Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTAn)

Pendahuluan
Dampak lingkungan yang terjadi akibat pembangkit listrik yang tidak ramah lingkungan semakin banyak contohnya adalah pembangkit listrik dengan menggunakan bahan bakar fosil (batu bara dan solar) yang menghasilkan SO2, NO, dan CO2. Dimana gas-gas tersebut dapat menyebabkan global warming atau pemanasan global yang terjadi di bumi. Untuk itu, para peneliti mencari solusi terbaik untuk bahan bakar pembangkit listrik yang ramah lingkungan dan dapat mengurangi pemanasan global atau global warming. Salah satu solusi alternatif pembangkit listrik adalah menggunakan energi angin atau yang lebih dikenal dengan pembangkit listrik tenaga angin (PLTAn). Selain karena ramah lingkungan, energi angin ini juga merupakan sumber daya alam (SDA) yang terbaharui.

Menurut budiastra, Kebutuhan akan energi listrik di setiap daerah yang berada di Negara Indonesia semakin meningkat dari tahun ke tahun. Contohnya adalah pada tahun 2007 kebutuhan listrik di Bali mencapai 6.452 MW perhari. Kapasitas pembangkit listrik yang ada di Bali adalah sekitar 350 MW atau 65% dan 200 MW dipasok dari pulau jawa. Secara keseluruhan pembangkit listrik yang ada di bali menggunakan bahan bakar dari fosil seperti batu bara dan solar. Penggunaan bahan bakar dari fosil ini menimbulkan masalah baru bagi lingkungan dan sumber daya alam (SDA) yang ada. Disamping itu, mahalnya harga minyak di dunia dan semakin tipisnya sumber daya alam semakin membuat masyarakat miris dan ketakutan. Untuk mengatasi hal ini pemerintah telah mencanangkan untuk mencari energi alternatif untuk mengganti bahan bakar fosil dengan energi alternatif yang terbarukan. Dan salah satu energi alternatif tersebut adalah energi angin atau energi bayu.
Angin adalah bentukan energi surya yang terjadi kerika matahari memanaskan udara yang kemudian
menyebabkan udaranya naik dan membentuk suatu vacuum, kemudian vacuum turun ke udara yang lebih dingin membentuk angin. Angin juga terjadi karena pemanasan bumi yang tidak sama oleh matahari. Para ahli mengestimasikan bahwa 2% energi sinar matahari yang diterima bumi dikonversi menjadi energi kinetic angin (leahly, 1997).

Tenaga Angin

Tenaga angin dapat dikatakan sebagai “sumber energi baru”. Pengertian baru disini bukanlah menyatakan bahwa energi angin baru saja dikenal. Baru disini menjelaskan pemanfaatannya. Di banyak negara ternasuk di Indonesia, pemanfaatan angin sebagai energi (EA) belum begitu luas, malah mungkin belum nampak ada gejala ke arah itu. Tetapi seiring dengan semakin menipisnya
cadangan bahan bakar fosil, maka pemanfaatan energi angin ini mulai mendapat perhatian sebagai sumber energi terabarukan pengganti bahan bakar fosil.

Energi angin ini merupakan energi yang sangat potensial.karena ;

• Energi angin dapat dimanfaatkan sebagai pengganti bahan bakar fosil
• Ketersediaannya di alam cukup banyak.
• Dapat diperoleh secara gratis di alam.
• Dalam pemanfaatannya secara langsung, tidak menimbulkan pencemaran udara. Atau dengan kata lain pemanfaatannya ramah lingkungan.

Perkembangan Teknologi Turbin Angin

Turbin angin pertama sebagai pembangkit listrik adalah berupa sebuah kincir angin tradisional yang dibuat oleh Poul la Cour di Denmark lebih dari 100 tahun yang lalu. Berikutnya baru di awal abad ke-20, mulai ada mesin eksperimental untuk turbin angin ini. Pengembangan lebih serius baru dilakukan pada saat terjadi krisis minyak pada era 1970-an, dimana banyak pemerintah di seluruh dunia mulai menggelontorkan dana untuk riset dan pengembangan sumber energi alternatif. Di awal 80-an, terlihat pengembangan utama dilakukan di California dengan pembangunan ladang pembangkit listrik turbin angin dengan ratusan turbin kecil, sehingga sampai akhir dekade tsb sudah terbangun 15.000 turbin angin dengan kapasitas pembangkit total sebesar 1.500 MW di daerah itu (Ackermann & Ser, 2000). Namun seiring dengan makin stabilnya harga minyak dunia di era 80-an tsb yang diikuti dengan pemangkasan subsidi pemerintah untuk dana pengembangan turbin angin ini, maka banyak perusahan turbin angin mulai gulung tikar.

Namun hal ini tidak terjadi di Denmark, dimana pemerintah tetap mendukung secara kontinyu serta mengawal pengembangan teknologi turbin angin ini. Akibatnya teknologi dasar mereka tetap terpelihara dan tidak menghilang. Sehingga pada saat pasar energi angin kembali menguat di awal 90-an, banyak perusahaan yang bergerak dalam bidang ini mampu merespon dengan cepat, walhasil mereka cukup berhasil mendominasi pasar hingga saat ini. Dari sini dapat kita catat bahwa dasar keberuntungan dari energi terbarukan untuk saat ini adalah lebih berdasar pada kebutuhan yang solid untuk pengurangan perubahan iklim dan meningkatnya otonomi energi, bukan pada fluktuasi alami dari harga minyak dunia.

Dari sisi teknologi, berbagai konsep disain turbin angin telah banyak dikembangkan hingga saat ini. Sebuah disain turbin “standart” telah diawali khususnya di Denmark dan Jerman yang sudah terbukti dengan baik performansinya dan telah menyebar ke seluruh dunia sejak awal tahun 1980-an. Turbin ini terdiri dari sebuah rotor 3 daun dengan sebuah sumbu penghubung horizontal yang ditopang oleh semacam stuktur tower (Gambar 2). Untuk turbin angin lepas-pantai, beberapa aspek disain tambahan harus diperhatikan, misalnya proteksi terhadap lingkungan yang korosif, masalah pemasangan dan perbaikan turbin di lokasi operasi serta transportasi dan instalasi dari struktur penopangnya (Klose & Dalhoff, 2005).

Dimensi dari turbin angin telah mengalami pertumbuhan cukup signifikan selama kurun waktu 20 tahun belakangan. Salah satu faktor pembatasnya yang paling penting adalah terletak pada teknolgi produksi dari daun rotor besar yang terbuat dari bahan fiber-reinforced plastics (FRP). Di awal tahun 80-an, output rata-rata dari sebuah turbin angin baru mencapai 30~50 kW. Namun sampai tahun 2005 sudah meningkat pesat hingga mencapai 1.500~2.000 kW untuk diameter rotor rata-rata 80 meter, bahkan bisa mencapai 5.000 kW dengan diameter rotor rata-rata 115 meter.

Saat ini, angin sebagai sebuah sumber energi telah dan sedang tumbuh dengan laju pertumbuhan cukup tinggi, rata-rata per tahun mencapai 25%. Hal ini menjadikannya sebagai satu sumber energi dengan laju pertumbuhan tercepat di dunia sejak 1990. Lima pasar terbesar untuk energi angin saat ini adalah di negara Jerman, Spanyol, Amerika Serikat, Denmark dan India. Dengan ini pula, bahwasanya untuk saat ini, energi angin sudah memiliki daya saing ekonomis, ditambah lagi sifatnya yang tidak menimbulkan polusi, sangatlah menjanjikan sebagai sumber energi alternatif era milenium.

Mekanisme Turbin Angin

Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya. Turbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Jenis lain yang umum adalah jenis turbin dua bilah. Turbin angin bekerja sebagai kebalikan dari kipas angin. Bukannya menggunakan listrik untuk membuat angin, seperti pada kipas angin, turbin angin menggunakan angin untuk membuat listrik.

Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air. Berikut ini adalah jenis-jenis turbin angin:

a)      Turbin angin propeler adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling- baling pesawat terbang pada umumnya. Turbin angin ini harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling tinggi kecepatannya.

b)      Turbin angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin yang digolongkan dalam jenis turbin angin berporos tegak. Turbin angin ini pertama kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920. Keuntungan dari turbin angin jenis Darrieus adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin (tidak perlu mendeteksi arah angin yang paling tinggi kecepatannya) seperti pada turbin angin propeler.

Prinsip Kerja PLT Angin
            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:

                                                                                                           Gambar 3.1 Sketsa Kincir Angin

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.

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:

PLTAngin di Indonesia

Indonesia, negara kepulauan yang  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.

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.

Dampak Lingkungan Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTAn)
Menurut firman sasongko, Pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya yaitu dampak visual, derau suara, beberapa masalah ekologi dan keindahan.
Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius di kritik. Penggunaan angin sebagai pembangkit listrik memerlukan lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladanga ngin pada lahan yang masih bias digunakan untuk keperluan yang lain menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin juga dapat mengurangi lahan pertanian dan permukiman. Hal ini yang menyebabkan pembangkit tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga membuat pembangkit angin menjadi terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi juga dapat mempengaruhi cahaya yang masuk ke rumah-rumah penduduk.
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
Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun dampak ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan kematian burung-burung akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan aktivitas manusia lainnya yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi yang telah dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.

Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan
Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa:
 Penggunaan teknologi alternatif pembangkit listrik tenaga angin meminimalisir dampak lingkungan dan secara ekonomis cukup menguntungkan.

Saran
Mencermati pembangunan pembanngkit listrik tenaga angin, maka dapat disarankan yaitu dalam pembangunan tower pembangkit diupayakan ditata sehingga dapat memberikan manfaat untuk meningkatkan daya tarik wisata.


Daftar Pustaka
Agus SBugakiyaor nBoa.2tu0b0a0r.a . dPir oInsdpoekn ePsiean.g. gJuunranaanl TTeekknnoollooggii LBinergskiuhn ugnatnu.k B PPePmTb.angkit Lis­trik dengan Bahan
B.LimbPoSnLg PTaasmcapsaanrgja. n2a0 I0P2B. .. Pencema­ran Udara dan Kebisingan Sumber Ener­gi Diesel.. Buletin Kimia.
Dian.MU.2n0u0d6.. Studi Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Nusa Penida Jimbaran. Jurusan Teknik Elektro.
Djiteng Marsudi. 2002. Pembangkit Energi Listrik Erlangga.
Djoko Achyanto.1984. Mesin-Mesin Listrik. Erlangga
Firman Sasongko. 2009. Dampak Lingkung­an Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Konversi ITB. Bandung.
Glover J D, Sarma M.S. 2002. Power System Analysis and Design. Brooks/Cole. USA
Joel Weisman, Roy Eckart. 1988. Modern Power Plant Engineering. Prentice Hall of India.
Leahy, David. 1997..Wind Energy.. www. Webserv.uhl.ul. diakses 20 Pebruari 2009
L.L. Freris.1990. Wind Energy Conversion Systems. Prentice Hal.
National Wind Energy Centre .2005. .Wind Resources Information: How Does A Wind Turbine Work.. www.
Urel.gov. diakses 20 Pebruari 2009
Perusahaan Listrik Negara.1996. .Pola Pengendalian Lingkungan PLTD.. Saduran materi Kursus Kimia
PLTD. PT.PLN Sektor Minahasa. Menado
PLN DiPsLtrNib AusJi BBaallii S. e2l0a0ta9n. .Pemanfaatan Listrik Aman dan Bijak. Forum Dialog Konsumen Listrik. YLKI-
Rozen Wagner, Loanis Antoniou.2008. Influence of The Wind Speed Profile on Wind Turbine Performance
Measurements, Jhon Willey and Sons Ltd.
Sugata Pikatan.1999. Resume Konversi Energi Angin. Departemen MIPA Universitas Surabaya,
Surya Hardhiyana Putra.2009. .Pembangkit Listrik Tenaga Bayu.. http: //renewable energy
Indonesia.wordpress.com.diakses 2 Juni2009
Ultas Minoglu. 2008. Incorporation Of A New Wind Turbin Generating System Model Into Distribution
Systems load flow analysis. Jhon Willey and Sons Ltd.
Wind Energy.1981. .Renewable Source of Energy.. Volume III, ECDC-TCDC, United Nation.
http://splashurl.com/oktwkgn
http://splashurl.com/prbgtea

jangan lupa follow akun twitter admin dengan klik disini