PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA ANGIN
APA ITU PLTB ?
PLTB / Pembangkit listrik tenaga angin adalah
Suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin atau sering juga disebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) adalah salah satu pembangkit listrik energi terbarukan yang ramah lingkungan dan memiliki efisiensi kerja yang baik jika dibandingkan dengan pembangkit listrik energi terbarukan lainnya. Prinsip kerja PLTB adalah dengan memanfaatkan energi kinetik angin yang masuk ke dalam area efektif turbin untuk memutar baling-baling/kincir angin, kemudian energi putar ini diteruskan ke generator untuk membangkitkan energi listrik.
Penghasil Listrik Tenaga
Angin
• Kebanyakan tenaga angin modern dihasilkan dalam bentuk listrik dengan mengubah rotasi dari pisau turbin menjadi arus listrik dengan
menggunakan generator listrik. Pada kincir angin energi angin digunakan untuk memutar peralatan mekanik untuk melakukan kerja fisik, seperti menggiling “grain” atau memompa air.
• Tenaga angin digunakan dalam ladang angin skala besar untuk penghasil listrik nasional dan juga dalam turbin individu kecil untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir. Tenaga angin juga banyak jumlahnya, tidak terbatas, tersebar luas, bersih dan mengurangi efek rumah kaca.
• Di Indonesia sendiri, pembangkit listrik yang memanfaatkan tenaga angin sering disebut dengan pembangkit listrik tenaga bayu.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power) memanfaatkan hembusan angin sebagai sumber penghasil listrik. Alat utamanya adalah generator, dengan generator tersebut maka dapat dihasilkan arus listrik dari gerakan blade/baling-baling yang bergerak karena hembusan angin.
Pembangkit ini (PLTB) lebih effisien dari pada pembangkit listrik tenaga surya dalam menghasilkan energi listrik.
Pembangkit listrik yang telah ada dipasaran memiliki kapasitas Watt per jam 200, 400, 500, 1000, 2000, dean 3000 Watt. Pembangkit ini tidak bisa dioperasikan pada sembarang tempat dikarenakan medan yang akan dipasang harus memiliki kecepatan angin yang cukup tinggi dan juga stabil.
Energi Kinetik, Ek = 0.5 x m x V²
dimana :
m = mass (kg) (1 kg = 2.2 pounds)
V = kecepatan angin (m/detik) (meter = 3.281 feet = 39.37 inches) P = 0.5 x ρ x A x V³
dimana:
P = tenaga dalam watts (746 watts = 1 hp) (1,000 watts = 1 kilowatt) ρ = density udara (1.225 kg/m³ at permukaan laut)
A = permukaan kincir (m²)
V = kecepatan angin dalam meters/detik (20 mph = 9 m/detik) (mph/2.24 = m/detik)
Persamaan ini merupakan tenaga dari aliran udara secara bebas. Tidak semua tenaga ini dapat diambil karena ada aliran udara yang lewat melalui kincir (hanya dinding tegak lurus arah angin yang dapat mengambil 100% energi aliran angin). Sehingga kita harus
menurunkan persamaan baru yang lebih praktis untuk kincir angin
Tenaga Kincir Angin :
P = 0.5 x ρ x A x Cp x V ³ x Ng x Nb
dimana:
P =tenaga dalam watts (746 watts = 1 hp) (1,000 watts = 1 kilowatt) ρ = density udara (1.225 kg/m³ at permukaan laut)
A = permukaan kincir (m²)
Cp = Koefisien kinerja (maksimum teoritis = 0,59 [Betz limit], Desain = 0,35) V = kecepatan angin dalam m/detik (20 mph = 9 m/detik)
Ng = efisiensi generator (50% altenator mobil, 80% atau lebih utk permanent magnet generator)
Nb = efisiensi gearbox/bearing (jika bagus dapat mencapai 95%)
Ketahuilah, Begini Cara Kerja Pembangkit
Listrik Tenaga Angin
CARA KERJA PLTAngin
• Energi Angin memutar turbin angin, Angin memutar sudut turbin Memutar rotor pada generator di belakang turbin angin, Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik, Terjadi perubahan fluks pada stator, Menghasilkan tegangan dan arus listrik tertentu, Disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk digunakan masyarakat
1.Angin yang berasal dari arah tertentu dengan kecepatan tertentu pula datang.
2.Angin yang datang tersebut menggerakkan kipas/
baling-baling.
3.yang terhubung ke generator untuk membangkitkan energi listrik.
4.Prinsip kerja generator berlawanan dengan motor
listrik. Motor listrik membutuhkan daya listrik
untuk berputar, sedangkan generator akan
menghasilkan energi listrik sesuai dengan
kecepatan putaran. Energi listrik yang dihasilkan
oleh generator diteruskan ke panel kontrol yang
menampung dari berbagai generator
5.Untuk kemudian dinaikkan menjadi tegangan tinggi dengan transformator penaik tegangan (transformator step up).
6.Hal ini untuk efisiensi daya dan efisiensi biaya. Karena pada daya yang sama, tegangan lebih tinggi cukup dengan penampang kabel yang lebih kecil (daya=
tegangan x arus). Melalui sistem distribusi dengan tiang-tiang tinggi, siap untuk men-suplai kebutuhan listrik rumah tangga dan industri.
7.Setelah sampai pada daerah tertentu, dibutuhkan transformator penurun tegangan (transformator step down) yang disesuaikan dengan tegangan standar untuk rumah/industri.
Kincir Angin
Secara umum kincir angin dapat di bagi menjadi 2, yaitu kincir angin yang berputar dengan sumbu horizontal, dan yang berputar dengan sumbu vertikal. Gambar dibawah ini menunjukan jenis-jenis dari kincir
angin berdasarkan bentuknya, dan karakteristik setiap kincir angin sebagai fungsi dari kemampuannya untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi putar turbin untuk setiap kondisi kecepatan angin. Dari gambar
dibawah ini dapat disimpulkan bahwa kincir angin jenis multi-blade dan Savonius cocok digunakan untuk aplikasi PLTB kecepatan rendah.
Sedangkan kincir angin tipe Propeller, paling umum digunakan karena
dapat bekerja dengan lingkup kecepatan angin yang luas.
Kincir angin yang berputar dengan sumbu horizontal
Komponen Mekanik
PLTB
BAGIAN-BAGIAN KEPALA TURBIN ANGIN
• a. Anemometer
Mengukur kecepatan angin dan mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol
• b. Blades
Kebanyakan turbin baik dua atau tiga pisau. Angin bertiup di atas menyebabkan pisau pisau untuk mengangkat dan berputar.
• c. Brake
Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah
gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang
besar.
• d. Controller
Pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin sekitar 8-16 mil per jam (mph) dan menutup mesin turbin sekitar 55 mph.
• e. Gear box
Gears menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan rendah dan meningkatkan kecepatan sekitar rotasi per menit (rpm), sekitar rpm, kecepatan rotasi yang diperlukan oleh sebagian besar generator untuk menghasilkan listrik
• f. Generator
Mengubah energi gerak menjadi energi kinetik menjadi energi listrik
• g. High-speed shaf
Berfungsi untuk menggerakkan generatorh. Low-speed shaf
Mengubah poros rotor kecepatan rendah sekitar rotasi per menit.
• i. Nacelle
Nacelle berada di atas menara dan berisi gear box, poros kecepatan rendah dan tinggi, generator, kontrol, dan rem.
• j. Pitch
Blades yang berbalik, atau nada, dari angin untuk mengontrol
kecepatan rotor dan menjaga rotor berputar dalam angin yang terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk menghasilkan listrik.
• k. Rotor
Pisau dan terhubung bersama-sama disebut rotor
• l. Tower
Menara yang terbuat dari baja tabung, beton atau kisi baja. Karena kecepatan angin meningkat dengan tinggi, menara tinggi memungkinkan turbin untuk menangkap lebih banyak energi dan menghasilkan listrik lebih banyak.
• m. Wind direction
Ini adalah turbin pertama”yang disebut karena beroperasi melawan angin. turbin lainnya dirancang untuk menjalankan “melawan arah angin,” menghadap jauh dari angin.
• n. Wind vane
Tindakan arah angin dan berkomunikasi dengan yaw drive untuk menggerakkan turbin dengan koneksi yang benar dengan angin.
• o. Yaw drive
Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap angin
•p. Yaw motor Kekuatan dari drive yaw.
• q. Penyimpan energi (Battery)
Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat
meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi.
KEUNTUNGA
N
• Secara prinsip disebabkan karena sifatnya yang terbarukanMerupakan sumber energi yang ramah lingkungan Secara prinsip
disebabkan karena sifatnya yang terbarukan Eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil Dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan
KERUGIAN
Dampak Visual Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik
membutuhkan lahan yang luas dan tidak dapat disembunyikan. Penempatan ladang angin juga menjadi persoalan bagi penduduk setempat. Selain
mengganggu pandangan, pemasangan barisan pembangkit angin dapat
mengurangi lahan pertanian serta pemukiman.Derau Suara (derau frekuensi rendah)Putaran dari sudut-sudut turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu dari pada suara angin pada ranting pohon. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan interferensi
elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian.
Masalah Ekologi
• Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudut-sudut yang sedang berputar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.
