Energi merupakan bagian
penting dalam kehidupan masyarakat karena hampir semua aktivitas manusia
selalu membutuhkan energi. Misalnya untuk penerangan, proses industri
atau untuk menggerakkan peralatan rumah tangga diperlukan energi
listrik, untuk menggerakkan kendaraan baik roda dua maupun empat
diperlukan bensin, serta masih banyak peralatan di sekitar kehidupan
manusia yang memerlukan energi.
- Menipisnya cadangan minyak bumi.
- Kenaikan / ketidakstabilan harga akibat laju permintaan yang lebih besar dari produksi minyak.
- Polusi gas rumah kaca (terutama CO2) akibat pembakaran bahan bakar fosil.
Kadar CO2 saat ini disebut
sebagai yang tertinggi selama 125 tahun belakangan, efek buruk CO2
terhadap pemanasan global telah disepakati hampir oleh semua kalangan.
Hal ini menimbulkan ancaman serius bagi kehidupan makhluk hidup di muka
bumi. Oleh karena itu, pengembangan dan implementasi bahan bakar
terbarukan yang ramah lingkungan perlu mendapatkan perhatian serius dari
berbagai negara. Pemerintah sebenarnya telah menyiapkan berbagai
peraturan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil
(misalnya: Kebijakan Umum Bidang Energi (KUBE) tahun 1980 dan Keputusan
Menteri Pertambangan dan Energi No. 996.K / 43 / MPE / 1999 tentang
prioritasi penggunaan bahan bakar terbarukan untuk produksi listrik yang
hendak dibeli PLN). Namun sayang sekali, pada tataran implementasi
belum terlihat adanya usaha serius dan sistematik untuk menerapkan
energi terbarukan guna substitusi bahan bakar fosil. (Yuli Setyo : 2005)
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.
Pemanfaatan energi angin sebenarnya
bukan barang baru bagi umat manusia. Semenjak 2000 tahun lalu teknologi
pemanfaatan sumber daya angin dan air sudah dikenal manusia dalam bentuk
kincir angin (wind mills). Selain ramah lingkungan, sumber energi ini
juga selalu tersedia setiap waktu dan memiliki masa depan bisnis yang
menguntungkan. Kini sebagian besar negara maju di Eropa dan Amerika
Serikat telah memanfaatkan sumber energi ini. Pada masa awal
perkembangannya, teknologi energi angin lebih banyak dimanfaatkan
sebagai sulih tenaga manusia dalam bidang pertanian dan manufaktur, maka
kini dengan teknologi dan bahan yang baru, manusia membuat turbin angin
untuk membangkitkan energi listrik yang bersih, baik untuk penerangan,
sumber panas atau tenaga pembangkit untuk alat-alat rumah tangga.
Menurut data dari American Wind Energy Association (AWEA), hingga saat
ini telah ada sekitar 20.000 turbin angin diseluruh dunia yang
dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Kebanyakan turbin semacam itu
dioperasikan di lahan khusus yang disebut “ladang angin” (wind farm).
Di negara-negara Eropa, pemanfaatan
sumber energi yang dapat diperbaharui diperkirakan bakal mencapai 8%
dari permintaan energi di tahun 2005. Energi angin menjadi salah satu
alternatif yang banyak dipilih dan sekaligus berfungsi mengurangi emisi
gas karbondioksida (CO2) yang dihasilkan oleh perangkat sumber energi
sebelumnya. Tujuh tahun belakangan ini, kapasitas energi angin terpasang
di Eropa melonjak hingga 40% per tahun dan saat ini kapasitas tersebut
dapat memenuhi kebutuhan listrik lebih dari 5 juta kepala keluarga.
Industri energi tenaga angin diperkirakan bakal memiliki kapasitas
40.000 MW (mega Watt) yang dapat mencukupi kebutuhan listrik untuk 50
juta kepala keluarga pada tahun 2010. Energi angin adalah energi yang
relatif bersih dan ramah lingkungan karena tidak menghasilkan karbon
dioksida (CO2) atau gas-gas lain yang berperan dalam pemanasan global,
sulphur dioksida dan nitrogen oksida (jenis gas yang menyebabkan hujan
asam). Energi ini pun tidak menghasilkan limbah yang berbahaya bagi
lingkungan ataupun manusia. Meski demikian, harap diingat bahwa sekecil
apapun semua bentuk produksi energi selalu memiliki akibat bagi
lingkungan. Hanya saja efek turbin angin sangat rendah, bersifat lokal
dan mudah dikelola. Di samping itu turbin atau kincir angin memiliki
pesona tersendiri dan menjadi atraksi wisata yang menarik, seperti
misalnya saja kincir-kincir angin di negeri Belanda. (Nanang Okta : 2006).
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.
Syarat - syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
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. Diharapkan pada tahun 2010
total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai
170 GigaWatt.
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.
Dalam Majalah PII Engineer Monthly edisi
Agustus 2008, antara lain dibahas alasan perlunya dibangun PLTN di
Indonesia, selain daripada itu dibahas selintas mengenai Tenaga Listrik
Tenaga Angin (PTLTA). Makalah ini membahas secara singkat mekanisme
peralatan Tenaga Listrik Tenaga Angin (PTLTA), berukuran kecil yang
mungkin dapat dikembangkan di daerah-daerah pedesaan atau pulau-pulau
terpencil di Indonesia yang mempunyai potensi angin yang cukup (cukup
kencang dan bertiup sepanjang tahun).
Tenaga angin telah lama dimanfaatkan di
tanah air kita sejak ratusan mungkin ribuan tahun yang lalu, khususnya
untuk menggerakkan kapal layar sampai sekarang, dan yang banyak kita
lihat sekarang digunakan dalam tambak-tambak ikan di tepi pantai untuk
menggerakkan baling-baling (atau turbin angin) untuk menjalankan
memompaan air. Namun baiklah kalau kita di Indonesia mulai mempopulerkan
PTLTA, khususnya ukuran kecil. PTLTA ukuran kecil adalah istilah yang
biasanya diberikan kepada unit 50 KW atau lebih kecil. Tempat-tempat
terpencil yang biasanya menggunakan diesel-generator dapat
menggantikannya atau menambahkannya dengan PTLTA ukuran kecil ini. Salah
satu contoh PTLTA ukuran kecil terlihat di gambar #1 sbb:
Gambar #1
Komponen PTLTA
Komponen-komponen PTLTA dari ukuran besar, pada umumnya dapat terlihat
dalam gambar #2, sbb; sedangkan untuk ukuran kecil biasanya tidak semua
komponen ada seperti yang terklihat dalam gambar #2
Anemometer: Mengukur kecepatan angin, dan mengirim data angin ini ke Alat Pengontrol.
Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Angin yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
Gambar#2
Brake (Rem): Suatu rem
cakram yang dapat digerakkan secara mekanis, dengan tenaga listrik atau
hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat.
Controller (Alat Pengontrol): Alat
Pengontrol ini menstart turbin pada kecepatan angin kira-kira 12-25
km/jam, dan mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidak
beroperasi di atas 90 km/jam, karena angina terlalu kencang dapat
merusakkannya.
Gear box (Roda Gigi): Roda
gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi kira-kira 1000-1800 rpm
yaitu putaran yang biasanya disyaratkan untuk memutar generator listrik.
Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus bolak-balik.
High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi): Menggerakkan generator.
Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60 rpm.
Nacelle (Rumah Mesin): Rumah
mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi gear-box, poros
putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat
pengereman.
Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah
kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur kecepatan rotor yang
dikehendaki, tergantung angin terlalu rendah atau terlalu kencang.
Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.
Tower (Menera): Menara
bisa dibuat dari pipa baja, beton, rangka besi. Karena kencangnya angin
bertambah dengan ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga
yang didapat.
Wind direction (Arah Angin): Gambar #2 adalah turbin yang menghadap angin, desain turbin lain ada yang mendapat hembusan angin dari belakang.
Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.
Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak
arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap
angina. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angina dari belakang
tak memerlukan alat ini.
Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan penggerak arah.
Data kekuatan angin Untuk
keperluan perencanaan pemasangan PTLTA skala besar atau menengah,
sebaiknya data kekuatan angin di suatu daerah perlu diperoleh, agar
dapat mendesain ukuran PTLTA yang tepat dan ekonomis. Salah satu contoh
data yang diambil di suatu tempat (Lee Ranch, Colorado) di Amerika
Serikat pada tahun 2002 adalah sebagai berikut:
Demikianlah secara sangat singkat
tulisan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Tulisan ini
dimaksudkan hanya untuk menggugah gagasan para pembaca untuk dapat
mengembangkan pembuatan PTLTA skala kecil di Indonesia, baik dengan cara
membuat sendiri atau mungkin membeli dari beberapa pembuat turbin angin
yang ada di dunia, untuk dipasang di daerah-daerah, di mana potensi
angin memang mencukupi.
Tenaga Angin pada tahun 2020
Selama beberapa tahun terakhir
pemasangan kapasitas angin meningkat melebihi 30%. Hal tersebut membuat
target untuk menjadikan tenaga angin mampu memenuhi kebutuhan energi
dunia hingga 12 persen pada tahun 2020 menjadi realistis. Di saat
bersamaan hal tersebut juga akan membuka kesempatan terbukanya lapangan
pekerjaan hingga dua juta dan mengurangi emisi CO2 hingga 10.700 juta
ton.
Berkah terus meningkatnya ukuran dan
kapasitas rata-rata turbin, pada tahun 2020 biaya pembangkit listrik
tenaga angin pada wilayah yang menunjang akan turun hingga 2.45 sen per
KWh- lebih murah 36 persen dari biaya pada tahun 2003 yang mencapai 3.79
euro/KWh. Sambungan kabel listrik tidak termasuk dalam biaya ini.
Tenaga angin setelah tahun 2020
Sumber angin dunia sangat besar dan
menyebar dengan baik di semua kawasan dan negara. Menggunakan teknologi
saat ini, tenaga angin diperkirakan dapat menyediakan 53.000 Terawat/jam
setiap tahunnya. Yang berarti dua kali lebih besar dari proyeksi
permintaan energi pada tahun 2020-meninggalkan tempat yang penting untuk
tumbuhnya industri bahkan dalam 1 dekade kedepan. Amerika Serikat
sendiri mempunyai potensi angin yang cukup untuk menyediakan pasokan
kebutuhan energinya bahkan tiga kali lebih besar daripada kebutuhannya.
Variable Angin
Variable angin menimbulkan masalah
manajemen sistem jaringan listrik lebih sedikit daripada yang diharapkan
oleh pihak-pihak yang skeptis. Ketidakstabilan permintaan energi dan
kebutuhan untuk melindungi gagalnya pembangkit listrik konvensional
memenuhi kebutuhan tersebut, sesungguhnya membutuhkan sistem jaringan
listrik yang lebih fleksibel daripada tenaga angin, dan pengalaman dunia
nyata telah menunjukan bahwa sistem pembangkit listrik nasional mampu
menjalankan tugas tersebut. Pada malam berangin, sebagai contoh, turbin
angin 50% pembangkit listrik di bagian barat Denmark, tapi kekuatannya
telah terbukti dapat diatur.
Penciptaan jaringan listrik yang super
mengurangi masalah ketidakstabilan angin. Caranya dengan membiarkan
perubahan pada kecepatan di wilayah-wilayah berbeda untuk diseimbangkan
satu sama lain.
Bergerak ke depan
Perkembangan tenaga angin berkembang
dengan pesat saat ini, namun demikian masa depan tenaga ini belum
terjamin. Saat ini tenaga angin telah dimanfaatkan oleh sekitar 50
negara di dunia. Namun sejauh ini kemajuan itu disebabkan oleh usaha
segelintir pihak, yang dipimpin oleh Jerman, Spanyol dan Denmark.
Negara-negara lain perlu untuk memperbaiki industri tenaga angin secara
dramastis jika target global ingin dicapai. Oleh karena itu prediksi
untuk menjadikan tenaga angin dapat memasok energi dunia sebesar 12
persen pada tahun 2020 sebaiknya tidak dilihat sebagai hal yang pasti,
tapi sebagai tujuan—satu kemungkinan masa depan yang kita bisa pilih
jika kita mau.
Dampak lingkungan Pembangkit listrik tenaga angin
(Firman Sasongko, 1 Maret 2009)
Keuntungan utama dari penggunaan
pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya adalah disebabkan
karena sifatnya yang terbarukan. 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.
Penetapan sumber daya angin dan
persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling
lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu
hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan
studi dampak lingkungan yang luas.
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 seperseratusnya 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 batubara ataupun gas. Namun begitu,
pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan,
terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi
angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak visual ,
derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan.
Dampak visual biasanya merupakan hal
yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit
listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin
untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat
digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri
bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan
barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat
mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat
pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan
mengenai tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit
listrik tenaga angin dapat terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi untuk
turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya matahari yang
masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya
matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk
setempat.
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 mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi
mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah
pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin
dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu
penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk
perkomunikasian.
Penentuan ketinggian dari turbin angin
dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin.
Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain
sudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk.
Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu
kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa
ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik
tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan
energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah
atmosfir.
0 comments