sistem pembangkit tenaga angin

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 1/20

11/02/2014

1

1

SISTEM PEMBANGKIT

TENAGA ANGIN

Oleh: I Nengah Diasta

1. Energi Angin

Semua energi terbaharui berasal dari Matahari.

2

a a ar memancar an energ . . .

MWh ke bumi per jamnya, atau sekitar 1,74 X 1017

Watt. Sekitar 1 atau 2 persen dari energi matahari yang

berubah menjadi energi angin, 100 kali lebih besar

an ng an engan energ yang u a o e

seluruh tumbuhan di bumi ini menjadi biomass.

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 2/20

11/02/2014

2

Kelebihan & Kekurangan Energi Angin

1. Energi Angin3

Kelebihan:

Murah

Ramah lingkungan

Terbarukan

Tidak terbatas Relatif lebih mudah dalam konstruksi dan

perawatan

Kebisingan relatif kecil

Kelebihan & Kekurangan Energi Angin

1. Energi Angin4

Kekurangan:

Membutuhkan area yg luas

Bergantung pada cuaca

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 3/20

11/02/2014

3

1. Energi Angin

Daya Angin:

2

21 vm E 

ak   =

3

21  AvP

aw  ρ =

ma = massa udara

v = kecepatan udara

 A = luas penampang yg

Daya Angin Spesifik:

3

21 v

 A

Pa

w ρ =

ρa = rapat massa udara

6

Pengelompokkan potensi energi, pemanfaatan, dan lokasi potensial

1. Energi Angin

KelasKec. Angin

(m/s )

Daya

spesifik

( W/m2 )

Daya

( kW )

Lokasi

( Wilayah )

Skala Kecil 2,5 - 4,0 < 75 s/d 10Jawa, NTB, NTT,

Maluku, ,

Menengah4,0 - 5,0 75 - 150 10 - 100

, ,

Sulsel, Sultra

Skala Besar > 5,0 > 150 > 100

Sulsel, NTB dan

 NTT, Pantai

Selatan Jawa

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 4/20

11/02/2014

4

2. Konversi Energi Angin7

Sistem Konversi Energi Angin

2. Konversi Energi Angin8

Mendekati bidang kerja

turbin, tekanan akan naikdari p0 menjadi p1,

sedangkan kecepatan

akan turun dari V ke V

Distribusi Kecepatan dan Tekanan Angin

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 5/20

11/02/2014

5

2. Konversi Energi Angin9

Penerapan persamaan Bernoulli, antara titik (0) ke titik (1)

Penerapan persamaan Bernoulli, antara titik (2) ke titik (3)

2. Konversi Energi Angin10

Penggabungan kedua persamaan di atas menjadi:

Saat melalui sudu turbin yang tipis, dapat dianggap V1 = V2

sehingga:

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 6/20

11/02/2014

6

2. Konversi Energi Angin11

Gaya aksial akibat beda tekanan di turbin adalah:

Gaya aksial turbin sebagai akibat perubahan momentum:

Penggabungan kedua persamaan di atas menjadi:

2. Konversi Energi Angin12

Jadi daya yang dapat dibangkitkan adalah:

Substitusi Vt=(V0 + V3)/2 menghasilkan:

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 7/20

11/02/2014

7

2. Konversi Energi Angin13

Harga maksimum daya P dapat diperoleh dengan

3

mendapat kondisi kurva datarnya:

Jadi, daya P optimal diperoleh bila V3 = V1/3 sehingga daya

maksimum dida at sebesar:

2. Konversi Energi Angin14

Koefisien daya, sebagai padanan dengan efisiensi teoretik

Efisiensi teoretik maksimum disebut u a den an Koefisien

Jadi turbin angin tidak dapat membangkitkan energi

dengan efisiensi di atas 60% dari energi yang tersedia.

Daya (Power Coefficient, Cp)

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 8/20

11/02/2014

8

2. Konversi Energi Angin15

Daya nyata yang dapat dibangkitkan oleh turbin angin

dengan Koefisien Daya dan efisiensi turbin:

t PC  AV P   η  ρ 

3

12

1=

Dimana:

P = Daya Angin , WattCP = Koefisien Daya (Power Coeficient)

ηt = Efisiensi turbin

ρ = Rapat massa udara (1.201 kg/m3 pada 1000 m bar dan 290K)

 A = Luas Penampang Melintang Arus Angin, m²

V1 = Kecepatan Angin, m/s

Koefisien Daya

16

2. Konversi Energi Angin

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 9/20

11/02/2014

9

172. Konversi Energi Angin

Hubungan Diameter vs Daya

18

2. Konversi Energi Angin

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 10/20

11/02/2014

10

3. Turbin Angin

Sejarah Turbin Angin:

19

Pertama dibuat sekitar abad ke 7 di Persia

Di Eropa, turbin angin di buat pada abad

pertengahan, turbin angin pertama yang

ditemukan dibuat pada awal abad ke 12 di Paris

Di Amerika turbin an in difun sikan seba ai

penggerak pompa air yang memegang peranan

penting dalam perkebunan dan peternakan

Amerika Utara pada tahun-tahun 1930

3. Turbin Angin20

Perkembangan Turbin Angin

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 11/20

11/02/2014

11

3. Turbin Angin

Tipe Turbin Angin:

21

1. ur in angin sum u orisonta

2. Turbin angin sumbu vertikal

3. Turbin Angin

Turbin angin sumbu horisontal

22

Kelebihan:

Kecepatan angin lebih tinggi

Efisiensi tinggi

Sudut turbin sangat mempengaruhi

Akses ke generator relatif susah

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 12/20

11/02/2014

12

3. Turbin Angin

Turbin angin sumbu vertikal

23

Kelebihan:

Generator dapat ditempatkan di bawah

Tidak memerlukan mekanisme pengubah sudut turbin

Kekurangan:

Kecepatan angin di permukaan tanah rendah Efisiensi lebih rendah

Memerlukan pemutar awal (turbin Darrieus)

Turbin angin sumbu horisontal

3. Turbin Angin24

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 13/20

11/02/2014

13

Turbin angin sumbu horisontal

3. Turbin Angin25

3-Bladed SquatStructures

Many Bladed SquatStructures

4-Bladed SquatStructures

Turbin angin sumbu vertikal

3. Turbin Angin26

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 14/20

11/02/2014

14

Turbin angin sumbu vertikal

3. Turbin Angin27

Savonius H-DarrieusDarrieus

3. Turbin Angin28

Komponen Turbin Angin

.

2. Rotor 

3. Tower 

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 15/20

11/02/2014

15

3. Turbin Angin29

Komponen Turbin Angin

3. Turbin Angin30

Komponen Turbin Angin

Nacelle

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 16/20

11/02/2014

16

3. Turbin Angin31

Komponen Turbin Angin

3. Turbin Angin32

Komponen Turbin Angin

Rotor

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 17/20

11/02/2014

17

3. Turbin Angin33

Komponen Turbin Angin

Rotor

3. Turbin Angin34

Komponen Turbin Angin

Rotor

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 18/20

11/02/2014

18

Inovasi Turbin Angin

353. Turbin Angin

Gearless Wind Turbine

36

3. Turbin Angin

Inovasi Turbin Angin

Gearless Wind Turbine

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 19/20

11/02/2014

19

37 3. Turbin AnginInovasi Turbin Angin

Maggen Power Air Rotor System (1)

38

3. Turbin Angin

Inovasi Turbin Angin

Maggen Power Air Rotor System (2)

7/21/2019 Sistem Pembangkit Tenaga Angin

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-pembangkit-tenaga-angin-56ddc3811d453 20/20

11/02/2014

39 3. Turbin AnginInovasi Turbin Angin

Gyroscopic Wind Turbine

40

3. Turbin Angin

Inovasi Turbin Angin

Spiralairfoil Wind Turbine