Tenaga angin merupakan pengumpulan energi yang berguna dari angin. Pada 2005, kapasitas generator tenaga-angin adalah 58.982 MW, hasil tersebut kurang dari 1% penggunaan listrik dunia. Meskipun masih berupa sumber energi listrik minor di kebanyakan negara, penghasilan tenaga angin lebih dari empat kali lipat antara 1999 dan 2005.
Kebanyakan tenaga angin modern dihasilkan dalam bentuk listrik dengan mengubah rotasi dari pisau turbin menjadi arus listrik dengan menggunakan generator listrik. Pada kincir angin energi angin digunakan untuk memutar peralatan mekanik untuk melakukan kerja fisik, seperti menggiling gandum atau memompa air.
Tenaga angin digunakan dalam ladang angin skala besar untuk penghasilan listrik nasional dan juga dalam turbin individu kecil untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir.
Tenaga angin banyak jumlahnya, tidak terbatas, tersebar luas, bersih, dan mengurangi efek rumah kaca.
Di Indonesia, pembangkit listrik yang memanfaatkan tenaga angin disebut dengan pembangkit listrik tenaga bayu.
CARA KERJA
Suatu pembangkit listrik dari energi angin merupakan hasil dari penggabungan dari beberapa turbin angin sehingga akhirnya dapat menghasilkan listrik. Cara kerja dari pembangkit 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 terjadi karena perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus 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 sinusodial. Energi listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.
Daya (power) yang ada pada sistem PLTB ini terdiri dari beberapa macam yang dapat digolongkan menjadi berikut ini:
- Daya Angin (Pw)
- Daya Turbin Angin (PA)
- Daya Generator (PGen)
Daya Angin
Daya angin ) adalah besaran energi yang dapat di hasilkan oleh angin pada kecepatan tertentu yang menabrak sebuah kincir angin dengan luas bidang tertentu. Rumus daya angin ini dapat di tuliskan dengan:
Dengan:
ρa : kerapatan angin pada waktu tertentu (1,2 kg/)
v : kecepatan angin pada waktu tertentu. (m/s)
A: luas daerah sapuan angin (m2)
Luas daerah sapuan angin dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
A = π.r2
Dengan:
A : luas daerah sapuan angin (m2)
r : Jari-jari lingkaran turbin/ pajang turbin (m)
Daya Turbin Angin
Daya turbin angin (PA) adalah besaran energi mekanik yang dapat dibangkitkan oleh rotor turbin angin akibat mandapatkan daya dari hembusan angin. Daya turbin angin tidak sama dengan daya angin dikarenakan daya turbin angin terpengaruh oleh koefisien daya. Rumus daya angin ini dapat di tuliskan dengan:
Dengan:
Cp : Koefisien daya
Perancangan pembangkit listrik tenaga angin biasanya memiliki koefisien daya (CP) yang memiliki nilai dibawah kostanta betz law, dikarenakan adanya rugi-rugi seperti rugi tembaga, rugi besi, rugi bearing, dan lain-lain. Besarnya nilai CP ini memiliki nilai antara 0 – 0,6 dan juga tergantung pada jenis turbin yang akan digunakan.
Daya Generator
Daya generator (Pgen) adalah besaran daya elektrik yang dapat dibangkitkan oleh generator akibat berputarnya rotor generator yang di kopel dengan poros turbin. Besar daya generator ini tergantung dari efisiensi generator dan efisiensi yang ada pada transmisi mekanik (apabila menggunakan transmisi mekanik). Sehingga rumus daya yang dapat dibangkitkan oleh generator dapat di tuliskan sebagai berikut:
Dengan:
ηgearbox : Efisiensi gearbox / transmisi mekanik
ηgen : Efisiensi generator
Sumber :
Ketahuilah, Begini Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin