1 Copyright @ ripno.energin.id
LEMBAGA PENERBANGAN DAN ANTARIKSA NASIONAL
( LAPAN )
TEKNOLOGI SISTEM KONVERSI ENERGI ANGIN
DAN PROSPEK PEMANFAATANYA
DI INDONESIA
( 19 April 2007 )Disiapkan oleh : Soeripno Marto Saputro Bidang Konversi Energi Dirgantara Pusat Teknologi Dirgantara Terapan
2 Copyright @ ripno.energin.id
Lay Out Presentasi
VISI & MISI
KEBIJAKAN PENDUKUNG
SITUASI IMPLEMENTASI ENERGI
ANGIN DUNIA
TUJUAN & SASARAN
STATUS LITBANG ENERGI ANGIN
PROSPEK & HAMBATAN DI INDONESIA
3 Copyright @ ripno.energin.id
Litbang
Teknologi Konversi Energi Angin
Visi
Sains dan Teknologi Sistem Konversi Energi Angin
untuk Pemenuhan Kebutuhan Energi Masyarakat
Misi
Membantu pemerintah dalam penyediaan energi terutama di pedesaan dan daerah terpencil
Meningkatkan standard hidup masyarakat melalui penyediaan listrik pedesaan dan pemompaan air
Mempromosikan penggunaan energi angin yang ramah lingkungan
4 Copyright @ ripno.energin.id
LATAR BELAKANG
Meningkatnya pembangunan => peningkatan kebutuhan energi
Berkurangnya ketersediaan sumber energi fosil => mendorong diversifikasi pemanfaatan berbagai sumber energi pengganti minyak bumi, ; memanfaatkan sumber energi setempat
Salah satu solusinya >>>sumber daya EBT (Energi Angin)
Berbagai kebijakan Pemerintah untuk mendorong/menggalakkan pemanfaatan EBT dan ramah lingkungan :
¾ PEN 2005 , KEN , Green Energy ( Program Energi Hijau ), Roadmap Energidan Ketahanan Pangan, dll
Perlunya penggunaan energi alternatif sebagai pendukung energi fosil dalam hal iniEnergi Angin
5 Copyright @ ripno.energin.id
Kebijakan Pendukung
KUBE - Kebijakan Umum Bidang Energi
RIKEN – Rencana Induk dan Kebijakan Energi
Nasional
KEN - Kebijakan Energi Nasional
RUU Energi – RUU Energi
Green Energy ( Program Energi Hijau )
Roadmap Energi dan Ketahanan Pangan
PEN - Pengelolaan Energi Nasional 2005
Perlunya diversifikasi dan konservasi energi
Permen ESDM tentang RUKN, dll
6 Copyright @ ripno.energin.id
ENERGI MIX NASIONAL TAHUN 2025 (SKENARIO OPTIMALISASI) PLTMH 0.216% Biofuel 1.335% Tenaga surya 0.020% Tenaga angin 0.028% Fuel cell 0.000% Biomassa 0.766% Nuklir 1.993% Gas bumi 30.6% Minyak bumi 26.2% Other 4.4% Panas bumi 3.8% PLTA 2.4% Batubara 32.7%
7 Copyright @ ripno.energin.id R & D Technology Product Market
ROADMAP ENERGI ANGIN
SKEA skala s/d 300 kW
SKEA skala s/d 300 kW
SKEA skala menengah 300 kW (kandungan lokal tinggi)
SKEA skala menengah 300 kW (kandungan lokal tinggi)
600 kW of grid dan 10 MW on grid terpasang US$ 15.9 juta 600 kW of grid dan 10 MW on grid terpasang US$ 15.9 juta
SKEA skala menegah/besar, 750 kW (kandungan lokal tinggi)
SKEA skala menegah/besar, 750 kW (kandungan lokal tinggi)
SKEA skala besar s/d > 1 MW (kandungan lokal tinggi)
SKEA skala besar s/d > 1 MW (kandungan lokal tinggi)
generator magnet permanen putaran rendah, advanced airfoil, material ringan & kuat serta sistem
kontrol
generator magnet permanen putaran rendah, advanced airfoil, material ringan & kuat serta sistem
kontrol SKEA skala s/d 750 kW SKEA skala s/d 750 kW 1 MW off grid, 25 MW on Grid terpasang US$ 39 juta 1 MW off grid, 25 MW on Grid terpasang US$ 39 juta 5 MW off grid 125 MW on Grid terpasang US $ 195 juta 5 MW off grid 125 MW on Grid terpasang US $ 195 juta 2006-2010 2011-2015 2016-2025 SKEA skala s/d > 1 MW SKEA skala s/d > 1 MW generator magnet permanen, advanced airfoi , material ringan & kuat serta sistem
kontrol
generator magnet permanen, advanced airfoi , material ringan & kuat serta sistem
kontrol
advanced airfoil , material ringan dan kuat serta sistem kontrol efisien
advanced airfoil , material ringan dan kuat serta sistem kontrol efisien Pembuatan peta potensi energi angin global berdasarkan titik pengukuran Pembuatan peta potensi energi angin perwilayah berdasarkan titik pengukuran dan pengguna Pembuatan peta potensi energi angin regional dan peta pengguna SASARAN 8 Copyright @ ripno.energin.id 9 Copyright @ ripno.energin.id
10 Copyright @ ripno.energin.id 11 Copyright @ ripno.energin.id 12 Copyright @ ripno.energin.id
Wind technology in 20
years
200413 Copyright @ ripno.energin.id
TABEL-1.
POTENSI DAN KAPASITAS TERPASANG EBT
0,5 3~6 m/s (9.287 MW) Tenaga Angin 5 4,8 kWh/m2/hari (1.203 TW) Tenaga Surya 302 49.807 MW Biomasa 802 19.658 MW Panas Bumi 64 460 MW Mini/Mikrohidro 3.854 75.674 MW
Air skala besar
KAPASITAS TERPASANG (MW) POTENSI
SUMBER ENERGI
Sumber: Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi
14 Copyright @ ripno.energin.id
Tujuan dan Sasaran
•
Memberikan kontribusi dalam meningkatkan taraf hidup
masyarakat khususnya pedesaan , daerah / pulau terpecil
ketingkat yang lebih baik melalui
pemenuhan energi
listrik/ pemompaan air
•
Tersedianya listrik di daerah / pulau terpencil terutama
untuk listrik rumah tangga
•
Terwujudnya SDM yang mampu mendorong aktifitas
pertumbuhan ekonomi masyarakat
•
Terwujudnya standard hidup yang lebih baik,
kesempatan yang sama dengan masyarakat kota
•
Sarana promosi penggunaan energi terbarukan yang
ramah lingkungan
15 Copyright @ ripno.energin.id
SASARAN PROGRAM
JANGKA PENDEK ( s/d 2010)
• Terwujudnya Data dan Peta Potensi Angin di berbagai Wilayah Indonesia • Prototipe SKEA skala sampai 300 kW, komersialisasi skala kecil s/d 10 kW • Pemanfaatan SKEA interkoneksi dengan grid PLN s/d 5 MW(???) terpasang dan
lokasi-lokasi terpencil sistem off-grid JANGKA MENENGAH ( 2011 / 2015 )
• Terwujudnya Data dan Peta Potensi Angin di perwilayah Wilayah pptensial Indonesia serta peta pengguna
• Prototipe SKEA skala sampai 750 kW,komersialisasi skala menengah besar • Pemanfaatan SKEA skala besar interkoneksi dgnn grid s/d 25 MW(???) dan
dearah terpencil / pulau-pulau hibrida Angin-diesel-lainya. JANGKA MENENGAH
• Terwujudnya Data dan Peta Potensi Angin di per Wilayah Indonesia dan peta pengguna energi
• Prototipe SKEA skala sampai >1MW, komersialisasi skala besar • Pemanfaatan SKEA s/d 250 MW(???)
16 Copyright @ ripno.energin.id
PROGRAM LITBANG
DAN PEMANFAATAN ENERGI ANGIN
MONITORING DAN PEMETAAN POTENSI ENERGI
ANGIN
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI SKEA (
PROTOTIPE DANREKAYASA)
SKEA KECIL : s/d 10 kW
(mode STAND ALONE) SKEA MENENGAH : 10 s/d 100 kW
(mode HybridWIND – PV-DIESEL- dll)
SKEA BESAR : > 100 kW
(mode INTERKONEKSI)
PEMANFAATAN (
KERJASAMA ANTAR INSTANSI)
17 Copyright @ ripno.energin.id
TAHAPAN PENELITIAN & PEMANFAATAN ENERGI ANGIN
Data
Potensi
Angin
Lokasi
•Desain Prototipe
•Desain Sistem
•Pemanfaatan
Aplikasi SKEA
• Listrik
•Pemompaan
• Dll
18 Copyright @ ripno.energin.id• Geostrophic pressure differences • Temperature
• Roughness • Obstacles • Orography
sea beach grass trees hills woods buildings cities valleys & mountains
Wind from sea
thermals
upwind
19 Copyright @ ripno.energin.id
Copyright @ ripno.energin.id
Angin Laut & Angin Darat
20 Copyright @ ripno.energin.id
PENGUKURAN , MONITORING POTENSI
ENERGI ANGIN
PENGOLAHAN & ANALISA DATA ANGIN
KEGIATAN PENELITIAN DAN
MONITORING POTENSI ENERGI ANGIN
Peta Potensi Energi Angin SURVAI LOKASI
POTENSIAL
21 Copyright @ ripno.energin.id
STATUS Pemetaan
Potensi Energi Angin
Potensi Energi Angin
> 100 > 150 > 5,0 Skala Besar 10 - 00 75 - 150 4,0 – 5,0 Skala Menengah s/d 10 < 75 2,5 – 4,0 Skala Kecil Kapasit as ( kW) Daya Spesifik (W/m^ 2) Kec. Angin ( m/s) Kelas Dll 5,3 Kute – Lombok Tengah
1 0
4,0 Sajang – Lombok Timur 9
3,5 Pai – Sape Bima
8
4,3 Nangadoro - Dompu
7
4,3 Giligede – Lombok Barat 6
3,4 Selayar – Lombok Timur 5
4,0 Tembere – Lombok Timur 4
4,1 Sambelia – Lombok Timur 3 3,9 Bajopulo - Dompu 2 3,6 Doropeti - Dompu 1 Kec. Angin (m/s ) Lokasi N o Kelas Potensi Energi angin dan
Pemanfaatan SKEA
Monitoring Data Angin,
di Nusa Tenggara Barat
22 Copyright @ ripno.energin.id
Monitoring Data Angin,
di Nusa Tenggara Timur (NTT)
*) Ketinggian 30 m 5,1 *) Napu – Sumba 10 4,4 *) Walakiri – Sumba 9 5,7 *) Satkeo - Timor 8 5,3 *) Netpala – Timor 7 6,5 *) Tomenas - Timor 6 3,2 Ujung - Flores 5 4,2 Palakahembi – Sumba Timur 4 3,7 Maubesi - Rote 3 3,7 Nangalili - Flores 2 4,3 Papanggarang -Manggarai 1 Kec.Angin (m/s ) Lokasi No 4.38 4.25 3.98 Niki-niki, Timor Tengah Selatan, NTT 8
6.31 6.01 5.51 Buat, Timor Tengah Selatan, NTT 7
5.59 5.74 5.42 Babia, Timor Tengah Selatan, NTT 6
7.64 7.36 7.26 Fatukolen, Timor Tengah Selatan, NTT 5 4.8 4.4 4.1 Sulamu, Kupang NTT 4 4.4 4.3 3.9 Hansisi, Kupang NTT 3 4.3 4.1 3.5 Ekateta, Kupang NTT 2 5.4 5 4.3 Amarazi, Kupang NTT 1 51m 36m 21m Nama Lokasi N o 23 Copyright @ ripno.energin.id Copyright @ ripno.energin.id
Kecepatan Angin
VS
Energi Angin
24 Copyright @ ripno.energin.id Häufigkeitsverteilung Windgeschwindigkeit 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 5 10 15 20 25 Windgeschwindigkeit v in Nabenhöhe [m/s]Zeit t pro Jahr [h]
Vm = 7.0 m/s Rayleigh-Verteilung
Summe: 8760 Stunden t(i) = 275 h
L eistu n g sku rve
0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5
W indge sc hw indig keit v in Na benh öhe [m /s]
e le ktr . Le is tung P [k W ] Jahresenergieertrag 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 Windgeschwindigkeit v in Nabenhöhe [m/s] Jah resen er gieer tr ag E [MW h] Summe: 1440 MWh E(i) = 95 MWh
Wind speed distribution
Power curve
Energy output distribution
∑
Annual Energy Production AEP Annual average wind speed
∑
Determination of energy yield
of a wind turbine
25 Copyright @ ripno.energin.id
Status Monitoring Data Angin,
di Indonesia
9 Lain lain 8 *) Ketinggian 30 m 110 Jumlah -1 1 2 Kalimantan 7 -3 2 5 Suamtera 6 7 4 1 12 Jawa dan Madura5 5 6 8 19 Sulawesi 4 -2 4 6 Maluku & Papua
3
1 7 2 10 Nusa Tenggara Barat & Bali 2
10 23 10 43 Nusa Tenggara Timur
1 Tinggi Sedang Rendah Kecepatan Angin Jml Propinsi, Wilayah No 26 Copyright @ ripno.energin.id
Peta Lokasi Pengukuran Potensi Angin
27 Copyright @ ripno.energin.id
Pengembangan
Teknologi SKEA
Hasil yang telah dicapai :
• Prototipe SKEA listrik kapasitas 50 W , 200 W, 500W, 1000 W, 2500 W , 3500 W dan 5 kW, 10 kW
• Prototipe SKEA mekanik sudu majemuk pemompaan air , kapasitas 45 liter/mnt, 150 liter/mnt, 249 liter/mnt dan 650 liter /mnt ( pompa tambak garam )
• Prototipe SKEA listrik 3,5 kW digandengkan dengan pompa listrik untuk pemompaan air.
28 Copyright @ ripno.energin.id
Prototipe SKEA Hasil Litbang
Other types 12 Water pumping 18 blades , 6 m LPN – SM-18 11 Water pumping 12 blades , 3.2 m LPN –SM-12 10 Water pumping 8 blades , 3.2 m LPN-SM-8 9 Water pumping 4 blades , 3.0 m LPN-SM-4TG 8 Electrical 3 blades , 7.5 m 10 kW LPN – 10000E 7 Electrical 3 blades , 6.0 m 5000 W LPN-5000 E 6 Water pumping 6 blades , 4.5 m 3500 W LPN – 3500E 5 Electrical 3 blades , 5.0 m 2500 W LPN -2500 E 4 Electrical 3 blades, 3.0 m 1000 W LPN-1000E 3 Electrical 3 blades , 1.6 m 200 W LPN-200E 2 Electrical 6 blades , 0.8 m 50 W Nila – 80 1 Remark Number of blades, rotor diameter Power / Capacity WECS Type, serie No 29 Copyright @ ripno.energin.id
CARA KERJA SKEA
Beban
Listrik
Tower Ponda si Turbin AnginKomponen Utama SKEA
Rotor ( naf dan sudu ) • Generator /alternator
• Transmisi gearboks / tanpa gearboks • Sistem Orientasi
• Sistem Pengaman ( mekanik , aerodinamik , elektro hidrolik dll )
• Tower / menara
• Sistem kontrol lsitrik / elektronik • Pondasi Sistem Kontrol , Baterai dan Inverter 30 Copyright @ ripno.energin.id
Prototipe Hasil Litbang
Prototipe SKEA Listrik
Nila-80
LPN-1000E
LPN-2500E
31 Copyright @ ripno.energin.id
Prototipe Hasil Litbang
SKEA Pemompaan
LPN-SM12
LPN-SM18
LPN-SM4-TG
LPN-3500E
32 Copyright @ ripno.energin.idKONFIGURASI PEMANFAATAN
Sistem
Interkoneksi
Sistem Hibrida
Sistem Stand
Alone
33 Copyright @ ripno.energin.idUjicoba/ Pemanfaatan
Teknologi SKEA
Copyright @ ripno.energin.idPemanfaatan SKEA di Dusun Selayar – Lombok Timur NTB (7 unit) dengan kapasitas terpasang 7 kW, untuk sarana umum, mesjid, jalan lingkungan dan beberapa rumah warga
Pemanfaatan SKEA di Oitui Bima NTB <2 unit), UPT Tongo NTB (5 unit), UPT Piong (1 unit) dengan kapasitas terpasang 6,5 kW, untuk sarana umum, mesjid, Kantor UPT, jalan lingkungan dan pompa air
Pemanfaatan SKEA di Nyamuk Kepulauan Karimunjawa Jepara , terdiri dari 8 unit SKEA dengan kapasitas terpasang sebesar 17 kW. Pengguna lebih dari 110 KK
Pemanfaatan SKEA di Desa Bulak Baru dan Kalianyar Jepara 1992 -2000 , terdiri dari 31 unit SKEA dengan kapasitas terpasang sebesar 37,5 kW. Dengan pengguna lebih dari 250 KK
34 Copyright @ ripno.energin.id
UJICOBA SKEA DI PULAU KARYA
Kep. SERIBU
Inverter 2500 W 12Vdc to 220V ac Pengguna : •Lampu Jalan • Komputer • Pompa air ,dll Sistem Kontrol TA 1000 WAplikasi Of Grid
35 Copyright @ ripno.energin.idPemanfaatan SKEA di Pulau Giliyang Kecamatan Dungkek Kabupaten SumenepMadura – Jawa Timur ,
terdiri5 unit SKEALPN 5000E, 4,5 kW dan unit SKEA LPN-3,2 kW,
untuk sarana umum dan beberapa keluarga
Ujicoba/ Pemanfaatan
Teknologi SKEA
36 Copyright @ ripno.energin.id
37 Copyright @ ripno.energin.id
Prospek ….
Pemanfaatan SKEA skala kecil dan menengah ( 50 W – 100 kW) di lokasi potensial untuk: listrik rumah tangga, industri kerajinan rumah tangga, cool storage (pengawet ikan / obat), catu daya peralatan komunikasi, pengisi baterai perahu nelayan, pemompaan air, dll.
Di beberapa lokasi diidentifkasi mempunyai potensi yang cukup besar untuk pemanfaatan SKEA skala besar dan dapat diinterkoneksi dengan grid yang ada (PLN).
Lokasi – lokasi strategis seperti pulau-pulau terluar, secara politis harus dilindungi memerlukan energi listrik untuk, rumah jaga, catu daya komunikasi dll
Untuk produksi lokal komponen SKEA, didukung oleh tersedianya material serta komponen baik mekanik maupun elektronik.
pemerintah daerah telah menyatakan keinginannya untuk memanfaatkan teknologi SKEA di daerahnya baik untuk pembangkit listrik maupun pemompaan air, yang dapat segera ditindak lanjuti.
Kemajuan teknologi dimasa mendatang memungkinkan SKEA dapat beroperasi pada daerah kecepatan angin rendah.
PLN sebagai pengguna utama sistem interkoneksi dapat berperan untuk memanfaatkan teknologi SKEA, terutama di wilayah yang potensi anginnya bagus untuk mengurangi penggunaan BBM.
Target pengembangan teknologi dan pemanfaatan SKEA yang termuat dalam Perpres tentang PEN 2005, merupakan peluang yang cukup besar.
38 Copyright @ ripno.energin.id
¾Listrik Pedesaan lokasi terpencil di berbagai wilayah, terutama di Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Maluku dan Sulawesi.
¾Pulau – pulau terluar yang pada umumnya terbuka dan potensi anginya cukup, sulit dlm suplai bahan bakar minyak, sehingga SKEA akan lebih kompetitif dan secara politis harus dilindungi.
¾Desa – desa nelayan yang umumnya di pantai dan memiliki potensi angin cukup, namun kelistrikannya rendah.
¾PLN untuk SKEA skala yang besar dapat diinterkoneksi dengan jaringan, beberapa wilayah sudah mulai mencoba memasang SKEA untuk mengurangi penggunaan bahan bakar genset ( Nusa Penida, Sulut & Sulsel).
¾Departemen Kelautan dan Perikanan , Kementrian Daerah Tertinggal, merupakan pengguna potensial dari sisi Pemerintah.
¾Penggunan khusus : Catu daya sistem komunikasi, cold storage dll.
PENGGUNA POTENSIAL
39 Copyright @ ripno.energin.id
Biaya investasi awal untuk implementasi teknologi energi baru terbarukan relatif tingggi sehingga harga energinya mahal yang mengakibatkan tidak dapat bersaing dengan harga energi konvensional . Teknologi SKEA yg ada masih beroperasi pada regim kecepatan angin tinggi, dan umumnya produk luar negeri, dan harganya relatif mahal
Akses data dan lokasi untuk pembuatan peta potensi energi angin dirasa cukup sulit dan memerlukan yang cukup tinggi serta untuk mengakses berbagai sumber data, di mana data yang telah terkumpul masih relatif sedikit dibandingkan dengan luas wilayah Indonesia
Minat swasta khususnya di bidang bisnis teknologi energi angin masih terbatas menunggu pasar yang masih terbatas
Lokasi pemanfaatan yang spesifik (site specificness), yang kadangkala ditemukan lokasi yang potensial sumber energi tetapi tidak ada pengguna atau daerah miskin
Hambatan
Hambatan
dalam
dalam
Pengembangan
Pengembangan
Energi
40 Copyright @ ripno.energin.id
Peta potensi energi angin untuk beberapa wilayah di Indonesia 106 titik ( hasil pengukuran LAPAN)
Data angin di 12 lokasi di 3 kabupaten di NTT ( kerjasama Pemerintah Daerah NTT- Windguard Jerman –LAPAN) dengan kecepatan angin rata rata 5-6 m/s dan > 6 m/s
Data angin di 3 lokasi di Selayar dan Sidrap Sulsel serta Baron DIY ( kerjasama (DESM-LAPAN dan Soluziana Spanyol) dengan kecepatan angin rata rata > 5 m/s
Prototipe dan produk SKEA skala s/d 10 kW hasil litbang LAPAN dan Institusi lain.
Identifikasi produk SKEA untuk sistem wind diesel ( 30 kW-50 kW) dan sistem interkoneksi ( 300 kW-500 kW) dan lokasi
Kemampuan nasional untuk fabrikasi dan produksi berbagai komponen dan subsistem SKEA
DUKUNGAN DATA DAN TEKNOLOGI
41 Copyright @ ripno.energin.id
Fasilitas Pendukung
• Peralatan ukur potensi angin tipe kontinu dengan akuisisi data ( loger ), untuk pendataan potensi angin.
• Workshop produksi( mekanik, elektronik, komposit dan pendukung) , cukup memiliki kemampuan pembuatan prototipe dan.
• Laboratorium Uji SKEA termasukuji lapangan di Samas dan Jepara merupakan sarana test prototipe hasil litbang dan produk luar dengan ujicoba pemanfaatan langsung.
• Laboratorium Aerodinamika Kecepatan Subsonik , dapat digunakan untuk uji model rotor SKEA.
42 Copyright @ ripno.energin.id
FASILITAS PENDUKUNG
•Lab. Uji SKEA (Lapangan & Lab.)
¾Bengkel Mekanik ¾Bengkel Komposit ¾Bengkel Listrik/Elektronik
•Lab. Aerodinamika •Alat Ukur Potensi Angin
43 Copyright @ ripno.energin.id
Informasi
Pusat Teknologi Dirgantara TerapanJln. Raya LAPAN Sukamulya – Rumpin Bogor 16350 – Jawa Barat Telp. 021-75790031, 75790385 Fax. 021-9103456
Bidang Konversi Energi Dirgantara Jln. Raya LAPAN Sukamulya – Rumpin Bogor 16350 – Jawa Barat Telp. 021-75790378 Fax. 021-9103456 Email :[email protected] [email protected] Website :www.energi-angin.com