Sistem Tenaga Angin Skala Kecil

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


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.


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.


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.


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.


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.


7/7

7 Membuat seleksi akhir dan terlibat dengan pemasangan yang kompeten.

MENGEMBANGKAN PROYEK WIND TURBIN

Sistem Tenaga Angin Skala Kecil

Documents

Transcript of Sistem Tenaga Angin Skala Kecil