Rekayasa Teknologi :
Menciptakan
Listrik dengan Pemanfaatan Energi Angin
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
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. Sistem
pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem
alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu
energi yang tidak terbatas di alam.
Penggunaan tenaga angin dapat dilakukan sebagai :
- Menggerakkan
pompa air untuk irigasi ataupun untuk mendapatkan air tawar bagi ternak.
- Menggiling
padi.
- Pembangkit
tenaga listrik
Komponen pada Sistem
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Sistem pembangkit listrik tenaga angin ini merupakan pembangkit listrik yang
menggunakan turbin angin (wind turbine)
sebagai peralatan utamanya.
Komponen-komponen
yang ada di dalam turbin angin yaitu :
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. 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.
d.
Controller
Pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin
sekitar 8-16 mil per jam (mph) dan menutup mesin turbin sekitar 55 mph. tidak
beroperasi pada kecepatan angin sekitar 55 mph di atas, karena dapat rusak
karena angin yang kencang.
e.
Gear box
Gears
menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan rendah dan meningkatkan
kecepatan sekitar 30-60 rotasi per menit (rpm), sekitar 1000-1800 rpm,
kecepatan rotasi yang diperlukan oleh sebagian besar generator untuk
menghasilkan listrik. gearbox adalah bagian mahal (dan berat) dari turbin angin
dan insinyur generator mengeksplorasi direct-drive
yang beroperasi pada kecepatan rotasi yang lebih rendah dan tidak perlu kotak
gigi.
f.
Generator
Biasanya standar induksi generator yang
menghasilkan listrik dari 60 siklus listrik AC.
g. High-speed shaft
Drive generator.
h. Low-speed shaft
Mengubah poros rotor kecepatan rendah sekitar 30-60
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 (yang
ditampilkan di sini), 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
Yaw drive yang
digunakan untuk menjaga rotor menghadap ke arah angin sebagai perubahan arah
angin.
p. Yaw motor
Kekuatan dari drive
yaw.
q.
Penyimpan energi (Battery)
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.
Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Angin
Suatu pembangkit listrik dari energi angin merupakan hasil dari penggabungan
dari bebrapa turbin angin sehingga akhirnya dapat menghasilkan listrik.
Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini
yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja
berkebalikan dengan kipas angin (bukan menggunakan listrik untuk menghasilkan
listrik, namun menggunakan angin untuk menghasilkan listrik).
Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu
diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah
energi gerak menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros pada
generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen.
Setelah itu di sekeliling 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. Energi Listrik ini biasanya akan
disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.
Kerugian Energi Angin saat dijadikan kincir angin
pembangkit listrik:
- Biaya
instalasi tenaga angin yang masih relatif tinggi
- Turbin
angin sedikit berisik.
- Fasilitas
listrik tenaga angin juga perlu direncanakan dengan hati-hati, lokasi dan
pengoperasiannya harus meminimalkan dampak negatif pada populasi burung
dan satwa liar.
Keuntungan dari energi angin :
- Energi
angin merupakan sumber energi terbarukan.
- Memiliki
turbin angin sendiri juga berarti menghindari terjadinya pemadaman listrik
bila terjadi kerusakan jaring PLN.
- Listrik
tenaga angin lebih hemat biaya
- Energi
angin tidak akan melanjutkan pencemaran terhadap planet kita seperti bahan
bakar fosil selama ini.
