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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar