Upload
medio-destian
View
241
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
1/32
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Angin dan Teori Terjadinya Angin
Angin merupakan suatu energi alam yang berlimpah adanya di bumi yang juga merupakan energi yang murah serta tak pernah habis. Kerap kali pengertian angin
disamakan dengan pengertian udara. Padahal kedunya merupakan hal yang berbeda.
Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara dengan arah
aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan
rendah atau dari daerah yang memiliki suhu / temperatur rendah ke wilayah bersuhu
tinggi. Secara garis besar, angin dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu angin planetary
dan angin lokal. Angin planetary disebabkan oleh pemanasan yang lebih besar pada permukaan bumi dekat ekuator daripada di kutub utara dan selatan. al ini
menyebabkan udara hangat di daerah tropis naik dan mengalir melalui atmosfer ke
kutub dan udara dingin dari kutub mengalir kembali ke ekuator di dekat permukaan
bumi. Sedangkan angin lokal adalah angin yang disebabkan dua mkanisme. !ang
pertama adalah perbedaan panas antara daratan dan air, dan yang kedua karena hill and
mountain sides.
Adanya angin ditimbulkan dari radiasi sinar matahari secara tidak merata di
permukaan bumi. "aerah khatulistiwa akan menerima energi radiasi matahari lebih banyak daripada di daerah kutub, atau dengan kata lain, udara di daerah khatulistiwa
akan lebih tinggi dibandingkan dengan udara di daerah kutub. Pertukaran panas pada
atmosfer akan terjadi secara kon#eksi. $erat jenis dan tekanan udara yang disinaricahaya matahari akan lebih kecil dibandingkan jika tidak disinari. Perbedaan berat jenis
dan tekanan inilah yang akan menimbulkan adanya pergerakan udara. Pergerakan udara
ini merupakan prinsip dari terjadinya angin. Secara ilmiah, pada abad ke%&', seorang
fisikawan (tali, )#angelista *orricelli, mendeskripsikan bahwa angin dihasilkan karena
adanya perbedaan suhu udara, dan juga perbedaan kepadatan +akibat perbedaan suhu
udara, di antara dua daerah.-dara pada permukaan bumi di kutub memiliki tekanan yang lebih tinggi
daripada di khatulistiwa, sehingga udara akan mengalir dari kutub menuju khatulistiwa
pada permukaan bumi. -dara pada permukaan bumi di khatulistiwa memiliki berat
jenis yang rendah, sehingga udara akan terangkat hingga lapisan troposfir. Karena
tekanan udara pada lapisan troposfir di khatulistiwa lebih tinggi daripada tekanan udaradi bagian atas kutub, maka udara akan bergerak secara horiontal pada lapisan troposfir
dari khatulistiwa menuju kutub. "an karena berat jenis di udara pada kutub lebih tinggi,
maka udara akan bergerak turun menuju permukaan bumi.
3
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
2/32
2.2 Energi Angin dan Sejarah Pemanfaatan Energi Angin
)nergi angin merupakan sumber energy yang juga dapat dikatakan berasal dari
energy matahari melalui radiasi panas matahari di permukaan bumi yang berbeda%bedasehingga menimbulkan perbedaan temperature dan rapat massa udara di permukaan
bumi yang mengakibatkan terjadinya perbedaan tekanan hingga kemudian menjadi
aliran udara.
)nergi angin telah dimanfaatkan manusia selama setidaknya .00 tahun yang
lalu. al itu terlihat dari kehidupan manusia di aman #iking yang menggunakan
hembusan angin untuk berlayar menerjang ombak dan negara 1ina yang memanfaatkan
angin untuk sistem perpompaan. Arsitek pada masa dahulu menggunakan angin alami
sebagai sirkulasi udara dalam suatu bangunan. ammurabi, aja $abilonia
menggunakan energy angin untuk sistem irigasi pada abad ke%&' sebelum 3asehi.Suku asli Sri 4anka, Sinhala, menggunakan angin muson dalam peleburan logam.
Kincir angin pertama kali didirikan di Sistan, Afghanistan sejak abad ke%'. Kincir ini
digunakan untuk menggiling jagung, biji%bijian, mengalirkan air, dan pada industri
tebu. Kincir angin yang digunakan merupakan kincir angin dengan poros #ertikal, dantiap%tiap kipas berbentuk segi%empat yang dilapisi dengan bahan kain. Kincir angin
dengan poros horiontal pertama kali ditemukan di )ropa untuk menggiling gandum.
Penduduk Persia menggunakan windmill untuk menggiling butir gandum +padi
selama periode ini. Saat itu mesin sumbu #ertikal memiliki layar/sudu dengan buntelandari sejenis bulu atau kayu. Penggiling batu disambungkan ke poros #ertikal.
4ayar/sudu dilekatkan ke poros pusat menggunakan penopang horiontal. -kuran layar
menggunakan material yang difabrikasi, biasanya panjang m dan tinggi 5 m.
sedangkan Kincir angin pertama kali didirikan di Sistan, Afghanistan sejak abad ke%'.Kincir ini digunakan untuk menggiling jagung, biji%bijian, mengalirkan air, dan pada
industri tebu. Kincir angin yang digunakan merupakan kincir angin dengan poros
#ertikal, dan tiap%tiap kipas berbentuk segi%empat yang dilapisi dengan bahan kain.
Kincir angin dengan poros horiontal pertama kali ditemukan di )ropa untuk
menggiling gandum.
4
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
3/32
)ra pembangkit energi listrik diawali
pada akhir tahun &500%an. *urbin angin
modern pertama kali, khusus didesain untuk
pembangkit energi listrik, yang dibangun di
"enmark tahun &650. *urbin menyuplai energi
listrik ke daerah pedesaan. Selama pada perideyang sama, turbin angin yang besar
pembangkit energi listrik memiliki rotor &' m
yang dibangun di 1le#eland, 7hio. Pada
pertama kalinya, gearbox menaikkan putaran
digunakan pada desain tersebut. Sistem ini
beroperasi selama 20 tahun, menghasilkan
energi listrik dengan daya &2 k8.
Kekurangan pasokan minyak di tahun &5'0%an mengubah gambaran mengenaienergi di berbagai negara. Peristiwa ini menciptakan minat pada sumber energi
alternatif, membuka jalan bagi digunakannya kembali kincir angin untuk menghasilkan
listrik. Pada tahun &5'0%an, kekurangan minyak mendorong pengembangan sumber
energi alternatif. Pada tahun &550%an, dorongan itu datang dari sebuah keprihatinan
baru bagi lingkungan dalam menanggapi studi ilmiah yang menunjukkan adanya
potensi perubahan iklim global jika penggunaan bahan bakar fosil terus meningkat.
Sedangkan energi angin adalah sumber daya terbarukan yang ekonomis di banyak
negara. Kekhawatiran tentang emisi dari bahan bakar fosil, meningkatnya dukungan pemerintah, dan harga bahan bakar fosil +terutama gas alam dan batubara yang tinggi,
telah membantu peningkatan kapasitas tenaga angin yang tumbuh secara substansial
selama &0 tahun terakhir.
"i aman modern seperti sekarang ini, energi angin merupakan sumber energy
alternati#e yang mempunyai prospek yang bagus untuk mencukupi kebutuhan energy
yang lebih bersih dibandingkan dengan energy fosil. )nergi angin dapat dikon#ersikanmenjadi energi mekanik, seperti pada penggilingan biji, ataupun untuk memompa air.
Pada perkembangannya, energi angin dikon#ersikan menjadi energi mekanik, dan
dikon#ersikan kembali menjadi energi listrik. "alam bentuknya sebagai energi listrik,maka energi dapat ditransmisikan dan dapat digunakan untuk menghidupkan peralatan%
peralatan elektronik.
2.3 Mesin Konersi Energi Angin
3esin adalah suatu pesawat yang menghasilkan suatu gerak/kerja. "ari uraian
diatas, dapat disimpulkan 3esin Kon#ersi )nergi adalah suatu pesawat yang mengubahsuatu energi menjadi energi yang lain sehingga menghasilkan suatu kerja/usaha yang
dimanfaatkan untuk kepentingan manusia.
5
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
4/32
Alat utama pengkon#ersi energi pada turbin atau kincir angin adalah generator,
dengan generator tersebut maka dapat dihasilkan arus listrik dari gerakan blade /
baling%baling yang bergerak karena hembusan angin. Pembangkit ini lebih effisien dari
pada pembangkit listrik tenaga surya didalam menghasilkan listriknya. -ntuk
menggerakan blade / baling%baling agar bisa berputar saja harus memiliki kecepatan
angin 2 meter/detik dan untuk menghasilkan listrik yang stabil sesuai kapasitasgeneratornya rata%rata 9 s/d &0 meter/detik. "aerah yang cocok digunakan pembangkit
ini adalah daerah pantai, pesisir, pegunungan.
6
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
5/32
2.3.1 Potensi Angin
Perpindahan molekul udara memiliki energi kinetik, sehingga secara lokal jumlah molekul udara berpindah melalui luasan selama selang waktu tertentu
menentukan besarnya daya. 4uasan ini adalah tidak luas permukaan bumi, tetapiluasan yang tegak lurus terhadap aliran udara, yang merupakan penentu untuk memperkirakan seberapa besar daya dan energi yang dapat diekstrak. 3assa m,dalam #olum silinder yang akan melalui luasan A, dalam waktu t, dapat ditentukandari kerapatan udaraρ, dan #olume silinder V o.
"aya merupakan energi kinetic +)k ) angin dibagi waktu:
2.&
2.2
2.;Substitusi nilai massa m ke persamaan diatas. Kecepatan angin, -0 < 4/t,
melalui luasan A selama waktu t, sehingga persamaan daya diperoleh:
2.="aya per luas, sebagai potensi daya angin atau kerapatan daya angin +wind
power density, yaitu:
2.
"ari persamaan 2.2, daya angin per satuan luas dapat diperkirakan untukkecepatan angin yang berbeda. $agaimanapun, tidak semua daya angin dapatdiekstrak, efisiensi maksimum secara teoritis untuk turbin angin adalah 5,2>.
7
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
6/32
2.3.1 Sistem Konersi Energi Angin !SKEA"
Sistem kon#ersi energi angin merupakan suatu sistem yang bertujuan untuk
mengubah energi potensial angin menjadi energi mekanik poros oleh rotor untuk
kemudian diubah lagi oleh alternator menjadi energi listrik. Prinsip utamanyaadalah mengubah energi listrik yang dimiliki angin menjadi energi kinetik poros.
$esarnya energi yang dapat ditransferkan ke rotor tergantung pada massa jenis
udara, luas area dan kecepatan angin. al ini selanjutnya akan dibahas melalui
persamaan%persamaan.
)nergi kinetik untuk suatu massa angin m yang bergerak dengan kecepatan
v yang nantinya akan diubah menjadi energi poros dapat dirumuskan sebagai
berikut:
+2.9
+)ric au, 8ind *urbines ?undamentals 200 : 6&
"imana:m : massa udara yang bergerak +kg
v : kecepatan angin +m/s
)nergi kinetik yang terkandung dalam angin inilah yang ditangkap oleh
turbin angin untuk memutar rotor.
"engan menganggap suatu penampang melintang A, dimana udara dengan
kecepatan # mengalami pemindahan #olume untuk setiap satuan waktu, yangdisebut dengan aliran #olume @ sebagai persamaan:
+2.'
+)ric au, 8ind *urbines ?undamentals 200 : 6&
"imana:
V : laju #olume +m;/s
v : kecepatan angin +m/s
A : luas area sapuan rotor +m2Sedangkan aliran massa dengan kecepatan udara p sebagai:
+2.6
+)ric au, 8ind *urbines ?undamentals 200 : 62
8
V =
m =
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
7/32
-ntuk menganalisis seberapa besar energi yang dapat dimanfaatkan turbin
angin, digunakan teori memontum elementer $et.
• *eori 3omentum $et
*eori momentum $et sederhana berdasarkan pemodelan aliran dua dimensi
angin yang mengenai rotor menjelaskan prinsip kon#ersi energi angin pada turbinangin terlihat seperti pada gambar 2.&9. $erkurangnya kecepatan aliran udara
disebabkan karena sebagian energi kinetik angin diekstrak oleh rotor turbin angin.
Penampang A&
adalah luas sapuan rotor turbin, luas A0
dan A2
luas penampangaliran masuk dan keluar dengan massa angin konstan mengalir melalui A&. A0diposisikan pada dari arah datangnya angin tanpa dipengaruhi oleh rotor turbin, dan
A2 diposisikan pada kecepatan angin rendah.
2.# T$r%in Angin
2.#.1 Pengertian T$r%in Angin
*urbin angin merupakan mesin dengan sudu berputar yang
mengon#ersikan energi kinetik angin menjadi energi mekanik. Bika energimekanik digunakan langsung secara permesinan seperti pompa atau grinding
stones, maka mesin +turbin disebut windmill . Bika energi mekanik dikon#ersikanmenjadi energi listrik, maka mesin disebut turbin angin atau wind energy
converter +8)1.
*urbin Angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan
tenaga listrik. *urbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi
kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll.
*urbin angin terdahulu banyak dibangun di "enmark, $elanda, dan negara%negara)ropa lainnya dan lebih dikenal dengan 8indmill.
Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengandiameter kipas r adalah :
9
3
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
8/32
dimana C adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan # adalah kecepatan angin
pada waktu tertentu.
-mumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah turbin angin hanya
sebesar 20>%;0>. Badi rumus diatas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,; untuk
mendapatkan hasil yang cukup eksak. Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah
mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran
kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan
listrik.
)kstraksi potensi angin adalah sebuah upaya kuno dimulai dengan kapal%
tenaga angin, pabrik gandum dan grinding stone. Kini turbin angin lebih
banyak digunakan untuk menyuplai kebutuhan listrik masyarakat denganmenggunakan prinsip kon#ersi energi dan memanfaatkan sumber daya alam yang
dapat diperbaharui yaitu angin. 8alaupun sampai saat ini pembangunan turbinangin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik kon#ensional, contohnya
pembangkit listrik tenaga air +P4*A, pembangkit listrik tenaga diesel +P4*",
pembangkit listrik tenaga uap +P4*- dan sebagainya. *urbin angin masih
dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan
dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui,
contohnya minyak bumi, batubara dan sebagainya sebagai bahan dasar untuk
membangkitkan energi listrik.
2.#.2 &enis T$r%in Angin
*urbin angin sebagai mesin kon#ersi energi dapat digolongkan
berdasarkan prinsip aerodinamik yang dimanfaatkan rotornya. $erdasarkan
prinsip aerodinamik, turbin angin dibagi menjadi dua bagian yaitu:
& Benis drag yaitu prinsip kon#ersi energi yang memanfaatkan selisih
koefisien drag .2 Benis lift yaitu prinsip kon#ersi energi yang memanfaatkan gaya lift .
Pengelompokan turbin angin berdasarkan prinsip aerodinamik pada rotor
yang dimaksud yaitu apakah rotor turbin angin mengekstrak energi angin
memanfaatkan gaya drag dari aliran udara yang melalui sudu rotor atau rotor
angin mengekstrak energi angin dengan memanfaatkan gaya lift yang dihasilkan
aliran udara yang melalui profil aerodinamis sudu. Kedua prinsip aerodinamik
yang dimanfaatkan turbin angin memiliki perbedaan putaran pada rotornya,dengan prinsip gaya drag memiliki putaran rotor relatif rendah dibandingkan
turbin angin yang rotornya menggunakan prinsip gaya lift .
$erdasarkan prinsip kerjanya +aerodinamik, turbin angin dibedakan atasdua macam yaitu :
10
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
9/32
& *urbin angin yang memanfaatkan gaya Lift *urbin angin ini memanfaatkan gaya Lift yang terjadi pada penampang
rotornya untuk berputar dan mengkon#ersikan energi yang diterimanya.
*urbin angin jenis ini umumnya menggunakan airfoil sebagai penampangrotornya. 1ontohnya adalah turbin angin tipe Sa#onius.
2 *urbin angin yang memanfaatkan gaya Drag *urbin angin ini memanfaatkan gaya drag yang terjadi pada penampang
rotornya untuk berputar dan mengkon#ersikan energi yang diterimanya.*urbin angin jenis ini umumnya menggunakan penampang yang lebih
besar dan lebih luas dibandingkan dengan turbin angin yang memanfaatkan
gaya Lift .1ontohnya adalah turbin angin tipe "arrieus rotor.
Perbedaan lain yang cukup mencolok adalah berdasarkan arah putaran pada rotornya. *urbin angin yang memanfaatkan gaya lift rotornya berputar
melawan arah angin sedangkan pada turbin angin yang memanfaatkan gaya
drag , rotornya berputar searah dengan arah angin.
Perbedaan turbin angin yang bekerja berdasarkan gaya lift dan gaya
drag ditunjukkan sebagai berikut:
11
Gambar 4. ontoh !urbin An in "an #eman aat$an Ga a
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
10/32
Bika dilihat dari arah sumbu rotasi rotor, turbin angin dapat dibagi
menjadi dua bagian yaitu:
1 T$r%in Angin S$m%$ Hori'onta( !TASH"
*urbin angin megawatt pertama didunia berada di 1astleton, @ermont.
*urbin angin sumbu horiontal +*AS memiliki rotor utama dan generator listrik
dipuncak menara. *urbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling D baling
angin +baling D baling cuaca yang sederhana, sedangkan turbin berukuran besar
pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuah
ser#o motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearboE yang mengubah perputaran
kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin
biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. $ilah D bilah turbin dibuat
kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi.
12
Gambar %. ontoh turbin an in an meman aat$an a a Li t
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
11/32
Sebagai tambahan, bilah D bilah itu diletakkan didepan menara pada jarak tertentu
dan sedikit dimiringkan.
Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan reabilitas
begitu penting, sebagian besar *AS merupakan mesin upwind +menurut jurusan
angin dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap
sejalan dengan angin, dan karena disaat angin berhembus sangat kencang, bilah D bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan
demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah D bilah itu. $erdasarkan
prinsip aerodinamis, rotor turbin angin sumbu horiontal mengalami gaya lift dan
gaya drag, namun gaya lift jauh lebih besar dari gaya drag sehingga rotor turbin
ini lebih dikenal dengan rotor turbin tipe lift , seperti terlihat pada gambar.
13
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
12/32
"ilihat dari jumlah sudu, turbin angin sumbu horiontal terbagi menjadi:
& *urbin angin satu sudu + single blade2 *urbin angin dua sudu +double blade; *urbin angin tiga sudu +three blade= *urbin angin banyak sudu +multi blade
14
Gambar +. Gaya Aerodinamis *otor !urbin Angin eti$a
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
13/32
*urbin angin jenis ini merupakan turbin yang paling banyak dipakai didunia sebagai pembangkit tenaga listrik.
Gambar 00. !urbin Angin /umbu 'ori(ontal
$erdasarkan letak rotor terhadap arah angin, turbin angin sumbu
horiontal dibedakan menjadi dua macam yaitu:
& -pwind 2 Downwind
*urbin angin jenis upwind memiliki rotor yang menghadap arahdatangnya angin sedangkan turbin angin jenis downwind memiliki rotor yang
membelakangi/menurut arah angin.
15
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
14/32
-pwind Downwind
Gambar 01. !urbin Angin 2enis -pwind Dan Downwind
Kelebihan *AS
• "asar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuatditempat D tempat yang memiliki geseran angin +perbedaan antara laju da
arah angin antara dua titik yang jaraknya relati#e dekat di dalam atmosfir
bumi. "i sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas,
kecepatan angin meningkat sebesar 20 >.
Kelemahan *AS
• 3enara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 50 meter
sulit diangkut. "iperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20 >
dari seluruh biaya peralatan turbin angina tau kincir angin• *AS yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan "erek yang sangat tinggi
dan mahal serta para operator yang tampil• Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah D bilah
yang berat, gearboE da generator • *AS yang tinggi bisa mempengaruhi radar airport
• -kurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu
penampilan lansekap• $erbagai #arian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan
oleh turbulensi• *AS membutuhkan mekanisme control yaw tambahan untuk
membelokkan kincir ke arah angin
2 T$r%in Angin S$m%$ )erti*a( !TAS)"
*urbin angin sumbu #ertical atau tegak +*AS@ memiliki poros atau sumbu
rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin
tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna
di tempat D tempat yang arah anginnya sagat ber#ariasi. @A8* mampu
mendayagunakan angin dari berbagai arah.
16
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
15/32
Karena sulit dipasang diatas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang
lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah
bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga
yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan
obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan
berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan danbearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat
umur turbin angin. Bika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira D kira
0> dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang
maksimal dan turbulensi angin yang minimal.
Gambar 03. !urbin Angin Darrieus 3 m di epulauan #agdalen.*urbin angin poros #ertikal atau yang lebih dikenal dengan #ertical aEis
wind turbine +@A8* memiliki ciri utama yaitu keberadaan poros tegak lurus
terhadap arah aliran angin atau tegak lurus terhadap permukaan tanah. *AS@ terdiri
dari beberapa tipe yang paling umum dijumpai yaitu: Sa#onius otor, "arrieus
otor, Firomill, dan %otor.a Sa#onius otor
*urbin angin ini mempunyai konstruksi sederhana yang ditemukan
oleh sarjana ?inlandia bernama Sigurd B. Sa#onius +&522. *urbin yang
termasuk dalam kategori *AS@ ini memiliki rotor dengan bentuk dasar
setengah silinder. Konsep turbin angin sa#onius cukup sederhana, prinsip
kerjanya berdasarkan differential drag windmill . Pada perkembanganselanjutnya, sa#onius rotor tidak lagi berbentuk setengah silinder tetapi
telah mengalami modifikasi guna peningkatan performance dan efisiensi.
Fambar &=. /avonius wind turbine
b "arrieus otor
17
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
16/32
Fambar &. Darrieus wind turbine
3erupakan salah satu *AS@ dengan efisiensi terbaik serta mampu
menghasilkan torsi cukup besar pada putaran dan kecepatan angin yang tinggi.*urbin angin "arrieus mengaplikasikan blade dengan bentuk dasar aerofoil
GA1A. 3engacu pada bentuk blade, prinsip kerja turbin angin "arrieus
memanfaatkan gaya lift yang terjadi ketika permukaan airfoil GA1A
dikenai aliran angin. Kelemahan utama dari turbin angin "arrieus yaitu yakni
memiliki torsi awal berputar yang sangat kecil hingga tidak dapat
melakukan self start. Pada aplikasiya, "arrieus wind turbin selalu
membutuhkan perangkat bantuan untuk melakukan putaran awal. Perangkat
bantu yang digunakan berupa motor listrik atau umumnya lebih seringmenggunakan gabungan turbin angin Sa#onius pada poros utama.
c Firomill
$entuk pengembangan lanjut
turbin angin "arrieus dengan latar
belakang untuk meminimalisasikekurangan. *urbin angin Firomill
memiliki tiga konfigurasi bentuk blade,
yaitu: straight, helical twisted @, atau
cur#ed bladed.
Fambar &9. Giromill wind turbin helical
d. *urbin angin "arieuss %otor
18
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
17/32
Fambar &'. *urbin angin "arieuss %otor
$entuk pengembangan lanjut dari turbin angin tipe "arrieus dengankeperluan produksi daya yang kecil. *urbin angin "arrieus memiliki torsi rotor
yang relatif rendah tetapi putarannya lebih tinggi dibanding dengan turbin
angin Sa#onius sehingga lebih diutamakan untuk menghasilkan energi listrik.
Gambar 0+. 2enis52enis !urbin Angin /umbu Verti$al
Ke(e%ihan TAS)
•
*idak membutuhkan struktur menara yang besar
19
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
18/32
• Karena bilah D bilah rotornya #ertical, tidak dibutuhkan mekanisme
yaw
• Sebuah *AS@ bisa diletakkan lebih dekat ketanah, membuat
pemeliharaan bagian D bagiannya bergerak jadi lebih mudah• *AS@ memiliki sudut airfoil +bentuk bilah sebuah baling D baling yang
terlihat secara melintang yang lebih tinggi, memberikan
keaerodinamisan yang tinggi sambil mengurangi drag pada tekanan
yang rendah dan tinggi.• "esain *AS@ berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk
kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih
besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk
lingkarannya *AS
• *AS@ memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah dari pada*AS. $iasanya *AS@ mulai menghasilkan listrik pada &0 km/jam
+9m.p.h • *AS@ biasanya memiliki tip speed ratio +perbandingan antara
kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnyaangin yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak
di saat angin berhembus sangat kencang• *AS@ bisa didirikan pada lokasi D lokasi dimana struktur yang lebih
tinggi dilarang dibangun•
*AS@ yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungandari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju
angin +seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak
bukit• *AS@ tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah
• Kincir pada *AS@ mudah dilihat dan dihindari burung.
Ke*$rangan TAS)
• Kebanyakkan *AS@ memproduksi energi hanya 0> dari efisiensi
*AS karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar
• *AS@ tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebihkencang di ele#asi yang lebih tinggi
• Kebanyakkan *AS@ mempunyai torsi awal yang rendah dan
membutuhkan energi untuk mulai berputar • Sebuah *AS@ yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya
memeberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor di
bebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan
meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup
2.#.3 Me*anisme T$r%in Angin
20
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
19/32
Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan
menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit
penyalur listrik. 4istrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke
rumah%rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya.*urbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Benis lain yang umum
adalah jenis turbin dua bilah. *urbin angin bekerja sebagai kebalikan dari kipas
angin. $ukannya menggunakan listrik untuk membuat angin, seperti pada kipas
angin, turbin angin menggunakan angin untuk membuat listrik.Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang
dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik. *urbin untuk pemakaian
umum berukuran 0%'0 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 0 kilowatt,
digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air.Secarasederhana sketsa turbin atau kincir angin adalah sebagai berikut.
Gambar 0. 6agan incir Angin Atau !ubin Angin
21
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
20/32
Gambar 1. /$ema 7nergi Angin #en8adi 7nergi Listri$
$aling%baling menyongsong datangnya angin sehingga ia berputar pada porosnya. Putarannya tidak terlalu cepat karena massanya yang besar, diteruskan oleh
poros laju rendah ke belakang melalui gearbox. Gearbox mengubah laju putar menjadi
lebih cepat, konsekuensinya dengan momen gaya yang lebih kecil, sesuai dengan
kebutuhan generator yang ada di belakangnya. Fenerator kemudian mengubah energi
kinetik putar menjadi energi listrik. )kstraksi energi angin oleh turbin ditentukan oleh
koefisien 1 p +maksimum 5>, ;> untuk disain bagus, efisiensi transmisi gearboE
dan bearings +G b, bisa mencapai 5>, dan efisiensi generator +Gg, H 60>.
Frafik &. ut59n /peed !urbine
22
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
21/32
*erdapat sebuah kecepatan angin minimum, disebut cut5in speed , agar turbin
mulai menghasilkan listrik. Kecepatan angin yang terlalu besar juga harus dibatasi agar
tidak merusak turbin dan generator, kecepatan maksimum yang diijinkan ini disebut
cut5out speed . Pada grafik di atas ditunjukkan hubungan antara laju angin dengan
daya yang diperoleh melalui turbin. *urbin yang dipakai diharapkan bekerja pada laju
angin 25 mil/jam +=' km/jam < &; m/s sehingga menghasilkan daya yang sesuaidengan disainnya +rated power .
2.4.4 Generator sebagai Mesin Konversi EnergiAngin
+enerator merupakan suatu sistem yang merubah energi mekanik menjadi
energi listrik dengan prinsip kerja berdasarkan peristiwa induksi +hukum ?araday.$esarnya FF4 induksi yang timbul di dalam kumparan adalah:
e , -N d/dt dengan , o 0os t I d/dt , o sin t I
sehingga
e , e ma*s sin t
Ma0am-ma0am jenis generator
*erdapat dua jenis generator, yaitu generator +A1 arus bolak%balik dan
generator +"1 arus searah. Pada generator arus bolak%balik, kumparan yang
diletakkan pada batang diputar dalam medan magnet yang diam sehingga
menghasilkan tegangan induksi.
3elalui sikat%sikat karbon yang dihubungkan dengan cincin%cincin
generator, tegangan yang dihasilkan dapat menyalakan sebuah lampu. Fenerator ini
dinamakan generator arus bolak%balik karena arah arus induksi berlawanan dengan
arah putaran kumparan.
$agian generator yang berputar disebut rotor, sedangkan bagian yang diam
disebut stator. Pada dasarnya, prinsip kerja generator arus bolak%balik dan generator
arus searah adalah sama. anya saja pada generator arus searah, cincin yangdigunakan adalah cincin belah.
1incin ini bekerja sebagai komutator yang mengubah arus listrik yangdikeluarkan generator. "engan demikian, arus listrik yang awalnya merupakan arus
bolak%balik pada kumparan, dalam rangkaian di luar kumparan menjadi arus searah.
"apat dilakukan beberapa cara untuk memperbesar tegangan dan arus
induksi, yaitu:
&. 3empercepat putaran rotor.
2. 3emperbanyak lilitan pada kumparan.;. 3enggunakan magnet yang lebih kuat.
23
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
22/32
=. 3emasukkan inti besi lunak ke dalam kumparan.
"alam kehidupan sehari%hari, generator arus bolak%balik ini dapat kita
temukan pada sepeda yang berlampu. -ntuk menyalakan lampu tersebut, generator
dipasang pada roda. Kayuhan yang dilakukan telah mengubah energi dalam
tubuhmu menjadi energi mekanis pada gerak roda.
Ferak roda ini kemudian menghasilkan tegangan listrik yang dapatmenyalakan lampu. Sedangkan, generator arus searah dapat kita jumpai pada alat%
alat pemanas.
4istrik yang kita gunakan sehari%hari berasal dari P4G merupakan listrik
yang berasal dari generator +A1 arus bolakbalik. Fenerator ini menghasilkan arus
yang sangat besar sehingga susunannya lebih rumit daripada generator serupa yang
digunakan untuk menyalakan lampu sepeda.
Pada generator ini, energi mekanis diperoleh dari gerakan benda yangdisebut turbin. *urbin adalah roda besar yang diputar oleh dorongan air, angin, atau
uap, bahkan nuklir.
Secara umum, cara menghasilkan arus induksi pada generator ini hampir
sama dengan generator sederhana. anya saja, arus induksi yang dihasilkan akan
diproses terlebih dahulu sebelum akhirnya sampai ke rumah%rumah untuk
digunakan. Salah satu alat yang digunakan pada proses ini adalah transformator .
24
http://www.bukupedia.net/2015/11/pengertian-transformator-prinsip-dan-cara-kerja-transformator-serta-fungsi-dan-jenis-jenisnya.htmlhttp://www.bukupedia.net/2015/11/pengertian-transformator-prinsip-dan-cara-kerja-transformator-serta-fungsi-dan-jenis-jenisnya.html
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
23/32
2. Pem%ang*it istri* Tenaga Angin/Bay$ !PTB"
"i (ndonesia, tenaga angin telah dikembangkan pemanfaatannya sejak tahun&5'5 yang dimulai dengan penelitian%penelitian dan pengukuran data angin serta
konsep%konsep teknologi sesuai dengan kondisi dan energi angin yang tersedia di(ndonesia.
2..1 Pengertian Pem%ang*it istri* Tenaga Angin
Pembangkit listrik tenaga angin, yang diberi nama :ind ;ower /ystem
memanfaatkan angin melalui kincir, untuk menghasilkan energi listrik. Alat ini sangat
cocok sekali digunakan masyarakat yang tinggal di pulau%pulau kecil. Secara umum,
sistem alat ini memanfaatkan tiupan angin untuk memutar motor. embusan anginditangkap baling%baling, dan dari putaran baling%baling tersebut akan dihasilkan
putaran motor yang selanjutnya diubah menjadi energi listrik.:ind ;ower /ystem ini terdiri dari empat bagian utama, yaitu rotor, transmisi,
elektrikal, dan tower. $agian rotor terdiri dari baling%baling dengan empat daun,
bentuknya seperti baling%baling pesawat. "engan bentuk seperti ini diharapkan energiangin yang tertangkap bisa maksimal agar bobotnya lebih ringan. $aling%baling ini
dibuat dengan diameter ;, dan bahannya dibuat dari fiberglass.-ntuk mendapat hembusan angin, baling%baling diletakkan pada tower setinggi
delapan meter. Sedangkan pada bagian transmisi digunakan sistem kerekan dan tali,sistem transmisi ini digunakan untuk menyiasati kekuatan angin yang kecil. Karena
kecepatan angin di (ndonesia relatif kecil, transmisi ini sangat menguntungkan untuk
meningkatkan putaran sebagai pengubah energi digunakan alternator dua fase &2 #olt,
energi listrik yang dihasilkan oleh alternator dapat disimpan dalam aki.Sementara kapasitas daya yang didapat sebesar &, K8. :ind ;ower /ystem
telah diuji coba oleh para mahasiswa di pantai kenjeran, kurang dari satu jam hasil dari
percobaan tersebut sudah dapat menghasilkan energi listrik untuk menyalakan *@ dan
lampu sampai &00 watt.
2..2 Kom4onen 5 Kom4onen A(at Pem%ang*it istri* Tenaga AnginKomponen D komponen alat pembangkit listrik tenaga angin pada umumnya
terdiri dari :a A(at Peng$*$r Ke0e4atan Angin
"alam mengetahui seberapa besar kecepatan hembusan suatu angin maka
perlu suatu alat/parameter pengukur kecepatan angin itu. Alat yang seringdigunakan dalam mengukur kecepatan angin biasa disebut anemometer .
Adapun jenis daripada alat pengukuran kecepatan angin +anemometer adalah:
25
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
24/32
• Anemometer jinjinganAnemometer jinjingan adalah alat ukur kecepatan angin yang cara
kerjanya berdasarkan tekanan dinamik + . J.@2 . *etapi alat ukur ini
kurang teliti dalam pembacaan.• Anemometer setengah bola
Anemometer setengah bola adalah alat ukur kecepatan angin dengan
menggunakan kincir setengah bola. "imana mangkok setengah bola ini
akan berfungsi untuk menangkap angin sehingga dapat menggerakkan
kincir dan seberapa besar kecepatan angin itu dapat dilihat dari kecepatan
putaran kincir.• Anemometer propeller
Anemometer propeller adalah alat ukur kecepatan angin dengan
menggunakan kincir model pesawat kecil, mengikuti arah angin dan propeller yang mengukur kecepatan arah angin itu.$aik anemometer setengah bola maupun propeller tidak tepat dalam
mengukur kecepatan angin. Perputaran mangkuk setengah bola atau
propeller lebih cepat disaat angin kencang dan lebih lambat saat hembusan
angin kurang.
% Blades !Bi(ah Ki4as"
Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau ; bilah kipas. Angin yang
menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
0 Brake !6em"
Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis, dengan
tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaandarurat. "igunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearboE agar
bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu
dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam
pengoperasiannya. Fenerator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal
pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin
diluar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros
generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator. 6em 0e4at : biasanya berada di poros cepat dekat generator,dapat difungsikan untuk membatasi laju putar yang kelewat tinggi yang
dapat merusak sistem generator. 6em (am%at : biasanya berada di depan
gearboE dan dioperasikan secara manual, untuk menghentikan baling%baling
pada saat dilakukan maintenace.
d Controller !A(at Pengontro("
Alat Pengontrol ini menyalakan turbin pada kecepatan angin kira%kira&2%2 km/jam, dan mematikannya pada kecepatan 50 km/jam. *urbin tidak
26
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
25/32
beroperasi di atas 50 km/jam, karena angina terlalu kencang dapat
merusakkannya.Pada turbin angin besar, untuk pengarahan dikembangkan mekanisme
penggerak samping responsif yang tidak menimbulkan beban tambahan berlebihan. -ntuk pengaturan dikembangkan mekanisme pitch variabel
atau stall yang akurat dan untuk pengamanan dikembangkan mekanisme
pengereman aerodinamik, mekanik atau keduanya, yang bekerja otomatis.
Sementara itu pada turbin angin kecil dikembangkan kontrol yang
sederhana terpadu dan andal.
e Gear box !6oda +igi"
oda gigi menaikkan putaran dari ;0%90 rpm menjadi kira%kira &000%
&600 rpm yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk memutar
generator listrik.
f +enerator
Fenerator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus bolak%
balik. -ntuk turbin angin besar dikembangkan generator tipe asinkrondengan efisiensi tinggi dan andal, tahan karat dan cuaca. Sementara itu,
untuk turbin angin kecil dikembangkan generator magnet permanen
putaran rendah yang dapat digerakkan langsung oleh rotor tanpa transmisi,
tahan karat dan diberi perapat yang baik sehingga tahan terhadap pengaruhcuaca.
g High-speed shaft !Poros P$taran Tinggi"
3enggerakkan generator.
h Low-speed shaft !Poros P$taran 6endah"
Poros turbin yang berputar kira%kira ;0%90 rpm.
i Nacelle !6$mah Mesin"
umah mesin ini terletak di atas menara . "i dalamnya berisi gear% boE, poros putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat
pengereman.
j Pitch !S$d$t Bi(ah Ki4as"
$ilah kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur kecepatan rotor yangdikehendaki, tergantung angin terlalu rendah atau terlalu kencang.
* 6otor
Berupa baling%baling yang laimnya terdiri atas ; sirip, berfungsi
untuk menangkap energi angin menjadi energi mekanik putarannya.
27
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
26/32
Permasalahan di bagian ini adalah disain aerodinamis yang seefisien
mungkin, serta ketahanan dan berat bahan sirip baling%balingnya
Sebagai komponen terpenting, telah dikembangkan rotor bersudu tigadengan penampang airfoil khusus dan dibuat dari fiberglas sehinggaefisiensinya tinggi +; % = persen, stabil, kuat, ringan serta tahan karatdan cuaca.
( Tower !Menera"
3enara bisa dibuat dari pipa baja, beton, rangka besi. Karena
kencangnya angin bertambah dengan ketinggian, maka makin tinggi
menara makin besar tenaga yang didapat.
m Wind direction !Arah Angin"
8ind "irection adalah turbin yang menghadap angin, desain turbinlain ada yang mendapat hembusan angin dari belakang.
n Wind ane !Te%eng Angin"
3engukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang
memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.
o !aw drie !Penggera* Arah"
Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang
menghadap angina. -ntuk desain turbin yang mendapat hembusan angina
dari belakang tak memerlukan alat ini.
4 !aw motor !Motor Penggera* Arah"
3otor listrik yang menggerakkan penggerak arah.
"#$#% Wi nd &hear
: ind shear adalah perubahan arah atau kecepatan angin saat melalui
jarak tertentu. :ind shear dapat terjadi secara horiontal maupun #ertical.
Perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian+hori(ontal wind shear<
merupakan f aktor utama dalam memperkirakan produksi energi melalui turbin
angin. *elah dilakukan pengukuran perubahan kecepatan angin terhadap
ketinggian yang disebabkan perbedaan kondisi atmosf er.
28
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
27/32
Gambar 10. : ind /hear Dan 2enis52enisnya
3etode umum yang memperkirakan kecepatan angin untuk ketinggian yang lebih tinggi dengan mengetahui kecepatan angin pada
ketinggian yang lebih rendah disebut power law.
2..#. Sistem Ke(istri*an
Pada turbin angin pembangkit energi listrik tentu memiliki sistem
kelistrikan yang merupakan bagian dari rantai kon#ersi energi angin menjadi
energi listrik. (an 8oo#enden memberikan penyederhanaan dalammemahami sistem kelistrikan turbin angin. sistem kelistrikan ini dibedakan
menjadi:
&. Sistem jaringan lepas dari jaringan +off5grid wind5electric system
2. Sistem kelistrikan terhubung dengan baterai + grid tied wind5electric system with battery bac$up
;. Sistem kelistrikan terhubung tanpa baterai +batteryless grid tied wind5
electric system
=. Sistem kelistrikan langsung tanpa baterai +direct5drive batteryless wind5
electric system
2.7 Potensi Tenaga Angin di Indonesia
(ndonesia, merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit
listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat (ndonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia
mengenai pemanasan global di Gusa "ua, $ali pada akhir tahun 200', pemerintah
justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan
penyebab nomor & pemanasan global.
*erdapat Syarat D syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik yang dipelihatkan pada tabel *abel. "ari tabel tersebut
dapat dijelaskan bahwa angin kelas ; adalah batas minimum dan angin kelas 6 adalah
batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi
listrik. *ingkatan Kecepatan Angin diberikan pada &0 meter Permukaan *anah
29
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
28/32
Ta%e( 2. Ting*atan Ke0e4atan Angin 18 meter Perm$*aan Tanah
Peta estimasi potensi angin +ketinggian standar &0 m, mengkategorikan
kecepatan angin ratarata di (ndonesia +0%=,= m/s, +=,=%,& m/s dan +,&% ,9 m/s. "atadari stasiun pengukuran $3F, menunjukkan 0 lebih lokasi memiliki kecepatan angin
+;% m/sI sementara hasil pengukuran 4APAG menunjukkan ;0 lebih lokasi memiliki
kecepatan angin juga antara +;% m/s. 3eskipun relatif terbatas, informasi potensi
angin yang ada memberikan indikasi bahwa aplikasi turbin angin kecil dan menengah
potensial. Kecepatan angin yang lebih tinggi untuk turbin angin yang lebih besar dapat
diperoleh dengan menambah ketinggian. Sebagai contoh, penambahan ketinggian dari&0 hingga 2= m +untuk "esa $ungaiya, pulau Selayar, kecepatan angin rata%rata akan
meningkat dari ;,6 menjadi , m/s atau sekitar == persen, dan daya angin meningkat
sekitar &9 persen.
'plikasi T(rbin di Pedesaan
30
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
29/32
"i desa $ulak $aru dan Kalianyar, Bepara, telah dioperasikan =0 unit lebih
turbin angin +0,0' % 2, k8, dan di dusun Selayar, 4ombok *imur sebanyak ' unit
turbin angin +& k8. "i 7easo, Kupang $arat, juga telah diaplikasikan satu unit turbin
angin kecil +&, k8 yang digunakan untuk penggerak pompa air dangkal +&, hp.
dengan head = % 9 m dan kapasitas rata%rata &0 m;/hari sebagai percontohan irigasi.
Selain itu, di *anglad, Gusa Penida, $ali telah diaplikasikan turbin angin +2E&0 k8,yang digabung dengan foto#oltaik +2 E 5,' k8 dan diesel +2 E =0 k8, beroperasi
sejak akhir Go#ember &55; dengan produksi energi 200 k8h/hari. Buga telah
diaplikasikan sekitar 00 unit turbin angin +0,& dan 0,; k8 secara mandiri di
pedesaan, yang tersebar di wilayah Sumbawa *imur, pulau Selayar dan $uton. Funa
lebih meningkatkan hasil yang dicapai, beberapa masalah krusial memerlukan
pemecahan lebih lanjut sebagai berikut:
• Prestasi turbin angin sering tidak maksimal karena masalah dalam
pemeliharaan akibat terbatasnya sarana pendukung di pedesaan memerlukan
pengembangan keandalan lebih lanjut.• *urbin angin buatan luar negeri yang kebanyakan lebih sesuai untuk kondisi
angin yang lebih tinggi memerlukan kajian dan penyesuaian lebih lanjut
dengan kondisi angin setempat.• Pemanfaatan energi angin tampaknya memerlukan diseminasi informasi dan
teknologi yang lebih handal secara lebih intensif agar dapat lebih dikenali
dan diyakini.
31
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
30/32
2.7 Pemanfaatan Energi Angin di Ber%agai Negara
)nergi angin merupakan salah satu sumber energy yang memiliki metode yang
paling hemat biaya, bersih dan efisien sebagai pembangkit tenaga listrik. Gamun,mengetahui bahwa angin merupakan sumber energi adalah satu hal % sedangkan
prakteknya adalah hal yang sama sekali berbeda.
$eberapa negara berada jauh di depan dalam hal penerapan pembangkit listrik
tenaga angin, sementara yang lainnya masih menganggapnya sebagai energi alternatif dan bukan merupakan sumber energi utama. $erikut adalah sekilas tentang
pemanfaatan energi angin di beberapa negara.
a. Pemanfaatan Energi Angin 9i &erman
Gegara pengguna energi angin nomor satu di dunia adalah Berman. Berman,menurut perkiraan, menggunakan hingga sepuluh persen dari konsumsi energi mereka
yang berasal dari energi angin. Bumlah ini berasal dari pemanfaatan energi angin secara
indi#idu dan juga listrik tenaga angin yang dihasilkan olrh perusahaan listrik.
%. Pemanfaatan Energi Angin 9i S4anyo(
*empat kedua di seluruh dunia yang menggunakan energi angin adalah Spanyol.
Spanyol mampu mendapatkan energi dari angin hampir sebanyak yang didapatkan oleh
Berman. Sekali lagi, jumlah ini didapat dari penggunaan pihak swasta dan masyarakat,
tetapi di Spanyol penggunanya lebih banyak dari perusahaan listrik daripada milik pribadi yang dipasang di rumah.
0. Pemanfaatan Energi Angin 9i :SA
3eskipun -SA menempati tempat ketiga, pemanfaatannya lebih rendah dalam
hal penggunaan energi angin per kapita dari banyak negara lain. Penggunaan energi
angin, terutama di barat dan barat daya negara bagian terus meningkat. 3isalnya, *eEas
dan 1olorado merupakan kisah sukses dimana energi angin merupakan sumber energi
yang banyak dipakai dari generasi ke generasi.
d. Pemanfaatan Energi Angin 9i 9enmar*
3eskipun bukan negara yang sangat besar, "enmark menghasilkan sekitar 20>
energi dari angin. 3eskipun awalnya kita dapat mengaitkan "enmark dengan kincir
angin tambun di banyak legenda dan film, saat ini mereka memanfaatkan energi angin
dari turbin yang lebih ramping dan modern. "iperkirakan bahwa produsen turbin angin
"enmark meraup pangsa pasar lima puluh persen di seluruh dunia.
e. Pemanfaatan Energi Angin 9i Inggris
Secara tradisional, (nggris bukanlah pengguna energi angin. Gamun, di (nggris
pemanfaatannya telah meningkat sejalan dengan target penggunaan energi angin yang
32
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
31/32
telah ditetapkan. $anyak platform pembangkit listrik tenaga angin yang mereka
gunakan dan hasilkan berada di lepas pantai.
Seperti yang disampaikan di atas, energi angin tidak hanya efisien, bersih, danmudah digunakan, tetapi juga semakin populer seiring waktu. $anyak negara%negara
yang mulai menjajakinya dan bahkan menunjukkan jati dirinya sebagai pemimpin baru
dalam industri energi alternatif.
2.;. Ana(isa E*onomi Sistem Pem%ang*it istri* Tenaga Angin
"alam melakukan perhitungan keuangan perlu dhetapkan asumsi%asumsi sebagai
dasar perhitungan yang dapat diperoleh dari pcngalaman, hasil sur#ei lapangan maupun
hal%hal yangberlaku di masyarakat."ata untuk bahan Analisa )konomi Pemanfaatan Sistem Kon#ersi )nergi Angin
didasarkandari data lapangan SK)A dan analisa dengan membandingkan 2 sistem yang
memiliki spesifikasiteknis dan biaya seperti berikut:
a Kapasitas *erpasang, & k8, &0 k8 Produksi *ahunan, pada @%a#e 9m/s, 22.00k8h:
• -mur *eknis 6 tahunI Selumh kapasitas system digunakan oleh masyarakatI
Bumlah yang mampu dilayani system &02 paket atau keluargaI• Setiap paket atau keluarga menggunakan )nergi &00 8h
• Setiap ari digunakan selama 9 jam.
• Pembebanan $unga Pinjaman &2> per tahun
• Benis%jenis pengeluaran/biaya seperti pada *abel
*able ;. $iaya Pembangunan dan Pengoperasian SK)A
N
o
Inestasi &$m(ah No Biaya &$m(ah
& *urbin Angin p.29;.000.000 & 7perator p.2.=00.000
2 3enara p.&0.000.000 2 $ahan p.900.000; (n#erter p.50.000.000 ; Pemeliharaan p.&.000.000= $aterai dan Kabel daya p.900.000 = Suku 1adang p.&.000.000 ?ondasi p.=.000.000 Penyusutan p.='.;6'.009 $ack%up genset p.5.00.000' Pemasangan di lokasi p.2.000.000
&$m(ah 64.3;
8/19/2019 Bab II Makalah Energi Angin
32/32
b Kapasitas *erpasang, = E 2,, &0 k8, Produksi tahunan, pada @%a#e, 9m/s, =&.;90
k8h:
-mur *eknis 6 tahun
• Seluruh kapasitas sistem digunakan oleh masyarakat
• Bumlah yang mampu dilayani sistem &29 paket atau keluarga
• Setiap paket atau keluarga menggunakan )nergi &0 8h
• Setiap hari digunakan selama 9 jam.
• Pembebanan bunga &2> per tahun
• Benis%jenis biaya seperti pada *abel
*abel =. $iaya Pembangunan dan Pengoperasian SK)A
No
Inestasi &$m(ah No Biaya &$m(ah
& *urbin Angin p.205.000.000 & 7perator p.2.=00.0002 3enara p.;0.000.000 2 $ahan p.900.000; (n#erter p.;9.000.000 ; Pemeliharaan p.&.000.000= $aterai p.&0.600.000 = Suku 1adang p.&.000.000 Kabel daya p.&.900.000 Penyusutan p.;6.'6'.0009 ?ondasi p.5.900.000' $ack%up genset p.6.00.0006 Pemasangan di lokasi p.=.600.000
&$m(ah 64.318.388.888 &$m(ah 64.#3.;=;.888L Bumal Anlariksa, @ol.= Go. 2 September 200&
Sedangkan untuk biaya turbin angin kecil dewasa ini juga relati#e mahal,
yaitu sekitar p '% 20 juta/k8 daya terpasang =rated