4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi Angin
Energi angin berasal dari matahari melalui reaksi fusi nuklir hidrogen H menjadi helium He pada inti matahari. Reaksi ini menimbulkan panas dan
radiasi elektromagnetik yang dipancarkan ke segala arah. Meskipun hanya sebagian kecil dari radiasi ini yang diterima oleh bumi, tetapi hampir
menyediakan seluruh kebutuhan energi di bumi. Total energi matahari yang diterima oleh bumi diperkirakan sekitar 1,8 x 10
11
MW. Hanya 2 3,9 x 10
9
MW yang dikonversikan menjadi energi angin. Dan sekitar 35 energi angin ini
dihamburkan pada ketinggian 1000m dari permukaan bumi. Oleh karena itu, energi angin yang tersedia hanya sekitar 1,26 x 10
9
MW. Wei Tong, 2010 Angin timbul akibat sirkulasi di atmosfer yang dipengaruhi oleh aktivitas
matahari dalam menyinari bumi yang berotasi. Dengan demikian, daerah khatulistiwa akan menerima energi radiasi matahari lebih banyak daripada di
daerah kutub, atau dengan kata lain, suhu udara di daerah khatulistiwa akan lebih tinggi dibandingkan dengan suhu udara di daerah kutub. Perbedaan suhu dan
tekanan udara inilah yang akan menimbulkan adanya pergerakan udara. Pergerakan udara inilah yang didefinisikan sebagai angin.
2.1.1 Kondisi angin Dahulu sebelum ada alat pengukur kecepatan angin, angin ditaksir dengan
skala kekuatan angin yang dikemukakan oleh Beaufort dan disebut menjadi skala Beaufort. Kondisi kecepatan angin dibagi menurut kelas angin seperti pada tabel
berikut. Tabel.2.1 Kondisi angin
Kelas Angin
V ms V kmjam
V knotjam
1 0,3 - 1,5
1 - 5,4 0,58 - 2,92
2 1,6 - 3,3
5,5 - 11,9 3,11 - 6,42
3 3,4 - 5,4
12,0 - 19,5 6,61 - 10,5
Universitas Sumatera Utara
5 4
5,5 - 7,9 19,6 - 28,5
10,7 - 15,4 5
8,0 - 10,7 28,6 - 38,5
15,6 - 20,8 6
10,8 - 13,8 38,6 - 49,7
21 - 26,8 7
13,9 - 17,1 49,8 - 61,5
27 - 33,3 8
17,2 - 20,7 61,6 - 74,5
33,5 - 40,3 9
20,8 - 24,4 74,6 - 87,9
40,5 - 47,5 10
24,5 - 28,4 88,0 -102,3
47,7 - 55,3 11
28,5 - 32,6 102,3 - 117,0 55,4 -63,4
12 32,6
118 63,4
Sumber: nugrohoadi.wordpress.com Tabel.2.2 Tingkat kecepatan angin 10 meter diatas permukaan tanah
Kelas angin
V ms Kondisi alam di daratan
1 0,00 - 0,02
---------------- 2
0,3 - 1,5 angin tenang, asap lurus ke atas
3 1,6 - 3,3
asap bergerak mengikuti angin 4
3,4 - 5,4 wajah terasa dingin, daun-daun bergoyang pelan,
petunjuk arah angin bergerak 5
5,5 - 7,8 debu jalan, kertas beterbangan,
ranting pohon bergoyang 6
8,0 - 10,7 ranting pohon bergoyang, bendera berkibar
7 10,8 - 13,8
ranting pohon besar bergoyang, air plumpang berombak kecil
8 13,9 - 17,1
ujung pohon melengkung, hembusan angin terasa di telinga 9
17,2 - 20,7 jalan berat melawan arah angin
10 20,8 - 24,4
dapat mematahkan ranting pohon, rumah rubuh 11
24,5 - 28,4 dapat merubuhkan rumah, menimbulkan kerusakan
12 28,5 - 32,6
menimbulkan kerusakan parah 13
32,6 tornado
Sumber: nugrohoadi.wordpress.com 2.1.2 Energi kinetik angin sebagai fungsi dari kecepatan
Energi kinetik yang terkandung dalam udara yang bergerak dengan kecepatan v dapat dihitung dari persaman berikut,
E
k
= ½ mv
2
dimana m adalah massa udara. Daya angin dapat diperoleh dengan mendiferen- sialkan energi kinetik angin terhadap waktu.
Universitas Sumatera Utara
6 P = dE
k
dt P = ½
v
2
= ½ ρAv
3
W 2.1
dimana pada persamaan diatas dapat kita lihat bahwa energi angin P ; Watt bergantung terhadap faktor-faktor seperti aliran massa udara
; kgs, kecepatan angin v ; ms, densitas udara
ρ ; kgm
3
, dan luas permukaan area efektif turbin A ; m
2
. 2.1.3 Energi kinetik angin berdasarkan ketinggiannya dari permukaan tanah
Kecepatan angin sangat dipengaruhi oleh ketinggiannya dari permukaan tanah. Semakin mendekati permukaan tanah, kecepatan angin semakin rendah
karena adanya gesekan antara permukaan tanah dengan angin. Berikut adalah rumus menghitung kecepatan angin berdasarkan ketinggiannya dan jenis
permukaan tanah di sekitarnya. V = V
1
ZZ
1 1n
2.2 V = kecepatan angin pada ketinggian Z
V
1
= kecepatan angin pada ketinggian Z
1
n = nilai n dipengaruhi oleh permukaan tanah Tabel.2.3 Nilai n berdasarkan jenis permukaan tanah
Jenis pemukaan tanah n
1n
padang rumput datar 7,0 - 10,0
0,10 - 0,14 pesisir pantai
7,0 - 10,0 0,10 - 0,14
sawah dan perkebunan 4,0 - 6,0
0,17 - 0,25 daerah perkotaan
2,0 - 4,0 0,25 - 0,50
Sumber: indone5ia.wordpress.com
2.2 Potensi Angin di Indonesia
Kategori