Alat yang menghasilkan listrik dari tenaga angin adalah

Alat yang menghasilkan listrik dan tenaga angin disebut juga

Alat yang menghasilkan listrik dari tenaga angin disebut​

Daftar isi

Jenis turbin anginSunting

Jenis turbin angin ada 2, yaitu:

  1. Turbin angin sumbu horizontal
  2. Turbin angin sumbu tegak [misalnya turbin angin Darrieus]

Turbin angin sumbu horizontalSunting

Turbin angin megawatt pertama di dunia berada di Castleton, Vermont

Turbin angin sumbu horizontal [TASH] memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling-baling angin [baling-baling cuaca] yang sederhana, sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.

Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan.

Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind [melawan arah angin]. Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind [menurut jurusan angin] dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan angin, dan karena pada saat angin berhembus sangat kencang, bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah-bilah itu.

Kelebihan TASHSunting

  • Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memiliki geseran angin [perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.

Kelemahan TASHSunting

  • Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin angin.
  • TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil.
  • Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox, dan generator.
  • TASH yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
  • Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan lansekap.
  • Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
  • TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.

Turbin Angin Sumbu VertikalSunting

Turbin angin Darrieus30m di Kepulauan Magdalen

Turbin angin sumbu vertikal/tegak [atau TASV] memiliki poros/sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah.

Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut. Drag [gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida [zat cair atau gas] bisa saja tercipta saat kincir berputar.

Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan objek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal.

Kelebihan TASVSunting

  • Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
  • Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
  • Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
  • TASV memiliki sudut airfoil [bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang] yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
  • Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
  • TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam [6 m.p.h.]
  • TASV biasanya memiliki tip speed ratio [perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin] yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak pada saat angin berhembus sangat kencang.
  • TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
  • TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin [seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit],
  • TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
  • Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.

Kekurangan TASVSunting

  • Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
  • TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
  • Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
  • Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.

Lihat pulaSunting

  • Kincir angin
  • Energi terbarukan

ReferensiSunting

  • Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi: Wind Energy Handbook, John Wiley & Sons, 2nd edition [2011], ISBN 978-0-470-69975-1
  • Darrell, Dodge, Early History Through 1875 Diarsipkan 2010-12-02 di Wayback Machine., TeloNet Web Development, Copyright 1996–2001
  • Ersen Erdem, Wind Turbine Industrial Applications
  • Robert Gasch, Jochen Twele [ed.], Wind power plants. Fundamentals, design, construction and operation, Springer 2012 ISBN 978-3-642-22937-4.
  • Erich Hau, Wind turbines: fundamentals, technologies, application, economics Springer, 2013 ISBN 978-3-642-27150-2 [preview on Google Books]
  • Siegfried Heier, Grid integration of wind energy conversion systems John Wiley & Sons, 3rd edition [2014], ISBN 978-1-119-96294-6
  • Peter Jamieson, Innovation in Wind Turbine Design. Wiley & Sons 2011, ISBN 978-0-470-69981-2
  • J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Roberts, Wind Energy Explained: Theory, Design and Application, John Wiley & Sons, 2nd edition [2012], ISBN 978-0-47001-500-1
  • David Spera [ed,] Wind Turbine Technology: Fundamental Concepts in Wind Turbine Engineering, Second Edition [2009], ASME Press, ISBN 9780791802601
  • Alois Schaffarczyk [ed.], Understanding wind power technology, John Wiley & Sons, [2014], ISBN 978-1-118-64751-6
  • Hermann-Josef Wagner, Jyotirmay Mathur, Introduction to wind energy systems. Basics, technology and operation. Springer [2013], ISBN 978-3-642-32975-3
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Wind turbine.
  • Harvesting the Wind [45 lectures about wind turbines by professor Magdi Ragheb] Diarsipkan 2012-12-15 di Archive.is
  • Wind Projects
  • Guided tour on wind energy Diarsipkan 2010-12-01 di Wayback Machine.
  • U.S. Wind Turbine Manufacturing: Federal Support for an Emerging Industry Diarsipkan 2014-05-27 di Wayback Machine. Congressional Research Service
  • Wind Energy Technology World Wind Energy Association
  • Wind turbine simulation, National Geographic
  • Airborne Wind Industry Association international
  • The world's 10 biggest wind turbines
  • The Tethys database seeks to gather, organize and make available information on potential environmental effects of offshore wind energy development
Diperoleh dari "//id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbin_angin&oldid=19679441"

Sekilas Tentang Turbin Angin dan Perkembangannya di China

Wardah.KaddihaniBacaan07 November 2017Hits: 18326

Gambar 1. Huitengxile wind farm [www.tianan.com]

Diperkirakan terdapat 130 triliun KW energi angin di seluruh dunia, dan 2 triliun KW diantaranya layak untuk dieksploitasi. Total energi listrik yang bisa dihasilkan adalah 72.000 TWh/tahun. Jumlah ini 10 kali lebih besar dari ketersediaan pembangkit listrik tenaga air. Kecepatan angin sebagai sumber energi dipengaruhi oleh kondisi topografi suatu wilayah dan umumnya ditemukan di daerah pesisir dan dataran tinggi terbuka. Kondisi wilayah Indonesia dengan jumlah pulau dan wilayah pesisir yang sangat besar memiliki potensi energi angin yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber listrik. China menjadi salah satu negara yang telah mengalami pertumbuhan signifikan dalam pemanfaatan energi angin di dunia. Salah satu yang terbesar adalah kebun angin Huitengxile [Gambar 1].

Turbin Angin

Gambar 2. Prinsip Kerja Turbin Angin

Komponen utama pembangkit listrik tenaga angin adalah turbin. Kerja turbin angin berdasarkan energi yang ditimbulkan oleh kecepatan angin untuk memutar blade/kipas. Putaran tersebut dikonversi menjadi energi mekanik, selanjutnya energi mekanik dikonversi menjadi menjadi energi listrik oleh generator [Gambar 2].

Gambar 3. Struktur Internal Turbin

Dalam satu turbin, terdapat beberapa komponen diantaranya : blade, hub, rotor, tower, turbin dan generator [gambar 2]. Umumnya turbin angin saat ini menggunakan horizontal-axis dengan propeller tipe blade. Rotor merupakan bagian turbin yang menyediakan energi angin sebagai sumber penggerak turbin, terdiri dari hub dan beberapa blade yang terinstal pada hub. Tower merupakan struktur pendukung turbin angin. Peralatan pengarah putaran, sistem kontrol dan mekanisme putaran serta generator ditempatkan dalam nacelle. Berdasarkan jumlah blade, turbin angin dibedakan atas beberapa tipe, yaitu : single-blade, double-blade, three-blade dan multiple-blade.

Sekilas Pemanfaatan Energi Angin di China

Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, sebagai negara dengan jumlah dataran tinggi terbuka yang sangat luas [Gambar 4], China hingga saat ini telah memanfaatkan energi angin sebagai sumber listrik alternatif utama [Tabel 1]. Pembangkit Listrik Tenaga Surya [PLTS] memiliki pertumbuhan yang signifikan kedua sedangkan penggunaan bahan bakar cair berbasis biomassa seperti bioethanol dan biodiesel relatif sedikit. Hingga tahun 2015, kapasitas terpasang [on-grid] pembangkit listrik tenaga angin di China adalah 145.36 GW dan ditargetkan pada tahun 2020 telah terpasang 200 GW.

Tabel 1. Status Pemanfaatan Energi Alternatif di China tahun 2015
[sumber : PowerChina Zhongnan Engineering Ltd]

NoTipeUnit20142015Growth[%]
IPembangkit LisrikMW
1Pembangkit Listrik Tenaga Angin [on-grid]88.050105.53019,5
2PLTS28.05041.58048,2
3Pembangkit Biomassa7.5007.99036,4
IIPenyediaan Gas
1Biogas1012 m3546011,1
IIIHeat Supply
1Solar Heater106 m232439220,9
2Geothermal106 standar batubara6,607,209,1
IVBahan Bakar Cair106 ton
1Bioetanol2,102,309,5
2Biodiesel0,901,1527,7

Lokasi pengembangan PLT Angin didasarkan pada pemetaan potensi angin yang terdapat di Tiongkok. Pertumbuhan PLT Angin di daerah Barat Daya adalah 91%, Selatan 37%, Timur Laut China 35%, Barat Daya 27%, bagian Utara 22% dan daerah timur 20%. Karakteristik angin di daerah barat daya adalah stabil, kecepatan angin meningkat seiring bertambahnya ketinggian, potensi turbulensi kecil. Faktor pendukung lainnya adalah potensi bencana di daerah tersebut kecil, daerah dataran luas dan secara geologi memudahkan dalam pemasangan, Daerah ini merupakan daerah “three-north” meliputi provinsi Hebei, Inner Mongolia, Gansu, Qinghai, Tibet dan Xinjiang. Selain PLT Angin di daratan, Tiongkok juga mengembangkan PLT Angin off shore dengan kapasitas terinstal sampai akhir tahun 2015 adalah 1014,68 MW. Pada tahun 2015 saja terdapat 100 turbin angin terpasang, 58 diantaranya terinstal di laut lepas dan 42 terinstal di daerah pesisir. Pengembangan PLT Angin off-shore merupakan salah satu solusi untuk mengurangi dampak lingkungan dan sosial selama pembangunannya.

Gambar 4. Peta Potensi Energi Angin di China [//large.stanford.edu]

Saat ini terdapat lebih dari 25 industri manufaktur yang menyediakan peralatan dalam pembangunan PLT Angin. Lima industri terbesar memiliki kontribusi 55% terhadap seluruh kapasitas pembangkit terpasang di Tiongkok. Terdapat beberapa perusahaan yang menyediakan tower barrel, wheel hub, engine room, blade, generator, bearing, gearbox dan sistem kontrol. Seperti generator, perusahaan yang telah memproduksi untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri adalah Zhuzhou CSR Times Electric, Co. Ltd dan Dongfang Electric Machinery Co, Ltd. Turbin yang telah mampu diproduksi memiliki kapasitas 1.5 – 6 MW per unit. Turbin dengan kapasitas 3 MW telah banyak digunakan, sedangkan kapasitas 5 dan 6 MW sedang dalam tahap percobaan. Pada tahun 2015, perusahaan di Tiongkok telah memproduksi 16.740 turbin angin. Kemandirian Tiongkok dalam pengembangan turbin angin telah mencapai 97%, terbesar di dunia.

Dalam mengembangkan PLT Angin, masalah terbesar yang dihadapi adalah ketidak stabilan energi angin dan bersifat acak. Kondisi ini akan mempengaruhi sistem elektrikal dan ketidakcocokan antara energi angin dengan kebutuhan listrik yang dibutuhkan [electrical load]. Untuk mengatasi hal tersebut, telah dilakukan beberapa langkah sebagai berikut :

  1. Memperkuat interkoneksi antara grid regional dengan transmisi jarak jauh.
  2. Meningkatkan fungsi pendukung dalam jaringan sistem transmisi dari pump storage dan turbin gas serta mengoptimalisasi struktur sumber listrik on-grid existing.
  3. Mengembangkan bangunan pendukung jaringan listrik dan membangun intelligence grade grid.
  4. Memprediksi keluaran energi angin melalui forecast system.
  5. Memulai pembangunan kawasan industri yang mampu memanfaatkan energi angin sebagai sumber listrik utama.

energi hijau
  • Facebook
  • Twitter

Video liên quan

Bài mới nhất

Chủ Đề