KINCIR ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK

Posted on October 1, 2014 by andi311211

Dalam tugas saat ini saya membuat dengan tema ”Kincir angin untuk tenaga listrik”, mengapa saya mengambil tema ini? Karna saat ini kincir angin merupakan salah satu upaya warga untuk memenuhi kebutuhan listrik. Semua warga negara mesti berupaya untuk mencapai hal yang dimaksud. Dalam hal ini tentu yang paling utama mesti melakukan hal tersebut para warga yang menggunakan listrik dan pemerintah yang mengelola sistem pemakaian listrik di setiap warga. Untuk dapat mencapai hal tersebut labih jauh masyarakat lah yang sangat perlu untuk ditingkatkan kesadarannya. Kincir angin membutuhkan sumber energi dari angin dimana angin adalah sumber daya alam yang tak akan habis maka sangat menjadi pilihan untuk warga juga dalam memilih untuk membangkitkan listrik.

Sejarah Ketenagalistrikan di Indonesia dimulai pada akhir abad ke-19, ketika beberapa perusahaan Belanda mendirikan pembangkit tenaga listrik untuk keperluan sendiri. Pengusahaan tenaga listrik tersebut berkembang menjadi untuk kepentingan umum, diawali dengan perusahaan swasta Belanda yaitu NV. NIGM yang memperluas usahanya dari hanya di bidang gas ke bidang tenaga listrik.
Konsumsi listrik Indonesia secara rata rata adalah 473 kWh/kapita pada 2003. Angka ini masih tergolong rendah dibandingkan rata rata konsumsi listrik dunia yang mencapai 2215 kWh/kapita (perkiraan 2005). Dalam daftar yang dikeluarkan oleh The World Fact Book, Indonesia menempati urutan 154 dari 216 negara.

Karena terus meningkatnya konsumsi listrik disetiap daerah, hal ini merupakan suatu motivasi penting untuk bisa mengembangkan pembangkit listrik diindonesia.
Menyoroti masalah ketergantungan suatu negara pada hanya satu jenis energi yang diimpor yaitu minyak. Hal ini menyebabkan terjadinya permintaan untuk pusat-pusat pembangkit tenaga listrik yang dapat mempergunakan jenis bahan bakar lain. Pada saat ini terdapat lima jenis bahan bakar untuk pembangkitan tenaga listrik, yaitu batubara, gas, hidro, nuklir dan minyak. Kemudian berkembang tuntutan-tuntutan lain, yaitu keperluan peningkatan efisiensi pembangkitan dan perlunya teknologi yang lebih bersahabat lingkungan.

Tentunya pemerintah pun tidak tinggal diam dalam menghadapi lonjakan kebutuhan energi, terutama energi listrik. Salah satu langkah awal yang pemerintah lakukan adalah dengan membuat blueprint Pengelolaan Energi Nasional 2006 – 2025 (Keputusan Presiden RI nomer 5 tahun 2006). Secara garis besar, dalam blueprint tersebut ada dua macam solusi yang dilakukan secara bertahap hingga tahun 2025, yaitu peningkatan efisiensi penggunaan energi (penghematan) dan pemanfaatan sumber-sumber energi baru (diversifikasi energi). Mengingat rasio elektrifikasi yang masih relatif rendah, yaitu 63 % pada tahun 2005, sedangkan Indonesia menargetkan rasio elektrifikasi 95 % pada tahun 2025.

Tenaga listrik kini merupakan landasan bagi kehidupan modern, dan tersedianya dalam jumlah dan mutu yang cukup menjadi syarat bagi suatu masyarakat yang memiliki taraf kehidupan yang baik dan perkembangan industri yang maju. Dalam merencanakan suatu sistem penyediaan tenaga listrik, lokasi fisik pusat tenaga listrik, saluran transmisi dan gardu induk perlu ditentukan dengan tepat, agar dapat diperoleh suatu sistem yang baik, ekonomis dan dapat diterima masyarakat.
Berikut adalah skematis Prinsip Penyediaan Tenaga Listrik.

Lau bagaimana Penyediaan tenaga listrik saat ini?

Untuk sitem penyediaan tenaga listrik yang besar pada umumnya dapat disebut tiga jenis tenaga listrik, yaitu:
1.Pusat listrik tenaga air
2.Pusat listrik tenaga termal
3.Pusat listrik tenaga nuklir
Kini juga dikembangkan berbagai pusat tenaga listrik yang menggunakan jenis-jenis sumber daya energi lain, seperti angin, surya dan panas laut.

Bagaimana dengan pembangkit listrik konvensional yang ada saat ini?

Pusat pembangkit berfungsi untuk mengkonversikan sumber daya energi primer menjadi energi listrik. Pusat pembangkit listrik konvensional mencangkup:
1. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU); minyak, gas alam, dan batubara.
2. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA).
3. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG).
4. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
5. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
6. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

Mari kita simak, sebenarnya seperti apa sih kincir angin pembangkit listrik ini?

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 :

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 akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.

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.

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 tiga unit, 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.

Kincir Angin pembangkit listrik adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Sistem pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam.

Belanda bukan Negara asal kincir angin. Kincir angin yang pertama dibangun pada masa pemerintahan Umar bin Khatab sekitar 3000 tahun yang lalu di Persia (yang saat ini menjadi Afganistan), kincir angin pertama dibuat dengan ukuran lebar 0.5 meter dan tinggi 4 meter. Kincir angin kuna itu memiliki 8 sirip yang berputar secara vertical mirip putaran gasing. Fungsi kincir angin untuk menggiling jagung, gandum, tebu, serta memompa air. Lalu Kincir angin digunakan kembali 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 55m beratnya 16 ton dan menaranya setinggi 34m. Tapi salah satu batang propelernya patah pada tahun 1945.

 Lalu bagaimana cara kerja dari kincir angin tersebut agar dapat menghasilkan energi listrik?

Turbin angin merupakan kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini yang pada awalnya dulu dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi mereka, keperluan irigasi sawah, dan lain-lain. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.

Kini turbin angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Walaupun sampai saat ini pembangunan turbin angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional seperti PLTD,PLTU,dan lain-lain, turbin angin masih lebih dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui (Contoh : batubara, minyak bumi) sebagai bahan dasar untuk membangkitkan listrik.

Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik.

Berikut penulis mencoba mengambil contoh skema rangkaian teknologi pembangkit listrik tenaga angin secara skala kecil untuk rumahan

1. Turbin Angin.
Bagian ini merupakan komponen utama untuk mendapatkan semaksimal mungkin hembusan angin. Bagian ini merupakan bagian paling sulit dibangun jika anda berniat membangunnya sendiri. Eksperimen terus menerus dengan sabar sehingga didapatkan kesesuaian antara kekuatan hembusan angin, ukuran baling-baling dan kemampuan generator.

Bagian ini terdiri dari tiga bagian, yaitu:
a. Baling-baling, yang berfungsi mengubah hembusan angin menjadi energi kinetik untuk memutar generator listrik. Semakin panjang baling-baling akan semakin luas area yang di sapu, akan semakin banyak menerima terpaan angin sehingga akan semakin besar energi putaran (mekanik) yang dihasilkan untuk memutar generator.
Adakalanya sebelum poros baling-baling disambung ke generator listrik, ditambahkan gear-box, untuk menambah / mengurangi kecepatan putar generator listrik sesuai kebutuhan.

b. Generator listrik, yang 

berfungsi mengubah energi kinetik menjadi arus listrik, yang kemudian diteruskan ke bagian 2 (Controller). Untuk skala kecil umumnya menggunakan generator listrik DC. Jika menggunakan aki 12V sebagai penyimpan arusnya, maka generatornya harus mampu mengeluarkan tegangan minimal 12 V agar dapat mengisi aki.

c. Ekor turbin angin, yang berfungsi mengarahkan unit turbin angin agar selalu berhadapan dengan arah angin.
2. Unit pengontrol (Controller).
Bagian ini berfungsi mengubah arus listrik AC menjadi arus listrik DC (jika menggunakan generator AC) dan mengontrol pengisian arus listrik ke dalam battery agar tidak merusak battery karena pengisisan aki yang berlebihan (over charging).

3. Battery (aki).
Bagian ini akan menyimpan arus listrik yang dihasilkan generator listrik agar bisa digunakan setiap saat. Jenis aki yang digunakan sebaiknya jenis Deep Cycle Battery.

4. Inverter.
Bagian ini berfungsi mengubah tegangan listrik DC 12V dari aki menjadi tegangan listrik AC 220V / 110V untuk perlatan rumah tangga yang bekerja pada tegangan 220V / 110V.

Jenis turbin angin itu sendiri dibagi menjadi 2 (dua), diantaranya :
1.  Turbin angin sumbu horizontal

Turbin angin sumbu horizontalialah jenis turbin angin yang paling banyak digunakan. Turbin ini terdiri dari sebuah menara yang di puncaknya terdapat sebuah baling-baling yang berfungsi sebagai rotor dan menghadap atau membelakangi arah angin. Kebanyakan turbin angin jenis ini mempunyai dua atau tiga bilah baling-baling walaupun ada juga turbin bilah baling-balingnya kurang atau lebih daripada yang disebut diatas. Contoh turbin angin sumbu horizontal ditunjukan pada Gambar dibawah ini.

2. Turbin angin sumbu tegak (misalnya turbin angin Darrieus)

Turbin sumbu vertikal itu sendirii dibagi lagi menjadi 2 (dua) jenis yaitu: Savonius dan Darrieus.

1.  Turbin Darrieus

Turbin Darrieus mula-mula diperkenalkan di Perancis pada sekitar tahun 1920-an. Turbin angin sumbu vertikal ini mempunyai bilah-bilah tegak yang berputar kedalam dan keluar dari arah angin (Daryanto, 2007). Contoh turbin Darrieus ditunjukkan pada dibawah ini.

2.  Turbin Savonius

Turbin Savonius diciptakan pertama kali di negara Finlandia dan berbentuk S apabila dilihat dari atas. Turbin jenis ini secara umumnya bergerak lebih perlahan dibandingkan jenis turbin angin sumbu horizontal, tetapi menghasilkan torsi yang besar. Contoh turbin Savonius ditunjukkan pada dibawah ini.

Berikut merupakan tayangan cara kerja pembangkit listrik tenaga angin menggunakan kincir angin yang saya dapatkan dari guru mata pelajaran IPA yang bertugas di SMK tempat saya mengajar.

Lalu manfaat apa saja yang bisa dirasakan dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin ini?

Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbaru. 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 atau polusi yang berarti ke lingkungan.

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 seper-seratusnya 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 batu-bara ataupun gas.

Namun begitu, pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan loh, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak visual, derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan.

Mudah-mudahan kincir angin pembangkit ini bisa menjadi salah satu alternatif energi, apalagi Indonesia memang sedang krisis energi, mungkin dengan adanya kincir angin pembangkit listrik ini dapat bermanfaat untuk rakyat Indonesia.

Mudah-mudahan sekilas mengenai pembahasan kincir angin pembangkit listrik dapat menambah pengetahuan kita semua. Apabila ada kekurangan dalam proses penulisannya, ini dikarenakan penulis masih dalam proses belajar.

http://mit.ilearning.me/kincir-angin-pembangkit-listrik/

Penulis : Drs.Simon Arnold Julian Jacob