ANALISIS POTENSI ENERGI ANGIN SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN (STUDI KASUS : BLANGKEJERAN KABUPATEN GAYO LUES ACEH)

Judul Skripsi: Analisis Potensi Energi Angin Sebagai Energi Alternatif Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Studi Kasus: Blangkejeran, Kabupaten Gayo Lues, Aceh). ANALISIS POTENSI ENERGI ANGIN SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF PEMBANGKIT TENAGA ANGIN (STUDI KASUS: BLANGKEJERAN KABUPATEN GAYO LUES, ACEH).

Identifikasi Masalah

Berdasarkan beberapa referensi penelitian terdahulu yang relevan dengan penelitian penulis yang berjudul Analisis Potensi Energi Angin Sebagai Energi Alternatif Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Studi Kasus: Blangkejeran, Kabupaten Gayo Lues, Aceh). Sehingga perlu dilakukan analisa terlebih dahulu potensi energi angin di lokasi penelitian sebelum memanfaatkan PLTB.

Batasan Masalah

Rumusan Masalah

Tujuan Penelitian

Manfaat Penelitian

Energi Terbarukan

Energi terbarukan adalah energi yang berasal dari alam di sekitar kita, beberapa contoh energi terbarukan adalah angin, air, panas bumi, biomassa dan tenaga surya. Energi terbarukan sangat ramah lingkungan karena tidak menghasilkan emisi atau limbah sehingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan.Beberapa daerah di Indonesia telah mengembangkan energi terbarukan, misalnya di pesisir pantai yang dapat memanfaatkan panas sinar matahari dan angin sebagai energi alternatif selain menggunakan energi terbarukan. energi dari pasokan PLN.

Energi Angin

Energi Kinetik Angin
Prinsip Kerja dan Kontruksi Turbin Angin
Jenis Turbin Angin

Turbin angin atau dalam bahasa sederhana kincirangin merupakan turbin yang digerakkan oleh angin yaitu udara yang bergerak diatas permukaan bumi. Penggunaan turbin angin terus berkembang untuk memanfaatkan energi angin secara efisien, terutama di wilayah dengan aliran angin yang relatif tinggi sepanjang tahun.

Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (Angin)

Inverter
Charge Controller
Baterai
Generator DC

Inverter adalah suatu rangkaian atau perangkat elektronik yang dapat mengubah arus searah (DC) menjadi arus listrik bolak-balik (AC) pada tegangan dan frekuensi yang diperlukan, tergantung pada desain rangkaian. Sumber arus searah atau arus searah yang menjadi masukan pada Power Inverter dapat berupa baterai, akumulator atau sel surya. Namun saat ini bentuk gelombang yang paling umum digunakan adalah gelombang sinus dan gelombang sinus termodifikasi, begitu pula frekuensi arus listrik.

Power inverter yang dapat mengubah arus listrik DC menjadi arus listrik AC hanya terdiri dari rangkaian osilator, rangkaian Switch dan trafo CT seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Sumber tenaga berupa arus listrik DC bertegangan rendah (misalnya 12 V) dialirkan ke kran pusat sekunder (CT) trafo, sedangkan kedua ujung trafo lainnya (titik A dan titik B ) terhubung. melalui penyeberangan dua arah di tanah kabupaten. Ketika saklar dipindahkan dari titik A ke titik B maka arus listrik yang mengalir pada saluran 1 akan terhenti dan arus listrik pada saluran 2 akan mulai mengalir dari terminal positif aki menuju pusat primer trafo. Sentuh ke ground melalui beralih titik B. .

Ketika tegangan pengisian pada baterai mencapai keadaan penuh, pengontrol akan menghentikan arus listrik yang masuk ke baterai untuk mencegah pengisian berlebih.

Gambar 2.4 Skema Aliran Konversi Angin [7]

Beban Listrik

Dalam estimasi beban jangka panjang, permasalahan makroekonomi yang merupakan permasalahan eksternal institusi ketenagalistrikan merupakan faktor utama yang menentukan arah estimasi beban. Perkiraan beban jangka menengah Perkiraan beban jangka menengah adalah untuk jangka waktu satu bulan sampai satu tahun. Perkiraan beban jangka pendek Perkiraan beban jangka pendek adalah untuk jangka waktu beberapa jam sampai satu minggu (168 jam).

Dalam estimasi beban jangka pendek, batas atas beban maksimum dan batas bawah beban minimum ditetapkan dalam estimasi beban jangka menengah. Beban rata-rata (Br) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang diberikan dengan periode waktu. Daya aktif akan mengalami penurunan nilai akibat adanya beban listrik yang menghasilkan daya reaktif.

Daya reaktif merupakan daya yang menyebabkan rugi-rugi daya, sehingga daya dapat mengakibatkan berkurangnya nilai faktor daya (Cosphi).

Tarif Listrik

Meskipun besaran subsidi listrik menurun drastis sejak tahun 2015 akibat penghapusan subsidi listrik untuk semua golongan kecuali golongan rumah tangga 450 VA dan 900 VA, namun tren dalam tiga tahun terakhir menunjukkan peningkatan subsidi listrik (subsidinya lebih besar dari subsidi listrik). dianggarkan). ). Pengurangan subsidi listrik dari Rp60,4 triliun pada tahun 2016 menjadi Rp45,7 triliun pada tahun 2017 bertepatan dengan penghapusan subsidi listrik golongan 900 VA yang dianggap mampu sejak Januari 2017, menyusul terbitnya Peraturan No. Kelompok tarif listrik di Indonesia dibagi menjadi 37 kelompok, 13 kelompok diantaranya dikenakan mekanisme penyesuaian tarif (tari adjusment).

Selain itu, ada juga negara yang menerapkan perubahan tarif listrik berdasarkan waktu penggunaan, dimana tarif pada saat beban puncak akan lebih tinggi dibandingkan tarif pada waktu lainnya (misalnya Australia dan Taiwan). Di Jerman, selain biaya pembangkitan, komponen tarif listrik terdiri dari komponen tarif jaringan, biaya/biaya tambahan untuk pembiayaan energi terbarukan (ET), dan pajak lainnya. Pada tahun 2018, lebih dari separuh (54%) tarif listrik untuk rumah tangga dan usaha kecil merupakan komponen retribusi dan pajak – 23% merupakan biaya tambahan untuk energi terbarukan, 25% untuk biaya jaringan, dan hanya 21% untuk biaya pembangkitan (BDEW, 2018 ).

Belajar dari pengalaman negara lain, kebijakan tarif listrik di Indonesia harus mempertimbangkan rencana jangka panjang untuk menjamin keamanan energi.

Gambar 2.12 Biaya Produksi dan Harga Jual Listrik (Rp/kWh) [22]

Analisis Potensi PLTB

Hal ini penting mengingat pengembangan energi terbarukan di Indonesia cukup lambat karena belum adanya insentif bagi PLN untuk menggunakan energi terbarukan. Perencanaan teknis instalasi, termasuk pemilihan teknologi pembangkitan yang akan digunakan, seperti pemilihan jenis turbin yang akan digunakan atau pemilihan jenis sudu yang akan mengkonversi energi angin secara langsung. Misalnya untuk memilih turbin yang melayani beban dasar yang memerlukan pasokan listrik terus menerus setiap harinya, digunakan turbin yang tidak mempunyai roda gigi sehingga tidak mengganggu putaran turbin. sebagai cadangan dengan jam operasional hanya beberapa jam per hari.

Pada tahap ini dilakukan perencanaan awal pengembangan dengan menentukan kapasitas produksi pembangkit yang akan dibangun, investasi, dan biaya produksi listrik. Dalam merencanakan suatu pembangkit listrik, perhatian terhadap lingkungan sekitar juga harus diperhatikan, sehingga perencanaan lingkungan juga berkaitan dengan lokasi yang dipilih, sehingga tidak mengganggu lingkungan sekitar. Nilai ekonomi suatu investasi adalah aliran modal yang terus-menerus ditanamkan dalam investasi tersebut selama umur investasi tersebut.

Nilai ekonomi dapat digunakan untuk menentukan apakah suatu investasi akan memberikan pendapatan yang cukup untuk menutupi modal yang ditanamkan, termasuk bunga yang akan dihasilkan selama umur investasi tersebut.

HOMER

HOMER melakukan simulasi dan optimalisasi sistem pembangkit listrik, baik independen maupun terhubung dengan sistem yang dapat terdiri dari kombinasi turbin angin, pembangkit listrik tenaga mikro hidro, fotovoltaik, biomassa dll. Proses simulasi menentukan konfigurasi sistem, kombinasi kapasitas sistem komponen dan strategi bisnis yang menentukan bagaimana komponen-komponen ini dapat bekerja sama selama periode waktu tertentu. HOMER dapat mensimulasikan berbagai konfigurasi sistem energi mikro, dengan kombinasi berbeda dari fotovoltaik surya, turbin angin, turbin air, generator, hidrogen, baterai, inverter, dll.

Proses optimasi dilakukan setelah dilakukan proses simulasi dengan melakukan simulasi pemodelan dan perancangan konfigurasi sistem tertentu. Kemudian dilakukan proses optimasi untuk mengetahui kemampuan optimal pada konfigurasi sistem. Sistem dikatakan optimal jika salah satu konfigurasi sistem menunjukkan NPC terendah dalam jangka waktu yang telah ditentukan. Tujuan dari proses optimasi adalah untuk menentukan nilai optimal dari konfigurasi sistem dimana variabel nilai masukan dapat diubah sesuai keinginan pengguna.

Analisis sensitivitas ini akan menunjukkan seperti apa hasil konfigurasi sistem yang optimal jika nilai parameter masukannya berbeda.

Kajian Pustaka Relefan

Selanjutnya penelitian dari Lubis pada tahun 2019 menggunakan turbin angin sebagai penggerak awal generator untuk produksi tenaga angin. Hasil simulasi dengan software HOMER menunjukkan bahwa potensi angin di pantai Cihera mempunyai potensi angin yang cukup baik untuk membuat pembangkit listrik tenaga angin yang kecepatan anginnya berkisar antara 3 – 12 m/s. Energi listrik yang dihasilkan turbin angin merupakan fungsi dari kecepatan angin dan luas udara yang disapu oleh bilah angin (turbin blade).

Untuk pembangkit listrik tenaga angin skala kecil dengan daya 20 – 500 watt, biasanya diperlukan kecepatan angin rata-rata minimal 4,0 – 4,5 m/s. Secara umum, sebagian besar turbin angin mulai menghasilkan tenaga listrik pada kecepatan angin 4 m/s dan akan berhenti menghasilkan energi apa pun pada kecepatan angin 25 m/s. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh seperangkat generator angin dengan pompa angin tipe horizontal dengan memanfaatkan ketinggian bangunan, mengetahui hubungan antara kecepatan angin dengan daya keluaran pada pembangkit listrik tenaga angin, dan daya yang dihasilkan. sistem pembangkitan angin Skala Kecil yang mampu menghasilkan daya optimal.

Turbin angin atau dalam bahasa sederhananya kincir angin merupakan turbin yang digerakkan oleh angin yaitu udara yang bergerak diatas permukaan bumi.

Kerangka Berfikir

Dalam prosedur penelitian akan dilakukan beberapa langkah pengujian untuk mengumpulkan data kecepatan arah angin, besaran skala alat ukur, keluaran daya, penjelasan lebih rinci mengenai metodologi penelitian akan disajikan sebagai berikut.

Waktu dan tempat penelitian

Tahapan percobaan

Teknik Pengambilan Data

Teknik Analisis

Flowchart analisa data penelitian

Potensi Kecepatan Angin

Potensi Daya Spesifik

Data yang diperoleh menunjukkan kecepatan angin tertinggi terjadi pada bulan Agustus yaitu sebesar 1,16 m/s, sedangkan kecepatan angin terendah sebesar 1,01 pada bulan Februari dan Mei. Sedangkan kecepatan angin rata-rata dalam kurun waktu satu tahun di Kota Blangkejeren sebesar 1,08 m/s. Data yang diperoleh menunjukkan kecepatan angin tertinggi terjadi pada bulan Agustus yaitu sebesar 1,4 m/s, sedangkan kecepatan angin terendah terjadi pada bulan Januari sebesar 0,9 m/s.

Sedangkan kecepatan angin rata-rata dalam kurun waktu satu tahun di Kelurahan Kampung Jawa sebesar 1,24 m/s. Dari data yang diperoleh terlihat kecepatan angin tertinggi terjadi pada bulan Oktober yaitu 1,16 m/s, sedangkan kecepatan angin terendah 0,9 m/s pada bulan Januari. Dari data yang diperoleh terlihat kecepatan angin tertinggi terjadi pada bulan Agustus yaitu 1,4 m/s, sedangkan kecepatan angin terendah 0,99 m/s pada bulan Januari.

Terlihat dari Tabel 4.7 bahwa kecepatan angin yang dihasilkan suatu lokasi relatif kecil, tidak mencapai 2 m/s.

Gambar 4.1 Grafik Kecepatan Angin Selama 1 Tahun Blangkejeren Kota

Pemilihan Teknologi Turbin

Dengan asumsi penggunaan turbin pada Tabel 4.3, potensi angin dapat dihasilkan di lokasi penelitian pada Tabel 4.4 di bawah. Maka dari hasil perhitungan diatas maka tabel potensi energi angin untuk lokasi penelitian yang diasumsikan menggunakan turbin berkapasitas 10 kW adalah sebagai berikut. Dari hasil tabel diatas menunjukkan bahwa variasi potensi energi angin pada tiap daerah tidak berbeda jauh.

Kecepatan angin di setiap kota berbanding lurus dengan potensi listrik yang dihasilkan. Dari 6 desa sampel, tidak ada satupun desa yang memiliki potensi cukup untuk PLTB. Kecepatan angin rata-rata di setiap wilayah hanya 1.176 m/s, berbanding lurus dengan sangat kecilnya daya yang dihasilkan.

Tabel 4.4 Potensi Angin Turbin Poros Vertikal Nama Desa

PENUTUP

Kesimpulan
Saran

4] Hidayatullah, Nur Asyik Ningrum, Hanifah Nur Kumala, “Optimasi daya pembangkit listrik tenaga angin sumbu horizontal menggunakan metode tracking titik daya maksimum”, JEECAE (Jurnal Teknik Elektro, Elektronika, Kontrol dan Otomotif), Vol 1, No. 5] Ananta, Henry Purbawanto, Sugeng, “Model Pembangkit Listrik Tenaga Angin dan Surya Skala Kecil untuk Daerah Perbukitan”, Vol. Enda, “Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Menggunakan Software Homer pada Jurusan Teknik Industri Universitas Diponegoro,” vol.

Jurnal, “Analisis Kelayakan Turbin Angin Kecepatan Rendah Tipe Nt1000W di Daerah Terpencil,” Energy & Electricity, vol.Nugraheni, “Survei Penempatan Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Tanah Laut Berdasarkan Citra Radar Banjarmasin,” Pros. Rosma, “Analisis Ketersediaan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTB) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS),” Jom FTEKNIK, vol.