PLTB

(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU / ANGIN)

Pengertian

Pembangkit lostrik tenaga angin/bayu ini dalam bahasa inggris pembangkit jenis ini dikenal dengan sebutan WIND POWER. Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Sistem pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam.

Cara Kerja

            Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas. Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator inilah yang akan menghasilkan energi listrik.

Komponen

1      Bilah Kipas 

Kebanyakan kincir angin mempunyai 3 atau 6 bilah kipas ( blades ). Bilah kipas berfungsi untuk menangkap angin dan merubahnya menjadi putaran yang akan diteruskan ke generator.

2      Rotor

Rotor terdiri dari bilah kipas dan penghubung poros.

3      Sudut Bilah Kipas 

Sudut bilah kipas (pitch) adalah sudut pengaturan pada bilah-bilah kipas yang diperlukan untuk mengatur kecepatan putar rotor. 

4      Rem cakram

Rem cakram merupakan rem yang cakramnya dijepit secara mekanis, listrik atau hidrolik untuk mengurangi kecepatan atau menghentikan rotor. Rem digunakan untuk menjaga putaran agar putaran tidak terlalu besar pada saat terdapat angin yang besar. Putaran yang terlalu besar dapat menyebabkan kerusakan pada generator seperti rotor breakdown, penghantar putus karena arus yang besar yang menimbulkan panas berlebih.

.      Poros Putaran Rendah 

Poros putaran rendah adalah poros yang menghubungkan rotor dengan gearbox. 

6      Gear Box

Gear box merupakan komponen untuk pengaturan kecepatan putar turbin. Biasanya gear box turbin angin menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi 1000-1800 rpm untuk memutar generator listrik. Gear box PLTB biasanya menggunakan gear box jenis planetary. Gear box planetary adalah gear box yang mempunyai roda gigi besar dikelilingi roda-roda gigi kecil.

7      Pengontrol putaran

Pengontrol putaran adalah alat untuk mengontrol putaran poros turbin yang dihubungkan dengan rem cakram secara mekanis, listrik atau hidrolik. Pengontrol ini akan meneruskan putaran yang disebabkan kecepatan angin sekitar 12-25 km/jam, dan menghentikan total poros bila kecepatan angin mencapai 90 km/jam. Kecepatan angin di atas 90 km/jam dapat merusak turbin.

8      Anemometer

Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan angin. Sinyal elektronik yang merepresentasikan kecepatan angin dari anemometer diteruskan ke electronic controller yang kemudian mengatur rem dan mengatur sudut bilah-bilah kipas. Kincir angin akan mulai berputar pada kecepatan angin 5 m/s dan akan dihentikan secara otomatis pada kecepatan angin 25 m/s. Ini dilakukan untuk melindungi turbin dan lingkungan sekitar. 

9      Tebeng Angin

Tebeng Angin (wind vane) berfungsi untuk mengikuti arah angin. Bila turbin angin ringan dan kecil, tebeng angin cukup untuk mengarahkan turbin angin sesuai arah angin. Bila turbin angin berat dan besar perlu penggerak arah (yaw drive) yang memutar turbin angin sesuai arah angin.

1  Rumah Mesin

Rumah mesin (nacelle) merupakan badan pembungkus untuk melindungi komponen-komponen PLTB seperti gearbox dan generator listrik. Di depan nacelle terdapat kincir angin.

1  Poros Putaran Tinggi 

           Poros Putaran Tinggi ( High Speed Shaft ) adalah poros yang memutar generator dengan kecepatan sekitar 1500 rpm untuk kemudian membangkitkan listrik. Komponen ini diperlengkapi dengan rem cakram mekanis (mechanical disk brake) yang digunakan untuk mengatasi kegagalan pengereman aerodinamis atau pada saat turbin sedang diperbaiki.

1  Penggerak Arah 

              Penggerak arah ( yaw drive ) memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap angin. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angin dari belakang tak memerlukan alat ini.

1  Motor Penggerak Arah 

Motor penggerak arah (Yaw Motor) merupakan motor listrik yang berfungsi untuk menggerakkan penggerak arah.

1  Menara

Menara berfungsi menyangga turbin angin. Pada kincir angin modern, tinggi tower biasanyamencapai 40 – 60 meter. Menara dapat dibedakan menjadi bentuk tubular dan bentuk lattice. Keuntungan dari bentuk tubular yaitu aman, sedangkan lattice mempunyai biaya yang murah.

·         Struktur Mono (Monostructure atau Tubular)

·         Struktur Guyed

·         Struktur Lattice

 .  Generator

Generator adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisiknya 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. Secara umum generator dibagi 2 yaitu : 

·         Generator Arus Searah

·         Generator Arus Bolak-balik

1  Rectifier

Arus listrik yang dihasilkan generator turbin angin berupa arus bolak-balik. Agar daya dapat disimpan dalam baterai maka arus bolak-balik ini harus disearahkan menggunakan rectifier. Pada PLTB skala kecil, biasanya rectifier ini menyatu dengan generator dalam rumah mesin (nacelle). Sedangkan untuk PLTB skala besar (>1 kW) biasanya menggunakan rectifier yang terpisah.

1  Baterai

Baterai merupakan komponen yang dibutuhkan untuk memaksimalkan fungsi kerja PLTB. Arus listrik dari generator arus searah masuk ke baterai untuk disimpan. Jika arus listrik yang dihasilkan generator terlalu kecil, maka semua arus listrik yang keluar dari generator akan disimpan di baterai. Jika arus listriknya terlalu besar, maka arus listrik akan disalurkan menuju jala-jala listrik setelah sebagian disimpan pada baterai. 

1  Inverter

Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah menjadi arus listrik bolak balik. Kebanyakan beban listrik didesain untuk suplai beban arus listrik bolak-balik, sehingga daya keluaran dari PLTB harus diubah dahulu menjadi listrik arus bolak-balik oleh inverter ini. Inverter dibedakan berdasarkan kapasitas continue maksimumnya dalam W, dalam pemilihan inverter harus dipertimbangkan juga efisiensinya.

Kelebihan

—  Energi  Terbarukan : Tenaga Angin merupakan sumber energi terbarukan sehingga tidak akan terjadi krisis kelangkaan seperti energi fosil.

—  Ramah Lingkungan tidak menghasilkan limbah yang akan membahayakan lingkungan dalam jangka panjang.

—  Sumber Energi Gratis dengan mengesampingkan biaya produksi, sumber energi alternatif tidak perlu dibeli.

—  Pasokan Melimpah

Kekurangan

—  Biaya instalasi awal untuk pembangkit listrik jenis ini relatif tinggi.

—  Kurang dapat Diandalkan

—  Sumber energi angin sangat tergantung pada faktor-faktor alami.

—  Belum Efisien

—  Hingga saat ini, pembangkit dari sumber energi angin belum bisa beroperasi seefisien sumber energi konvensional.

—  Teknologi yang tersedia saat ini belum cukup mampu menggantikan energi konvensional dengan energi angin