Pembangkit Listrik Tenaga Angin

5/12/2018 Pembangkit Listrik Tenaga Angin - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/pembangkit-listrik-tenaga-angin-55a35ae104a39 1/18

Kincir angin pertama kali digunakan untuk membangkitkan listrik dibangun oleh P. La Cour

dari Denmark diahir abad ke-19. Setelah perang dunia I, layar dengan penampang melintang menyerupai

sudut propeler pesawat sekarang disebut kincir angin type propeler' atau turbin .Eksperimen kincir angin

sudut kembar dilakukan di Amerika Serikat tahun 1940, ukurannya sangat besar yang disebut mesin

Smith-Putman, karena dirancang oleh Palmer Putman, kapasitasnya 1,25 MW yang dibuat oleh Morgen

Smith Company dari York Pensylvania. Diameter propelernya 175 ft(55m) beratnya 16 ton dan

menaranya setinggi 100 ft (34m). Tapi salah satu batang propelernya patah pada tahun 1945.

Dampak Lingkungan Pembangkit Listrik Tenaga AnginKeuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya

adalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber

energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya

penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam

ketahanan energi dunia di masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang

ataupolusi yang berarti ke lingkungan.

Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses

yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu

hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak

lingkungan yang luas.

Emisi karbon ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diperoleh dari proses manufaktur

komponen serta proses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga

angin. Namun dalam operasinya membangkitkan listrik, secara praktis pembangkit listrik tenaga

angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti. Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik

dengan batubara, emisi karbon dioksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya

seperseratusnya saja. Disamping karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan

sulfur dioksida, nitrogen oksida, polutan atmosfir yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan

pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas. Namun begitu, pembangkit listrik

tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi

akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak

visual , derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan.Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin

sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk

disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk

keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain

mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk

http://id.wikipedia.org/wiki/Denmark



http://id.wikipedia.org/wiki/Perang_dunia_I



http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin



http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pensylvani&action=edit&redlink=1









pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat

pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi

bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat.

Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya

matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya

matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat.

Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran dari

sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin pada

ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin, penggunaan gearboxserta generator dapat

menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi

disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah

pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan

interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombangmikro untuk perkomunikasian.

Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan

kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu,

kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau

aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu

dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari

pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan

energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.

Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap

populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat

terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun dampak ini masih lebih kecil jika

dibandingkan dengan kematian burung-burung akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan

aktivitas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi

yang telah dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi

populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah

kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.

Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dankapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu

permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan konstruksi di lepas pantai adalah

terganggunya kehidupan bawah laut. Efek negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana

terjadinya polusi yang bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan

turbin angin. Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladangpembangkit listrik tenaga angin lepas

pantai menambah 80 – 110 dB kepada noise frekuensi rendah yang dapat mengganggu



komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator laut. Namun begitu, ladang angin

lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena

memancing dan berlayar di daerah sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat terjaga

akibat adanya pemancingan berlebih di laut.

Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan kecelakaan.

Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah menyebabkan

beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada beberapa penerjun dan pesawat

terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan puing-puing berat yangdapat terjadi

merupakan bahaya yang perlu diwaspadai, terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya.

Kebakaran pada turbin angin dapat terjadi dan akan sangat sulit untuk dipadamkan akibat

tingginya posisi api sehingga dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis. Hal ini dapat

menyebarkan asap beracun dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar

habis ratusan acre lahan pertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman Nasional Australia dimana800 km2 tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumas juga dapat teradi dan dapat menyebabkan

terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat mengkontaminasi air minum.

Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit

listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya

masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta

dalam mengurangi emisi gas buang.

Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan permasalahan baru

yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh karena itu kita sebagai orang-

orang yang bergerak di bidang science dan teknologi haruslah dapat terus mengembangkan

teknologi yang lebih ramah lingkungan yang memiliki efek negatif sekecil mungkin.

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN

Energi merupakan bagian penting dalam kehidupan masyarakat karena hampir semuaaktivitas manusia selalu membutuhkan energi. Misalnya untuk penerangan, prosesindustri atau untuk menggerakkan peralatan rumah tangga diperlukan energi listrik,

untuk menggerakkan kendaraan baik roda dua maupun empat diperlukan bensin, sertamasih banyak peralatan di sekitar kehidupan manusia yang memerlukan energi.Sebagian besar energi yang digunakan di Indonesia berasal dari energi fosil yangberbentuk minyak bumi dan gas bumi. Ketergantungan terhadap bahan bakar fosilsetidaknya memiliki tiga ancaman serius, yakni:

1. Menipisnya cadangan minyak bumi.

2. Kenaikan / ketidakstabilan harga akibat laju permintaan yang lebih besar dari produksi minyak.



3. Polusi gas rumah kaca (terutama CO2) akibat pembakaran bahan bakar fosil.

Kadar CO2 saat ini disebut sebagai yang tertinggi selama 125 tahun belakangan, efekburuk CO2 terhadap pemanasan global telah disepakati hampir oleh semua kalangan.Hal ini menimbulkan ancaman serius bagi kehidupan makhluk hidup di muka bumi.

Oleh karena itu, pengembangan dan implementasi bahan bakar terbarukan yang ramahlingkungan perlu mendapatkan perhatian serius dari berbagai negara. Pemerintahsebenarnya telah menyiapkan berbagai peraturan untuk mengurangi ketergantunganterhadap bahan bakar fosil (misalnya: Kebijakan Umum Bidang Energi (KUBE) tahun1980 dan Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No. 996.K / 43 / MPE / 1999tentang prioritasi penggunaan bahan bakar terbarukan untuk produksi listrik yanghendak dibeli PLN). Namun sayang sekali, pada tataran implementasi belum terlihatadanya usaha serius dan sistematik untuk menerapkan energi terbarukan gunasubstitusi bahan bakar fosil. (Yuli Setyo : 2005)

Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik

Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik denganmenggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energiangin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generatordibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. EnergiListrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.

Pemanfaatan energi angin sebenarnya bukan barang baru bagi umat manusia.Semenjak 2000 tahun lalu teknologi pemanfaatan sumber daya angin dan air sudahdikenal manusia dalam bentuk kincir angin (wind mills). Selain ramah lingkungan,sumber energi ini juga selalu tersedia setiap waktu dan memiliki masa depan bisnisyang menguntungkan. Kini sebagian besar negara maju di Eropa dan Amerika Serikat

telah memanfaatkan sumber energi ini. Pada masa awal perkembangannya, teknologienergi angin lebih banyak dimanfaatkan sebagai sulih tenaga manusia dalam bidangpertanian dan manufaktur, maka kini dengan teknologi dan bahan yang baru, manusiamembuat turbin angin untuk membangkitkan energi listrik yang bersih, baik untukpenerangan, sumber panas atau tenaga pembangkit untuk alat-alat rumah tangga.Menurut data dari American Wind Energy Association (AWEA), hingga saat ini telahada sekitar 20.000 turbin angin diseluruh dunia yang dimanfaatkan untuk menghasilkanlistrik. Kebanyakan turbin semacam itu dioperasikan di lahan khusus yang disebut―ladang angin‖ (wind farm).

Di negara-negara Eropa, pemanfaatan sumber energi yang dapat diperbaharui

diperkirakan bakal mencapai 8% dari permintaan energi di tahun 2005. Energi anginmenjadi salah satu alternatif yang banyak dipilih dan sekaligus berfungsi mengurangiemisi gas karbondioksida (CO2) yang dihasilkan oleh perangkat sumber energisebelumnya. Tujuh tahun belakangan ini, kapasitas energi angin terpasang di Eropamelonjak hingga 40% per tahun dan saat ini kapasitas tersebut dapat memenuhikebutuhan listrik lebih dari 5 juta kepala keluarga. Industri energi tenaga angindiperkirakan bakal memiliki kapasitas 40.000 MW (mega Watt) yang dapat mencukupikebutuhan listrik untuk 50 juta kepala keluarga pada tahun 2010. Energi angin adalah



energi yang relatif bersih dan ramah lingkungan karena tidak menghasilkan karbondioksida (CO2) atau gas-gas lain yang berperan dalam pemanasan global, sulphurdioksida dan nitrogen oksida (jenis gas yang menyebabkan hujan asam). Energi ini puntidak menghasilkan limbah yang berbahaya bagi lingkungan ataupun manusia. Meskidemikian, harap diingat bahwa sekecil apapun semua bentuk produksi energi selalu

memiliki akibat bagi lingkungan. Hanya saja efek turbin angin sangat rendah, bersifatlokal dan mudah dikelola. Di samping itu turbin atau kincir angin memiliki pesonatersendiri dan menjadi atraksi wisata yang menarik, seperti misalnya saja kincir-kincirangin di negeri Belanda.(Nanang Okta : 2006).

Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :

Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai

terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan

pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh

pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai

pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akanmembangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1

pemanasan global.

Syarat - syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat

dilihat pada tabel berikut.

Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin

yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang

saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun

2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts,menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol

dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada

tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170

GigaWatt.

Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisirIndonesia, total kapasitas terpasang

dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di

seluruhIndonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt

(kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di

empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa

Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energinasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt

(MW) pada tahun 2025.

Dalam Majalah PII Engineer Monthly edisi Agustus 2008, antara lain dibahas alasanperlunya dibangun PLTN di Indonesia, selain daripada itu dibahas selintas mengenaiTenaga Listrik Tenaga Angin (PTLTA). Makalah ini membahas secara singkatmekanisme peralatan Tenaga Listrik Tenaga Angin (PTLTA), berukuran kecil yang

http://www.wwindea.org/home/index.php






mungkin dapat dikembangkan di daerah-daerah pedesaan atau pulau-pulau terpencildi Indonesia yang mempunyai potensi angin yang cukup (cukup kencang dan bertiupsepanjang tahun).

Tenaga angin telah lama dimanfaatkan di tanah air kita sejak ratusan mungkin ribuan

tahun yang lalu, khususnya untuk menggerakkan kapal layar sampai sekarang, danyang banyak kita lihat sekarang digunakan dalam tambak-tambak ikan di tepi pantaiuntuk menggerakkan baling-baling (atau turbin angin) untuk menjalankan memompaanair. Namun baiklah kalau kita di Indonesia mulai mempopulerkan PTLTA, khususnyaukuran kecil. PTLTA ukuran kecil adalah istilah yang biasanya diberikan kepada unit 50KW atau lebih kecil. Tempat-tempat terpencil yang biasanya menggunakan diesel-generator dapat menggantikannya atau menambahkannya dengan PTLTA ukuran kecilini. Salah satu contoh PTLTA ukuran kecil terlihat di gambar #1 sbb:

Gambar #1

Komponen PTLTA Komponen-komponen PTLTA dari ukuran besar, pada umumnyadapat terlihat dalam gambar #2, sbb; sedangkan untuk ukuran kecil biasanya tidak

semua komponen ada seperti yang terklihat dalam gambar #2

Anemometer: Mengukur kecepatan angin, dan mengirim data angin ini ke AlatPengontrol.

Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Anginyang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.

Gambar#2

Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis, dengantenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.

http://1.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwD64Gtaq9I/AAAAAAAAADI/G0qns58o-5U/s1600/images.jpg

http://1.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwD4ZVChMnI/AAAAAAAAABw/txiXLKFly6Q/s1600/images3.jpg

http://1.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwD64Gtaq9I/AAAAAAAAADI/G0qns58o-5U/s1600/images.jpg

http://1.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwD4ZVChMnI/AAAAAAAAABw/txiXLKFly6Q/s1600/images3.jpg



Controller (Alat Pengontrol): Alat Pengontrol ini menstart turbin pada kecepatan anginkira-kira 12-25 km/jam, dan mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidakberoperasi di atas 90 km/jam, karena angina terlalu kencang dapat merusakkannya.

Gear box (Roda Gigi): Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi kira-kira

1000-1800 rpm yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk memutar generatorlistrik.

Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus bolak-balik.

High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi):Menggerakkan generator.

Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60 rpm.

Nacelle (Rumah Mesin): Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi

gear-box, poros putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alatpengereman.

Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur kecepatanrotor yang dikehendaki, tergantung angin terlalu rendah atau terlalu kencang.

Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.

Tower (Menera): Menara bisa dibuat dari pipa baja, beton, rangka besi. Karenakencangnya angin bertambah dengan ketinggian, maka makin tinggi menara makinbesar tenaga yang didapat.

Wind direction (Arah Angin): Gambar #2 adalah turbin yang menghadap angin,desain turbin lain ada yang mendapat hembusan angin dari belakang.

Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerakarah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.

Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untukdesain turbin yang menghadap angina. Untuk desain turbin yang mendapat hembusanangina dari belakang tak memerlukan alat ini.

Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan penggerakarah.

Data kekuatan angin Untuk keperluan perencanaan pemasangan PTLTA skala besaratau menengah, sebaiknya data kekuatan angin di suatu daerah perlu diperoleh, agardapat mendesain ukuran PTLTA yang tepat dan ekonomis. Salah satu contoh datayang diambil di suatu tempat (Lee Ranch, Colorado) di Amerika Serikat pada tahun2002 adalah sebagai berikut:



Demikianlah secara sangat singkat tulisan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin.Tulisan ini dimaksudkan hanya untuk menggugah gagasan para pembaca untuk dapatmengembangkan pembuatan PTLTA skala kecil diIndonesia, baik dengan caramembuat sendiri atau mungkin membeli dari beberapa pembuat turbin angin yang adadi dunia, untuk dipasang di daerah-daerah, di mana potensi angin memang mencukupi.

Tenaga Angin pada tahun 2020

Selama beberapa tahun terakhir pemasangan kapasitas angin meningkat melebihi30%. Hal tersebut membuat target untuk menjadikan tenaga angin mampu memenuhikebutuhan energi dunia hingga 12 persen pada tahun 2020 menjadi realistis. Di saat

bersamaan hal tersebut juga akan membuka kesempatan terbukanya lapanganpekerjaan hingga dua juta dan mengurangi emisi CO2 hingga 10.700 juta ton.

Berkah terus meningkatnya ukuran dan kapasitas rata-rata turbin, pada tahun 2020biaya pembangkit listrik tenaga angin pada wilayah yang menunjang akan turun hingga2.45 sen per KWh- lebih murah 36 persen dari biaya pada tahun 2003 yang mencapai3.79 euro/KWh. Sambungan kabel listrik tidak termasuk dalam biaya ini.

Tenaga angin setelah tahun 2020

Sumber angin dunia sangat besar dan menyebar dengan baik di semua kawasan dannegara. Menggunakan teknologi saat ini, tenaga angin diperkirakan dapat menyediakan53.000 Terawat/jam setiap tahunnya. Yang berarti dua kali lebih besar dari proyeksipermintaan energi pada tahun 2020-meninggalkan tempat yang penting untuktumbuhnya industri bahkan dalam 1 dekade kedepan. Amerika Serikat sendirimempunyai potensi angin yang cukup untuk menyediakan pasokan kebutuhanenerginya bahkan tiga kali lebih besar daripada kebutuhannya.

Variable Angin

Variable angin menimbulkan masalah manajemen sistem jaringan listrik lebih sedikit

daripada yang diharapkan oleh pihak-pihak yang skeptis. Ketidakstabilan permintaanenergi dan kebutuhan untuk melindungi gagalnya pembangkit listrik konvensionalmemenuhi kebutuhan tersebut, sesungguhnya membutuhkan sistem jaringan listrikyang lebih fleksibel daripada tenaga angin, dan pengalaman dunia nyata telahmenunjukan bahwa sistem pembangkit listrik nasional mampu menjalankan tugastersebut. Pada malam berangin, sebagai contoh, turbin angin 50% pembangkit listrik dibagian barat Denmark, tapi kekuatannya telah terbukti dapat diatur.

http://2.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwET9iawSKI/AAAAAAAAAEQ/6uk5Y0sausM/s1600/images8.jpg



Penciptaan jaringan listrik yang super mengurangi masalah ketidakstabilan angin.Caranya dengan membiarkan perubahan pada kecepatan di wilayah-wilayah berbedauntuk diseimbangkan satu sama lain.

Bergerak ke depan

Perkembangan tenaga angin berkembang dengan pesat saat ini, namun demikianmasa depan tenaga ini belum terjamin. Saat ini tenaga angin telah dimanfaatkan olehsekitar 50 negara di dunia. Namun sejauh ini kemajuan itu disebabkan oleh usahasegelintir pihak, yang dipimpin oleh Jerman, Spanyol dan Denmark. Negara-negara lainperlu untuk memperbaiki industri tenaga angin secara dramastis jika target global ingindicapai. Oleh karena itu prediksi untuk menjadikan tenaga angin dapat memasok energidunia sebesar 12 persen pada tahun 2020 sebaiknya tidak dilihat sebagai hal yangpasti, tapi sebagai tujuan—satu kemungkinan masa depan yang kita bisa pilih jika kitamau.

Dampak Lingkungan Pembangkit Listrik Tenaga Angin

(Firman Sasongko, 1 Maret 2009)

Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnyaadalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumberenergi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnyapenggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalamketahanan energi dunia di masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energiyang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang

ataupolusi yang berarti ke lingkungan.

Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan

proses yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan

waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak

lingkungan yang luas.

Emisi karbon ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diperoleh dari proses manufaktur

komponen serta proses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga

angin. Namun dalam operasinya membangkitkan listrik, secara praktis pembangkit listrik tenaga

angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti. Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik

dengan batubara, emisi karbon dioksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya

seperseratusnya saja. Disamping karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin

menghasilkan sulfur dioksida, nitrogen oksida, polutan atmosfir yang lebih sedikit jika

http://konversi.wordpress.com/2009/03/01/dampak-lingkungan-pembangkit-listrik-tenaga-angin/


http://2.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwD9eK5f5GI/AAAAAAAAAEA/_9gxUlZDoMI/s1600/images4.jpg




dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas. Namun

begitu, pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat

beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit

listrik, diantaranya adalah dampak visual , derau suara, beberapa masalah ekologi, dan

keindahan.

Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin

sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk

disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk

keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain

mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan

untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang

membuat pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai

tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat

terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan

terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu

menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan

penduduk setempat.

Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran

dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin

pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator

dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau mekanik yang

terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau

rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga

menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau

transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian.

Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin

dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desainsudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau

aerodinamismerupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu

dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari

pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan

energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.

Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadappopulasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat

terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun dampak ini masih lebih kecil jika

dibandingkan dengan kematian burung-burung akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan

aktivitas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa

studi yang telah dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu

migrasi populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang

bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.

http://2.bp.blogspot.com/_VgolCPXM0R4/SwD9efP2srI/AAAAAAAAAEI/eKKCD6y_pwE/s1600/images1.jpg



Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dan

kapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu

permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan konstruksi di lepas pantai adalah

terganggunya kehidupan bawah laut. Efek negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana

terjadinya polusi yang bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan

turbin angin. Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladang pembangkit listrik tenaga anginlepas pantai menambah 80 – 110 dB kepada noise frekuensi rendah yang dapat mengganggu

komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator laut. Namun begitu, ladang angin

lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena

memancing dan berlayar di daerah sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat

terjaga akibat adanya pemancingan berlebih di laut.

Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan kecelakaan.

Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah menyebabkan

beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada beberapa penerjun dan

pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan puing-puing berat

yang dapat terjadi merupakan bahaya yang perlu diwaspadai, terutama di daerah padat

penduduk dan jalan raya. Kebakaran pada turbin angin dapat terjadi dan akan sangat sulituntuk dipadamkan akibat tingginya posisi api sehingga dibiarkan begitu saja hingga terbakar

habis. Hal ini dapat menyebarkan asap beracun dan juga dapat menyebabkan kebakaran

berantai yang membakar habis ratusan acre lahan pertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman

Nasional Australia dimana 800 km2 tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumas juga dapat

teradi dan dapat menyebabkan terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat

mengkontaminasi air minum.

Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit

listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya

masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta

dalam mengurangi emisi gas buang.

Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan permasalahan baru

yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh karena itu kita sebagai orang-

orang yang bergerak di bidang science dan teknologi haruslah dapat terus mengembangkan

teknologi yang lebih ramah lingkungan yang memiliki efek negatif sekecil mungkin.

Kelebihan Tenaga Angin

Ramah lingkungan- keuntungan terpenting dari tenaga angin adalah berkurangnya levelemisi karbon dioksida penyebab perubahan ikilm. Tenaga ini juga bebas dari polusiyang sering diasosiasikan dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan nuklir.

Penyeimbang energi yang sangat baik -emisi karbon dioksida berhubungan denganproses produksi. Pemasangan dan penggunaan turbin angin selama rata-rata 20 tahunsiklus hidup ‗membayar kembali‘ terjadinya emisi setelah 3-6 bulan pertama—yangberarti lebih dari 19 tahun produksi energi tanpa ongkos lingkungan.

Cepat menyebar—pembangunan ladang angin (wind farm) dapat diselesaikan dalamwaktu seminggu. Menara turbin, badan dan bilahan besi di pasang di atas permukaan



beton bertulang dengan menggunakan alat pemindah besar.Sumber energi terbarukan dan dapat diandalkan- angin yang menjalankan turbin selalugratis dan tidak terkena dampak harga bahan bakar fosil yang fluktuatif. Tenaga ini jugatidak butuh untuk ditambang, digali atau dipindahkan ke pembangkit listrik. Seiringmeningkatnya harga bahan bakar fosil, nilai tenaga angin juga meningkat dan biaya

keseluruhan pembangkit akan menurun.

Selanjutnya, dalam proyek besar yang menggunakan turbin ukuran medium yangsudah disetujui, tenaga angin mampu beroperasi hingga 98% secara konstan. Artinyahanya dua persen waktu turun mesin untuk perbaikan- catatan yang jauh lebih baik dariyang bisa diharapkan dari pembangkit listrik konvensional.

Pemanfaatan Tenaga Angin Untuk Energi Listrik

Tenaga angin telah lama dimanfaatkan di tanah air kita sejak ratusan mungkin ribuan tahun yang lalu,

khususnya untuk menggerakkan kapal layar sampai sekarang, dan yang banyak kita lihat sekarang

digunakan dalam tambak-tambak ikan di tepi pantai untuk menggerakkan baling-baling (atau turbinangin) untuk menjalankan memompaan air. Namun baiklah kalau kita di Indonesia mulai mempopulerkanPTLTA, khususnya ukuran kecil. PTLTA ukuran kecil adalah istilah yang biasanya diberikan kepada unit

50 KW atau lebih kecil. Tempat-tempat terpencil yang biasanya menggunakan diesel-generator dapatmenggantikannya atau menambahkannya dengan PTLTA ukuran kecil ini. Salah satu contoh PTLTAukuran kecil terlihat di gambar #1 sbb:

Gambar #1

Komponen PTLTA Komponen-komponen PTLTA dari ukuran besar, pada umumnya dapat terlihat dalam

gambar #2, sbb; sedangkan untuk ukuran kecil biasanya tidak semua komponen ada seperti yangterklihat dalam gambar #2

Anemometer: Mengukur kecepatan angin, dan mengirim data angin ini ke Alat Pengontrol.

Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Angin yang

menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.



Gambar#2

Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis, dengan tenaga listrik atauhidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.

Controller (Alat Pengontrol): Alat Pengontrol ini menstart turbin pada kecepatan angin kira-kira 12-25

km/jam, dan mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas 90 km/jam,karena angina terlalu kencang dapat merusakkannya.

Gear box (Roda Gigi): Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi kira-kira 1000-1800 rpm

yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk memutar generator listrik.

Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus bolak-balik.

High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi): Menggerakkan generator.

Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60 rpm.

Nacelle (Rumah Mesin): Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi gear-box, poros

putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat pengereman.

Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur kecepatan rotor yang

dikehendaki, tergantung angin terlalu rendah atau terlalu kencang.

Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.

Tower (Menera): Menara bisa dibuat dari pipa baja, beton, rangka besi. Karena kencangnya angin

bertambah dengan ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga yang didapat.

Wind direction (Arah Angin): Gambar #2 adalah turbin yang menghadap angin, desain turbin lain adayang mendapat hembusan angin dari belakang.

Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang memutararah turbin disesuaikan dengan arah angin.



Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang

menghadap angina. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angina dari belakang takmemerlukan alat ini.

Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan penggerak arah.

Data kekeuatan angin Untuk keperluan perencanaan pemasangan PTLTA skala besar atau menengah,sebaiknya data kekuatan angin di suatu daerah perlu diperoleh, agar dapat mendesain ukuran PTLTAyang tepat dan ekonomis. Salah satu contoh data yang diambil di suatu tempat (Lee Ranch, Colorado) diAmerika Serikat pada tahun 2002 adalah sebagai berikut:

Demikianlah secara sangat singkat tulisan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Tulisan ini

dimaksudkan hanya untuk menggugah gagasan para pembaca untuk dapat mengembangkan pembuatanPTLTA skala kecil di Indonesia, baik dengan cara membuat sendiri atau mungkin membeli dari beberapa

pembuat turbin angin yang ada di dunia, untuk dipasang di daerah-daerah, di mana potensi anginmemang mencukupi.

Jenis turbin angin

Dalam perkembangannya, turbin angin dibagi menjadi jenis turbin angin propeler dan turbin angin Darrieus. Kedua

jenis turbin inilah yang kini memperoleh perhatian besar untuk dikembangkan.

Pemanfaatannya yang umum sekarang sudah digunakan adalah untuk memompa air dan pembangkit tenaga listrik.

Turbin angin propeler adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling- baling pesawat terbang pada

umumnya. Turbin angin ini harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling tinggi kecepatannya.

Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Anemometer jenis mangkok adalah yang paling

banyak digunakan. Anemometer mangkok mempunyai sumbu vertikal dan tiga buah mangkok yang berfungsi

menangkap angin.

Jumlah putaran per menit dari poros anemometer dihitung secara elektronik. Biasanya, anemometer dilengkapi

dengan sudut angin untuk mendeteksi arah angin.

Jenis anemometer lain adalah anemometer ultrasonik atau jenis laser yang mendeteksi perbedaan fase dari suara

atau cahaya koheren yang dipantulkan dari molekul-molekul udara.

Turbin angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin yang digolongkan dalam jenis turbin angin

berporos tegak. Turbin angin ini pertama kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920. Keuntungan dari turbin angin

jenis Darrieus adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin (tidak perlu mendeteksi arah angin

yang paling tinggi kecepatannya) seperti pada turbin angin propeler.

Di Indonesia telah mulai dikembangkan proyek percontohan baik oleh lembaga penelitian maupun oleh pusat studi



beberapa perguruan tinggi. Proyek ini perlu memperoleh perhatian dari pihak yang terkait untuk dikembangkan

karena membutuhkan riset yang cukup intensif mengenai kecepatan angin, lokasi penempatan turbin angin, serta

cara untuk mengatur pembebanan turbin yang tidak merata. Misalnya pada malam hari angin cukup kencang,

sedangkan pada pagi dan siang hari kecepatan angin turun sehingga harus ada mekanisme penyimpanan energi

serta mekanisme untuk menstabilkan fluktuasi tegangan listrik yang dihasilkan.

pembangkit listrik tenaga angin di Indonesia

Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin

mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir

angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk

memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi

listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Secara

sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :



sumber : http://www.kincirangin.info/plta-gbr.php

Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai

terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembanganpembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah.

Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di

Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik

berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.

http://nugrohoadi.files.wordpress.com/2008/05/sketsa-kincir-angin1.jpg



Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat

dilihat pada tabel berikut.

http://nugrohoadi.files.wordpress.com/2008/05/magical-snap-20080226-1043-006.jpg






Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang

dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat

ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007

perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan

lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara

terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit

listrik tenaga angin secara glogal

mencapai

170 GigaWatt.

Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia, total kapasitas terpasang dalam

sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir

angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh

unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tigaunit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit.

Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan

mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.

http://nugrohoadi.files.wordpress.com/2008/05/grafik-prediksi.jpg

Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Documents

Transcript of Pembangkit Listrik Tenaga Angin