BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sepanjang sejarah manusia kemajuan-kemajuan besar dalam kebudayaan

selalu diikuti oleh meningkatnya konsumsi energi. Salah satu sumber energi yang

banyak digunakan adalah energi fosil. Sayangnya energi ini termasuk energi yang

tidak dapat diperbaharui dan jika energi fosil ini habis maka diperlukan sumber-

sumber energi baru [1]. Penggunaan energi fosil juga berdampak negatif terhadap

lingkungan, baik secara langsung maupun tidak langsung seperti pemanasan

global yang berdampak pada kerusakan ekologi.

Kebutuhan energi di dunia saat ini masih sangat bergantung pada sumber

energi fosil, padahal energi ini semakin berkurang ketersediaannya sementara

penggunaannya justru semakin bertambah. Menurut Statistical review of world

energy 2013, pertumbuhan konsumsi energi di dunia bertambah rata-rata 3-4%

pertahun, dan Indonesia merupakan negara dengan pertumbuhan konsumsi energi

tertinggi di dunia, yaitu mencapai 7% pertahun dan menempati urutan ke-14

dengan konsumsi minyak bumi terbesar di dunia. Hal ini tentu sangat disayangkan

mengingat melimpahnya sumber daya terbarukan di Indonesia, seperti matahari

dan angin yang harusnya bisa dioptimalkan pemanfaatannya sebagai sumber

energi alternatif.

Cadangan minyak yang dimiliki Indonesia semakin hari kian menipis.

Menurut data dari EIA [2] stok minyak Indonesia turun sekitar 32 persen dari

1996 yaitu hanya 1.100.000 barel per harinya. Mulai memasuki tahun 2004

produksi minyak dalam negeri tidak lagi dapat memenuhi konsumsi minyak

masyarakat, sehingga memaksa Indonesia menjadi pengimpor minyak dalam 10

tahun terakhir. Gambar 2.1 menunjukkan grafik produsi minyak dalam negeri

berbanding dengan konsumsi minyak dalam negeri:

Gambar 1.1 Grafik Produksi dan Konsumsi Minyak Indonesia (1965-2012)

<http:// eia-international.org/indonesiaoil_production&consumption >

(30/8/2015)

Untuk mengatasi ketergantungan terhadap energi fosil, maka perlu

dilakukan konversi, konservasi, dan pengembangan sumber-sumber energi baru

terbarukan. Pengembangan ini harus memperhatikan tiga ”E”, yakni energi,

ekonomi, dan ekologi. Jadi, pengembangan sumber energi harus dapat

memproduksi energi dalam jumlah yang besar, dengan biaya yang rendah serta

mempunyai dampak minimum terhadap lingkungan [3].

Salah satu pemanfaatan energi terbarukan yang saat ini memiliki potensi

besar untuk dikembangkan adalah energi angin. Energi ini merupakan energi yang

bersih dan dalam proses produksinya tidak mencemari lingkungan [4]. Indonesia

merupakan negara kepulauan yang memiliki sekitar 17.500 pulau dengan panjang

garis pantai lebih dari 81.290 km. Indonesia memiliki potensi energi angin yang

sekitar 9,3 GW dan total kapasitas yang baru terpasang saat ini sekitar 0,5 MW

[1].

Berikut ini diungkapkan rata-rata kecepatan angin pada region-region

berbeda di seluruh dunia [5].

Gambar 1.2 Rata-Rata Kecepatan Angin pada Region-Region Berbeda di Seluruh

Dunia (2003) (Bhutta, et al., 2012)

Berdasarkan Gambar 1.2 terlihat kecepatan angin rata-rata di wilayah Indonesia

tergolong kecepatan angin rendah, yaitu berkisar antara 3 m/s hingga 5 m/s

sehingga sulit untuk menghasilkan energi listrik dalam skala besar. Meskipun

demikian, potensi angin di Indonesia tersedia hampir sepanjang tahun, sehingga

memungkinkan untuk dikembangkan sistem pembangkit listrik skala kecil.

Di era modernisasi ini, Indonesia telah memiliki banyak gedung bertingkat

yang mengonsumsi energi yang sangat banyak setiap harinya. Di Surakarta sendiri

telah terdapat ratusan bangunan bertingkat yang tersebar di berbagai kecamatan.

Pada area instalasi turbin angin, terutama turbin dengan desain skala kecil,

terdapat aturan (rule of thumb) dimana turbin angin harus berada pada posisi 9

meter lebih tinggi dari bangunan lain dalam radius 152 meter [6]. Hal ini

kemungkinan dapat menjadi masalah mengingat padatnya bangunan akibat

persebaran masyarakat di Surakarta. Namun masih ada kemungkinan

pengembangan desain alternatif dari model turbin angin yang ada saat ini.

Turbin angin mikro untuk daerah pemukiman dapat diterapkan untuk

mengatasi masalah krisis energi, terutama pada sektor perumahan yang seringkali

terlewatkan. Turbin angin pada dasarnya dapat membantu untuk mengurangi

emisi CO2 dan dapat mengurangi kebutuhan energi dari sumber konvensional

sehingga mengurangi pengeluaran biaya untuk pemakaian listrik konvensional

[7].

Dalam penelitian ini akan dilakukan analisis kelayakan potensi energi angin

di daerah Surakarta yang hasilnya berupa pemetaan potensi energi angin,

kemudian dilakukan pemilihan turbin angin mikro yang sesuai untuk daerah

tersebut. Sebelum itu dilakukan pula studi literatur dan analisis data sekunder

mengenai potensi persebaran angin di wilayah Solo Raya serta ketersediaan

teknologi turbin angin yang telah ada.

1.2 Perumusan Masalah

Dari uraian latar belakang yang telah dijabarkan, maka penulis menarik

perumusan masalah sebagai berikut:

1. Sejauh mana potensi probabilitas kecepatan angin yang dapat dimanfaatkan di

daerah Solo Raya;

2. Sejauh mana pengaruh kecepatan rata-rata angin terhadap daya spesifik angin

yang dapat dimanfaatkan;

3. Sejauh mana pengaruh kecepatan rata-rata angin terhadap energi spesifik

angin yang dapat dimanfaatkan;

4. Sejah mana pengaruh kecepatan rata-rata angin terhadap kecepatan

karakteristik turbin angin.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui peta kecepatan rata-rata angin di daerah Surakarta;

2. Mengetahui peta potensi energi angin di daerah Suarakarta;

3. Memberi kontribusi langsung terhadap terhadap pemanfaatan energi

terbarukan khususnya dalam bidang sistem konversi energi angin.

1.4 Batasan Masalah

Banyak aspek yang mempengaruhi energi spesifik dari angin seperti kondisi

angin yang tidak menentu seperti kecepetan dan arah angin, kondisi permukaan

rintangan seperti bangunan, dan lain-lain, namun tidak semua aspek tersebut akan

dijelaskan disini. Melihat ruang lingkup yang sangat luas maka penelitian ini

dibatasi pada hal-hal sebagai berikut:

1. Data yang digunakan dalam analisis penelitian adalah data sekunder;

2. Perhitungan yang digunakan untuk pemetaan berdasarkan rata-rata kecepatan

angin yang akan disertakan;

3. Kecepatan angin tidak secara signifikan terpengaruh oleh karakteristik

permukaan di sekitaran ketinggian tertentu;

4. Pemetaan didasarkan pada peta daerah Surakarta yang kemudian dibelah

menjadi 5 bagian, yaitu utara, timur, selatan, barat, pusat;

5. Desain pemetaan didasarkan atas persayratan kemampuan untuk menyuplai

kebutuhan listrik rumah tangga.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain:

1. Memberi wawasan tentang sistem konversi energi angin;

2. Menjadi acuan untuk pengembangan turbin angin skala kecil yang dapat

diterapkan di Indonesia, khususnya daerah Surakarta dan sekitarnya, dan di

negara lain yang mempunyai potensi energi angin.

1.6 Sistematika Penelitian

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah,

batasan masalah, tujuan, dan manfaat penelitian, serta sistematika

penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan turbin angin, teori

tentang metode peningkatan unjuk kerja turbin angin.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat dan pelaksanaan

penelitian, langkah-langkah percobaan dan pengambilan data.

BAB IV DATA DAN ANALISIS

Menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan data hasil pengujian

serta analisis hasil dari perhitungan.

BAB V PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan dan saran.