Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang harus diambil untuk menyelesaikan program studi di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Saudara-saudaraku dan rekan-rekan mahasiswa fakultas teknik khususnya angkatan 2013 yang dengan persahabatan dan persaudaraannya banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
LATAR BELAKANG
Energi yang paling banyak dimanfaatkan untuk aktivitas manusia adalah energi minyak bumi dan energi listrik. Energi minyak bumi yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari adalah minyak tanah, bensin, dan solar.
BATASAN MASALAH
Pada prinsipnya PLTB mengubah tenaga angin menjadi tenaga putaran dari turbin, kemudian energi putaran tersebut digunakan untuk menggerakkan generator atau dinamo listrik. Dalam merancang suatu PLTB, pemilihan jenis turbin dan dinamo harus dilakukan secara cermat sesuai dengan kondisi dimana PLTB tersebut dibangun agar diperoleh hasil yang maksimal dari segi efisiensi.
RUMUSAN MASALAH
TUJUAN PENELITIAN
MANFAAT PENELITIAN
Bagi Masyarakat
Bagi Perguruan Tinggi
Bagi Peneliti Selanjutnya
Bagi Peneliti
TINJAUAN PUSTAKA
Angin
Jadi angin terjadi karena udara di daerah tertentu tinggi sedangkan di daerah lain rendah.Perubahan ini menyebabkan udara berubah dari bertekanan tinggi ke bertekanan rendah. Kekuatan angin ditentukan oleh kecepatannya, semakin cepat angin bertiup maka semakin tinggi/besar kekuatannya.Pada tahun 1804 Beaufort, seorang laksamana Inggris, membuat daftar kekuatan dan kecepatan angin yang ia gunakan untuk pelayaran. Untuk lebih jelasnya lihat tabel dibawah ini.
Sirkulasi Global
Potensi Angin
Perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian, pergeseran angin horizontal merupakan faktor utama dalam estimasi produksi energi turbin angin. Perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian diukur karena perbedaan kondisi atmosfer. Eksponen geser angin, α, bervariasi untuk atmosfer dalam kondisi stabil. Namun nilai α bervariasi tergantung luas dan kondisi atmosfer. Perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian dapat diperkirakan seperti pada Gambar 2.5, dengan catatan nilai α = 0,14.
Pengertian Turbin Angin
Jenis – Jenis Turbin Angin
Turbin angin sumbu horizontal merupakan turbin angin yang sumbu rotornya sejajar dengan permukaan bumi. 1. Turbin angin berbilah tunggal 2. Turbin angin berbilah ganda 3. Turbin angin berbilah tiga 4. Turbin angin berbilah banyak. Turbin angin sumbu vertikal merupakan turbin angin yang sumbu putar rotornya tegak lurus dengan permukaan bumi.Jika dilihat dari efisiensi turbin, turbin angin sumbu horizontal lebih efisien dalam mengekstraksi energi angin dibandingkan turbin angin sumbu vertikal.
Turbin angin sumbu vertikal dapat didirikan dekat dengan permukaan tanah, sehingga memungkinkan untuk menempatkan komponen mekanis dan. Turbin angin Darrieus biasa dikenal dengan nama turbin pengocok telur. Turbin angin Darrieus pertama kali ditemukan oleh Georges Darrieus pada tahun 1931. Turbin angin Darrieus merupakan turbin angin yang menggunakan prinsip aerodinamis melalui gaya angkat pada penampang sudu-sudu rotornya. mengekstrak energi angin.
Turbin angin tipe angkat mempunyai rasio kecepatan tip yang lebih besar dibandingkan turbin angin tipe hambatan.
Generator Listrik
Rasio kecepatan ujung adalah perbandingan kecepatan ujung rotor turbin dengan kecepatan angin yang melalui rotor. Generator arus searah (DC) menghasilkan tegangan dengan arah yang tetap dan jika dihubungkan dengan beban juga akan menghasilkan arus searah. Pada umumnya generator DC dapat menghasilkan listrik dengan kecepatan yang tinggi.Untuk digunakan pada turbin angin,generator jenis ini memerlukan sistem transmisi untuk meningkatkan putaran (menambah kecepatan).
Generator arus bolak-balik (AC) menghasilkan tegangan bolak-balik dan bila dihubungkan dengan beban juga akan menghasilkan arus bolak-balik. Generator AC dapat menghasilkan daya dengan laju yang berbeda-beda tergantung spesifikasi dari generator itu sendiri. Putaran minimum yang diperlukan oleh generator AC untuk menghasilkan energi listrik, dan putaran operasinya, bergantung pada jumlah kutub dan kumparan pada generator. Semakin banyak jumlah kumparan maka putaran minimum dan putaran kerja semakin kecil. Jumlah kumparan merupakan kelipatan dari jumlah kutub yang dimiliki generator.
Untuk putaran turbin yang mempunyai putaran relatif rendah digunakan jenis generator magnet permanen dengan variasi jumlah kutub, semakin banyak jumlah kutub generator maka semakin kecil pula putaran yang diperlukan untuk menghasilkan listrik dan sebaliknya untuk generator yang menggunakan.
Sistem Kelistrikan
Menghubungkan sistem kelistrikan turbin angin ke jaringan listrik dan baterai adalah sistem terbaik untuk penggunaan rumah tangga. Kapasitas listrik tidak terbatas dan kelebihan energi listrik dapat dijual dalam jaringan. Ketika jaringan listrik padam, kapasitas baterai (walaupun terbatas) dan turbin masih dapat menyediakan energi listrik untuk pengeluaran rumah tangga.Kelemahannya adalah sistem ini mahal untuk diterapkan di rumah tangga. Menghubungkan sistem kelistrikan turbin angin ke jaringan listrik tanpa menggunakan baterai merupakan pilihan yang efektif baik dari segi biaya maupun lingkungan. Sistem ini menghilangkan baterai yang mahal perawatannya dan juga mengurangi efisiensi sistem secara signifikan. Kekurangan dari sistem ini adalah jika jaringan listrik padam maka tidak ada sumber energi cadangan untuk mengatasi kekurangan listrik.
Sistem tanpa baterai dapat meningkatkan efisiensi secara signifikan dibandingkan sistem yang menggunakan baterai karena inverter dapat mengatur beban angin dengan lebih baik, menjalankan turbin angin pada kecepatan maksimum, dan mengekstrak lebih banyak energi angin. Tipe ini merupakan sistem kelistrikan yang paling umum digunakan pada turbin angin, biasanya digunakan untuk memompa air. Turbin angin dihubungkan dengan pompa air melalui pengontrol atau langsung.
Komponen Turbin Angin
Kebanyakan turbin memiliki dua atau tiga bilah. Angin yang bertiup di atas bilah menyebabkan bilah “terangkat” dan berputar. Bilahnya memutar atau memiringkan angin untuk mengontrol kecepatan rotor dan menjaga agar rotor tetap berputar pada angin yang terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk menghasilkan listrik. Alat ini mengukur arah angin dan berkomunikasi dengan penggerak putar untuk menggerakkan turbin dalam arah yang benar terhadap angin.
Nacelle berada di atas menara dan berisi gearbox, poros kecepatan rendah dan tinggi, generator, kontrol dan rem. Karena kecepatan angin meningkat seiring ketinggian, menara tinggi memungkinkan turbin menangkap lebih banyak energi dan menghasilkan lebih banyak listrik.
Daya Listrik
Energi listrik
Jika arah vektor gaya coulomb berlawanan dengan arah vektor perpindahan maka bernilai negatif yang berarti sistem diberi usaha dari luar, atau dengan kata lain sistem memerlukan usaha.
Pembangkit Energi Listrik
Turbin uap digunakan pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan nuklir seperti pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD), pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), pembangkit listrik tenaga gas (PLTG), dan pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP). Setiap jenis generator listrik mempunyai prinsip pengoperasian yang berbeda-beda, tergantung penggerak utamanya. Kesamaan dari beberapa jenis pembangkit listrik adalah mempunyai fungsi yang sama yaitu mengubah energi mekanik menjadi listrik dengan cara mengubah energi mekanik potensial air, uap, gas, panas bumi, nuklir, gabungan gas dan uap, Turbin yang bergerak atau berputar. , yang porosnya dihubungkan dengan generator, kemudian generator tersebut akan menghasilkan listrik dengan sistem kendalinya.
Proses Pembangkitan Energi Listrik Tenaga Bayu/Angin (PLTB)
Satu hal yang menjadi persamaan dari beberapa jenis pembangkit listrik adalah mempunyai fungsi yang sama yaitu mengubah energi mekanik menjadi listrik dengan cara mengubah energi potensial mekanik air, uap, gas, panas bumi, nuklir, kombinasi tenaga gas dan uap, bergerak atau berputar Turbin yang porosnya dihubungkan dengan generator, kemudian dengan menggunakan sistem kendali maka generator tersebut akan menghasilkan listrik. tetapi menggunakan angin untuk menghasilkan listrik). Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan menggunakan teori medan elektromagnetik, yaitu poros generator dipasang dengan bahan feromagnetik permanen. Pada saat poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang pada akhirnya akibat perubahan fluks tersebut akan menghasilkan tegangan dan arus listrik tertentu.
Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk dimanfaatkan sepenuhnya oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan generator ini berbentuk AC (arus bolak-balik) dengan bentuk gelombang sinusoidal. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang pada akhirnya menghasilkan tegangan dan arus listrik.
Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan generator ini berbentuk AC (arus bolak-balik) yang berbentuk gelombang sinusoidal.
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/Angin Dan Lingkungan
Identifikasi sumber tenaga angin dan persetujuan pembelian ladang angin merupakan proses terpanjang dalam pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu lama dalam kasus ladang angin besar yang memerlukan studi dampak lingkungan yang ekstensif. Emisi karbon ke lingkungan dalam hal sumber angin diperoleh dari proses pembuatan komponen dan proses pengerjaan di lokasi dimana pembangkit listrik tenaga angin akan dibangun.
Dalam pengoperasiannya menghasilkan listrik, pembangkit listrik tenaga angin ini praktis tidak menghasilkan emisi yang berarti. Selain karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan lebih sedikit sulfur dioksida, nitrogen oksida, dan polutan atmosfer dibandingkan pembangkit listrik yang menggunakan batu bara atau gas. Namun pembangkit listrik tenaga angin belum sepenuhnya ramah lingkungan, ada beberapa permasalahan yang terjadi akibat pemanfaatan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, antara lain dampak visual, kebisingan suara, berbagai permasalahan ekologi dan estetika.
Pemanfaatan pembangkit listrik tenaga angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan lahan yang luas, dan tidak mungkin menyembunyikan lokasi pembangkit listrik tenaga angin tersebut.
Pentingnya Energi Listrik Bagi Perekonomian
Manajemen Operasi Tenaga Listrik
Yaitu melaksanakan rencana operasional dan memeriksa apakah ada yang menyimpang dari rencana operasional. Yaitu analisis hasil operasional untuk memberikan umpan balik baik untuk perencanaan operasional maupun untuk pelaksanaan dan pengendalian operasi, tetapi juga untuk analisis operasional yang memberikan saran bagi pengembang sistem dan perbaikan pada pemeliharaan tanaman.
Perencanaan dan pengembangan tenaga listrik
Kerangka Pikir
Jenis penelitian
Lokasi dan Waktu penelitian
Teknik pengumpulan data
Teknik analisis data
Hasil Penelitian
Deskriftif Wilayah Kecamatan Turatea Kabupaten Jeneponto a. Kondisi Geografis
Hasil Pengukuran Kecepatan Angin Kecamatan Turatea Kabupaten Jeneponto
Berdasarkan Tabel 4.1 kecepatan angin terendah dan tertinggi pada ketinggian 50 m diatas permukaan tanah adalah yaitu. Berdasarkan Tabel 4.2 kecepatan angin terendah dan tertinggi pada ketinggian 75 m diatas permukaan tanah adalah yaitu. Berdasarkan Tabel 4.3 kecepatan angin terendah dan tertinggi pada ketinggian 100 m diatas permukaan tanah adalah yaitu.
Berdasarkan tabel 4.4 kecepatan angin terendah dan tertinggi terdapat pada ketinggian 150 m diatas permukaan tanah. Data perhitungan kecepatan angin rata-rata pada ketinggian 150 m adalah 8,16 m/s pada kecepatan putaran nominal 12,2 rpm/menit.
Data perhitungan rata-rata kecepatan angin dengan ketinggian 150 m yaitu 8.16 m/s dengan kecepatan putaran nominal yaitu 12.2 rpm/menit
Tujuan perhitungan adalah untuk mengetahui daya mekanik turbin (Pmt) berupa putaran yang dapat dihasilkan turbin. Pada perhitungan ini efisiensi yang diterapkan diasumsikan sebesar 0,9, sehingga besarnya daya mekanik pada keluaran gearbox adalah sebagai berikut. Perhitungan daya listrik, karena efisiensi generator tidak dicatat pada data spesifikasi generator, maka efisiensi generator diasumsikan 0,75. Besarnya daya listrik adalah sebagai berikut.
Seorang fisikawan Jerman bernama Albert Betz menyatakan pada tahun 1919 bahwa tidak ada turbin angin yang mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik (rotasi) lebih dari itu. Di kalangan peneliti dan pengembang turbin angin, hal ini dikenal sebagai Batas Betz dan pembulatan faktor ini hingga 60% berarti tidak ada turbin angin yang dapat mengubah energi kinetik angin menjadi energi rotasi di atas 60%.
Pembahasan
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
