Pengetahuan Dasar Mengenai Turbin Angin

Turbin angin merupakan elemen utama dari sebuah ladang angin (wind farm), dan digunakan untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik dan kemudian menjadi listrik. Dalam konteks produksi listrik, turbin angin ini juga dikenal sebagai generator angin. Sebuah turbin angin terdiri dari rotor, baling-baling yang melekat pada rotor, generator dan struktur menara.

Rotor adalah elemen dari turbin angin yang mengumpulkan energi dari angin. Baling-baling dari turbin angin melekat pada pusat rotor. Baling-baling ini diputar oleh aliran angin dengan menggunaan desain aerodinamis yang rumit. Tingkat putaran baling-baling tergantung pada kecepatan angin dan bentuk baling-balinganya.

Untuk menghasilkan listrik diperlukan generator, yang mengubah energi kinetik menjadi listrik. Dalam turbin angin komersial terdapat gearbox yang ditempatkan di antara rotor dan generator, untuk mengubah kecepatan putaran rendah baling-baling ke rotasi kecepatan tinggi yang diperlukan untuk memproduksi listrik. Kecepatan rotasi turbin angin biasanya antara 40-400 rpm (rotasi per menit) sedangkan untuk menghasilkan listrik kita membutuhkan 1200-1800 rpm.

Turbin angin dipasang di atas struktur menara tinggi (biasanya di atas 80 meter) untuk dapat beroperasi pada ketinggian yang diperlukan. Turbin angin memanfaatkan aliran angin pada ketinggian yang lebih tinggi karena kecepatannya yang lebih tinggi dan lebih konstan (karena pengaruh penurunan drag).

Listrik dihasilkan ketika baling-baling pada turbin angin diputar oleh aliran angin, yang membuat rotor berputar. Rotor mentransfer kekuatan ke generator (melalui gearbox) yang pada gilirannya mentransmisikan daya yang telah dikonversi ke sebuah transformator dan akhirnya ke jaringan grid. Sebuah turbin angin komersial dapat menghasilkan daya listrik berkisar antara 1,5-7 MW, tergantung pada ukuran, desain, dan aliran angin di lokasinya dipasang.

Ada dua desain utama turbin angin, turbin angin sumbu horizontal dan turbin angin sumbu vertikal. Sebuah turbin angin sumbu horizontal berputar di sumbu horizontal turbin angin tersebut. Baling-baling turbin angin modern dikendalikan oleh motor yang terkontrol secata komputerisasi dan dioptimalkan sehingga mereka selalu menghadap ke arah yang terbaik untuk "menangkap" angin, sehingga dapat mempertahankan kinerja tinggi untuk waktu yang cukup lama.
Turbin angin sumbu horizontal merupakan turbin angin tipe lama dan yang paling umum digunakan saat ini pada ladang angin komersial.

Di sisi lain, turbin sumbu vertikal berputar pada sumbu vertikal (omni-directional) yang berarti mereka tidak perlu menghadap ke arah arah angin untuk berputar. Turbin angin sumbu vertikal tidak memerlukan kecepatan angin yang tinggi dan teratur untuk beroperasi seperti pada sumbu horizontal, sehingga turbin angin jenis ini dapat diletakkan pada ketinggian yang lebih rendah. Ini merupakan keuntungan turbin omni-directional, kemampuan yang mereka miliki membuatnya lebih cocok untuk daerah perkotaan dan di atas atap.

Turbin angin dapat didirikan baik di darat (dikenal sebagai turbin angin darat) atau di laut (turbin angin lepas pantai). Turbin angin darat biasanya lebih murah karena mereka lebih mudah untuk diinstal. Turbin angin lepas pantai lebih mahal, tetapi mereka memperoleh keuntungan dari hembusan angin yang lebih konstan dan lebih banyak yang ditemukan di laut, memungkinkan untuk dipasang dengan kapasitas yang lebih besar.

Untuk produksi skala besar, turbin angin listrik diinstal dalam bentuk ladang angin. Ladang angin yang besar luasnya dapat mencapai beberapa mil persegi dan terdiri dari beberapa ratus turbin angin. Ladang angin yang terletak di darat disebut ladang angin darat dan ladang angin yang diletakkan di laut disebut ladang angin lepas pantai. Lokasi turbin angin yang terbaik adalah yang memiliki hembusan konstan, kecepatan angin yang non-turbulen minimal 10m/h (16km/h), dan terletak di dekat sebuah sistem transmisi.

Sebelum membangun ladang angin, angin di lokasi tersebut dipantau dan diukur setidaknya selama satu tahun. Pengukuran dilakukan pada tempat dan ketinggian yang berbeda. Data yang dikumpulkan akan menentukan desain, ketinggian, lokasi turbin angin di ladang angin, dan jarak antar turbin angin. Sebuah gardu juga diperlukan di lokasi tersebut, tempat semua listrik yang dihasilkan dari turbin angin individu (tegangan menengah) dikumpulkan dan ditransmisikan dalam sistem transmisi lokal (ditransformasikan ke tegangan tinggi).

Pada instalasi ladang angin di darat, tanah di antara turbin angin dapat digunakan untuk tujuan pertanian.


IndoEnergi Home