 |
| Prinsip kerja pembangkit listrik tenaga angin |
Suatu pembangkit listrik dari energi angin merupakan hasil dari penggabungan
dari bebrapa turbin angin sehingga akhirnya dapat menghasilkan listrik.
Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi
angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan
kipas angin (bukan menggunakan listrik untuk menghasilkan listrik, namun
menggunakan angin untuk menghasilkan listrik). Kemudian angin akan
memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator
di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah energi gerak
menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros
pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah
itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah
kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator
mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang
akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan
arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini
disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh
masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini
berupa AC (alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang
lebih sinusoidal. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam
baterai sebelum dapat dimanfaatkan.
Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
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.
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.
Ladang angin lepas pantai memiliki masalah
tersendiri yang dapat mengganggu pelaut dan kapal-kapal yang berlayar.
Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu
permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan konstruksi di lepas
pantai adalah terganggunya kehidupan bawah laut. Efek negatifnya dapat
terjadi seperti di Irlandia, dimana terjadinya polusi yang bertanggung
jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan turbin angin.
Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladang pembangkit listrik tenaga
angin lepas pantai menambah 80 – 110 dB kepada noise frekuensi rendah
yang dapat mengganggu komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi
predator laut. Namun begitu, ladang angin lepas pantai diharapkan dapat
menjadi tempat pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena memancing
dan berlayar di daerah sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan
dapat terjaga akibat adanya pemancingan berlebih di laut.
Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang.
Perkembangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Indonesia dan Dunia
Pada saat ini, sistem pembangkit listrik tenaga angin mendapat perhatian yang cukup besar sebagai sumber energi alernatif yang bersih, aman, serta ramah lingkungan serta kelebihan-kelebihan lain yang telah disebutkan sebelumnya di atas. Turbin angin skala kecil mempunyai peranan penting terutama bagi daerah-daerah yang belum terjangkau oleh jaringan listrik .Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbaru yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energi Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93,85 GW dan 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 global mencapai 170 GigaWatt.
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.
Namun, pada akhir tahun 2007 telah dibangun kincir angin pembangkit dengan kapasitas kurang dari 800 watt 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. Kemudian, di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) mulai dibangun. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.
