Pembangkit Listrik Tenaga Angin – Apakah sahabat tahu bagaimana angin bisa menghasilkan energi listrik? jika belum mari kita simak ulasan singkat berikut ini – Pembangkit Listrik Tenaga Angin / Bayu (PLTB) – Cara Kerja, Komponen Utama & Tipe Turbin.
Ada beberapa macam pembangkit listrik, selain pembangkit listrik tenaga air, di Indonesia juga ada Pusat Listrik Tenaga Bayu / Angin (PLTB), PLTB adalah pusat listrik yang mengonversi energi kinetik angin menjadi energi listrik.
Angin ini bersumber dari perbedaan tekanan udara yang disebabkan pemanasan dari radiasi sinar matahari terhadap daratan dan lautan. Energi matahari yang diserap daratan dan laut akan di transfer ke atmosfer, sehingga untuk setiap lokasi yang berbeda di permukaan bumi, berbeda juga kondisi suhu atmosfernya.
Sirkulasi atmosfer dibagi menjadi sirkulasi sekunder disebabkan oleh adanya pemanasan dan pendinginan atmosfer, sebagai contoh angin dari efek ini adalah angin topan, angin cyclon dan angin yang diakibatkan dari sirkulasi menurut pergerakan bulan. Kemudian sirkulasi tertier yang disebabkan oleh angin lokal seperti angin darat, angin laut, angin gunung dan angin lembah.
Karakter angin yang dibutuhkan guna mengembangkan pembangkit PLTB yaitu:
- Yang pertama yaitu Intermiten, dimana harapannya selalu ada walaupun tidak kontinu. Disini kita perlu melakukan perencanaan studi ketersediaan energi angin.
- Yang kedua Kecepatan angin, kecepatan angin disuatu daerah bervariasi, biasanya angin memiliki kecepatan lebih tinggi pada daerah yang bebas hambatan seperti dataran tinggi / pantai.
- Yang ketiga yaitu densitas angin, merupakan energi angin yang tersedia pada aliran angin melalui penampang permukaan yang tegak lurus pada satu waktu. Densitas ini merupakan indeks yang digunakan untuk mengevaluasi kelayakan sumber energi angin.
Tipe Turbin Angin
Secara umum turbin angin dibagi menjadi 2 tipe, yaitu turbin angin sumbu horizontal dan turbin angin sumbu vertikal. Kedua tipe ini digunakan sesuai dengan karakter angin yang berada di wilayah masing2, jika kita berada di dataran tinggi seperti di pegunungan atau di daerah pantai yang memiliki karakter angin kencang & arah angin yang jelas, serta menginginkan kapasitas daya yang relatif besar / > 1MW maka turbin angin dengan sumbu horizontal paling sesuai untuk digunakan, sebaliknya jika kita berada di dataran rendah semisal di perkotaan, dengan kecepatan angin yang relatif rendah, arah angin yang bervariasi, serta hanya membutuhkan daya dengan kapasitas yang relatif rendah maka turbin angin dengan sumbu vertikal paling sesuai untuk digunakan.
Komponen utama Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Komponen utama pada PLTB Meliputi:
- Baling – baling, Blade / rotor, berfungsi menangkap tenaga angin dan mengubahnya menjadi tenaga rotasi poros.
- Gearbox, berfungsi untuk meningkatkan kecepatan poros.
- Brake system, digunakan untuk menjaga putaran pada poros agar bekerja pada kecepatan aman saat terdapat angin yang kencang.
- Generator, berfungsi untuk menghasilkan energi listrik.
- Baterai, digunakan untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan, sehingga ketika kecepatan angin menurun, energi listrik tetap dapat disuplai dengan menggunakan baterai. Pada turbin angin yang menggunakan baterai memerlukan komponen tambahan seperti rectifier dan inverter.
- Yaw control, berfungsi untuk menyesuaikan posisi turbin terhadap perubahan arah angin. Yaw control ini hanya terdapat pada turbin angin dengan kapasitas daya besar, untuk kapasitas dengan daya rendah menggunakan tail fine.
Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Prinsip kerja PLTB yaitu dengan mengonversi energi kinetik angin menjadi energi listrik, proses konversi energi kinetik angin ini didapat dari perputaran baling-baling / blade oleh dorongan angin.
putaran yang lambat pada blade dikonversi menggunakan gearbox dengan rasio yang disesuaikan agar generator berputar dengan kecepatan nominalnya sehingga dapat menghasilkan energi listrik.
pada pelaksanaannya kecepatan dan arah angin selalu berubah, maka pada turbin angin sumbu horizontal terdapat anemometer, wind vane / tail fine yang berfungsi sebagai pembaca kecepatan & arah pergerakan angin sehingga turbin dapat menyesuaikan perubahan arah angin, juga dengan melakukan penyesuaian derajat sudu, agar angin dapat mendorong blade lebih maksimal.
Daya listrik yang dibangkitkan dapat dihitung menggunakan pendekatan:
P / daya listrik yang dihasilkan (P dalam Watt) bergantung pada densitas udara (p = kg/m3), dikali luas permukaan area efektif turbin (A = m2) dan kecepatan angin (v=m/s) dibagi 2
Pada PLTB terdapat suatu batasan yang disebut Betz limit, dimana Efiensi turbin yang dihasilkan tidak dapat melebihi 59,26%, sehingga turbin hanya dapat mengkonversi 59,26% dari energi yang dimiliki oleh angin.
di Indonesia tidak banyak daerah yang memiliki angin dengan kecepatan ekonomis untuk dibangun PLTB skala besar diatas 300 kW. Pembangkit tenaga angin dengan skala besar di Indonesia diantaranya PLTB Sidrap di kota sidenreng rappang provinsi sulawasi selatan dengan kapasitas total 75 MW, PLTB Tolo di kota Jeneponto provinsi sulawesi selatan dengan total kapasitas 75 MW & PLTB Nusa penida di kota klungkung Provinsi Bali dengan total kapasitas 720 kW.