Post on 02-Jun-2018
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
1/7
SISTEM TENAGA ANGIN SKALA KECIL
PENDAHULUAN
Begitu besar dan luar biasa energi dalam angin yang melimpah ruah melewati
seluruh bangunan, pemukiman dan hutan saat melewati tapak dalam bentuk angin topan,
tornado, dan badai. Angin telah dimanfaatkan sejak jaman dahulu untuk kincir angin listrik,
memompa air, menghasilkan listrik dan bangunan keren dan orang-orang. Angin yang
mendapatkan kekuatannya dari matahari dan tenaga angin pada dasarnya adalah energi
surya dalam bentuk lain, seperti matahari yang menghangatkan udara dan menciptakan
variasi tekanan yang mendorong angin.
Tantangan bagi perancang sistem angin adalah variabilitas angin. kekuatan
dihasilkan dari setiap turbin angin bervariasi dengan kubus kecepatan angin dan ini berarti
bahwa variasi kecil dalam kecepatan angin dari satu situs ke situs lainnya, atau dari satu
hari ke hari berikutnya, dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap kinerja dan payback
turbin. Hambatan lokal, seperti pohon atau bangunan, dapat menyebabkan pola angin lokal
yang sangat bervariasi dan perbedaan-perbedaan ini membuat sulit untuk
menggeneralisasi tentang turbin angin karena sistem ukuran yang sama pada dua lokasi
yang berbeda - mungkin sangat dekat satu sama lain - dapat memiliki kinerja yang berbeda
secara radikal.
PRINSIP KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
Turbin angin dibagi menjadi dua jenis antara lain :
Sistem besar (Large System) , dari 100kW ke atas. Sistem ini termasuk sistem 2-5 MW
digunakan lepas pantai dan pada peternakan angin komersial. Turbin terbesar biasanya
memiliki menara lebih dari 100 m dan diameter rotor melebihi 50 m. Beberapa sistem dalam
kisaran 300-100 kW cocok untuk digunakan masyarakat (misalnya satu atau dua turbin
untuk menjalankan sekelompok kecil bangunan atau desa), tetapi secara umum memasang
turbin jenis memerlukan proyek rekayasa besar, dan melibatkan beragam profesional untuk
melakukan penilaian dampak lingkungan, sistem studi listrik dan desainnya.
Sistem kecil (Small System), dinilai kurang dari 100kW. Sistem ini dapat menghasil
tenaga sekecil 25W (kira-kira 25 cm diameter) dan mudah ditangani oleh satu orang. Di
bawah sekitar 1.5 kW adalah mungkin untuk membanguna beberapa secara langsung pada
bangunan, meskipun ini mengurangi efektivitasnya. Pada Sistem skala kecil, diameter rotor
dari turbin dalam meter akan cukup mirip dengan rating di kW. Jadi umum 1 turbin kW
memiliki diameter rotor 1,75 m, turbin 2,5 kW memiliki diameter dari 3,4 m, dan 6 kW turbin
5,6 m. Turbin 25 kW biasanya memiliki diameter rotor dalam wilayah 10 m, dan 200 kW
turbin 30 m.
Pada skala kecil turbin angin pada dasarnya motor listrik berjalan mundur, agak mirip
dengan alternator pada kebanyakan mobil. Arus listrik yang dihasilkan dengan kumparan
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
2/7
bergerak melalui medan magnet. Kebanyakan generator angin kecil menggunakan
generator magnet permanen, di mana magnet berputar di dalam statis coil.
Sistem angin kecil adalah penggerak langsung, dengan pisau bergerak turbin memutar
generator langsung. Ini merupakan perbedaan penting antara sistem angin kecil dan
generator angin komersial yang lebih besar. Sistem komersial biasanya memiliki gearbox,menambah dampak kebisingan jauh, dan dapat membantu untuk menunjukkan. cara yang
sama seperti sistem PV, atau dapat dikonversi menjadi AC dengan inverter, sekali lagi,
dengan cara yang persis sama seperti sistem PV. Sistem angin menggunakan inverter mirip
dengan sistem PV surya, seringkali hardware yang sama tetapi dengan berbeda paket
perangkat lunak.
WIND TURBINE RATING
Rating turbin angin perlu ditangani dengan hati-hati. Sebagai daya output turbin anginbervariasi dengan kecepatan angin, sebagian besar turbin yang dinilai pada kecepatan
angin laboratorium 12 m / s (meter per detik). Ini berarti peringkat yang bermanfaat untuk
membandingkan turbin satu sama lain, yaitu turbin 6 kW akan umumnya dua kali lebih kuat
sebagai turbin 3 kW pada kecepatan angin yang tinggi, tetapi mereka berarti untuk
keperluan desain dan menghitung output energi secara langsung. Hal ini juga diingat bahwa
12 m / s adalah sekitar 30 mph, dan ini harus diletakkan dalam konteks melawan Inggris
kecepatan angin rata-rata 5,6 m / s. ini berarti bahwa sebagian besar turbin angin jarang
mencapai output daya mereka, istilah yang hanya berhubungan dengan referensi standar
ini digunakan di seluruh industri dan, tentu saja, seperti banyak dalam penjualan teknis,
cenderung memberi kesan bahwa mesin yang lebih kuat daripada mereka sebenarnya.
MENGAPA MENGGUNAKAN TENAGA ANGIN
Jawaban singkatnya adalah turbin angin di antara yang paling ekonomis diantara
semua pilihan energi yang terbarukan. Biaya listrik yang dihasilkan dari sistem angin menara
tidak besar, sepertiga biaya listrik PV di bangunan dengan sumber angin rata-rata di UK.
Hal ini umumnya layak untuk mendapatkan paybacks dalam 20 tahun, dan sistem lebih
besar lebih cepat payback, sehingga sistem masyarakat skala 300 kW ke atas sering dapat
membayar untuk diri dalam 5-6 tahun atau kurang. Untuk sistem 2,5-6 kW akan terlihat
untuk mengembalikan biaya instalasi di sekitar 12 15 tahun, dan ini adalah menggunakan
harga 2006 pada saat naik konvensional harga listrik.
Lain berdasarkan angin adalah bahwa kadang-kadang layak untuk menghasilkan
semua listrik untuk bangunan dari instalasi angin tunggal, tanpa jauh melebihi sisa
anggaran proyek dalam proses. Seperti dibahas di bawah bagian biaya di bawah, domestik
sistem angin UK menara-mount harus datang di antara 6 dan 000 20 000, dan untuk
biaya ini total output akan secara substansial melebihi kebutuhan energi listrik yang
dirancang dengan baik Ecohouse. Seperti PV, 100 persen listrik yang dihasilkan dari turbin
angin terbarukan, dan karena sistem umumnya terbuat dari baja dan komposit bahan,
emisi karbon yang terkait dengan energi yang digunakan dalam manufaktur sistemumumnya pulih dalam pertama 9-12 bulan operasi.
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
3/7
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN DARI TENAGA ANGIN DIBANDINGKAN DENGAN PV
Turbin angin yang dirancang memiliki keuntungan yang sama dengan PV dalam
menghasilkan energi yang bersih dan hijau, meminimalkan kerugian transmisi dan
menyediakan pasokan listrik lokal yang independen.
Keuntungan dari tenaga angin dibandingkan dengan PV adalah biaya per unit
hijau listrik yang dihasilkan, potensi untuk menghasilkan sejumlah besar listrik untuk rumah
dengan ukuran atap terbatas dan fleksibilitas. Turbin dapat dipasang mana saja di mana
ada aliran angin yang jelas, dan yang handal dan didirikan teknologi.
Pada sisi negatifnya, itu jauh lebih sulit akurat untuk memprediksi outputdari sistem
angin sebagai bagian dari proyek pembangunan daripada PV, karena biasanya dampak
pola angin lokal akan mustahil untuk dinentukan sebelum instalasi tanpa pengawasan yang
luas, yang dengan mudah bisa melebihi biaya turbin yang sebenarnya.
Sistem angin yang juga memerlukan perawatan, meskipun ini tidak boleh diminyaki
lebih dari setahun sekali, dan sebagian besar memiliki daya tahan desain sekitar 15 tahun,
yang jauh lebih rendah dari PV. Tidak seperti PV, sistem angin tidak benar-benar di rumah
pada bangunan, turbin angin ini mungkin jarang menjadi bagian yang tidak terpisahkan
dari eco-designdan pasokan energi sistem. Turbin angin bukan fitur/perangkat yang alami
pada lanskap perkotaan atau pinggiran kota seperti sistem PV. Turbin angin paling kecil
menghasilkan kebisingan sebesar 55 dB (A) di dekat kawasan. Pada jarak percakapan
normal, kebisingan yang dihasilkan sekitar 60 dB (A) dan turbin angin komersial, dengan
gearbox, apabila dapat didengar dari kejauhan, sering memiliki tingkat kebisingan melebihi
hub 100 dB (A).
A berguna UK kebisingan patokan adalah 35 dB (A) yang digunakan sebagai standar
untuk normal malam waktu kebisingan latar belakang di daerah pedesaan. Sebuah sumber
kebisingan di 55 dB (A) akan terdengar di atas kebisingan latar belakang hanya berjarak 3 m
atau kurang, dengan asumsi tidak ada kendala intervensi seperti dinding, jendela atau
pohon.
Kebisingan cenderung digunakan sebagai keberatan untuk turbin angin oleh orang
yang memiliki membaca tentang pertanyaan perencanaan ke peternakan angin besar, dan
yang beranggapan bahwa sistem antara 1 dan 10 persen dari ukuran turbin angin komersial
harus memiliki karakteristik yang sama dengan sistem yang besar. Ini adalah suatu
kesalahan bahwa kebanyakan otoritas perencanaan dan petugas kesehatan lingkungan
miliki sekarang dipahami.
TURBINES BUILDING-MOUNTED
Turbin angin atap menjadi tersedia di Inggris selama tahun 2006, dan dibuat cukup
perhatian publik dan media. Mereka memiliki mounting khusus untuk meminimalkan
masalah getaran potensial, dan dapat dipasang pada struktural suara dinding gable end di
atas garis atap (tapi cerobong asap tidak di atas). sistem tersedia dari setengah lusinpemasok di kisaran 400 W untuk 1.5kW.
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
4/7
Tidak ada data kinerja jangka panjang belum tersedia, tetapi sebagian besar ahli percaya
diri memprediksi bahwa output kemungkinan maksimum dari sistem dipasang bangunan-
akan berada di wilayah 300-800 kWh per tahun pada sebagian besar situs Inggris. ini adalah
karena turbulensi di sekitar bangunan secara efektif mengurangi kecepatan angin lokal
dengan setidaknya 25 persen, dan pada saat-angin rendah kecepatan output daya dari
mesin yang lebih besar tidak akan jauh lebih besar dari itu dari yang lebih kecil. Pada tingkatoutput ini biaya per unit listrik yang dihasilkan selama seumur hidup dari turbin sebanding
dengan generasi PV.
Di sisi positifnya, turbin angin atap sedang dipasarkan sebagai pasar massal produk.
Mereka umumnya dirancang untuk 'plug-and-play' dan dapat kabel ke dalam cincin utama
domestik normal. Hal ini telah membuat mereka populer, dan cara yang efektif untuk
mengimbangi emisi karbon yang disebabkan oleh pencahayaan siaga dan peralatan di
banyak rumah Inggris.
VERTICAL AXIS WIND TURBIN
Serta turbin angin sumbu horisontal tradisional, juga memungkinkan untuk membeli mesin
sumbu vertikal. Ini umumnya memiliki output daya yang lebih rendah dari mesin sumbu
horisontal, yang mengapa Anda tidak melihat mereka sangat banyak, tetapi mereka dapat
menawarkan kemungkinan arsitektur yang menarik. Ada dua desain dasar: savonius dan
Darrieus. Mesin savonius adalah berbentuk S dalam pandangan rencana, dan sistem
Darrieus adalah keranjang berbentuk (Gambar 11.4). Mesin sumbu vertikal hampir diam,
dan kurang terpengaruh oleh turbulensi dari mesin sumbu horisontal karena mereka tidak
perlu berubah menjadi angin terus menerus. Mereka umumnya membutuhkan kecepatan
angin sedikit lebih tinggi untuk bekerja baik dan mereka membutuhkan lebih banyak
kekuatan dari angin untuk bergerak.
Di sisi negatif, sistem kecil tidak sangat kuat sebagai daya sebanding dengan luas
menyapu. Jadi, misalnya, 1 m diameter 30 cm Mesin savonius mungkin menghasilkan
sekitar 40-100 kWh per tahun listrik, atau cukup untuk menyalakan sebuah bola lampu.
Pemeliharaan mesin sumbu vertikal juga berpotensi lebih kompleks dibandingkan dengan
sistem horisontal yang Anda butuhkan untuk membongkar seluruh sistem untuk
mendapatkan pada bantalan utama. Namun, untuk semua jenis turbin, pemeliharaan
persyaratan untuk sistem yang sudah dibangun harus relatif sederhana, jadi ini bukanmasalah besar.
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
5/7
BERAPA BIAYA YANG DIKELUARKAN UNTUK TURBIN ANGIN?
Tabel 11.1 di bawah ini memberikan indikasi biaya diinstal dan kemungkinan output pada
tiga kecepatan angin yang berbeda untuk berbagai turbin angin sumbu horisontal yang
berbeda tersedia di Inggris. Tidak seperti PV, di mana banyak dari biaya adalah bahan dan
ada potensi yang signifikan untuk skala ekonomi di bidang manufaktur. tenaga angin adalah
jatuh tempo teknologi dan ada potensi terbatas untuk pengurangan biaya sebagai pasar
tumbuh.
Dari tabel ini Anda dapat melihat bahwa pengembalian dari sistem angin yang sama
bisa bervariasi dengan faktor 3-6 tergantung pada kecepatan angin. Hal ini cukup normal
untuk rata-rata kecepatan angin di situs yang sama untuk naik dan turun 25 persen daritahun ke tahun.
UKURAN DAN SPESIFIKASI DARI SISTEM ANGIN
Seperti dengan semua proyek pembangkit terbarukan terhubung dengan bangunan, yang
paling titik awal penting dalam menentukan sistem angin untuk meminimalkan total
kebutuhan listrik yang sistem angin harus bertemu. Berikut adalah daftar sederhana untuk
mengikuti dalam merancang sebuah sistem angin.
1 Mengidentifikasi total kebutuhan listrik yang akan dihasilkan oleh sistem turbin angin.
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
6/7
Untuk angin, ini paling baik dilakukan selama setahun penuh. Anda dapat mengambil jumlah
listrik Anda permintaan dari tagihan listrik, jika proyek Anda adalah untuk bangunan yang
sudah ada, atau dapat dengan membuat perkiraan dengan mengalikan kekuatan masing-
masing dari listrik Anda peralatan (dalam kW) pada saat itu adalah pada setiap tahun
(dalam satuan jam).
2 Tentukan apakah Anda ingin off-gridatau sistem on-grid.
Jika rumah Anda sudah terhubung ke grid, biasanya cara terbaik untuk memilih untuk
sistem angin grid-connected. Hal ini memungkinkan Anda untuk mengekspor kelebihan
daya (dan biasanya untuk mendapatkan bayaran untuk itu, yang membuat proyek biaya-
manfaat Anda lebih baik) dan menggunakan grid untuk mengimbangi puncak dan palung di
Anda sendiri generasi. Hal ini juga berarti Anda tidak harus membayar untuk merancang dan
baterai sistem, yang dapat mahal dan melibatkan membuat sulit trade-off antara biaya dan
risiko kehabisan daya.
Off-grid sistem kadang-kadang diperlukan karena rumah tidak terhubung ke jaringannasional sama sekali, atau dapat dengan memilih untuk mencoba dan kekuasaan kelompok
yang didefinisikan peralatan dari sistem yang entah bagaimana berbeda dari rangkaian
listrik utama Anda, misalnya untuk penerangan taman, gudang atau gudang. Dalam hal ini
juga mungkin layak memilih untuk sistem DC penuh, menghilangkan biaya inverter,
3. Pilih lokasi yang paling terkena Anda bisa di darat atau situs untuk diusulkan
turbin.
Beberapa puritan angin akan menganjurkan penentuan tapak turbin apapun setidaknya 10m lebih tinggi dari penghalang dalam 175 m, tapi ini adalah untuk mengamankan sempurna
kondisi, menghindari pohon atau bangunan dan mencoba untuk mendapatkan turbin di atas
penghalang di dekatnya. Dalam penentuan tapak turbin Anda juga harus ingat bahwa
tegangan rendah DC kebanyakan sistem angin kecil menghasilkan bukanlah cara yang
sangat efisien untuk mengirimkan daya, dan DC sistem menimbulkan kerugian besar
dengan jarak dari generator.
4 Memperkirakan kecepatan angin yang ada di sekitar site.
5 Gunakan ini kecepatan angin dan angka permintaan tahunan Anda dari langkah 1 di
atas untuk membuat sangat tentatif pertama perkiraan ukuran sistem Anda harus(gunakan Tabel 11.1 di atas untuk melakukan hal ini).
Sekarang dapat mulai membuat beberapa penilaian untuk berapa banyak dari listrik ingin
menghasilkan dari angin, dan kira-kira ukuran apa sistem dan anggarannya. Hal Ini akan
memberikan cukup informasi untuk mendekati pemasok spesialis dengan keyakinan, dan
mendapatkan data teknis yang lebih rinci pada mesin mereka dan kemungkinan biaya dan
kinerja.
6 Hitung output mungkin sebenarnya dari mesin yang diusulkan untuk situs Anda.
Sekarang pilihan turbin telah dipersempit, Anda berada dalam posisi untuk melakukanbeberapa perhitungan yang lebih tepat untuk kemungkinan output dan Kinerja di site.
8/10/2019 Sistem Tenaga Angin Skala Kecil
7/7
7 Membuat seleksi akhir dan terlibat dengan pemasangan yang kompeten.
MENGEMBANGKAN PROYEK WIND TURBIN