Jelaskan prinsip kerja pembangkit tenaga angin

Table of Contents Show

Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Angin / Bayu
Sejarah PLTB
2. Brake System
3. Generator
4. Penyimpanan Energi
Keunggulan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Kelemahan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Video yang berhubungan

By Cakrawala96 07 Jun, 2021

Sebelum membahas lebih dalam, untuk yang baru awal belajar PLTB pasti banyak yang kebingungan dengan penggunaan istilah bayu. Umumnya pertanyaannya seperti ini “Kenapa, sih, gak pakai istilah angin aja?” Jadi, alasan kuat mengapa menggunakan istilah bayu itu juga belum diketahui secara pasti, tetapi kuat kemungkinan karena jika menggunakan “angin” maka akan menjadi PLTA, sedangkan PLTA adalah pembangkit listrik tenaga air. Alhasil digunakannlah bayu sehingga menjadi PLTB.

Pengertian PLTB

Seperti namanya, PLTB menggunakan angin sebagai sumber energi utama. Jadi, secara sederhana PLTB itu mengkonversi energi angin menjadi energi listrik. PLTB termasuk ke dalam EBT (Energi Baru terbarukan) sehingga lebih ramah lingkungan.

Baca Juga: Menelisik Lebih Dalam Potensi PLTB di Indonesia

Komponen PLTB

Dalam mengkonversi angin menjadi energi listrik, turbin PLTB memiliki beberapa komponen utama yang digunakan, yaitu:

Sudu-sudu, berfungsi untuk mengubah energi angin menjadi energi mekanik (putaran). Sudu-sudu pada turbin berbentuk layaknya kincir angin.
Rotor atau bisa dikatakan sebagai komponen yang ikut bergerak ketika sudu-sudu bergerak.
Gearbox, berfungsi untuk mendistribusikan poros putaran rendah ke poros putaran tinggi. Dengan kata lain, untuk mengubah putaran pada kincir angin menjadi lebih kencang. Biasanya, gearbox yang digunakan 1:60.
Brake system, berfungsi untuk menjaga putaran turbin tetap stabil. Energi angin susah untuk ditebak, terkadang kencang, tetapi bisa saja pelan. Ketika angin berhembus sangat kencang, otomatis putaran turbin semakin kencang pula sehingga putaran di genarator menjadi sangat kencang yang berakibat dapat merusak generator. Maka dari itu, perlu adanya pengereman supaya putaran turbin lebih terkendali.
Generator, berfungsi untuk mengubah putaran menjadi energi listrik.
Baterai, berfungsi untuk menjaga ketersediaan listrik atau sebagai back-up energi listrik. Hal ini perlu dilakukan, karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) sehingga ketersediaan listrik pun tidak menentu.
Rectifier-Inverter, rectifier merupakan perangkat yang dapat mengubah arus AC menjadi arus DC, sedangkan Inverter merupakan perangkat yang dapat mengubah arus DC menjadi arus AC. Rectifier berfungsi untuk mengisi arus ke baterai, sedangkan Inverter berfungsi merubah arus baterai ke arus PLN.

Prinsip kerja PLTB

PLTB berkerja berdasarkan angin. Jadi, secara singkat penjelasannya begini, angin menggerakkan sudu-sudu. Kemudian, sudu-sudu yang berputar menggerakkan poros. Selajutnya, poros yang berputar tadi di transmisikan ke gearbox untuk diperbesar lagi putarannya. Dari gearbox, putarannya ditransmisikan lagi ke generator. Generator mengubah putaran menjadi listrik. Listrik dari generator sebagian ada yang digunakan langsung, tetapi sebagian ada yang di simpan pada baterai untuk digunakan pada keadaan tertentu.

Kebutuhan listrik masyarakat selalu mengalami peningkatan dari waktu ke waktu. Pasokan sumber listrik ditopang oleh berbagai jenis pembangkit, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang juga disebut Pembangkit Listrik Tenaga Bayu.

Pembangkit listrik dengan sistem kerja ini mampu mengkonversi energi angin atau bayu menjadi listrik dengan memanfaatkan kincir angin sebagai generator. Salah satu contoh PLTB di Indonesia terdapat di Sidenreng Rappang (Sidrap), Sulawesi Selatan.

Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Angin / Bayu

PLTB adalah sistem pembangkit listrik dengan memanfaatkan angin untuk memutar kincir yang berfungsi sebagai generator. Sumber energi angin sangat potensial dikembangkan di Indonesia karena murah, ramah lingkungan dan ketersediaannya berkelanjutan.

Sejarah PLTB

Kincir angin atau turbin angin merupakan komponen utama dalam Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Awalnya, penggunaan turbin angin difungsikan untuk kegiatan penggilingan padi atau keperluan irigasi para petani.

Penggunaan turbin angin sebagai pembangkit listrik pertama kali di temukan di Skotlandia pada tahun 1887. James Blyth merupakan seorang sarjana yang menggunakan turbin angin untuk mengisi baterai yang berfungsi sebagai penerangan rumah.

environment-indonesia.com

Beberapa bulan kemudian, ilmuan Amerika bernama Charles F. Brush mengembangkan turbin otomatis untuk menghasilkan listrik. Perkembangannya semakin pesat hingga tahun 1900, Denmark mempunyai kurang lebih 2.500 kincir angin yang digunakan untuk memenuhi keperluan penggilingan, pompa, hingga pembangkit listrik.

Perkembangan turbin angin modern dimulai pada tahun 1931, yaitu diawali dengan pembangunan kincir angin di Yalta, Uni Soviet.

baca juga: Hari Emisi Nol - 21 September, Misi Tekan Polusi Dunia!

Komponen

Prinsip kerja dasar pembangkit listrik tenaga angin adalah mengubah energi mekanis yang bersumber dari angin menjadi energi kinetik. Putaran pada kincir kemudian dimanfaatkan untuk memutar generator.

Namun dalam prosesnya tidak berlangsung semudah itu, terdapat bermacam sub sistem yang berfungsi untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi turbin angin. Berikut adalah komponen yang ada pada turbin angin, antara lain:

1. Gearbox

Komponen mesin turbin ini berguna untuk mengubah putaran pada kincir yang rendah menjadi putaran tinggi. Gearbox yang banyak digunakan adalah perbandingan 1:60.

2. Brake System

Alat ini berfungsi untuk menjaga putaran poros setelah gearbox agar pada prosesnya selalu berada di titik aman saat terjadi tiupan angin besar. Saat titik kerja sudah ditentukan, generator ini akan menghasilkan energi listrik secara maksimal.

Adanya angin akan menyebabkan putaran cepat pada poros generator. Jika tidak diatasi, maka hal tersebut dapat merusak generator.

Putaran yang berlebih akan menimbulkan kerusakan pada komponen, yaitu overheat, rotor breakdown, serta putusnya kawat generator karena tidak mampu menahan arus yang besar.

3. Generator

Komponen ini adalah bagian terpenting dalam sistem turbin angin. Generator berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik.

Prinsip kerja generator menerapkan teori medan elektromagnetik. Ini dikarenakan salah satu cara kerja generator pada bagian porosnya terpasang material ferromagnetic permanan. Selanjutnya, poros tersebut dikelilingi oleh stator yang berbentuk kumparan-kumparan kawat seperti loop.

Saat poros generator bergerak, maka perubahan fluks akan terjadi di stator yang kemudian menghasilkan tegangan dan arus listrik. Lalu hasil tersebut dialirkan melalui kabel jaringan dan akhirnya dapat digunakan oleh masyarakat luas.

baca juga: 17++ Tanaman Perkebunan Bernilai Tinggi

Tegangan dan arus listrik dari generator ini berjenis AC atau Alternating current dan tegangan tersebut membentuk gelombang sinusoidal.

4. Penyimpanan Energi

Komponen ini berfungsi untuk back-up energi listrik ketika tiupan angin mereda. Selain itu, komponen ini juga bermanfaat untuk menyimpan energi ketika terjadi kelebihan daya saat turbin berputar kencang.

Alat penyimpanan energi ini cara kerjanya seperti aki mobil demham kapasitas penyimpanan yang cukup besar. Energi yang disimpan pada aki mobil sebesar 12 volt, 65 Ah bisa digunakan untuk kebutuhan listrik rumah tangga sekitar 0,5 jam pada daya 780 watt

Namun penggunaan aki mobil memiliki kelemahan. Untuk mengisi energinya aki memerlukan catu daya DC (Dirrect current) sementara daya yang diproduksi dari generator adalah daya AC (Alternating current). Kondisi demikian membuat rectifier inverter diperlukan untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

mongabay.co.id

Keunggulan Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Sebagai salah satu energi alternatif untuk membangkitkan listrik, tentu sumber pembangkit ini memiliki keunggulan dibanding pembangkit listrik lainnya, antara lain:

Angin merupakan sumber energi terbarukan sehingga tidak akan pernah habis. Sebagai sumber energi yang sifatnya jangka panjang tentu angin bisa diandalkan selamanya.
Tenaga angin tidak menghasilkan emisi, sehingga minim menghasilkan hujan asam maupun gas rumah kaca. Bahan bakar fosil merupakan penghasil emisi yang tinggi dan dalam jangka panjang dapat memengaruhi iklim bumi.
Angin lebih ramah lingkungan dan terbarukan.
Space yang dibutuhkan relatif kecil jika dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis lainnya. PLTB hanya memerlukan bangunan beberapa meter guna membentuk pondasi turbin angin. Tanah di sekitar turbin juga dapat digunakan untuk berbagai keperluan lain, seperti pertanian dan perkebunan.

Sebagai negara dengan garis pantai panjang, potensi energi angin di Indonesia sangat potensial untuk dimanfaatkan. Kementrian ESDM merilis pernyataan bahwa sejumlah wilayah di Indonesia berpotensi menghasilkan energi listrik melalui angin dengan kapasitas lebih dari 100 megawatt. Beberapa daerah denagn potensi tersebut adalah Gunung Kidul, Tanah Laut, Belitung Timur, Buton, Kupang, Ambon, Saumlaki, Kei Kecil, Selayar, hingga Sumba Timur.

Lokasi lain juga masih dalam tahap pengembangan seiring dengan dorongan Presiden dalam upaya pengembangan sumber daya listrik untuk memenuhi kebutuhan industri dan masyarakat.

Kelemahan Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Meski memiliki keuntungan dibanding pembangkit listrik lain, namun faktanya PLTB juga memiliki kelemahan, yaitu:

Meskipun merupakan sumber energi terbarukan, tetapi angin bersifat tidak mudah diprediksi. Hal ini sama seperti tenaga surya, walaupun tak terbatas namun kurang begitu bisa diandalkan pada saat-saat tertentu.
Pembangunan pembangkit listrik ini memerlukan biaya pembangunan cukup besar. Selain itu, pembangunannya juga harus jauh dari sumber beban serta memerlukan transmisi berbiaya tinggi.
Selain biaya pembangunan yang tinggi, perawatannya PLTB relatif lebih mahal. Selain cost maintenance turbin angin mahal, usia pakai turbin juga tergolong singkat.
PLTB memberikan ancaman bagi kehidupan di alam liar. Misalnya burung yang terbang bebas bisa saja terluka maupun terbunuh apabila terbang ke arah turbin angin tersebut.
Pembangunan pembangkit listrik tenaga angin membutuhkan jumlah turbin cukup banyak. Kebutuhan tersebut harus sebanding dengan pembangkit bertenaga fosil. Turbin angin yang banyak inilah yang membuat area pembangunannya memerlukan lokasi luas.