dimana efisiensi total dari turbin angin η yang meliputi efisiensi aerodinamik rotor C
p
, transmisi, kontrol dan generator. Harga ini berkisar antara 30 - 40 .
II. 4. Lapisan Batas Bumi
Aplikasi energi angin pada lapisan atmosfir terdapat pada 100 m diatas tanah. Pada lapisan ini, angin tersebut dipengaruhi oleh interaksinya dengan permukaan bumi, yang
mana memiliki 2 efek utama yaitu : •
Kecepatan Angin dikurangi oleh efek geseran, semakin dekat ke permukaan rata- rata kecepatan angin umumnya kurang dari ketinggian yang lebih tinggi di lapisan
ini. Disebut ‘turbulansi’ atau terjadinya hembusan, yaitu. suatu stokastik, secara relatif variasi frekwensi tinggi angin dari kecepatan angin.
• Terlepas dari turbulansi dan sebaliknya, ada variasi frekwensi yang lebih rendah
dari kecepatan angin yang disebabkan oleh efek siklus pagi - malam, sistem badai, dan lain – lain.
II. 4. 1. Distribusi Rata - Rata Kecepatan Angin dengan ketinggian lapisan Batas bumi
Distribusi rata – rata kecepatan angin dari permukaan bumi 600 meter keatas, kecepatan anginnya bertambah dipengaruhi oleh kepadatan permukaan bumi. Semakin
berada diatas permukaan bumi maka kecepatan anginnya pun semakin tinggi untuk memutar turbin.
[11]
Sebagai pendekatan untuk mencari perubahan kecepatan angin rata – rata V
H
melalui ketinggian H dan hubungannya dengan kecepatan angin yang diukur V
ref
Rumus sederhana ini dalam bentuk eksponen : pada ketinggian
standar dari pengukuran untuk nilai yang diharapkan dari ketinggian poros turbin angin, sejumlah perhitungan sederhana digunakan, mengandung parameter yang mencerminkan
kondisi permukaan lokal. Kekasaran permukaan merupakan salah satu faktor utama untuk menghasilkan ‘windshear’, lebih rendah 60 - 80 meter dari atmosfir.
V V
H z H
z
H ref
ref
= log
log
2.20 Dimana H
ref
adalah referensi ketinggian pada rata - rata kecepatan angin. Nilai parameter Z
adalah tinggi dari kekasarnya permukaan Gambar 2.7. Nilainya bervariasi
Universitas Sumatera Utara
mulai dari 0.0002 m untuk kondisi daerah kosong laut sampai 1 m untuk daerah perkotaan. Nilai dari 0.0002 hanya menunjukkan kondisi yang benar – benar kosong, tanpa
adanya ombak. Untuk daerah seperti tanah lapang dan area terbuka dengan hanya beberapa pohon – pohon atau semak belukar maka Z
= 0.03m dibandingkan ke eksponen 17. Untuk daerah pertanian dengan lebih banyak penahan angin, bangunan pertanian yang
tersebar maka mempunyai nilai Z kira - kira 0.1, sementara untuk hutan dan daerah yang
serupa nilai nya 0.4. bergantung pada kondisi permukaan, dari 0.06 kondisi sangat halus contohnya, laut ke 0.6 kondisi sangat kasar, contohnya, daerah perkotaan. Untuk studi
umum, tanah lapang tidak dispesifikkan, nilai 0.14 atau 17 sering digunakan, mencerminkan tanah lapang yang tandus dengan sedikit semak belukar atau unsur - unsur
lainnya.
Gambar 2.7 Tipe – tipe Kekasaran Permukaan Roughness class 0
z ~ 0.0002
Roughness class z
~ 0.03
Roughness class 2 z
~ 0.1 Roughness class 3
z ~ 0.4
Universitas Sumatera Utara
II. 4. 2. Fluktuasi Lebih
