SEJARAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN (1)

SEJARAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Gambar 1

Kehidupan manusia tanpa teknologi tidak dapat dibayangkan. Sudah di zaman purba, manusia menemukan cara untuk beradaptasi dan memanfaatkan apa yang ditawarkan alam, dan mulai memproduksi alat-alat untuk memenuhi kebutuhan mereka. Manusia belajar bagaimana memodifikasi bahan untuk menghasilkan barang-barang seperti pot keramik, artikel baja, komponen plastik, obat-obatan, dan banyak lagi.Mereka juga datang dengan kemungkinan yang berkisarkomunikasi, misalnya, dari lukisan gua berusia 20.000 tahun melalui telegrafi obor Yunani sampai ke telepon selular modern.

Tidak sedikit dari semua, manusia belajar untuk memanfaatkan energi dari api, air, dan angina.Bab ini menjelaskan tahapan penting dalam evolusi dari pembangkit listrik tenaga angin. KINCIR ANGIN PERTAMA

Kincir Angin Pertama, Sebuah pemanfaatan energi angin dimulai dengan kapal berlayar dan kapal lebih dari 5000 tahun yang lalu.Pada awal abad ke-7 Masehi kincir angin pertama dibangun di Persia, atau Iran modern, dengan tujuan untuk menggiling biji-bijian.

Sebuah perspektif penggilingan dari atas (top view) mengungkapkan prinsip operasinya.

Gambar 3.

Kekuatan angin berubah struktur rotor didenda secara horisontal, menyebabkan poros vertikal untuk mendorong batu kilangan langsung.Dinding mengumpulkan angin memandu angin menuju satu setengah dari roda rotor sementara separuh lainnya adalah lee.Hal ini untuk mencegah roda dari memblokir sendiri.Posisi roda angin adalah tetap, yaitu hanya cocok untuk satu arah angin tertentu

MENARA KINCIR ANGIN

Menara Kincir Angin, Hal ini juga berlaku untuk menara kincir angin yang lebih maju.Hadir di wilayah Mediterania untuk 1000 tahun terakhir atau lebih, kincir angin ini telah beroperasi di daerah dengan angin yang berhembus.Di beberapa negara, kincir angin tersebut tetap digunakan sampai hari ini.Dilengkapi dengan layar, roda angin berputar pada sebuah menara batu bata dan batu kilangan bergerak melalui mekanisme roda gigi.

KINCIR ANGIN JERMAN

Dari abad pertengahan ke abad 18, kincir angin Jerman adalah jenis yang paling sering ditemukan kincir angin di Eropa tengah dan timur.Desain ini mampu mengikuti perubahan arah angin, seluruh rumah pabrik yang diputar melalui bagian ekor.Rumah pabrik dipasang pada substruktur atau dasar.

Gambar 5. KINCIR ANGIN BELANDA

Kincir angin mencapai tahap yang paling maju dalam abad ke-17 dengan perkembangan kincir angin Belanda yang tergabung sebuah solusi elegan untuk mengikuti perubahan arah angin.Hanya mahkota atap di mana baling-baling kincir angin sudah terpasang menyala rol dipasang di sepanjang tepi menara.Seperti dalam kasus kincir angin Jerman, ekor yang digunakan untuk mengubah superstruktur, dengan angin mawar berfungsi sebagai

orientasi.Rumah pabrik sebagai sisa-sisa tersebut tetap, yang membuatnya lebih stabil dan mampu pembesaran.

TURBIN ANGIN MODERN Turbin Angin Modern

Sejauh ini, roda angin telah disediakan energi untuk mengemudi:

 berbagai jenis penggilingan

 sistem irigasi dan drainase

 palu, cap dan melihat pabrik

 generator listrik

Sebuah pengembangan turbin angin berkecepatan tinggi dengan baling-baling berbentuk aerodinamis dimulai sekitar 50 tahun yang lalu.Turbin ini mencapai efisiensi yang lebih tinggi daripada konvensional, roda angin kecepatan rendah.Pengembangan turbin angin ini tidak berarti berakhir.Proyek penelitian yang melibatkan pembangkit tenaga angin dari berbagai kapasitas sedang berlangsung di seluruh dunia.

Gambar 7.

TURBIN ANGIN KECIL

Bidang aplikasi meliputi:

 Memberikan kekuatan untuk rumah tangga terpencil, pemancar radio bergerak atau rumah liburan tanpa koneksi ke jaringan listrik pusat.

 Elektrifikasi teknologi manajemen lalu lintas.

 Elektrifikasi daerah pedesaan terpencil di negara-negara berkembang.

 Menyiapkan stasiun pompa terpencil.

 Pengisian baterai dari kapal berlayar.

Fitur berikut adalah apa yang membedakan sistem ini dari sistem skala besar:

 Generasi tegangan DC

 Kurangnya operasi jaringan koneksi mandiri dengan baterai

 Dismensions kecil, biasanya tingkat daya di bawah 5 kW

 Kelalaian teknologi kontrol otomatis canggih

 Baling digunakan untuk pelacakan angin

Gambar 9.

PEMBANGKIT LISTRIK TENGA ANGIN DALAM BAURAN ENERGI

Gambar 10.

Berasal dari mana stop kontaklistrik? Pertanyaan ini dapat dijawab dengan lebih mudah dengan mempertimbangkan campuran energi listrik, yaitu proporsi sumber energi primer seperti karbon, uranium, gas, angin, air dan panas bumi yang membentuk total pasokan energi listrik.

Kami telah mempersiapkan beberapa grafik yang menunjukkan campuran energi kontemporer.Untuk menjaga pasokan energi mereka, negara-negara industri seperti Jerman sedang berjuang untuk campuran energi tahan lama. Salah satu tujuan dalam proses ini adalah untuk melestarikan dan memperbaiki kondisi ekologi, ekonomi dan sosial.Grafik disediakan selanjutnya mengizinkan perbandingan antara campuran energi saat ini bekerja di Gemany, Amerika Serikat, Perancis, dan China

CAMPURAN ENERGI DI JERMAN

Gambar 11.

Grafik menunjukkan bahwa Jerman berjuang untuk campuran energi yang sehat.Energi nuklir, batubara coklat dan batubara mineral masing-masing membentuk proporsi sekitar 25%, sedangkan energi angin terdiri dari sekitar 6% dari pasokan listrik.

CAMPURAN ENERGI DI AS

Diilustrasikan di bawah ini adalah campuran energi yang digunakan di Amerika Serikat pada tahun 2007.

Gambar 12.

Menurut tabel ini, bahan bakar fosil membuat 86% dari sumber USA energi primer, energi nuklir merupakan hanya 8% dari total energy campuran. Sisanya 6% didistribusikan di antara sumber energi lain seperti yang terbarukan, termasuk angin.

CAMPURAN ENERGI DI PERANCIS

Gambar 13.

Perbandingan antara campuran energi di Perancis dan Amerika Serikat menunjukkan bahwa energi nuklir di Perancis memainkan peran yang lebih signifikan, membuat sebuah proporsi 41%.Bahan bakar fosil adalah Sejalan dengan kurang penting, yang merupakan hanya sekitar setengah dari campuran energi Perancis.Sumber energi terbarukan seperti angin, juga, membuat sebuah proporsi yang relatif kecil, yaitu hanya 4%, dari bauran energi Perancis.

CAMPURAN ENERGI DI CHINA

Diilustrasikan di bawah ini adalah campuran energi yang digunakan di China pada tahun 2007.

Gambar 14.

Grafik menunjukkan bahwa Cina mencakup tiga perempat dari kebutuhan listrik dengan batu bara, sumber energi terbarukan seperti angin memainkan peran yang dapat diabaikan. Untuk memperbaiki ketidakseimbangan ini, China telah menetapkan tujuan mulia dalam program lima tahun yang kesebelas: Kebijakan Energi berpusat sejauh pada batubara akan melampirkan lebih penting untuk energi nuklir dan terbarukan di masa depan. Terutama energi angin sedang sangat dipromosikan saat ini, banyak daerah mengalami pengembangan untuk pertanian angin yang besar.

Gambar 15.

Karena keragaman sumber energi yang tersedia, campuran energi di masa depan tidak dapat diprediksi secara akurat. Namun, sumber energi terbarukan, terutama angin, yakin untuk mendapatkan signifikansi dan mungkin akan menggantikan sumber energi fosil seperti batubara dan gas dalam jangka panjang. Meskipun demikian, energi terbarukan saja tidak akan cukup di masa depan, kompatibilitas yang panjang, tetapi juga ekonomi dan pasokan diandalkan.

ANGIN

Gambar 6.

Sebuah pembangkit listrik tenaga angin mengubah energi kinetik dari aliran udara (angin) menjadi energi listrik.Operasi yang efisien dicapai pada kecepatan angin yang tidak terlalu rendah atau terlalu tinggi.Operator pembangkit tenaga angin mencari lokasi yang menawarkan kondisi angin terbaik untuk tanaman mereka.

Pertanyaan-pertanyaan berikut muncul dalam benak di sini:

 Bagaimana angin muncul?

 Faktor pengaruh angin?

 Apa kecepatan angin biasa?

Ini dan lainnya pertanyaan telah terjawab dalam bab ini. DAERAH TEKANAN TINGGI DAN RENDAH

Gambar 17.

Aliran udara skala besar dan sirkulasi planet (misalnya perdagangan dan angina Monson) dipengaruhi oleh rotasi dan laut daratan distribusi bumi. Angin lokal dipengaruhi oleh medan kekasaran. Bangunan juga mempengaruhi aliran udara dengan cara gejolak yang timbul pada bangunan sisi bawah angin. Air yang mengalir dari tekanan tinggi ke zona tekanan rendah cenderung menghasilkan pergolakan vertikal yang kuat yang mengakibatkan embusan angin biasa.dalam proses ini, udara di dekat tanah diperlambat oleh gesekan dan akibatnya disusul oleh massa udara di atasnya.

Ombak memecah di pantai laut dapat berasal dari mekanisme yang sama. Oleh karena itu, embusan angin hanya efek dari sebuah vertikal, gerak bergulir massa udara.

BAGAIMANA ANGIN MUNCUL

Seperti air, energi kinetik angin merupakan sumbertenaga yang bersih dan tak ada habisnya. Namun, cara memanfaatkan sumber ini secara teknis terbatas: Angin bertiup tidak teratur dan tidak merata, dan dapat menghasilkan kekuatan yang sangat merusak.

DATARAN KEKASARAN

cepat seperti naik di atas tanah.Kekonstanan arus udara juga meningkat dengan ketinggian. Namun, pola angin tidak pernah benar-benar homogen, hembusan intensitas yang berbeda yang disebabkan oleh variasi dalam medan kekasaran dan perbedaan vertikal dalam suhu udara.

Ilustrasi di bawah ini menunjukkan bagaimana medan pengaruh kekasaran angin kecepatan di atas wilayah Jerman, misalnya. Sedangkan utara relatif datar, pegunungan rendah mencapai ketinggian sekitar 1000 m dapat ditemukan lebih jauh ke selatan, sedangkan kaki Pegunungan Alpen di selatan yang terutama lebih tinggi.

Gambar 19 Profil Angin

Gambar 20

Setiap negara mempunyai tipikal angin yang berbeda tiap wilayahnya.Misalnya di Jerman, arah angin yang berhembus adalah vertikal dari utara ke selatan

Kecepatan angin

Karena kecepatan angin berbeda-beda selama pembangkit tenaga angin dioperasikan, masing-masing PLTB menyiapkan sensor sebagai alat ukur kecepatan angin. Sensor biasanya meliputi sebuah cup anemometer atau peralatan ultrasonik, terakhir, ada peralatan yang tidak

menggunakan cup atau disebut dengan “wear-free”, yang dapat menggantikan cup anemomete.

Gambar 21

No. Skala Beaufort Kecepatan Angin

Angin meliputi massa udara yang bertiup dengan kecepatan pasti. Angin mempunyai energi kinetik.Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengonversi energi kinetiknya menjadi gerakan rotasi. Ini nantinya akan menggerakan rotor dan poros yang terhubung.

Poros rotor dari pembangkit listrik tenaga angin dapat terpasang secara vertikal dan horisontal seperti gambar di bawah :

Desain Poros Vertikal

Dikembangkan oleh Letnan Finnish dikomado Sigurd Savonius, desain rotor ini diperkenalkan pada akhir abad 19 dan telah ditemukan penggunaannya secara luas khususnya sebagai roda kipas pada kapal dan mobil van. Terkadang, ini juga digunakan sebagai pengendali mekanik untuk sebuah pompa air kecil.

Desain yang diilustrasikan ini ditemukan oleh Frenchman Georges Darrieus. Keuntungan dari desain ini adalah hanya memerlukan angin yang tidak terlalu kencang dan juga komponen yang lainnya dapat dipasang dibawah tanah. Bagaimanapun, ini juga mempunyai kerugian, yaitu rotor yang sangat bergantung pada pengasutan di awal dan ketidakmampuan untuk mengkalibrasi kecepatan.Rotor H yang ditunjukkan disini adalah sebuah variasi dari rotor Darrieus.Walaupun tidak mencapai kesuksesan dalam hal ekonomi, desain ini mampu menghasilkan output 10 kW meski dalam angin yang tidak berhembus kencang.

Gambar 23 Varian Propeller

Desain yang menggunakan poros rotor vertikal hanya berperan sampingan dalam teknologi modern energi angin, sebenarnya lebih baik daripada rotor horizontal, yang sering disebut sebagai propeller.Secara teknik, desain ini sebenarnya tidak terlalu akurat, yang mana rotor tidak secara langsung berputar diawal.Sebenarnya, penyebutan “repeller” untuk desain ini lebih tepat.Namun, desain propeller ini tetap digunakan dalam hal ini.

 Van rotor dapat dikalibrasikan, sehinggan dapat mengontrol torsi rotor dan juga output keluaran. Van rotor yang dapat dikalibrasikan ini dapat mencegah rotasi yang berlebihan akibat angin terlalu kencang.

 Van rotor dapat dibentuk secara ideal dan aerodinamik untuk efisiensi maksimum.

 Pembangkit dengan rotor ini merupakan varian teknologi yang besar.

Sejak pembangkit listrik tenaga angin menggunakan desain ini , kami akan membahasnya secara detail.

Gambar 24 Komponen dari turbin angin yang kecil

Komponen dari turbin angin yang kecil ini terdiri dari :

 Rotor dengan pisau rotor

 Van angin

 Generator

 Rectifier

 Slip ring untuk transfer energi

 Regulator

 Batere yang dapat dicas ulang

Blok diagramnya dapat digambarkan dibawah ini :

Gambar 25

Pisau rotor dan Van angin

Gambar 26

 Momen yang diakibatkan berat rotor yang tidak inheren, dan angin yang berlawan arah,

 Beban yang tak beraturan akibat angin turbulen,

 Material yang disebabkan kondisi cuaca

 Kekuatan sentrifugal.

Pisau rotor terdiri dari material fiber gelas dengan resin poliester atau resin eksposi. Ini didesain dengan bentuk aerodinamik.

Rotor dapat dihentikan kerjanya saat pemeliharaan ataupun saat gangguan. Ini dapat direm secara mekanik ataupun elektrik oleh stop switch.

Sistem turbin angin secara normal menyediakan mekanisme angin pasif.Rotor angin ini sering disebut van angin.Ukuran dan model yang didesain sehingga dapat bereaksi secara cepat ketika arah angin berubah.Dalam sistem dengan poros vertikal dapat disesuaikan dengan turbin angin sehingga bisa berorientasi dengan benar terhadap angin.

Generator

Gambar 27

Untuk pengertian lebih baik terhadap generator, gambar dibawah menjelaskan secara sederhana sebuah generator.Rotor meliputi magnet permanen.Secara animasi, operasi ditunjukkan secara sederhana dalam bentuk sebuah kutub.

Gambar 28

Jika rotor menggunakan propeller, itu akan berotasi dan menginduksi tegangan secara sinusoidal. Ini mencapai tegangan positif maksimum ketika kutub utara magnet dari magnet berotasi

melewati kutub yang ditengah dan tegangan negatif maksimum ketika magnet melewati kutub utara magnetik.Sudut dari ketiganya adalah sebesar 120 derajat.Tegangan per phasa berbeda sudut sebesar 120 derajat.Puncak tegangan dan frekuensi dari tegangan generator bergantung dengan kecepatan rotasi.

prinsip-prinsip fisika

pada bab sebelumnya, kita belajar bahwa sebuah poros rotor pembangkit listrik tenagaangin dapatmemiliki tata letakvertikal atauhorisontal. Bagaimanapun, kita belummenelitiprinsip-prinsipterkaitdimanarotormemanfaatkanaliranudarauntuk mengubah energi.

Dua prinsipoperasiyangterlibat di sini.Pertama, rotordapatmemperoleh energieksklusif dariresistansi yang permukaannyamenawarkan untukaliran udara, dalam halsalah satuberbicara tentangprinsip-prinsipresistansi. Kedua, rotor dapat memperoleh energi melalui lift aerodinamik disebabkan oleh sebuah aliran udara melewati riwayat permukaan yang pantas (prinsip daya angkat)

Kecepatan relatif angin

Kebanyakan pembangkit listrik tenaga angin modern mengolah baling-tipe rotordenganprofilaerodinamissecara optimal.baling-balingpadarotortersebutpada dasarnyaberbentuk sepertisebuah airfoil.apa yang membuatsebuah pesawatbisa terbangadalahdaya angkatyang dihasilkan olehsayapnya. Aliran udara pada pendekatan kecepatan v’ melewati posisi profil sayap pada sudut penyerangan α. Pada proses ini, tidak peduliapakahkecepatanpendekatanadalah darisayapbergerak denganlajuv'melalui massa udara (seperti dalam kasuspesawat terbang), atau pada massa udara (i.e. wind) menimpapadabaling-balingdarirotorstasioner. Suatu halnyaadalah kecepatanrelatif antaraairfoildanudara.

Animasi dibawah ini menunjukkan 2 aircraft berpindah pada kecepatan udara yang sama. karenapergerakanudara, bagaimanapun (pangkal angin atau akhir angin), penutup pesawat mutlak berbeda jarak (diukur pada ground). Ini menyiratkan perbedaan kecepatan tanah.

Gambar 29

Daya angkat

Ketika aliran udara dibelokkan oleh angin, resultan kecepatan aliran melebihi profile adalah lebih besar daripada kecepatan resultan aliran udara dibawah profil.Karena perbedaan dalam kecepatan, tekanan diatas profil lebih rendah dari tekanan di atasnya.Perbedaan tekanan mendesak kekuatan daya angkat Fa pada sayap, mengijinkan untuk terbang sisa.Pada kasus pembangkit listrik tenaga angin, tenaga ini menyebabkan baling-baling rotor berputar.

Daya angkat

Tenaga daya angkat memindahkan sayap naik, demikian membuat pesawat terbang dapat terbang

Ruuuuiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiotor vane motioiiuuu Vane Motionotor

ooooooooooooooooooooooooooooooooooopppppppppp

ppppp

apppppne motion

Pergerakan baling-baling rotorKebanyakan keadaan artinya menggunakan tenaga angin dengan daya angkat yang memiliki prinsip turbin angin dengan sebuah tangkai horizontal, contohnya sebuah baling-baling berputar pada bidang vertikal dengan respek untuk pemusatan angin. Selama operasi dari turbin angin, dibutuhkan catatan mengenai

 Udara (kecepatan angin v1) dan

 Baling-baling (lingkar kecepatan vu, disebabkan oleh pergerakan putaran baling-baling )

Ada dua kecepatan sudut yang satu sama lain (berlawanan dengan sayap).Sejak kedua perpindahan mengambil tempat secara simultan, datangnya kecepatan efektif v’ (contohnya indikasi kecepatan udara oleh hipotesis pengukuran menjulang peralatan baling-baling yang dipindahkan) tidak sama dengan kecepatan angin. Malahan, ketenangan dari kecepatan angin v1 dan lingkar kecepatan baling-baling rotor Vu. gerakan baling-baling rotor Cara yang paling umum memanfaatkan kekuatan angin dengan prinsip angkat adalah turbin angin dengan poros horisontal, yaitu baling-baling berubah pada bidang vertikal sehubungan dengan arah angin.selama pengoperasian turbin angin tersebut, maka perlu dicatat bahwa berada dalam gerakan.

-Udara (kecepatan angin v₁) dan

Gambar 48

vektor kecepatan

Gambar 49

Gambar 50

Karena sumbu dari baling-baling pada bidang vertikal sehubungan dengan kecepatan angin, v' dapat dihitung dengan mudah menggunakan teorema Pythagoras:

efektif menunjukkan aliran Seperti terlihat dalam diagram, arah v’ berbeda dengan yang ada pada v₁ kecepatan angin, yakni diputar oleh sudut β. efektif pendekatan kecepatan v ' menentukan ukuran dan besarnya gaya angkat dan ketahanan baling-baling. Dengan perbandingan, sudut serang α menunjukkan kecenderungan profil sehubungan dengan kecepatan angin efektif.

Gambar 51

penyesuaian sudut serang:

pada kecepatan vu = 0 (rotor macet), sudut penyesuaian Y sama dengan sudut α. Dengan meningkatnya kecepatan melingkar, begitu juga sudut β. untuk mempertahankan sudut konstan yang berkaitan dengan kecepatan angin efektif, sudut penyesuaian γ harus ditingkatkan Sejalan.

seperti yang ditunjukkan di atas, sudut terhadap baling-baling pembangkit listrik tenaga angin tergantung pada pendekatan yang efektif kecepatan v ' dimana pada gilirannya, tergantung pada

besar sedang

kecepatan vu melingkar. setiap titik imajiner pada baling-baling rotor berada pada jarak tertentu (radius) ke hub rotor. Titik A selalu lebih jauh memiliki kecepatan melingkar lebih tinggi dari

pada Vu titik dekat inti.

titik imajiner di ujung baling-baling rotor yang memiliki sudut tertentu α (sudut antara angin dan rotor baling-baling). sebagai titik tersebut akan dipindahkan lebih dekat ke inti, kecepatan keliling menurun, yaitu bagian dari aliran udara menimpa baling-baling rotor dari depan (yaitu angin seperti itu), meningkat dibandingkan dengan bagian dari aliran udara disebabkan oleh kecepatan melingkar.

Mengingat ketentuan yang mengatur penyesuaian sudut Y dalam praktek, baling-baling rotor memutar dari kedekatan inti (kecepatan keliling rendah) menuju ujung baling-baling (kecepatan keliling tinggi), mirip dengan pisau pada baling-baling pesawat. dalam kasus rotor bergerak dengan kecepatan konstan (Vu = const.), sekarang juga menjadi jelas mengapa sudut penyesuaian baling-baling tetap Y hanya dapat membuktikan optimal pada kecepatan angin V₁ tertentu. Mekanisme penyesuaian rotor baling-baling otomatis memungkinkan optimasi dinamis di sini.

pusat

Gambar52

pesawat terbang stall ketika sudut sayapnya (disesuaikan sampai batas tertentu oleh elevator) dalam aliran udara menjadi terlalu besar. dianggap sangat berbahaya oleh pilot, ini hasil situasitiba-tiba kehilangan angkat, menyebabkan pesawat untuk turun tajam dan tak terkendali.

tenaga angin

menggunakan pembangkit listrik tenaga angin khas dengan keluaran listrik 2 MW sebagai contoh, sekarang kita akan mengkaji bagaimana tenaga angin dikonversi.

diameter rotor : 75m

lingkar bepergian dengan ujung baling-baling : 236m

daerah yang dicakup oleh rotor : 4416m2 _{(area lapangan sepak bola : 7140m}2₎ kecepatan rotor : 16 rpm (pada kecepatan angin 12m / s)

kecepatan ujung baling-baling : 64m / s atau 230km / h kecepatan di pusat hu: 0

kecepatan seperempat dari panjang baling-baling ini : 16m / s kekuatan angin dapat dihitung sebagai berikut:

ρ adalah densitas udara (1,3 kg / m). dengan menerapkan nilai-nilai yang ditentukan lebih lanjut di atas, diperoleh hasil sebagai berikut:

Pwind = 1 sekarang kita perlu menjelaskan kerugian. koefisien daya Cp yang digunakan untuk engevaluasi kekuatan yang diperoleh oleh rotor dari aliran udara. yang menunjukkan proporsi tenaga angin gratis itu diubah menjadi listrik yang berguna, koefisien ini dihitung dengan menggunakan persamaan berikut berlaku untuk turbin angin yang ideal:

Gambar 54

Batas Betz diistilahkan, inikoefisien daya Cp max merupakan teoritis, proporsi maksimum daya mana turbin angin yang ideal dapat memperoleh dari angin

Cpmax = 16₂₇ ≈ 0,59

Fungsi kecepatan generator terhadap kecepatan angin Tiang dan konduksi arus listrik

Dalam sistem turbin angin yang kecil, tiang biasanya di konstruksi menggunakan pipa baja. Untuk memperoleh respon kekakuan pipa yang digunakan. Bahkan untuk sistem yang lebih besar dan tinggi, tiang dengan jaring - jaring pun digunakan. Pada kebanyakan sistem turbin angin, nacelle di situasikan pada tiang sehingga turbin akan dengan bebas berputar. Rotor diputar angin akibat putaran baling – baling.

Gambar 64

Tiang dan konduksi arus listrik Pengontrol muatan

Pada kondisi ini, pengontrol muatan digunakan untuk memastikan bahwa muatan optimal disuplai untuk hubungan baterai. Pada saat yang sama, ini mengoperasikan kabel pengontrol muatan elektronik otomatis untuk generator angin. Energi yang tidak diserap oleh baterai adalah keluaran ke resistor muatan menggunakan PWM. Inilah cara generator angin melanjutkan pengoperasian dibawah muatan listrik bahkan ketika baterai diisi penuh dan pada kondisi kecepatan angin yang tinggi.

Gambar 65 Cadangan energy

Akibat masalah ekonomi, akumulator Timbal telah memiliki cadangan energy yang besar. Akumulator ini mirip dengan baterai mobil namun sedikit dimodifikasi untuk kerja yang lebih lama.

Gambar 73

Sebuah sel akumulator Timbal mempunyai tingkat tegangan 2v. untuk mencapai sebuah tegangan operasi dari 12V, 6 sel di hubungkan dalam hubungan seri.

Gambar 74

Pada aplikasi tegangan muatan untuk akumulator bertolak belakang dengan reaksi pelepasan muatan. Elektroda negative menerima electron dan Timbal oksigen dipisahkan, meninggalkan Timbal murni pada elektroda.Timbal oksigen juga dipisahkan pada elektroda positif, bersamaan dengan pelepasan electron, sehingga yang tertinggal adalah Timbal oksigen seperti yang ditunjukkan pada animasi selanjutnya.

Gambar 75

Perawatan Dari Sebuah Akumulator

Ketika menggunakan aki, pastikan untuk melindunginya dari pengisian yang berlebihan dan pemberhentian yang dalam, kenaikan pemberian akhir mengarahkan pada sulfat kristal yang sangat sulit atau tidak mungkin untuk terurai selama pengisian ulang. Pelepasan yang dalam dapat dicegah dengan menonaktifkan beban terhubung keakumulator segera setelah tegangan turun di bawah 11,4V.

Sejak keluaran oxyhydrogen siap meledak, pastikan ruangan memiliki ventilasi yang baik.

Buka the wind control centre virtual instrument. Untuk tujuan ini, mesin servo tahan uji harus sudah diaktifkan dan terhubung ke P Cmelalui USB intervace.

 Pilih mode the wind control.

 Mulai pengujian mesin melalui tombol power.

 Atur kecepatan angin yang diperlukan dan ukur arus yang sesuai. Masukkan nilai arus beban dibawah ni.

Kecepatan angin : 0 m/s

Ubah pengkabelan yang ditampilkan dibawah dan ukur arus total ( beban dan pengisian arus) pada berbagai jenis kecepatan angin.

Gambar 78

Masukkan nilai arus total dibawah ini.

Kecepatan angin : 0 m/s

Gunakan nilai pengukuran untk menghitung pengisian arus baterai pada masalah yang lain.

Gunakan nilai pengukuran yang diperoleh untuk arus beban dan asumsikan bahwa baterai bisa mengalirkan hingga 65 % dari kapasitasnya untuk beban.Hitung waktu otonomi (masa dimana beban dapat didukung secara eksklusif oleh baterai).

Waktu otonomi lampu halogen : jam Waktu otonomi lampu LED : jam Mengintegrasikan sebuah inverter

Mengintegrasi sebuah inverter

Jika peralatan rumah tangga standar yang didukung oleh pembangkit listrik tenaga angin kecil, itu dibutuhkan untuk merubah keluaran arus / tegangan DC ke dalam arus/tegangan AC.

Konversi dilakukan dengan menggunakan katup switch able yang digunakan dalam elektronika daya. Katup ini meliputi semikonduktor yang mampu mengganti tegangan di atas 1000 V dan arus di atas 1000 A. komponen semikonduktor terdiri dari :

 Medan daya-pengaruh transistor

 Diode yang dapat dikendalikan (tyristor) Square-gelombang inverter

Skema di bawah ini menampilkan sebuah rangkaian jembatan 2 pulsa (B2 circuit), salah satu merupakan rangkaian inverter sederhana

Gambar 79

Pasangan katup 1/4 dan 2/3 diaktifkan melalui interval waktu tetap. Hasil ini berada di sekitar tegangan alternating rectangular pada output rangkaian jembatan. Tegangan alternating rectangular bisa dibuat untuk perkiraan sebuah karakteristik sinusoidal melalui pengaktifan katup bukan pada perlintasan nol, tapi pada titik seimbang.

Inverter sinusoidal

Gambar 80

Hasil pola switching dalam pulsa dari lebar yang berbeda. Urutan pulsa disaring untuk menghasilkan sebuah karakteristik tegangan yang mendekati sinus

Sistemhybriduntuk catu dayaluar jaringan listrikmenggunakanturbin angindanfotovoltaik

sistem hybrid untuk catu daya luar jaringan listrik menggunakan turbin angin dan otovoltaik

matahari. Sebuah penggunaan berbagai sumber energi terbarukan mengurangi persyaratan dalam jangka waktu otonomi dan kapasitas penyimpanan. Sistem dirancang dengan cara ini disebut sistem hybrid. Mereka membuat penggunaan bersama dari dua atau lebih sumber energi untuk operasi dan penyimpanan. Diilustrasikan di bawah ini adalah tata letak dasar dari sistem hybrid menggunakan energi angin dan matahari.