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.



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



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



11/02/2014

4

2. Konversi Energi Angin7

Sistem Konversi Energi Angin


Mendekati bidang kerja

turbin, tekanan akan naikdari p0 menjadi p1,

sedangkan kecepatan

akan turun dari V ke V

Distribusi Kecepatan dan Tekanan Angin



11/02/2014

5


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

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


Penggabungan kedua persamaan di atas menjadi:

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

sehingga:



11/02/2014

6


Gaya aksial akibat beda tekanan di turbin adalah:

Gaya aksial turbin sebagai akibat perubahan momentum:

Penggabungan kedua persamaan di atas menjadi:


Jadi daya yang dapat dibangkitkan adalah:

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



11/02/2014

7


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:


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)



11/02/2014

8


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



11/02/2014

9


Hubungan Diameter vs Daya

18




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



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



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)


3. Turbin Angin24



11/02/2014

13


3. Turbin Angin25

3-Bladed SquatStructures

Many Bladed SquatStructures

4-Bladed SquatStructures


3. Turbin Angin26



11/02/2014

14


3. Turbin Angin27

Savonius H-DarrieusDarrieus

3. Turbin Angin28

Komponen Turbin Angin

.

2. Rotor

3. Tower



11/02/2014

15

3. Turbin Angin29


3. Turbin Angin30


Nacelle



11/02/2014

16

3. Turbin Angin31


3. Turbin Angin32


Rotor



11/02/2014

17

3. Turbin Angin33


Rotor

3. Turbin Angin34


Rotor



11/02/2014

18

Inovasi Turbin Angin

353. Turbin Angin

Gearless Wind Turbine

36

3. Turbin Angin


Gearless Wind Turbine



11/02/2014

19

37 3. Turbin AnginInovasi Turbin Angin

Maggen Power Air Rotor System (1)

38

3. Turbin Angin


Maggen Power Air Rotor System (2)



11/02/2014

39 3. Turbin AnginInovasi Turbin Angin

Gyroscopic Wind Turbine

40

3. Turbin Angin


Spiralairfoil Wind Turbine

sistem pembangkit tenaga angin

Documents