Energi angin fix.docx
-
Upload
abdul-wahid-erlangga -
Category
Documents
-
view
105 -
download
1
description
Transcript of Energi angin fix.docx
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin bertambahnya jumlah kelahiran semakin meningkatkan
kebutuhan akan energi. Energi yang umum digunakan adalah migas dan batubara,
dimana kedua jenis energi tersebut merupakan energi tak terbarukan yang suatu
saat akan habis. Namun seiring bertambahnya waktu, manusia semakin bertambah
banyak dan cadangan energi semakin menipis, untuk itulah perlu ditemukannya
alternatif energi. Salah satunya yang cukup potensial adalah energi angin.
Belakangan ini angin sudah mulai banyak digunakan dibeberapa negara
terutama negara-negara yang memiliki landscape alam yang banyak berhubungan
dengan angin. Indonesia adalah salah satu negara yang cukup berpotensi dalam
menggunakan energi angin ini. Namun penggunaannya belum terlalu
berkembang. Untuk itu, diperlukan adanya pengkajian lebih mendalam tentang
bagaimana pemanfaatan angin sebagai energi alternatif.
Indonesia merupakan 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. Dengan
kondisi alam yang seperti ini, sangat disayangkan jika angin tidak dimanfaatkan
sebagai energi alternatif.
1.2 Perumusan Masalah
Masalah yang dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Apakah energi angin itu ?
2. Bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga angin ?
3. Bagaimana pemanfaatan energi angin ?
4. Apa saja jenis-jenis turbin pembangkit listrik tenaga angin ?
5. Apa saja keuntungan penggunaan energi angin ?
6. Bagaimana perkembangan pemanfaatan energi angin di Indonesia ?
1
2
1.3 Tujuan dan Manfaat
1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui definisi energi angin
2. Mengetahui dan memahami cara kerja pembangkit listrik tenaga angin
3. Mengetahui pemanfaatan energi angin
4. Mengetahui keuntungan dari energi angin
1.3.2 Manfaat
Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada
semua pihak, khususnya kepada mahasiswa Program Studi Teknik Energi
Politeknik Negeri Sriwijaya semester 4 untuk menambah pengetahuan dan
wawasan mengenai Pemanfaatan Energi Angin
3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Energi Angin
Angin adalah proses alam yang berlaku secara skala kecil dan skala besar,
yang mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah. Atmosfir bawah
udara dingin mengalir dari daerah kutub menuju daerah khatulistiwa dan di
lapisan atmosfir atas udara hangat mengalir dari khatulistiwa menuju daerah
kutub, dimana energi angin merupakan salah satu pemanfaatan angin sebagai
sumber energi alternatif, yang mempunyai sistem perubahan energi kinetik dari
angin menjadi energi mekanik atau listrik yang dapat dimanfaatkan.
Energi angin telah lama dimanfaatkan manusia. Perahu-perahu layar
menggunakan energi ini untuk melewati perairan. Kincir angin yang digunakan
untuk menggiling tepung di Persia pada Abad ke 7. Sekalipun bentuk kincir angin
ini berlainan dengan kincir angin Eropa, kincir angin Persia itu merupakan asal-
muasal kipas angin Eropa.
Kincir angin di negeri Belanda yang dipakai untuk menggerakkan pompa
irigasi dan untuk menggiling tepung hingga kini masih tersohor, walaupun pada
saat ini hanya berfungsi sebagai objek pariwisata. Dalam rangka mencari sumber
energi yang bersih dan terbarukan kembali energi angin mendapat perhatian yang
besar. Pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu antara udara panas
dan udara dingin.
Di daerah khatulistiwa yang panas udaranya menjadi panas, mengembang
menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke daerah yang lebih dingin misalnya
daerah kutub. Sebaliknya di daerah kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin
dan turun ke bawah. Dengan demikian, terjadi suatu perputaran udara, berupa
perpindahan udara dari Kutub Utara ke Garis Khatulistiwa menyusuri permukaan
bumi, dan sebaliknya, suatu perpindahan udara dari Garis Khatulistiwa kembali ke
Kutub Utara, melalui lapisan udara yang lebih tinggi. Perpindahan udara seperti
ini dikenal sebagai angin pasat.
3
4
Gambar 2.1 melukiskan terjadinya angin pasat ini secara skematik.
Dimana angin berjalan dari daerah khatulistiwa naik ke atas menuju kutub, dari
kutub angin turun ke bawah menuju daerah khatulistiwa dan seterusnya. Dengan
sendirinya hal yang serupa terjadi pula antara wilayah Khatulistiwa dan Kutub
Selatan. Selain angin pasat, terdapat pula angin-angin lain, misalnya angin musim
(angin mouson), angin pantai dan angin local lainnya. Prinsipnya adalah bahwa
angin terjadi karena adanya perbedaan suhu udara di beberapa tempat di muka
bumi.
Gambar 2.1 Skema terjadinya angin pasat
2.2 Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin
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.
Ada pun 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
5
mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang
berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan
tertentu turbin angina dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik,
mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk
perkomunikasian.
Berikut skema turbin pembangkit listrik tenaga angin :
Gambar 2.2 Skema Turbin Pembangkit Tenaga Angin
2.3 Pemanfaatan Energi Angin
Penggunaan tenaga angin diperkirakan dapat dilakukan untuk keperluan-
keperluan seperti:
Menggerakkan pompa air untuk keperluan rumah tangga, irigasi, tambak
ikan/udang, atau untuk mendapatkan air tawar bagi ternak.
Menggiling padi untuk memperoleh beras.
Mengalirkan air laut untuk pembuatan garam.
Membangkitkan tenaga listrik khususnya untuk Pembangkit Listrik
Tenaga Angin terutama untuk daerah yang belum terjangkau oleh PLN.
Untuk pemanfaatan kincir angin bagi pembangkitan tenaga listrik skala
kecil, diperlukan sebuah pengatur tegangan, oleh karena kecepatan angin yang
berubah-ubah, sehingga tegangan juga berubah. Diperlukan sebuah baterai untuk
6
menyimpan energi, karena sering terjadi angin tidak bertiup. Bila angin tidak
bertiup perlu dicegah generator berkerja sebagai motor oleh karena itu perlu pula
sebuah pemutus otomatik. Gambar 2.3 memperlihatkan skema sebuah kipas angin
bagi pembangkit listrik yang kecil.
Gambar 2.3 Skema kipas angin untuk pembangkit listrik kecil
Gambar 2.3 memperlihatkan skema sebuah kipas angin bagi pembangkit listrik
yang kecil. Blok A merupakan pengatur tegangan dan pemutus otomatis, blok b
merupakan baterai yang digunakan sebagai alat penyimpanan energi, blok C
merupakan saluran ke alat pemakaian.
7
Gambar 2.4 Skema Gabungan Energi Angin dan Surya
Gambar 2.4 memperlhatkan skema sebuah rumah, yang mendapatkan energi yang
didapatkan dari matahari dan angin. Kolektor energi surya menyediakan energi
panas (A), sedangkan kipas angin dan generator menyediakan tenaga listrik
(B).Untuk menghindari berhentinya angin dan tidak adanya sinar matahari yang
mengenai konsentrator maka diperlukan sebuah alat penyimpanan yaitu baterai.
Pada pemakaian ini, kiranya cocok dipakai pada rumah yang terletak jauh dari
jangkauan listrik umum. Misalnya sebuah villa di pegunungan atau rumah
peristirahatan yang terletak disebuah pantai. Sehingga kebutuhan energi bisa
dipenuhi ileh kedua energi alam tersebut.
8
2.4 Jenis-jenis Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Angin
1. Turbin Maglev (Magnetic Levitation)
Gambar 2.5 Turbin Maglev
Magnetic levitation merupakan cara yang sangat efisien untuk
memanfaatkan energi angin. Dimana turbin ini dapat menghasilkan satu gigawatt
(cukup untuk kekuatan 750.000 rumah). Sudu (blade) yang digunakan ditopang di
atas menggunakan gaya magnetik dan energi angin di transfer langsung ke sebuah
generator linier dengan gaya gesekan sangat kecil.
Turbin jenis ini memiliki bentuk yang berbeda dari turbin biasa namun
turbin jenis ini mampu mengasilkan output berupa energi listrik yang lebih besar
dibandingkan dengan turbin biasa. Sebagai perbandingan 1 buah maglev turbin >
1000 turbin biasa.
Ada pun keuntungan dengan menggunakan turbin maglev yaitu dapat
mengurangi biaya pemeliharaan dan memperpanjang massa pakai generatornya.
9
2. Turbin Angin Sumbu Horizontal (downwind)
Gambar 2.6 Turbin Angin Sumbu Horizontal
Kebanyakan turbin angin yang digunakan saat ini adalah tipe sumbu
horisontal. Turbin angin sumbu horisontal memiliki bilah baling-baling seperti di
pesawat. Sebuah turbin angin horisontal berdiri setinggi bangunan 20-lantai dan
memiliki tiga pisau yang rentangnya menjangkau sepanjang ukuran 200 kaki.
Turbin angin terbesar di dunia memiliki baling-baling yang lebih panjang dari
lapangan sepak bola. Turbin angin yang tinggi dan lebar dibangun untuk
menangkap lebih banyak angin.
Ciri – ciri :
Turbin angin yang tinggi dan lebar dibangun untuk menangkap lebih
banyak angin.
Bilah membelakangi arah angin
Sesuai untuk generator yang besar
Sudu diciptakan melengkung untuk melindungi angin kencang
Angin dihadang oleh tiang
10
3. Turbin Angin Sumbu Vertikal (DARRIEUS)
Gambar 2.7 Turbin Angin Sumbu Vertikal
Turbin angin sumbu vertikal memiliki bilah yang memanjang dari atas ke
bawah. Turbin angin jenis ini yang paling umum adalah turbin angin Darrieus,
dinamai sesuai dengan nama insinyur Perancis Georges Darrieus yang desainnya
dipatenkan pada tahun 1931. Turbin angin sumbu vertikal menempati porsi kecil
untuk digunakan pada saat ini.
Ciri – ciri :
Jenis turbin angin vertikal biasanya berdiri setinggi 100 meter dengan
lebar 50 kaki
Dalam keadaan terbuka dan bilah akan berputar sehingga kecepatan
kritikal dicapai
Bilah akan berbentuk seperti aerodinamik di mana kecepatan putaran, dan
Sudu melebihi kecepatan angin.
11
Persamaan energi angin :
2.5 Keuntungan Penggunaan Energi Angin
Energi Angin merupakan energi alternatif yang mempunyai prospek bagus
karena merupakan sumber energi yang bersih dan terbarukan kembali. Selain itu
ketersediaannya di alam melimpah, energi angin tidak memiliki emisi sehingga
tidak menyumbangkan gas-gas rumah kaca yang dapat menyebabkan global
warming. Energi Angin tidak memerlukan cooling water, tidak menyebabkan
polusi air juga tidak memiliki buangan.
2.6 Kerugian Penggunaan Energi Angin
Jumlah turbin adalah masalah utama dengan sistem bertenaga angin.
Mungkin angin energi murah untuk memproduksi, tetapi investasi awal
dalam turbin angin bisa cukup besar. Masalah lain adalah kebisingan turbin
angin membuat ketika ditempatkan di daerah yang dihuni. Beberapa orang bahkan
menyebutnya ini terbesar dari semua kerugian dari energi angin. Masalah lainnya
adalah bahwa Anda tidak dapat memprediksi intensitas dan kecepatan angin. Ini
jauh lebih menguntungkan di daerah pesisir, atau keluar di laut, namun untuk
daerah pedalaman, turbin angin tidak selalu efisien.
12
BAB III
POTENSI ANGIN DI INDONESIA
3.1 Perkembangan Energi Angin di Indonesia
Di 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.
Salah satu program yang harus dilakukan sebelum mengembangkan PLTB
adalah pemetaan potensi energi angin di Indonesia. Hingga sekarang, Indonesia
belum memiliki peta komprehensif, karena pengembangannya butuh biaya
miliaran rupiah.
Potensi energi angin di Indonesia umumnya berkecepatan lebih dari 5
meter per detik (m/detik). Hasil pemetaan Lembaga Penerbangan dan Antariksa
Nasional (Lapan) pada 120 lokasi menunjukkan, beberapa wilayah memiliki
kecepatan angin di atas 5 m/detik, masing-masing Nusa Tenggara Timur, Nusa
Tenggara Barat, Sulawesi Selatan, dan Pantai Selatan Jawa. Adapun kecepatan
angin 4 m/detik hingga 5 m/detik tergolong berskala menengah dengan potensi
kapasitas 10-100 kW.
Berikut adalah peta persebaran potensi angin di Indonesia :
Gambar 2.8 Peta Potensi Angin Di Indonesia(Sumber : http://konversi.wordpress.com)
12
13
Berdasarkan peta di atas, dapat di ketahui bahwa indonesia kurang
memiliki potensi energi angin, terutama pada daerah sumatera, kalimantan,
sulawesi tengah dan papua, terlihat dari keterangan gambar dimana daerah yang
diarsir warna merah atau lebih gelap menandakan daerah dengan potensial energi
angin yang cukup baik, potensi angin yang baik pada indonesia terletak didaerah
jawa, nusa tenggara, maluku dan sulawesi selatan, dapat dilihat dengan kecepatan
angin yang cukup besar sehingga dapat dimanfaatkan untuk menggerakan kincir
yang akan digunakan untuk memutar generator.
Tabel persebaran angin di Indonesia(Sumber : http://www.bmkg.go.id)
Berdasarkan tabel diatas, kecepatan angin dalam skala kecil terdapat di
bagian Jawa, NTB, NTT, Maluku, dan Pantai Barat Sumatera. Untuk skala
menengah terdapat di Indonesia bagian NTB, NTT, Sulsel, Sultra, Sulut, dan Jawa
Timur. Sedangkan skala besar pada bagian Sulsel, NTB dan NTT, serta Pantai
Selatan Jawa. Dengan demikian potensi angin yang dimiliki Indonesia masih
sangat sedikit, tidak tersebar disemua daerah di Indonesia.
Tabel Status Potensi Energi Angin Indonesia (50 meter)(Sumber : http//: Klaster_energi_angin_EBTKE_MEAI2010.pdf)
14
Berikut ini pembagian potensi angin dibeberapa daerah di Indonesia
berdasarkan kecepatan angin di daerah tersebut. Daerah kurang potensial yaitu
daerah dengan kecepatan angin kurang dari 3 m/s terdapat pada 55 daerah pada
beberapa provinsi dan pulau seperti Maluku, Papua, Sumba, Mentawai dan
sebagainya. Daerah dengan potensi angin yang kecil dimana hanya memiliki
kecepatan angin dengan kisaran 3-4 m/s dan daya yang dihasilkan pun kecil yaitu
kurang dari 75 W/m2 terdapat pada 29 lokasi di Indonesia yang ada pada wilayah
seperti Jateng, Maluku, DIY, Lampung dsb. Daerah dengan potensi angin skala
menengah dengan kecepatan antara 4-5 m/s terdapat pada 34 lokasi yang tersebar
di wilayah indonesia seperti Jateng, DIY, Jatim, Bali dsb. Adapun daerah dengan
potensi energi angin yang cukup besar yang dapat menghasilkan daya spesifik
sebesar lebih dari 150 W/m2 dan kecepatan angin lebih dari 5 m/s terutama pada
pulau jawa seperti Banten, DKI, Jateng, DIY dsb.
15
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu antara udara panas
dan udara dingin. 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. Peningkatan penggunaan energi
terbarukan bisa mengurangi pembakaran bahan bakar fosil (batubara, minyak
bumi, dan gas alam), menghilangkan polusi udara yang terkait dan emisi karbon
dioksida.
Energi angin telah dimanfaatkan pembangkit tenaga listrik, dimana energi
angin merupakan energi yang bersih dan terbarukan. Hal ini menyebabkan
prospek pemanfaatan energi angin menjadi baik. Namun perkembangannya di
Indonesia belum terlalu maju, hal ini dikarenakan kurangnya data perhatian
pemerintah terhadap pengembangan energi alterative ini.
4.2. Saran
Hendaknya pemerintah lebih memperhatikan pemanfaatan energi
terbarukan seperti energi angin ini yang memiliki sistem pengolahan yang
sederhana, dan kepada para pembaca semoga makalah ini bermanfaat untuk
menambah wawasan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun demi perbaikan penulisan makalah ini dimasa yang akan datang.
15
16
DAFTAR PUSTAKA
______(http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--wind-turbine--
wind-mill/892--rata-rata-kecepatan-angin-di-indonesia.html. diakses tanggal 12
Maret 2013)
Wikipedia, 2010.( http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_angin. diakses tanggal 12
Maret 2013)
______(http://www.howstuffworks.com/environment...ience/wind-power.htm
. diakses tanggal 13 Maret 2013 )
Penggunaan-energi-alternatif,2011.(http://majalahenergi.com/forum/energi-baru-
dan-terbarukan/energi-angin/penggunaan-energi-alternatif-tenaga-angin.diakses
tanggal 13 Maret 2013)
______(http://www.howstuffworks.com/environment...ience/wind-power.htm
. diakses tanggal 13 Maret 2013)
______(http://netsains.com/2010/03/solusi-energ...epan-energi-angin-1/
digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&...gdl-mulyatinim-29237. Diakses tanggal
13 Maret 2013)
______(http://www.indoenergi.com/2012/07/jenis-jenis-turbin-angin.htm- diakses
tanggal 13 mei 2013)
Energi angin.pdf
16
17
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan YME karena berkat rahmat-Nya penulis
dapat menyelesaikan pembuatan makalah Energi Konvensional dan Non-
Konvensional mengenai “Energi Angin”.
Makalah ini disusun atas kerja sama dengan rekan satu kelompok agar
hasil makalah dan presentasi nantinya mendapatkan hasil yang baik. Makalah ini
disusun atas beberapa bagian, yaitu pengertian energi angin, cara kerja
pembangkit listrik tenaga angin, jenis turbin pembangkit listrik tenaga angin,
pemanfaatan energi angin, dan potensi angin di Indonesia.
Masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan makalah ini. Oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun demi perbaikan penulisan makalah ini dimasa yang akan datang. Dan
akhirnya, semoga makalah ini bermanfaat baik kita semua. Amin
Palembang, Maret 2013
Penulis
Mulyati
Zurriyati
ii
18
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.................................................................................. ..... i
KATA PENGANTAR..................................................................................... ii
DAFTAR ISI.................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang..................................................................................... 11.2 Perumusan Masalah............................................................................. 21.3 Tujuan dan Manfaat............................................................................. 2
1.3.1 Tujuan....................................................................................... 21.3.2 Manfaat.................................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN............................................................................ ..... 3
2.1 Pengertian Energi Angin.................................................................... 32.2 Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin................................... 42.3 Pemanfaatan Energi Angin................................................................. 52.4 Jenis Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Angin................................ 82.5 Keuntungan Penggunaan Energi Angin............................................ 112.6 Kerugian Penggunaan Energi Angin................................................. 11
BAB III POTENSI ANGIN DI INDONESIA............................................ 12
3.1 Perkembangan Energi Angin di Indonesia........................................ 12
BAB IV PENUTUP........................................................................................ 15
4.1Kesimpulan........................................................................................ 154.2 Saran.................................................................................................. 15
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................... 16
Iii
19
MAKALAH ENERGI NON-KONVENSIONAL
ENERGI ANGIN
D
I
S
U
S
U
N
Oleh :
Kelompok 4
Mulyati 061140411506
Zurriyati 061140411515
Kelas : 4 EG A
Dosen Pembimbing : Ir. Erlinawati, M.T
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG 2012 / 2013