Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Masa2 krisis energy, artikel tentang turbin tenaga angin semoga bisa menjadi salah satu solusi 😀 Prisnsip kerjanya sama seperti pembangkit listrik tenaga air, tetapi memanfaatkan tenaga angin sebagai penggerak. Secara fisis daya keluaran kincir angin memenuhi ekspresi dengan P = daya dalam watts, α = efficiency factor determined by the design of the turbine, ρ = rapat masa udara kilogram per meter cubic , r = radius kincir dalam meter, and v = kecepatan udara (meter per detik). Kerapatan udara rata2 800 kali lebih kecil dibanding kerapatan air, ini menyebabkan untuk menghasilkan daya yang cukup lumayan besar, misal 1,5 MW (megawatt) dibutuhkan kincir angin dengan daerah sapuan berdiameter kurang lebih 60 meter. Koefisien daya dideskripsikan sebagai fraksi daya dari angin bila dikonfersi oleh kincir sebagai energy mekanis. Secara teori mencapai nilai maximum sebesar 0,593. Lanjut?

Emisi CO2 sangat rendah, yaitu ketika proses pembuatan & pemasanganya saja. Banyaknya tebing & pegunungan di Indonesia merupakan salah satu factor pendukung besarnya kecepatan angin. Perbedaan suhu daratan dan lautan juga merupakan factor yang mempengaruhi besarnya kecepatan angin. Kita paham bahwa angin bergerak dari tempat dengan tekanan udara tinggi ke rendah. Bila dekat dengan permukaan bumi berarti dari udara bersuhu dingin menuju daerah dengan udara bersuhu lebih panas(tinggi).

Hingga sekarang kecepatan angin merupakan hal yang sulit diprediksi, yang paling mendekati adalah distribusi Weibull. Distribusi weibull itu kaya apa sih??? Pokoknya mirip ma distribusi Rayleight dengan k=2; k= shape parameter. Turbulensi angin juga mesti diperhatikan, turbulensi angin di sini maksudnya fluktuasi kecepatan angin dalam jangka waktu pendek, sekitar 10 menit.

Untuk memahami bagian aerodinamik dari kincir perlu dipelajari dulu hokum Bernoulli, hukum biot-savart bagian elektromagnetnya, & teorema Kutta-jouwkowski untuk bagian mekanis gaya pusaran. Secara garis besar kincir angin terdiri dari.

1. Gearbox
Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran tinggi.

2. Brake System
Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin diluar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus, karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.

3. Generator
Ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.

4. Penyimpan energi
Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. 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. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki mobil memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.5 jam pada daya 780 watt.

Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC(Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC(Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini. Rectifier-inverter akan dijelaskan berikut.

5. Rectifier-inverter
Rectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusodal(AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi(aki/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh aki akan berbentuk gelombang DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya AC , maka diperlukan inverter untuk mengubah gelombang DC yang dikeluarkan oleh aki menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh rumah tangga.

maap artikelnya blum lengkap. mau lebih lengkapnya baca Wiley Sons – Wind Energy Handbook, wind_power_in_power_systems, Joachim Peinke, Peter Schaumann
Wind Energy
Colloquium
Proceedings of the Euromech
and Stephan Barth (Eds.) :D:D:D

Advertisements
Published in: on July 8, 2008 at 8:11 pm  Comments (2)  

The URI to TrackBack this entry is: https://harji.wordpress.com/2008/07/08/pembangkit-listr/trackback/

RSS feed for comments on this post.

2 CommentsLeave a comment

  1. Artikelnye bagus banget nich, berguna banget buat gw dan juga buat orang2 yang masih awam tentang pembangkit listrik. Tolong kirimin lagi dong artikel lengkapnye tentang pembangkit listrik tenaga angin ke aples_star9@yahoo.co.id. Komponen yang di gunakan dalam proses pembuatannnye dan juga cara2 pembuatan tentunye.
    Trima kasih yee..

  2. artikel yang bagus tapi tolong donk dikasih perhitungan dn cara pembuatanya coz jadi mau coba membuat. tolong ya di replay ke agus.riyo@yahoo.com
    trims


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: