I. Latar Belakang
Pemanfaatan energi yang ada di bumi akan terbuang sia-sia apabila tidak digunakan dengan cara yang efisien, salah satu energi yang ada di bumi adalah energi angin. Angin adalah udara yang bergerak sebagai akibat adanya perbedaan tekanan udara. Angin mengalir dari tempat dengan tekanan udara tinggi ke tempat dengan tekanan udara rendah. Kecepatan angin dapat diperkirakan dari pengamatan atau spesifikasi kejadian alam.
Salah satu implementasi energi angin dalam kehidupan sehari-hari adalah turbin angin, dimana turbin angin akan mengkonversi energi gerak menjadi energi listrik. Dengan pemanfaatan energi tersebut maka akan dapat diketahui efisiensi dari konversi energinya.
Efisiensi merupakan salah satu langkah dalam pelaksanaan konservasi energi. Efisiensi energi adalah istilah umum yang mengacu pada penggunaan energi lebih sedikit untuk menghasilkan jumlah layanan atau output berguna yang sama. Dalam pandangan masyarakat umum kadang kala efisiensi energi diartikan juga sebagai penghematan energi.
Dengan mengetahui prinsip kerja dan konversi energi secara lebih detail serta dapat menghitung nilai efisiensinya maka energi yang ada tidak akan terbuang sia-sia. Oleh sebab itu, dalam makalah ini penulis membuat peragaan konversi turbin angin dengan pembuatan alat peraga yang diberi judul “Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana”.
II. Dasar Teori
Pengertian konversi energi adalah perubahan bentuk energi dari yang satu menjadi bentuk energi lain. Textbook buku fisika tentang hukum konservasi energi mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan (dibuat) ataupun di musnahkan akan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya. Dalam kamus Bahasa Indonesia, konversi adalah perubahan di satu sistem pengetahuan ke sistem yang lain perubahan pemilikan atas suatu benda, tanah, dan sebagainya, perubahan suatu bentuk (rupa, dsb) kebentuk (rupa, dsb) yang lain. (P. Kharisma. 2011)
Sistem konversi energi angin (SKEA) merupakan suatu sistem yang bertujuan untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik poros turbin untuk kemudian diubah lagi oleh generator menjadi energi listrik. Dengan menggunakan turbin angin, energi angin bisa dirubah menjadi energi listrik. Pada bagian ini dibahas tentang turbin angin sumbu vertikal (VAWT).Turbin angin sumbu vertikal adalah turbin angin yang memiliki gerakan sudu sejajar dengan arah angin. Turbin angin jenis ini memiliki struktur yang lebih sederhana. Turbin angin sumbu vertikal adalah turbin angin yang dapat digunakan pada kecepatan angin yang bervariasi dengan arah yang berbeda-beda. Tidak seperti turbin angin sumbu horizontal, turbin angin jenis ini memiliki kecepatan putar yang rendah dengan torka yang tinggi. (A. Buxamusa. 2010)
(Elektronika Dasar. 2012)
1. Gulung kertas sekecil mungkin untuk penyangga kincir angin. 2. Kemudian rekatkan dengan lem.
3. Potong kardus berbentuk persegi panjang rangkap dua. 4. Setelah itu di staples.
5. Potong styrofoam berbentuk kubus untuk pondasi kincir angin.
6. Susun gulungan kertas dengan menancapkannya pada styrofoam kemudian dilakban.
7. Potong kepingan CD dari 4 sisi untuk membentuk baling-baling.
8. Panaskan kepingan CD dengan di bakar perlahan-lahan kemudian ditarik ke samping dan dibentuk menjadi baling-baling.
9. Kemudian kepingan CD tersebut di masukkan ke dalam dinamo setelah itu di lem.
12. Hubungkan kutub positif dan dinamo kabel dengan kutub positif dan dinamo LED.
13. Pasangkan kincir pada poros dinamo.
IV. Perhitungan dan Pembahasan
Pada percobaan pembangkit listrik angin sederhana yang telah dilakukan bertujuan untuk mengetahui proses konversi energi pada pembangkit listrik tenaga angin (PLTA) sederhana dan menghitung efisiensi dari pembangkit listrik tenaga angin. Alat dan bahan yang digunakan yaitu keping bekas CD yang digunakan sebagai baling-balingnya. Keping CD ini dipakai karena mudah di dapat, terbuat dari bahan plastik, perlu waktu lama untuk terurai, berbentuk lingkaran sempurna ( dapat berputar dengan stabil pada titik poros).Setelah itu lem yang digunakan untuk merekatkan dinamo dengan kepingan CD, Styrofoam digunakan untuk pondasi kincir angin, gunting digunakan untuk memotong kepingan CD, Kardus digunakan untuk alas pondasi kincir angin, Dinamo digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik, LED sebagai indikator adanya energi listrik pada konversi energi saat turbin angin berputar. Hal ini ditandai dengan menyalanya lampu LED. Setelah itu, kertas bekas digunakan untuk penyangga kincir angin, staples digunakan untuk merekatkan pada kardus bekas, kabel penghubung digunakan untuk menghubungkan lampu LED dengan dinamo, multimeter digital digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan yang dihasilkan pada komponen, Cutter digunakan untuk memotong styrofoam dan korek api yang digunakan untuk memanasi kepingan CD yang dibuat agar mudah untuk di bengkokkan.
Dalam percobaan ini digunakan dinamo DC yang berfungsi untuk mengubah energi kinetik menjadi enegri listrik. Prinsip dari dinamo yaitu di dasarkan pada hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.
Kemudian digunakan bantuan sepeda motor yang digunakan untuk menggerakkan kincir angin. Sepeda motor dijalankan kemudian alat tersebut di pegang. Disini di asumsikan kecepatan anginnya sebesar 11,11 m/s (sudah dikonversi dari km/jam ke m/s) yang dapat dilihat di speedometer sepeda motor. Setelah itu tegangan yang diperoleh dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
No v(m/s
Maka luas penampangnya = 1/4πd2
= 16,6 %
Efisiensi yang diperoleh kecil, hal ini dikarenakan pada saat pengambilan data tegangan, dikarenakan :
1. Penggunaan kecepatan angin tidak tepat karena seharusnya menggunakan anemometer sehingga menyebabkan data yang diperoleh tidak akurat. Selain itu pada saat pengambilan data tegangan tidak mungkin tidak ada pengaruh dari angin luar (kecepatan angin unstabil).
2. Pembuatan kincir angin dengan 4 sisi yang tidak efisien karena dengan 4 sisi maka angin yang dihasilkan tidak maksimal.
3. Multimeter digital yang digunakan fluktuatif sehingga menyebabkan kurang teliti dalam mengambil data.
V. Kesimpulan
1. Dengan menggunakan turbin angin, energi angin bisa dirubah menjadi energi listrik.
2. Besar nilai efisiensi yang diperoleh dari eksperimen alat peraga turbin angin adalah sebesar 16,6 %
VI. Daftar Pustaka
1. Kadir, Abdul. 1995. Energi: Sumber daya, inovasi, tenaga listrik dan potensi ekonomi. Jakarta : UI
2. Prasetyo,E. 1996. Fisika energi, seri diktat kuliah Gunadarma. Depok: Universitas Gunadarma
3. Marsudi, Djiteng. 2005. Pembangkit Energi Listrik. Jakarta : Erlangga
5. P. Kharisma. 2011. Konversi Energi. Diakses pada tanggal 1 Juni 2015. Pukul 08:45WIB.Sumber:repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30874/4/Chapter %20II.pdf
6. A. Buxamusa. 2010.Wind Flow Analysis and Modelling Power Generator for a Multiple Wind Turbine Installation. M.S. Thesis, Ohio : Youngstown State University
