berarti akan menimbulkan
biaya pemeliharaan yang
lebih mahal serta biaya
bahan bakar tambahan.
Bank bateremenyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh sistem ini (turbin angin, genset atau modul PV) untuk memberikan beban.
Battery charge controller melindungi batere dan mengatur charge dan discharge.
Inverter mengkonversi energi DC menjadi energi AC. Jika beban mensyaratkan energi DC, maka bisa langsung dipasok oleh turbin angin atau batere, tetapi jika beban mensyaratkan AC, maka perlu memasukkan inverter pada sistem tersebut yang akan mengkonversi DC menjadi AC.
Rectifier yang mengkonversi energi AC yang dihasilkan oleh generator menjadi energi DC yang bisa disimpan dalam batere mungkin perlu.
SISTEM YANG DIHUBUNGKAN DENGAN JARINGAN PLN
Inverter perlu untuk mengkonversi energi DC yang dihasilkan oleh sistem tersebut menjadi AC karena listrik dari pembangkit adalah AC. Energi AC yang dikonversi bisa langsung dipasok ke beban AC.
Meteran mengukur energi listrik yang dipasok oleh jaringan.
P
erlu dik
5.
Tenaga Angin
Dalam realitas, tenaga angin adalah sekedar bentuk tenaga surya yang
dikonversi. Radiasi matahari memanas di berbagai tempat di bumi
dengan kecepatan yang berbeda pada siang dan malam hari. Hal ini
menyebabkan berbagai bagian atmosfer memanas dalam waktu yang
berbeda. Udara panas menaik, dan udara yang lebih sejuk tertarik
untuk menggantikannya. Inilah yang menyebabkan terjadinya angin.
Apa Yang Dimaksud Dengan Tenaga Angin?
adi angin, yang disebabkan oleh gerakan molekul udara di atmosfer,
J
berasal dari energi matahari. Semua benda statis termasuk molekul udaramenyimpan energi laten yang disebut dengan energi potensial. Pada saat molekul udara mulai bergerak, maka energi potensialnya dikonversi menjadi energi kinetik (energi gerakan) sebagai akibat dari kecepatan molekul udara.
Mesin energi angin, yang dinamakan turbin angin, menggunakan energi kinetik angin dan mengkonversinya menjadi energi mekanis atau listrik yang bisa dimanfaatkan untuk berbagai tujuan praktis. Angin bertiup di atas 'sayap' juga disebut bilah atau aerofoil dari turbin angin, yang menyebabkan berputar cepat. Turbin angin menggunakan gerakan rotasi untuk membangkitkan listrik atau menjalankan peralatan mesin seperti pompa.
5.1
Bagaimana cara kerja
energi angin?
Turbin angin memanfaatkan energi kinetik dari angin dan mengkonversinya menjadi energi listrik. Ada dua jenis turbin angin yang utama:
Turbin angin dengan poros horizontal Turbin angin dengan poros vertikal
? ?
Turbin angin adalah bagian dari sistem yang lebih besar. Komponen lainnya dinamakan komponen penyeimbang sistem/ balance of system (BOS) dan ada beberapa jenis tergantung kepada jenis sistem yang diinstalasi. (Lihat ISTILAH-ISTILAH YANG HARUS DIKETAHUI). Tiga jenis sistem energi angin yang utama bisa dibedakan.
1. Sistem yang Terhubung ke jaringan PLN Jika jaringan PLN sudah ada di daerah tersebut, maka sistem energi angin bisa dihubungkan ke jaringan tersebut.
2. Off grid atau sistem berdiri sendiri
Sistem tersebut bisa beroperasi tanpa topangan eksterior; sangat sesuai untuk penggunaan di daerah terpencil.
Turbin Angin 2 Inverter
Beban
Meteran Listrik Jaringan
3. Sistem Listrik Hybrid
Turbin angin sebaiknya digunakan dengan sumber-sumber energi lainnya (PV, generator diesel). Ini bisa meningkatkan produksi energi listrik dari sistem ini dan menurunkan resiko kekurangan energi. 2 1 3 5 4 6 4 1 3 5
Turbin Angin 2 Inverter
Beban
Baterai
Trafo 6 Generator cadangan
2 1 3 5 4 6 4 4 1 3 5
Turbin Angin 2 Inverter
Beban
Modul Surya
Baterai
Trafo 6 Generator cadangan
7
Ingat
Dengan menambahkan
genset dalam sistem ini
berarti akan menimbulkan
biaya pemeliharaan yang
lebih mahal serta biaya
bahan bakar tambahan.
Bank bateremenyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh sistem ini (turbin angin, genset atau modul PV) untuk memberikan beban.
Battery charge controller melindungi batere dan mengatur charge dan discharge.
Inverter mengkonversi energi DC menjadi energi AC. Jika beban mensyaratkan energi DC, maka bisa langsung dipasok oleh turbin angin atau batere, tetapi jika beban mensyaratkan AC, maka perlu memasukkan inverter pada sistem tersebut yang akan mengkonversi DC menjadi AC.
Rectifier yang mengkonversi energi AC yang dihasilkan oleh generator menjadi energi DC yang bisa disimpan dalam batere mungkin perlu.
SISTEM YANG DIHUBUNGKAN DENGAN JARINGAN PLN
Inverter perlu untuk mengkonversi energi DC yang dihasilkan oleh sistem tersebut menjadi AC karena listrik dari pembangkit adalah AC. Energi AC yang dikonversi bisa langsung dipasok ke beban AC.
Meteran mengukur energi listrik yang dipasok oleh jaringan.
P
erlu dik
1
4
3
2
Mengapa Kita Menggunakan Turbin Angin?
?Turbin angin kecil berkapasitas 3kW mampu menghasilkan energi listrik hingga 7.000 kWh per tahun.
?Sumber energi primer secara cuma-cuma - angin
?Tenaga angin bisa dipadukan dengan tenaga surya untuk memasok energi pada malam hari pada saat tidak ada tenaga surya yang tersedia. Ini bisa membuat usia battery bank lebih lama.
?Dampak minimal pada lingkungan. ?Tidak menghasilkan limbah atau emisi. ?Turbin angin berkapasitas 3kW bisa
menghindarkan dari emisi CO2 hingga 5 ton per tahun.
?Hanya memerlukan sebidang tanah berukuran kecil.
?Memfasilitasi sumber pendapatan baru atau meningkatkan pendapatan dari usaha yang sudah ada.
berfrekuensi ultra rendah yang berasal dari turbin angin berpotensi merugikan manusia dan hewan.
?Kerusakan akibat petir dan burung yang bermigrasi.
5.2.
Horizontal axis wind turbine
Prakondisi
?Mulai operasikan pada saat kecepatan angin mencapai 3-5m/detik
?Memerlukan pemilihan lokasi yang tepat Keuntungan
?Memberikan kinerja yang lebih baik pada produksi energi dibandingkan dengan turbin angin dengan sumbu vertikal ?Turbin angin berkapasitas 3kW
menghasilkan listrik 5.000-7.000 kWh per tahun (kecepatan angin 5.4m/detik) Kekurangan
?Memerlukan kecepatan angin yang lebih tinggi untuk bisa memproduksi listrik ?Memerlukan menara yang tinggi untuk
menangkap kecepatan angin yang cukup ?Tambahan sistem ekor (yaw) adalah bagian
dari turbin horizontal, lebih kompleks
Apa kekurangan tenaga angin?
?Memerlukan sumber angin yang cukup pada lokasi
?Angin yang tidak merata bisa menyebabkan produksi energi tidak konsisten
?Biaya modal yang tinggi ?Bising; ada indikasi bahwa ?suara bising
1
2
3
4
5.3
Turbin angin bersumbu vertikal
Baling-baling ROTOR (dua atau tiga) berotasi pada sumbu horizontal. Baling-baling mengkonversi energi kinetik angin menjadi energi mekanik putaran yang dipindahkan dari poros penggerak.
Tail vane yang juga disebut dengan Yaw membuat rotor turbin angin sumbu horizontal menjadi sejajar dengan arah datangnya angin. Savonius - Disain sederhana - Kinerja rendah Darrieus -
- Kinerja lebih baik dibandingkan dengan disain Savonius Disain kompleks
Giromill
- Pengembangan dari Darrieus - Lebih murah
- Konstruksi mudah - Kinerja rendah
Komponen
Bentuk rotor dengan 2 atau 3 airfoil.
Menara dengan poros penggerak pada bagian bawah.
Case bisa ditempatkan di atas tanah dan mencakup gearbox opsional dan generator.
Bagaimana cara mengukur kecepatan angin?
Anemometer adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur
kecepatan angin. Cup berputar lebih cepat ketiga kecepatan angin meningkat. Vane angin juga bisa mengindikasikan arah angin. Alat ini harus dihubungkan dengan pencatat data untuk mencatat angka
kecepatan angin, 14 (km/jam atau m/detik) kecuali pengukuran dilakukan secara manual (tidak disarankan karena memakan banyak waktu dan memerlukan konsistensi). Untuk mengetahui dengan pasti mengenai sumber angin di lokasi, maka perlu dilakukan pengukuran sepanjang tahun.
Gambar 5. 2. komponen tubin angin dengan sumbu horisontal.
Ingat
Tidak ada gunanya merencanakan turbin angin tanpa ketersediaan angin yang cukup di lokasi.
Efek percepatan angin pada lembah Turbulensi Tempat Bagus Tempat Buruk Hambatan Turbulensi pada puncak ataupun dasar tebing atau
pegunungan
10 H atau lebih Turbulensi
Daerah bebas dari hambatan kurang lebih berjarak 10 x tinggi hambatan atau menggunakan tower yang sangat tinggi
Tinggi dari hambatan
(H)
Nacelle melindungi komponen- komponen berikut dari
lingkungan:
Generator yang mengkonversi energi mekanik dari poros penggerak menjadi energi listrik.
Gearbox opsional
menyesuaikan kecepatan poros penggerak terhadap kecepatan poros penggerak generator. Menara menopang rotor dan nacelle; menara juga menopang turbin ke jalur angin.
P
ertan
y
aan-pertan
y
aan
Gambar 5.3.?
Mengapa Kita Menggunakan Turbin Angin?
?Turbin angin kecil berkapasitas 3kW mampu menghasilkan energi listrik hingga 7.000 kWh per tahun.
?Sumber energi primer secara cuma-cuma - angin
?Tenaga angin bisa dipadukan dengan tenaga surya untuk memasok energi pada malam hari pada saat tidak ada tenaga surya yang tersedia. Ini bisa membuat usia battery bank lebih lama.
?Dampak minimal pada lingkungan. ?Tidak menghasilkan limbah atau emisi. ?Turbin angin berkapasitas 3kW bisa
menghindarkan dari emisi CO2 hingga 5 ton per tahun.
?Hanya memerlukan sebidang tanah berukuran kecil.
?Memfasilitasi sumber pendapatan baru atau meningkatkan pendapatan dari usaha yang sudah ada.
berfrekuensi ultra rendah yang berasal dari turbin angin berpotensi merugikan manusia dan hewan.
?Kerusakan akibat petir dan burung yang bermigrasi.
5.2.
Horizontal axis wind turbine
Prakondisi
?Mulai operasikan pada saat kecepatan angin mencapai 3-5m/detik
?Memerlukan pemilihan lokasi yang tepat Keuntungan
?Memberikan kinerja yang lebih baik pada produksi energi dibandingkan dengan turbin angin dengan sumbu vertikal ?Turbin angin berkapasitas 3kW
menghasilkan listrik 5.000-7.000 kWh per tahun (kecepatan angin 5.4m/detik) Kekurangan
?Memerlukan kecepatan angin yang lebih tinggi untuk bisa memproduksi listrik ?Memerlukan menara yang tinggi untuk
menangkap kecepatan angin yang cukup ?Tambahan sistem ekor (yaw) adalah bagian
dari turbin horizontal, lebih kompleks
Apa kekurangan tenaga angin?
?Memerlukan sumber angin yang cukup pada lokasi
?Angin yang tidak merata bisa menyebabkan produksi energi tidak konsisten
?Biaya modal yang tinggi ?Bising; ada indikasi bahwa ?suara bising
1
2
3
4