinstal. Selsam mengambil pendekatan yang lebih kecil, dengan menghubungkan beberapa rotor pada poros yang sama. Ide ini memungkinkan untuk mendesain turbin yang lebih kecil dan murah untuk dikerahkan. Tidak sekuat seperti turbin yang besar, namun tetap dapat bekerja dengan cukup efisien. Rotor masing-masing menangkap angin meningkatkan efisiensi dari seluruh potensi yang datang dan jika diaplikasikan dengan benar maka dapat menggunakan sepersepuluh bahan untuk menghasilkan watt sama dengan besar seorang anak laki-laki. Majalah ilmiah populer bahkan menganugrahi Sky Snake sebagai penemuan terabru pada tahun 2008. Selsam sekarang mengkonseptualisasi cara untuk menyebarkan desain pada skala yang lebih besar seperti air laut terbuka.
Gambar 2.3.2g Sky Snake (Sumber: http://www.selsam.com)
h) Eletrikcity Flying Generator
Seperti Wind Magenn Rotor, Eletrikcity Flying Generator oleh Windpower langit adalah turbin angin terbang yang mengambil keuntungan dari peningkatan kecepatan angin di ketinggian. Eletrikcity Flying Generator bertujuan untuk menjangkau jarak yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang bisa dicapai oleh daripada Wind Magenn Rotor yakni mengambang lebih dari 30.000 kaki dari tanah. Desain ini digunakan pada ketinggian ini untuk menangkap energi dari angin-stream-kuat jet ultra. Perangkat ini memiliki berat sekitar 1,100 kilogram dan dapat menghasilkan energi pada sekitar 2sen/kwh. Desain Eletrikcity Flying Generator memiliki empat rotor horizontal yang semuanya dipasang pada bingkai dan menambatkan ke tanah.
Gambar 2.3.2h Eletrikcity Flying Generator
(Sumber: http://www.skywindpower.com/ww/index.htm)
2.4 Manfaat dan Issue
Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan.
Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak lingkungan yang luas. Emisi karbon ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diperoleh dari proses manufaktur komponen serta proses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga angin. Namun dalam operasinya membangkitkan listrik, secara praktis pembangkit listrik tenaga angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti. Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan batubara, emisi karbon dioksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya seperseratusnya saja. Disamping karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan sulfur dioksida, nitrogen oksida, polutan atmosfir yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas. Namun begitu, pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak visual, derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan.
Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat.
Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian. Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran,
kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.
Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun dampak ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan kematian burung-burung akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan aktivitas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi yang telah dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut. Namun berdasarkan data yang kami peroleh, tingkat kematian burung yang disebabkan oleh perputaran sudu angin jauh lebih rendah dibandingkan dengan tingkat kematian burung yang disebabkan oleh pemangsa kucing. Sperti tertera pada tabel di berikut.
Grafik 2.4a Faktor – Faktor Penyebab Kematian Burung
Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dan kapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan konstruksi di lepas pantai adalah terganggunya kehidupan bawah laut. Efek negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana terjadinya polusi yang bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan turbin angin. Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladang pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai menambah 80 – 110 dB kepada kebisingan berfrekuensi rendah yang dapat mengganggu komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator laut. Namun begitu, ladang angin lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena memancing dan berlayar di daerah sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat terjaga akibat adanya pemancingan berlebih di laut.
Grafik 2.4b Total Dan Estimasi Kumulatif Pemasangan Turbin Angin
Periode Tahun 2000 – 2017
Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan kecelakaan. Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah menyebabkan beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan puing-puing berat yang dapat terjadi merupakan bahaya yang perlu diwaspadai, terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya. Kebakaran pada turbin angin dapat terjadi dan akan sangat sulit untuk dipadamkan akibat tingginya posisi api sehingga dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis. Hal ini dapat menyebarkan asap beracun dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar habis ratusan acre lahan pertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman Nasional Australia dimana 800 km2 tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumas juga dapat teradi dan dapat menyebabkan terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat mengkontaminasi air minum.
Meskipun dampak – dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang. Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan permasalahan baru yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh karena itu kita sebagai orang-orang yang bergerak di bidang science dan teknologi haruslah dapat terus mengembangkan teknologi yang lebih ramah lingkungan yang memiliki efek negatif sekecil mungkin.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat kami tarik dari keseluruhan penjelasan pada bab sebelumnya adalah bahwa itu angin telah diaplikasikan sebagai suatu alat untuk meningkatkan taraf hidup manusia sejak dulu. Angin didayagunakan dari mulai alat bantu irigasi sampai kemudian sekarang menjadi suatu teknologi tinggi yang mampu menjadi solusi tersendiri bagi keterbatasan energi fosil di seluruh dunia. Selain itu pembangkit Listrik Tenaga Angin merupakan pembangkit listrik yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia. Indonesia merupakan memiliki kawasan potensial tinggi mulai dari daerah pegunungan sampai kawasan pesisir yang menyimpan tingkat hembusan angin yang berdaya guna besar. Manfaat dan dampak negatif dari Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin, dapat kami rangkum dalam bentuk tabel sebagai berikut :
| No. | Pembangkit Listrik Tenaga Angin | ||
| Keuntungan | Dampak Negatif | ||
| 1. | Sumber energy (angin) dapat terus diperbaharui dalam kurun waktu yang cepat. | Aplikasi PLTAngin ini dapat menewaskan beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. | |
| 2. | Aplikasinya mudah diinstal dan biaya produksinya lebih terjangkau dibandingkan dengan sumber energy lainnya. | Derau frekuensi rendah yang berasal dari perputaran sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. | |
| 3. | Turut serta dalam pengurangan dampak berbahaya dari emisi gas buang. | Menurunnya populasi burung dan kelelawar akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. | |
| 4. | Dapat bekerja secara optimal dalam menghasilkan daya listrik untuk konsumsi missal, sama seperti peralatan berbahan bakar fosil. | Dampak visual akibat perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat. | |
| 5. | Memberikan kontribusi besar bagi pembangunan sector energy dan perekonomian global. | Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk kegiatan perkomunikasian. | |
REFRENSI
KELOMPOK VI
LAPORAN TUGAS KONVERSI ENERGI
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
DISUSUN OLEH :
1. RYAN OCTOR LIANSYAH (11022008)
2. MUSLIH RIFA’I (11022016)
3. LISTYA FEBRI FATHONI (11022023)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN
Jalan Prof. Dr. Soepomo,SH., Warungboto, Yogyakarta
2011/2012
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb
Segala puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat, karunia, dan hidayahnya kepada kita semua. Sehingga kita dapat menyelesaikan makalah yang berjudul, “PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN” ini dengan baik.
Dan juga Kami mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Orang tua yang telah mendukung kami secara moril dan materiil.
2. Bapak Ikhsan Hidayat, S.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah ini.
3. Teman-teman yang telah membantu menyelesaikan makalah ini. Dan semua pihak terkait yang telah membantu penyusunan makalah ini.
Kami juga mohon maaf apabila dalam makalah ini ada banyak kesalahan dalam penulisan maupun materi yang kami buat ini. Kami juga menerima kritik dan saran dari teman semua apabila ada yang tidak setuju dengan isi materi ini.
Atas perhatian dan partisipasi nya kami ucapkan terima kasih.
Wassalamuailaikum Wr.Wb.
DAFTAR ISI
Halaman Judul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Kata Pengantar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Daftar Isi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.2 Tujuan Pembahasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.3 Permasalahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.4 Metode Pengolahan Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.5 Sistematika Pembahasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
BAB II Isi
2.1 Sejarah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.2 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Perumusan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Aplikasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.1 Konsep Pemanfaatan Energi Angin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.2 Sistem Instalasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
2.3.3 Jenis – Jenis Turbin Angin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.3.4 Macam – Macam Model Turbin Angin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4 Manfaat & Issue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
BAB III Penutup
3.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Refrensi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin hari, semakin tidak terjadinya sinkronisasi antara peningkatan kebutuhan manusia terkait dengan pemenuhan konsumsi energy tak terbarukan dengan kondisi alam yang semakin terkikis keberadaaanya. Kebutuhan manusia akan energy fosil, misalnya, kian hari kian bertambah volumenya padahal hal ini tidak dapat diimbangi dengan pembaharuan energy fosil dalam kurun waktu yang cepat. Mengetahui kondisi tersebut, maka sesegera mungkin harus terjadi peralihan konsumsi sumber energy. Dari jenis energy yang tak terbarukan beralih menjadi pemanfaatan sumber energy yang terbarukan. Terdapat banyak jenis energy terbarukan yang dapat dimanfaatkan oleh manusia antara lain yang berasal dari; biomassa, panas bumi (geothermal), cahaya surya, ataupun angin. Masing – masing sumber energi terbarukan tersebut memiliki tingkat keefisienan yang berbeda – beda. Lebih lanjut, akan dipilih tema mengenai potensi Pembangkit Listrik Tenaga Angin sebagai topik pembahasan dalam makalah ini.
Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. Angin merupakan salah satu bentuk energi yang tersedia secara melimpah di alam. Keberadaannya yang tidak terbatas membuatnya dapat dimanfaatkan dalam skala besar dan terus – menerus. Angin juga merupakan salah satu jenis sumber energy yang dalam proses konversi ke energy listrik memiliki dampak negative jauh lebih kecil dibandingkan dengan pemakaian energy fosil. Dampak yang terjadi dari aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini tidak terlalu berpengaruh besar terhadap eksistensi lingkungan dan manusianya sendiri bila dibandingkan dengan manfaat dan keuntungan yang diperoleh.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin sudah banyak memberikan keuntungan besar bagi pihak yang mengaplikasikannya. Seperti perusahaan ScottishPower Renewables asal Skotlandia yang berupaya untuk terus menerus meningkatkan kualitas produk turbin angin mereka. Peningkatan ini berupa penambahan 75 turbin angin pada 2012. Nantinya total turbin yang dimiliki akan berjumlah 215 buah. Saat ini 140 turbin yang sudah ada di selatan Glasgow mampu menghasilkan listrik untuk 180 ribu rumah. Melalui penambahan turbin angin ini akan meningkatkan kapasitas listrik dari 322 MW menjadi 539 MW dan cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik 300 ribu rumah. Sudah pasti peningkatan kualitas dan kuantitas produk mereka terjadi seiring dengan demand yang meningkat pula. Dengan demikian pada makalah ini, akan dibahas mengenai potensi dari Pembangkit Listrik Tenaga Angin dan hal – hal terkait topik ini.
1.2 Tujuan Pembahasan
Pembahasan dan penyusunan makalah mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini, bertujuan untuk;
1. Sebagai suatu bentuk rangkuman informasi terkait dengan konversi angin menjadi energi listrik.
2. Sebagai bentuk tanggung jawab kami terhadap tugas yang telah diberikan.
1.3 Permasalahan
Dalam makalah ini, topik yang akan diangkat sebagai permasalahan adalah mengenai hal – hal terkait aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Hal yang dimaksud seerti mencakup; struktur dan komponen perakitan turbin angin, manfaat dan efek negative dari pemasangan turbin angin, dan percobaan pembuatan replika turbin angin secara sederhana.
1.4 Metode Pengolahan Data
Untuk membantu menganalisa permasalahan di atas, penyusun melakukan beberapa tahap pengolahan data sebagai pendekatan dalam penyusunan makalah ini, yaitu sebagai berikut:
1. Melakukan pencarian data dengan bantuan literature buku dan media cetak lainnya.
2. Melakukan surfing & browsing di beberapa website yang mendukung pembahasan topik mengenai struktur dan komponen perakitan turbin angin.
3. Mengadakan diskusi antar anggota dan antar kelompok secara informal mengenai pembahasan makalah terkait dengan tema yang diberikan.
1.5 Sistematika Pembahasan
Makalah yang mengambil topik mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini, akan terbagi dalam tiga bab pokok yang nantinya akan memudahkan pembaca untuk pemahaman lebih lanjut secara sistematis. Ketiga bab tersebut akan diperinci sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab pertama ini akan dibahas mengenai latar belakang dari dilakukannya pembahasan terhadap topik mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Kemudian dibahas pula mengenai tujuan dilakukannya penyusunan terhadap makalah dengan topik terkait dan pembahasan mengenai materi permasalahan yang diambil. Serta penambahan sub bab seperti metode pengambilan data dan sistematika pembahasan.
BAB II : PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
Kemudian pada bab kedua akan mulai dilakukakn pembahasan mengenai topik tekait konversi angin menjadi energi listrik ini. Materi pembahasan akan mengacu pada pokok permasalahan yang diambil. Hal ini dilakukan agar penjelasan topik tidak terlalu meluas.
BAB III : PENUTUP
Sebagai bab terakhir dalam makalah ini, penyusun akan menarik kesimpulan dari penyusunan data mengenai hal – hal terkait Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.
.
BAB II
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
2.1 Sejarah
Sejak zaman dahulu, orang telah memanfaatkan energi angin. Lebih dari 5.000 tahun yang lalu, orang Mesir kuno menggunakan angin untuk berlayar kapal di Sungai Nil. Kemudian, orang-orang membangun kincir angin untuk menggiling gandum dan biji-bijian lainnya. Naskah tertua tentang kincir angin terdapat dalam tulisan Arab dari abad ke-9 Masehi yang menjelaskan bahwa kincir angin yang dioperasikan di perbatasan Iran dan Afganistan sudah ada sejak beberapa abad sebelumnya, kadang disebut Persian windmill. Kincir angin dikenal paling awal adalah di Persia (Iran). Awal kincir angin ini tampak seperti roda dayung besar. Berabad-abad kemudian, orang-orang Belanda meningkatkan desain dasar kincir angin mereka. Masyarakat Belanda memberikannya pisau baling-baling-jenis, yang masih dibuat dengan layar. Kualitas kreatifitas masyarakat Belanda akan aplikasi kincir angin, membuat Belanda menjadi terkenal dengan kincir anginnya. Sedangkan koloni Amerika menggunakan kincir angin untuk menggiling gandum dan jagung, untuk memompa air, dan memotong kayu di penggergajian. Pada akhir tahun 1920-an, Amerika menggunakan kincir angin kecil untuk menghasilkan listrik di daerah pedesaan yang hidup tanpa layanan listrik. Ketika kabel listrik mulai digunakan untuk transportasi listrik di daerah pedesaan di tahun 1930-an, kincir angin local menjadi semakin jarang digunakan. Meskipun demikian, kincir angin tersebut masih dapat dilihat pada beberapa peternakan di daerah barat.
Gambar 2.1a Aplikasi Kincir Angin di Amerika Serikat Sebelum PD I.
(Sumber: http://duniaengineering.blogdetik.com)
Kekurangan minyak pada 1970-an mengubah gambaran mengenai energi untuk negara dan dunia. Ini menciptakan suatu kepentingan sumber energi alternative baru, membuka jalan bagi masuknya kembali kincir angin untuk menghasilkan listrik. Pada awal 1980-an energi angin menjadi sangat luar biasa di California, sebagian besar karena kebijakan negara yang mendorong sumber energi terbarukan. Dukungan untuk pembangunan angin telah menyebar ke negara lain, tapi pada saat itu California masih dapat memproduksi sebanyak lebih dari dua kali energi angin apapun di negara lain.
Gambar 2.1b Taman angin lepas pantai pertama di Amerika Serikat direncanakan
untuk daerah lepas pantai Cape Cod, Massachusetts.
(Sumber:http://duniaengineering.blogdetik.com)
Kincir angin jenis Persian windmill juga digunakan di Cina untuk menguapkan air laut dalam memproduksi garam. Terahir masih digunakan di Crimea, Eropa dan Amerika Serikat. Selanjutnya sejarah berkembang menjadi manipulasi fungsi. Kincir angin yang pertama kali digunakan untuk membangkitkan listrik, dibangun oleh P. La Cour dari Denmark diakhir abad ke-19. Setelah perang dunia I, kincir angin diterapkan pada layar dengan penampang melintang menyerupai sudut propeler pesawat yang pada masa ini disebut type propeler atau turbin. Eksperimen kincir angin sudut kembar dilakukan di Amerika Serikat tahun 1940, berukuran sangat besar. Mesin raksasa ini disebut mesin Smith-Putman, karena salah satu perancangnya bernama oleh Palmer Putman. Kapasitasnya 1,25 MW yang dibuat oleh Morgen Smith Company dari York Pensylvania. Diameter propelernya 175 ft (55m) beratnya 16 ton dan menaranya setinggi 100 ft (34m). Tapi dikemudian hari salah satu batang propelernya patah pada tahun 1945.
Gambar 2.1c Pertumbuhan Teknologi Kincir Angin Periode Tahun 1980 – 2008
2.2 Struktur
Turbin angin adalah suatu kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Sistem kerjanya adalah mengkonversikan tenaga angin menjadi tenaga listrik. Berikut dibawah ini akan dijelaskan mengenai bagian – bagian penyusun dari turbin angin :
Gambar 2.2a Turbin Angin
1. Anemometer: Mengukur kecepatan angin dan mengirim data angin ke Alat Pengontrol.
2. Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Angin yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
3. Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis dengan bantuan tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.
4. Controller (Alat Pengontrol): Alat Pengontrol ini men-start turbin pada kecepatan angin kira-kira 12-25 km/jam, dan kemudian mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas 90 km/jam. Hal ini dikarenakan tiupan angin yang terlalu kencang dapat merusakkannya.
5. Gear box (Roda Gigi): Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi sekitar 1000-1800 rpm. Ini merupakan tingkat putaran standar yang disyaratkan untuk memutar generator listrik.
6. Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang disebut alternator arus bolak-balik.
7. High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi): Berfungsi untuk menggerakkan generator.
8. Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60 rpm.
9. Nacelle (Rumah Mesin): Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi gearbox, poros putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat pengereman.
10. Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas dapat diatur sudutnya sesuai dengan kecepatan rotor yang dikehendaki. Tergantung kondisi angin yang terlalu rendah atau terlalu kencang.
11. Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.
12. Tower (Menara): Menara bisa dibuat dari pipa baja, beton, ataupun rangka besi. Karena kencangnya angin bertambah dengan seiring dengan bertambahnya ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga angin yang didapat.
13. Wind direction (Arah Angin): Adalah turbin yang menghadap angin. Desain turbin lain ada yang mendapat hembusan angin dari belakang.
14. Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.
15. Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap angin. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angin dari belakang tak memerlukan alat ini.
16. Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan Yaw drive.
Gambar 2.2b Struktur dari Pembangkit Listrik Tenaga Angin.
Kemudian menelaah dari segi material, Karbon SPAR dukung beban diperkuat seratbaru-baru ini telah diidentifikasi sebagai sarana biaya-efektif untuk mengurangi berat badan dan meningkatkan kekakuan. Penggunaan serat karbon dalam 60 bilah turbin meter diperkirakan menghasilkan pengurangan 38% massa total pisau dan penurunan 14% biaya dibandingkan dengan desain fiberglass 100%. Penggunaan serat karbon memiliki manfaat tambahan mengurangi ketebalan laminasi fiberglass bagian, lebih lanjut mengatasi masalah yang terkait dengan resin pembasahan bagian lay-up tebal. aplikasi turbin angin serat karbon juga dapat mengambil manfaat dari kecenderungan umum menggunakan peningkatan dan penurunan biaya bahan serat karbon. Pisau kecil dapat dibuat dari logam ringan seperti aluminium. Kayu dan layar kanvas pada awalnya digunakan pada kincir angin lebih awal karena harga yang rendah, ketersediaan, dan kemudahan manufaktur. Bahan-bahan, Namun, sering memerlukan perawatan selama hidup mereka. Juga, kayu dan kanvas memiliki drag yang relatif tinggi (efisiensi aerodinamik rendah) dibandingkan dengan kekuatan yang mereka ambil. Karena alasan-alasan mereka telah sebagian besar digantikan oleh Airfoils padat.
Di dalam teori turbin angin terdapat karakteristik menyangkut nilai daya atau energi pada kecepatan – kecepatan tertentu. Karakteristik daya turbin angin ini dinyatakan melalui lima parameter kecepatan operasional berikut :
1. Kecepatan Cut-In
Merupakan kecepatan angun minimal yang diperlukan agar sebuah turbin menghasilkan listrik. Nilai kecepatan ini berkisar antara 2.0 – 5.0 m/s.
2. Kecepatan Asut (Start Speed)
Kecepatan angin minimal yang diperlukan agar sebuah turbin mulai berputar dalam skala keperluan yang rendah.
3. Kecepatan Rencana (Roted Speed)
Kecepatan angin yang diperlukan agar sebuah turbin angin mencapai daya rencana (umumnya disebut daya nominal). Mulai pada kecepatan ini daya yang dihasilkan pada berbagai kecepatan sebelum mencapai Cut-In, adalah konstan. Kecepatan rencana sebuah turbin adalah kecepatan angin dimana turbin tersebut menghasilkan daya terpasang, yakni yang tertulis pada data teknis. Nilai ini bervariasi antara 9.0 – 15 m/s
4. Kecepatan Cut-out
Kecepatan angin yang mengakibatkan turbin angin berhenti menghasilkan daya dan ini biasanya dihasilkan oleh pengontrolan terhadap turbin angin tersebut.
5. Kecepatan Maksimum
Kecepatan angin dimana sebuah turbin angin mampu menahan beban aerodinamis agar turbin itu tidak rusak. Dengan kata lain dapat meminimalisir kerugian yang mungkin akan terjadi.
Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.
Perumusan:
Gambar 2.2c Turbin dua sudu.
Gambar 2.2d Kincir angin dengan tiga sudu
2.3 Aplikasi
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembangkit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global. Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut. Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Tabel 2.3 Tingkat Kecepatan Angin dan Dampaknya Di Daratan
(Sumber: Green and Clean Energy for Indonesia).
Seperti kincir angin kuno, mesin angin saat ini menggunakan pisau untuk mengumpulkan energi kinetik angin itu. Kincir angin bekerja karena mereka memperlambat kecepatan angin. Angin mengalir selama pisau berbentuk airfoil menyebabkan angkat, seperti efek pada sayap pesawat, menyebabkan mereka untuk mengubah. Pisau ini terhubung ke poros penggerak yang mengubah sebuah generator listrik untuk menghasilkan listrik. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :
Skema 2.3 Alur kerja Kincir Angin (Sumber: Green and Clean Energy for Indonesia)
Untuk pemanfaatan energi angin baik dalam fungsinya untuk konversi ke energi listrik ataupun untuk konversi mekanik, diperlukan berbagai data dan informasi mengenai potensi dari lokasi yang akan digunakan untuk aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin, yakni :
1. Kecepatan angin di lokasi terkait pemasangan aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin (rata – rata tahunan, tekanan minimun dan maksimum).
2. Arah angin dominan dan kurang.
3. Distribusi kecepatan angin.
4. Distribusi arah angin.
5. Pola angin harian, bulanan, dan mingguan.
6. Kondisi penuh (angin rendah).
7. Daya angin spesifik dan energi dalam satu tahun.
Untuk mendapatkan data dan informasi tersebut, diperlukan pengukuran yakni dengan menggunakan monitoring dan pengukuran data angin primer (kecepatan dan arah angin) yang terdiri atas manometer dan pengukur arah angin. Pengukuran kecepatan dan arah angin diperlukan minimal waktu satu tahun guna mengetahui perubahan kecepatan dan arah angun secara lengkap. Termasuk besaran dasar, data statistik seperti kecepatan rata – rata, distribusi, histogram, pola angin, dan lain – lain.
1. Mengindentifikasikan daerah – daerah potensial untuk potensi energi angin sesuai dengan kelas pemanfaatannya.
2. Mengetahui potensi nyata di lokasi atau daerah tersebut yang dinyatakan dalam kecepatan angin rata – rata tahunan (meter per detik) dan daya spesifik (W/m2).
3. Mengetahui lokasi atau daerah yang memiliki kecepatan angin rata – rata tahunan sama dengan cara ekstrapolasi guna menaksir potensi angin di daerah yang berdekatan dengan lokasi monitoring.
2.3.1 Konsep Pemanfaatan Energi Angin
Pemanfaatan energi angin selalu didasarkan pada konsep berikut :
Ø Sifat pemanfaatan yang spesifik.
Ø Ketersediaan lokasi aplikasi.
Ø Potensi dan User.
Ø Modus pemanfaatan yang individual kolektif stand alone hibrida atau desentralisasi sentralisasi.
Ø Kelas pemanfaatan dalam skala kecil,, menengah, atau besar.
Uraian pemanfaatan potensial adalah sebagai berikut :
1. Penerangan rumah tangga, sarana umum, jalan, dan lain – lain.
2. Pertanian, peternakan, pembuatan garam, Irigasi dan lain sebagainya.
3. Pengisian baterai, radio, televisi, penerangan individual, sistem komunikasi, pompa DC satu daya dan sistem komunikasi di daerah terpencil.
4. Pendingin atau pengawet obat – obatan.
Kemudian didasarkan pada kecepatan angin rata – rata aktual di sutu lokasi pemanfaatan energi angin dapat dikelompokan sebagai berikut:
1. Kecepatan angin rata – rata 3 m/s untuk pemompaan mekanik (sudut majemuk).
2. Kecepatan angin rata – rata 4 m/s untuk pengisi batrei.
3. Kecepatan angin rata – rata 5 m/s untuk interkonesi dengan jaringan listrik umum.
Terakhir berdasarkan daya angin spesifik (W/m2) dan daya terpasang turbin sebagai berikut :
1. Skala kecil dengan kecepatan angin 2,54 m/s, daya spesifik sampai dengan 75 W/m2, kapasitas energi angin 10 kW untuk stand alone.
2. Skala menengah dengan kecepatan angin 4-5 m/s daya spesifik 75-150 W/m2, kapasitas 10-100 kW, untuk hibrida angin diesel.
3. Skala angin lebih besar dari 5 m/s , daya spesifik 150 W/m2, kapasitas turbin angin 100 kW, untuk interkoneksi dengan jaringan umum.
2.3.2 Sistem Instalasi
Instalasi satu atau beberpa unit turbin angin dilakukan menurut jenis pemanfaatan dan modus operasi yang direncanakan (seperti; stand alone, hibrida, angin diesel atau interkoneksi) serta tipe jaringan baik yang tersentralisasi ataupun yang terdesentralisasi. Setelah melakukan penetapan lokasi, prosedur normal dan instalasi subsistem/komponen adalah sebagai berikut :
1. Pembuatan pondasi sesuai dengan persyaratan kekuatan yang telah dihitung.
2. Pemasangan turbin angin ;
a) Untuk menara kerangka, yang lebih dahulu dipasang adalah menara menurut segmen – segmen. Kemudian komponen – komponen diatas menara tersebut yakni generator, roda gigi dan ekor pengarah serta komponen oenunjang lainnya. Pemasangan ini perlu dibantu oleh perlengkapan angkat lainnya, misalnya crane atau alat bantu pemasangan berupa tangga kayu yang dibentuk sebagai tempat pijakan dan ditempatkan disamping menara.
b) Untuk menara turbuler, komponen – komponen di atas menara dapat dipasang lebih dahulu pada bagian atas menara di bawah (di permukaan tanah) dan kemudian secara bersama – sama menaikannya dengan alat bantu (misalnya gin pole, tali ataupun alat bantu lainnya) secara bersama – sama dengan menara.
c) Untuk menara turbuler yang dapat diturun - naikkan dengan bantuan perlengkapan hidrolik, komponen – komponen di atas menara dapat dipasang lebih dahulu dibawah. Kemudian secara bersama – sama dinaikan dengan bantuan pompa hidrolik tersebut sampai dengan posisi vertikal.
3. Instalasi panel, kontrol dan monitor (arus, tegangan, frekuensi, daya dan lainnya).
4. Instalasi jaringan dan distribusi listrik ke penguna, misalnya; instalasi rumah, jalan, fasilitas umum, pompa dan lain – lain.
Berikut di bawah ini merupakan persentase kerusakan yang terjadi pada komponen utama penyusun turbin angin yang disajikan dalam diagram lingkaran.
Grafik 2.3.1b Persentase Kerusakan Pada Komponen Utama Penyusun Turbin Angin
Grafik 2.3.1a Global Annual Installed Capacity 1996 – 2008
2.3.3 Jenis - Jenis Turbin Angin
a) Mesin Angin Horizontal – Axis
Kebanyakan angin mesin yang digunakan saat ini adalah jenis-sumbu horisontal. mesin angin sumbu horisontal-memiliki pisau seperti baling – baling pesawat. Sebuah mesin angin khas horizontal dapat berdiri sampai setinggi gedung 20 lantai dan memiliki tiga mata pisau yang menjangkau 200 kaki. Cirinya adalah sumbu putar turbin sejajar terhadap tanah. Turbin jenis ini paling banyak dikembangkan di berbagai negara. Cocok dipakai untuk menghasilkan listrik. Terdiri dari dua tipe, yaitu mesin upwind dan mesin downwind.
· Mesin upwind : rotor berhadapan dengan angin. Rotor di disain tidak fleksibel, diperlukan mekanisme yaw untuk menjaga rotor agar tetap berhadapan dengan angin. Untuk menjaga rotor agar tetap berhadapan.
· Mesin downwind : rotor ditempatkan dilbelakang tower. Rotor dapat dibuat lebih fleksibel tanpa menggunakan mekanisme yaw, sehingga mengurangi berat, lebih ringan dari pada mesin upwind. Kelemahannya adalah bahwa angin harus melewati tower terlebih dahulu sebelum sampai pada rotor, sehingga menambah beban (fatigue load) pada turbin.
b) Mesin Angin Vertikal – Sumbu
Mesin angin sumbu vertikal memiliki pisau yang keluar dari atas ke bawah dan jenis yang paling umum (turbin angin Darrieus) terlihat seperti pengocok telur raksasa berbilah dua. Jenis mesin angin vertikal biasanya berdiri 100 meter dan lebar 50 meter. mesin angin sumbu vertikal membuat hanya persen yang sangat kecil dari mesin angin digunakan saat ini. Cirinya adalah memiliki sumbu putar vertikal terhadap tanah. Turbin jenis ini jarang dipakai untuk turbin komersial. Rotornya berputar relatif pelan (di bawah 100 rpm), tetapi memiliki momen gaya yang kuat, sehingga dapat dipakai untuk menggiling biji - bijian, pompa air, tetapi tidak cocok untuk menghasilkan listrik (di atas 1000 rpm cocok untuk menghasilkan listrik). Sebenarnya dapat dipakai gearbox untuk menaikkan kecepatan putarnya, tetapi efisiensinya turun dan mesin sulit untuk dimulai. VAWT terdiri dari dua tipe, yaitu:
Ø Tipe Dorong
Terjadi bila TSR<1 artinya lebih banyak bagian blade yang mengalami gaya dorong, seperti pada mangkuk anemometer dan Savonius. Memiliki bentuk yang bervariasi, seperti ember, dayung, layar, tangki. Rotornya berbentuk S (bila dilihat dari atas). Kecepatan maksimum blade yang dihasilkan hampir sama dengan kecepatan angin. Ujung blade tidak pernah bergerak lebih cepat daripada kecepatan angin, sehingga pada ujungnya nilai TSR £ 1. Turbin jenis ini memiliki efisiensi daya yang rendah.
Ø Tipe Angkat
Terjadi bila TSR>1 artinya lebih banyak bagian blade yang mengalami gaya angkat, seperti pada turbin Darrius. Masing-masing blade memperlihatkan momen gaya angkat maksimum hanya dua kali setiap putaran dan daya keluarannya berbentuk sinusoida. Ukuran blade relatif besar dan tinggi, sehingga menimbulkan getaran. Biasanya memakai dua atau tiga blade. Turbin jenis ini menghasilkan lebih banyak daya output dan memiliki efisien tinggi.
Keunggulan turbin sumbu vertikal :
1. Generator berada di tanah, sehingga tidak perlu membebani tower.
2. Tidak diperlukan mekanisme yaw untuk menyejajarkan rotor dengan arah angin.
Kelemahan :
1. Kecepatan rotor rendah.
2. Efisiensi total rendah.
3. Mesin tidak dapat mulai berjalan sendiri, perlu dorongan awal (atau perlu motor).
4. Mesin perlu kawat lentur untuk menjaganya berdiri tegak, sehingga tidak praktis.
2.3.4 Macam – Macam Model Turbin Angin
a) Layang – layang Angin
Ilmuwan di Carnegie Institution dan California State University, Amerika Serikat mengembangkan “layang-layang” yang mampu menangkap potensi energi angin pada ketinggian di atas 9.000 meter untuk membangkitkan listrik. Angin pada ketinggian seperti itu mengandung energi yang cukup untuk memenuhi kebutuhan dunia sampai 100 kali lipat. Pihaknya menyatakan bahwa New York merupakan lokasi terbaik untuk memaksimalkan potensi angin di ketinggian tersebut. Para ilmuwan menemukan bahwa kawasan yang paling cocok untuk memperoleh energi sekaligus sebanding dengan pusat populasi, berada di wilayah Amerika sebelah timur dan di Asia Timur. Sayangnya, kekuatan angin yang berfluktuasi masih menjadi tantangan dalam mengeksploitasi energi ini dalam skala besar.
Gambar 2.3.2a Layang – layang Angin (Sumber: sciencedaily.com)
Ken Caldeira dari Department of Global Ecology Carnegie Institution mengatakan, tiupan angin di tempat yang tinggi jauh lebih kuat dan lebih stabil daripada angin yang bertiup di permukaan. Namun untuk mendapatkan angin ini, layang - layang harus naik sampai pada ketinggian beberapa kilometer untuk memperoleh maksimalisasi potensi angin yang efektif. Idealnya, harus berada diketinggian sekitar 9 kilometer. Salah satu skema teknologi yang diajukan untuk memanen energi tersebut adalah layang-layang turbin yang diterbangkan pada ketinggian 9 kilometer. Walaupun namanya layanglayang, bentuk turbin ini sama sekali tidak mirip layang-layang karena hanya berupa tangkai yang di keempat ujungnya memiliki baling-baling. Desain sederhana ini mampu menghasilkan listrik sampai 40 megawatt dan ditransmisikan ke jaringan di permukaan lewat tali penambatnya. Beberapa kota besar di dunia yang memiliki potensi energi angin high altitude adalah Tokyo, New York, Sao Paulo, Seoul, dan Mexico City.
b) Loopwing
Desain sayap turbin angin lurus merupakan desing turbin angin yang aling sering digunakan dimana – mana. Namun 'loopwing' melampaui itu dengan menangkap energi dari angin. Loopwing ini merupakan desain dari Jepang yang juga menggunakan ruang vertikal kurang dari bentuk konvensional. Pisau yang didesain unik beroperasi dengan sedikit getaran dapat meningkatkan efisiensi, daya kinerja mencapai 43% pada kecepatan angin 8m/h. Desain dimaksudkan untuk digunakan untuk pembangkit listrik skala kecil. Hal ini bekerja lebih optimal daripada angin pada peternakan skala-besar. Design 'loopwing' juga masuk sebagai penghargaan desain yang baik pada tahun 2006.
Gambar 2.3.2b Design Loopwing (Sumber: http://www.loopwing.co.jp)
c) Ball Energy
Seperti 'loopwing', dari energi bola adalah turbin angin skala kecil yang dirancang untuk digunakan pada rumah dan komersial. Desainnya diproduksi oleh perusahaan energi asal Swedia. Desain Ball Energy menggunakan prinsip venturi untuk saluran angin dalam turbin pisau, memungkinkan mesin untuk beroperasi dengan tinggi efisiensi dan kebisingan yang rendah. turbin menggunakan satu set enam pisau melengkung yang berputar di sekitar sumbu pusat untuk membuat sebuah bola. Karena pisau dapat menyalurkan sejumlah besar angin ke daerah yang lebih kecil. 'bola energi' tetap bekerja secara efisien dalam skenario angin rendah.
Gambar 2.3.2c Ball Energy
(Sumber: http://www.homeenergy.se/vindkraft.aspx)
d) Aerocam
Diproduksi oleh Broadstar, aerocam 'turbin angin' yang bertujuan untuk memberikan angin besar menangkap permukaan dalam volume kompak. Desain fitur serangkaian pisau panjang mengatur sekitar bingkai melingkar, mirip dengan roda-air. Pisau menangkap angin dan turbin berputar di sekitar sumbu horisontal. Desain ini cocok untuk pribadi serta aplikasi pertanian angin dan mengklaim sebagai turbin pertama yang dapat beristirahat pada usd 1/ watt penghalang biaya. Perangkat ini juga memiliki kecepatan putaran yang rendah untuk menjaga tingkat kebisingan bawah. Produk bisa menjadi alternatif untuk biaya tinggi tradisional-pisau turbin datar tapi tetap prototype terbaik pada saat ini.
Gambar 2.3.2d Aerocam
e) Wind Helix
Seperti pada contoh sebelumnya, Wind Helix adalah turbin angin yang dirancang untuk beroperasi pada kecepatan rendah. Wind Helix memiliki fitur bentuk seperti berlayar unik yang menangkap angin melalui area permukaan yang luas dari segala arah. Bentuk ini memungkinkan generator listrik untuk berputar dengan halus dan kuat kekuatan. Desain dapat diinstal di ketinggian lebih rendah dari turbin angin kebanyakan karena bentuknya dan dapat digunakan baik dalam kondisi on dan off grid. Sumbu berputar vertikal membantu menjaga rendah kebisingan dan ukuran yang kompak sangat ideal untuk wilayah perkotaan serta pedesaan. Turbin dengan bentuk ini pun lebih aman bagi burung dan satwa liar lain yang hidup disekitar tempat pemasangan turbin ini.
Gambar 2.3.2e Wind Helix (Sumber: http://www.helixwind.com)
f) Wind Magenn Rotor
Sementara kita semua terbiasa dengan turbin angin permukaan tanah, tapi mungkin akan mengejutkan Anda untuk mengetahui bahwa desain hanya 20-25% efisien. Wind Magenn Rotor adalah prototipe turbin angin yang dibuat dari balon tiup udara. Balon udara yang diisi helium mengapung di udara pada ketinggian 600-1000 ft, tertambat ke tanah. Karena angin jauh kuat pada ketinggian yang lebih tinggi, udara rotor dapat beroperasi pada mendekati 50% efisiensi. udara rotor menghasilkan beberapa megawatt kekuasaan dan berjalan lebih murah dibandingkan desain yang ertanam penuh di darat (Earth Design).
Gambar 2.3.2f Wind Magenn Rotor (Sumber: http://www.magenn.com)
g) Sky Snake
Sampai saat turbin angin selalu dipasang sebagai suatu unit individu, tapi Selsam Doug adalah seorang penemu Amerika yang berhasil mengembangkan metode untuk menggabungkan beberapa turbin bersama. Turbin normal desain yang besar dan kuat, namun mereka juga mahal dan sulit untuk diinstal. Selsam mengambil pendekatan yang lebih kecil, dengan menghubungkan beberapa rotor pada poros yang sama. Ide ini memungkinkan untuk mendesain turbin yang lebih kecil dan murah untuk dikerahkan. Tidak sekuat seperti turbin yang besar, namun tetap dapat bekerja dengan cukup efisien. Rotor masing-masing menangkap angin meningkatkan efisiensi dari seluruh potensi yang datang dan jika diaplikasikan dengan benar maka dapat menggunakan sepersepuluh bahan untuk menghasilkan watt sama dengan besar seorang anak laki-laki. Majalah ilmiah populer bahkan menganugrahi Sky Snake sebagai penemuan terabru pada tahun 2008. Selsam sekarang mengkonseptualisasi cara untuk menyebarkan desain pada skala yang lebih besar seperti air laut terbuka.
Gambar 2.3.2g Sky Snake (Sumber: http://www.selsam.com)
h) Eletrikcity Flying Generator
Seperti Wind Magenn Rotor, Eletrikcity Flying Generator oleh Windpower langit adalah turbin angin terbang yang mengambil keuntungan dari peningkatan kecepatan angin di ketinggian. Eletrikcity Flying Generator bertujuan untuk menjangkau jarak yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang bisa dicapai oleh daripada Wind Magenn Rotor yakni mengambang lebih dari 30.000 kaki dari tanah. Desain ini digunakan pada ketinggian ini untuk menangkap energi dari angin-stream-kuat jet ultra. Perangkat ini memiliki berat sekitar 1,100 kilogram dan dapat menghasilkan energi pada sekitar 2sen/kwh. Desain Eletrikcity Flying Generator memiliki empat rotor horizontal yang semuanya dipasang pada bingkai dan menambatkan ke tanah.
Gambar 2.3.2h Eletrikcity Flying Generator
(Sumber: http://www.skywindpower.com/ww/index.htm)
2.4 Manfaat dan Issue
Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan.
Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak lingkungan yang luas. Emisi karbon ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diperoleh dari proses manufaktur komponen serta proses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga angin. Namun dalam operasinya membangkitkan listrik, secara praktis pembangkit listrik tenaga angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti. Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan batubara, emisi karbon dioksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya seperseratusnya saja. Disamping karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan sulfur dioksida, nitrogen oksida, polutan atmosfir yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas. Namun begitu, pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak visual, derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan.
Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat.
Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian. Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran,
kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.
Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun dampak ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan kematian burung-burung akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan aktivitas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi yang telah dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut. Namun berdasarkan data yang kami peroleh, tingkat kematian burung yang disebabkan oleh perputaran sudu angin jauh lebih rendah dibandingkan dengan tingkat kematian burung yang disebabkan oleh pemangsa kucing. Sperti tertera pada tabel di berikut.
Grafik 2.4a Faktor – Faktor Penyebab Kematian Burung
Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dan kapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan konstruksi di lepas pantai adalah terganggunya kehidupan bawah laut. Efek negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana terjadinya polusi yang bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan turbin angin. Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladang pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai menambah 80 – 110 dB kepada kebisingan berfrekuensi rendah yang dapat mengganggu komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator laut. Namun begitu, ladang angin lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena memancing dan berlayar di daerah sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat terjaga akibat adanya pemancingan berlebih di laut.
Grafik 2.4b Total Dan Estimasi Kumulatif Pemasangan Turbin Angin
Periode Tahun 2000 – 2017
Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan kecelakaan. Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah menyebabkan beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan puing-puing berat yang dapat terjadi merupakan bahaya yang perlu diwaspadai, terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya. Kebakaran pada turbin angin dapat terjadi dan akan sangat sulit untuk dipadamkan akibat tingginya posisi api sehingga dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis. Hal ini dapat menyebarkan asap beracun dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar habis ratusan acre lahan pertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman Nasional Australia dimana 800 km2 tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumas juga dapat teradi dan dapat menyebabkan terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat mengkontaminasi air minum.
Meskipun dampak – dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang. Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan permasalahan baru yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh karena itu kita sebagai orang-orang yang bergerak di bidang science dan teknologi haruslah dapat terus mengembangkan teknologi yang lebih ramah lingkungan yang memiliki efek negatif sekecil mungkin.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat kami tarik dari keseluruhan penjelasan pada bab sebelumnya adalah bahwa itu angin telah diaplikasikan sebagai suatu alat untuk meningkatkan taraf hidup manusia sejak dulu. Angin didayagunakan dari mulai alat bantu irigasi sampai kemudian sekarang menjadi suatu teknologi tinggi yang mampu menjadi solusi tersendiri bagi keterbatasan energi fosil di seluruh dunia. Selain itu pembangkit Listrik Tenaga Angin merupakan pembangkit listrik yang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia. Indonesia merupakan memiliki kawasan potensial tinggi mulai dari daerah pegunungan sampai kawasan pesisir yang menyimpan tingkat hembusan angin yang berdaya guna besar. Manfaat dan dampak negatif dari Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin, dapat kami rangkum dalam bentuk tabel sebagai berikut :
| No. | Pembangkit Listrik Tenaga Angin | ||
| Keuntungan | Dampak Negatif | ||
| 1. | Sumber energy (angin) dapat terus diperbaharui dalam kurun waktu yang cepat. | Aplikasi PLTAngin ini dapat menewaskan beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. | |
| 2. | Aplikasinya mudah diinstal dan biaya produksinya lebih terjangkau dibandingkan dengan sumber energy lainnya. | Derau frekuensi rendah yang berasal dari perputaran sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. | |
| 3. | Turut serta dalam pengurangan dampak berbahaya dari emisi gas buang. | Menurunnya populasi burung dan kelelawar akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. | |
| 4. | Dapat bekerja secara optimal dalam menghasilkan daya listrik untuk konsumsi missal, sama seperti peralatan berbahan bakar fosil. | Dampak visual akibat perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat. | |
| 5. | Memberikan kontribusi besar bagi pembangunan sector energy dan perekonomian global. | Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk kegiatan perkomunikasian. | |
REFRENSI
gan ko gambar'a ga bisa kebuka si
BalasHapus