Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Angin (3)
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
A. Sejarah Energi Angin
Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan manusia. Sejak zaman dahulu,
orang telah memanfaatkan energi angin. Lebih dari 5.000 tahun yang lalu, orang Mesir
kuno menggunakan angin untuk berlayar kapal di Sungai Nil. Kemudian, orang-orang
membangun kincir angin untuk menggiling gandum dan biji-bijian lainnya. Naskah tertua
tentang kincir angin terdapat dalam tulisan Arab dari abad ke-9 Masehi yang
menjelaskan bahwa kincir angin yang dioperasikan di perbatasan Iran dan Afganistan
sudah ada sejak beberapa abad sebelumnya, kadang disebut Persian windmill. Kincir
angin dikenal paling awal adalah di Persia (Iran). Awal kincir angin ini tampak seperti
roda dayung besar. Berabad-abad kemudian, orang-orang Belanda meningkatkan desain
dasar kincir angin mereka. Kualitas kreatifitas masyarakat Belanda akan aplikasi kincir
angin, membuat Belanda menjadi terkenal dengan kincir anginnya. Sedangkan koloni
Amerika menggunakan kincir angin untuk menggiling gandum dan jagung, untuk
memompa air, dan memotong kayu di penggergajian. Pada akhir tahun 1920-an, Amerika
menggunakan kincir angin kecil untuk menghasilkan listrik di daerah pedesaan yang
hidup tanpa layanan listrik. Ketika kabel listrik mulai digunakan untuk transportasi listrik
di daerah pedesaan di tahun 1930-an, kincir angin lokal menjadi semakin jarang
digunakan. Meskipun demikian, kincir angin tersebut masih dapat dilihat pada beberapa
peternakan di daerah barat. Kekurangan minyak pada 1970-an mengubah gambaran
mengenai energi untuk negara dan dunia. Ini menciptakan suatu kepentingan sumber
energi alternatife baru, membuka jalan bagi masuknya kembali kincir
Angin untuk menghasilkan listrik. Pada awal 1980an energi angin menjadi sangat
luar biasa di California, sebagian besar karena kebijakan negara yang mendorong sumber
energi terbarukan. Dukungan untuk pembangunan angin telah menyebar ke negara lain,
tapi pada saat itu California masih dapat memproduksi sebanyak lebih dari dua kali
energi angin apapun di negara lain. Kincir angin jenis Persian windmill juga digunakan di
Cina untuk menguapkan air laut dalam memproduksi garam. Terakhir masih digunakan di
Crimea, Eropa dan Amerika Serikat. Selanjutnya sejarah berkembang menjadi manipulasi
fungsi. Kincir angin yang pertama kali digunakan untuk membangkitkan listrik, dibangun
oleh P.La Cour dari Denmark diakhir abad ke19. Setelah perang dunia I, kincir angin
diterapkan pada layar dengan penampang melintang menyerupai sudut propeler pesawat
yang pada masa ini disebut type propeler atau turbin. Eksperimen kincir angin sudut
kembar dilakukan di Amerika Serikat tahun 1940, berukuran sangat besar. Mesin raksasa
ini disebut mesin Smith-Putman, karena salah satu perancangnya bernama Palmer
Putman, kapasitasnya 1,25 MW yang dibuat oleh Morgen Smith Company dari York
Pensylvania. Diameter propelernya 175 ft (55m) beratnya 16 ton dan menaranya setinggi
100 ft (34m). Tapi dikemudian hari salah satu batang propelernya patah pada tahun 1945.
B. 2.2 Pengertian Angin
Secara singkat dapat dijelaskan bahwa angin adalah udara yang bergerak.
Menurut Buys Ballot, ahli ilmu cuaca dari Perancis, angin adalah massa udara yang
bergerak dari daerah bertekanan maksimum ke daerah bertekanan minimum. Gerakan
massa udara yang arahnya horizontal dikenal dengan istilah angin. Anemometer mangkok
adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Satuan yang biasa
digunakan dalam menentukan kecepatan angin adalah km/jam atau knot (1 knot = 0,5148
m/det = 1,854 km/jam). Sisteman penamaan angin biasanya dihubungkan dengan arah
datangnya massa udara tersebut.
Ladang Angin atau wind farm adalah serangkaian tiang turbin angin yang di desain
untuk menyuplai listrik dari kekuatan angin bagi penduduknya dan sebagai bentuk dalam
upaya menyelamatkan bumi dari kerusakan alam akibat eksplorasi sumber bahan bakar
secara besar-besaran di lepas pantai atau daratan.
C. 2.3 Sumber Energi Angin
Angin disebabkan oleh pemanasan sinar matahari yang tidak merata di atas
permukaan bumi. Udara yang lebih panas akan mengembang menjadi ringan dan
bergerak naik ke atas, sedangkan udara yang lebih dingin akan lebih berat dan bergerak
menempati daerah tersebut. Perbedaan tekanan atmosfer pada suatu daerah yang
disebabkan oleh perbedaan temperatur akan menghasilkan sebuah gaya. Perbedaan
dalam tekanan dinyatakan dalam istilah gradien tekanan merupakan laju perubahan
tekanan karena perbedaan jarak. Gaya gradien merupakan gaya yang bekerja dalam arah
dari tekanan lebih tinggi ketekanan yang lebih rendah. Arah gaya gradien tekanan di
atmosfer tegak lurus permukaan isobar. Beberapa karakteristik angin :
1. Angin Darat-Laut
Wilayah Indonesia merupakan daerah kepulauan dengan luas lautan lebih besar
dari daratan. Angin darat-laut disebabkan karena daya serap panas yang berbeda
antara daratan dan lautan. Perbedaan karakteristik laut dan darat tersebut
menyebabkan angin di pantai akan bertiup secara kontinyu.
2. Angin Orografi
Angin orografi merupakan angin yang dipengaruhi oleh perbedaan tekanan
antara permukaan tinggi dengan permukaan rendah (angin gunung dan angin
lembah). Pada pagi sampai menjelang siang hari, bagian lereng atau punggung
pegunungan lebih dahulu disinari matahari bila dibandingkan dengan wilayah lembah.
Akibatnya, wilayah lereng lebih cepat panas dan mempunyai tekanan udara yang
rendah, sedangkan suhu udara di daerah lembah masih relatif dingin sehingga
mempunyai tekanan udara yang tinggi. Maka massa udara bergerak dari lembah ke
lereng atau ke bagian punggung gunung. Massa udara yang bergerak ini disebut
sebagai angin lembah.
Pada malam hari, suhu udara di wilayah gunung sudah sedemikian rendah
sehingga terjadi pengendapan massa udara padat dari wilayah gunung ke lembah yang
masih relatif lebih hangat. Gerakan udara inilah yang disebut angin gunung.
D. Turbin Angin
Turbin angin adalah suatu kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan
tenaga listrik. Sistem kerjanya adalah mengkonversikan tenaga angin menjadi tenaga
listrik. Berikut pada gambar dibawah ini akan dijelaskan mengenai bagian–bagian
penyusun dari turbin angin :
Gambar 2.1 Bagian Dalam Turbin Angin
Sesuai susunan dan fungsi dari beberapa komponen penting dalam turbin
pembangkit listrik tersebut, maka dapat diuraikan tugas dan fungsinya masing-masing.
1. Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas angin
yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
2. Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor Tower (Menara): Menara bisa
dibuat dari pipa baja, beton, ataupun rangka besi. Karena kencangnya angin
bertambah dengan seiring dengan bertambahnya ketinggian, maka makin tinggi
menara makin besar tenaga angin yang didapat.
3. Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas dapat diatur sudutnya sesuai dengan kecepatan
rotor yang dikehendaki. Tergantung kondisi angin yang terlalu rendah atau terlalu
kencang.
4. Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis dengan
bantuan tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan
darurat.
5. Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60
rpm.
6. Gear box (Roda Gigi): Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi sekitar
1000-1800 rpm. Ini merupakan tingkat putaran standar yang disyaratkan untuk
memutar generator listrik.
7. Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang disebut alternator arus
bolak-balik.
8. Controller (Alat Pengontrol): Alat Pengontrol ini men-start turbin pada kecepatan
angin kira-kira 12-25 km/jam, dan kemudian mematikannya pada kecepatan 90
km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas 90 km/jam. Hal ini dikarenakan tiupan angin
yang terlalu kencang dapat merusakkannya.
9. Anemometer: Mengukur kecepatan angin dan mengirim data angin ke alat pengontrol.
10.Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak
arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.
11.Nacelle (Rumah Mesin): Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi
gearbox, poros putaran tinggi/rendah, generator, alat pengontrol, dan alat
pengereman.
12.High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi): Berfungsi untuk menggerakkan generator.
13.Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk
desain turbin yang menghadap angin. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan
angin dari belakang tak memerlukan alat ini.
14.Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan Yaw drive.
15.Tower (Menara).
E. Jenis Turbin Angin
Turbin angin memanfaatkan energi kinetik dari angin dan mengkonversinya
menjadi energi listrik. Ada dua jenis turbin angin yang utama:
Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) / Horizontal Axis Wind Turbin (HAWT)
Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) / Vertical Axis Wind Turbin (VAWT)
1. Turbin Angin Sumbu Horizontal
Turbin Angin Sumbu Horizontal Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki
poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil
diarahkan oleh sebuah baling-baling angin (baling-baling cuaca) yang sederhana,
sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin
yang digandengkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gear box
yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar. Karena
sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan
melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak
terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Turbin angin sumbu
horizontal dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Turbin Angin Sumbu Horizontal
a. Kelebihan TASH
Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di
tempat-tempat yang memiliki geseran angin, perbedaan antara laju dan arah
angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di
sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin
meningkat sebesar 20%.
b. Kelemahan TASH
Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit
diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari
seluruh biaya peralatan turbin angin.
TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat
tinggi dan mahal serta para operator yang trampil.
Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang
berat, gearbox, dan generator.
TASH yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu
penampilan landscape/Pemandangan.
TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan
kincir ke arah angin.
2. Turbin Angin Sumbu Vertikal
Turbin angin sumbu vertikal memiliki bilah yang memanjang dari atas ke
bawah. Turbin angin jenis ini yang paling umum adalah turbin angin Darrieus,
dinamai sesuai dengan nama insinyur Perancis Georges Darrieus yang desainnya
dipatenkan pada tahun 1931. Jenis turbin angin vertikal biasanya berdiri setinggi 100
meter dengan lebar 50 kaki. Turbin angin sumbu vertikal dapat dilihat pada gambar
2.3 berikut.
Gambar 2.3 Turbin Angin Sumbu Vertikal
a. Kelebihan TASV
Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan
bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat
secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang
tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak
atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk
diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH.
Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam (6 m.p.h.)
TASV biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan
putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih
rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus
sangat kencang.
TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi
dilarang dibangun.
TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari
berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin
(seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),
TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.
b. Kekurangan TASV
Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH
karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di
elevasi yang lebih tinggi.
Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan
energi untuk mulai berputar.
Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi
tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada
bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya
dorong ke bawah saat angin bertiup.
F. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik
Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan
menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi
angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator
dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi
Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.
Turbin angin adalah bagian dari sistem yang lebih besar. Komponen lainnya
dinamakan komponen penyeimbang sistem/ balance of system (BOS) dan ada beberapa
jenis tergantung kepada jenis sistem yang diinstalasi. Tiga jenis sistem energi angin yang
utama bisa dibedakan yaitu :
1. Sistem yang Terhubung ke jaringan PLN,
Jika jaringan PLN sudah ada di daerah tersebut, maka sistem energi angin bisa
dihubungkan ke jaringan tersebut. Rangkaian Sistem yang Terhubung ke jaringan
PLN dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut.
Gambar 2.4 Sistem yang Terhubung ke Jaringan PLN
2. Off grid atau sistem berdiri sendiri
Sistem tersebut bisa beroperasi tanpa topangan eksterior; sangat sesuai untuk
penggunaan di daerah terpencil. Rangkain system off grid dapat dlihat pada gambar
2.5 berikut.
Gambar 2.5 Sistem Off Grid
3. Sistem Listrik Hybrid Turbin Angin
Sistem Listrik Hybrid Turbin Angin sebaiknya digunakan dengan sumbersumber energi lainnya (PV, generator diesel). Ini bisa meningkatkan produksi energi
listrik dari sistem ini dan menurunkan resiko kekurangan energi. Rangkain sistem
hybrid dapat dilihat pada Gambar 2.6 berikut.
Gambar 2.6 Sistem Listrik Hybrid
G. Keuntungan dan Kerugian dari Energi Angin
1. Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara
prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti
eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang
berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga
angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan.
2. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana
penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang ataupolusi yang berarti ke
lingkungan.
3. Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan
ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit
dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang
masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri
bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan
pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi
lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat pembangkitan tenaga angin
di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah
membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat.
Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan
terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran
sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat
mengganggu pandangan penduduk setempat.
4. Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah.
Putaran dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu
daripada suara angin pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin,
penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan
juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi
mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik
tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan
interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi
gelombang mikro untuk perkomunikasian.
5. Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah
terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau
bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun
dampak ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan kematian burung-burung
akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan aktivitas manusia lainnya yang
melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi yang telah
dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi
populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang
bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.
6. Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu
pelaut dan kapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga
angin dapat mengganggu permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan
konstruksi di lepas pantai adalah terganggunya kehidupan bawah laut. Efek
negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana terjadinya polusi yang
bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan turbin angin.
Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladang pembangkit listrik tenaga angin lepas
pantai menambah 80 – 110 dB kepada noise frekuensi rendah yang dapat
mengganggu komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator
laut. Namun begitu, ladang angin lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat
pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena memancing dan berlayar di daerah
sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat terjaga akibat adanya
pemancingan berlebih di laut.
Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan
kecelakaan. Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah
menyebabkan beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada
beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan
puing-puing berat yang dapat terjadi merupakan bahaya yang perlu diwaspadai,
terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya. Kebakaran pada turbin angin dapat
terjadi dan akan sangat sulit untuk dipadamkan akibat tingginya posisi api sehingga
dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis. Hal ini dapat menyebarkan asap beracun
dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar habis
ratusan acre lahan pertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman Nasional Australia
dimana 800 km2 tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumas juga dapat teradi dan dapat
menyebabkan terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat
mengkontaminasi air minum. Salah satu contoh kerusakan pada turbin pembangkit
listrik tenaga angin,dapat dlihat pada gambar 2.7 berikut.
Gambar 2.7 Kerusakan Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan
pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi
fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam
kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang.
Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan
permasalahan baru yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh
karena itu kita sebagai orang-orang yang bergerak di bidang science dan teknologi
haruslah dapat terus mengembangkan teknologi yang lebih ramah lingkungan yang
memiliki efek negatif sekecil mungkin.
H. Perkembangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Indonesia dan Dunia
Pada saat ini, sistem pembangkit listrik tenaga angin mendapat perhatian yang
cukup besar sebagai sumber energi alernatif yang bersih, aman, serta ramah lingkungan
serta kelebihan-kelebihan lain yang telah disebutkan sebelumnya di atas. Turbin angin
skala kecil mempunyai peranan penting terutama bagi daerah-daerah yang belum
terjangkau oleh jaringan listrik. Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan
energi terbaru yang paling berkembang saat ini.
Berdasarkan laporan tengah tahun 2012 The World Wind Energy Association
(WWEA), total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin diseluruh dunia telah mencapai
254.000 MW atau 254 GW. Jumlah tersebut sudah merupakan penambahan 16.546 MW
selama enam bulan pertama tahun 2012. Hal ini menunjukkan 10 % lebih sedikit jika
dibandingkan dengan periode yang sama tahun 2011, yaitu terdapat penambahan 18.405
MW.
Total Kapasitas Terpasang 2010-2012(MW)
Kapasitas global tumbuh sekitar 7 % dalam 6 bulan (2 % lebih sedikit
dibandingkan dengan tahun 2011 untuk periode yang sama) dan 16,4 % dari basis
tahunan (mid-2012 dibandingkan dengan mid-2011). Perbandingannya, pertumbuhan
tahunan tahun 2011 adalah 20,3 %.
Berdasarkan laporan akhir tahun 2011 The World Wind Energy Association
(WWEA), Indonesia menempati urutan ke 84 dalam kaitan total kapasitas pembangkit
listrik tenaga bayu (PLTB) serta penambahan kapasitas ditahun 2011. Peringkat ini
merosot dari yang pada akhir tahun 2010 menempati peringkat 74. Di akhir tahun 2011,
total kapasitas pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) yang dimiliki oleh Indonesia hanya
1,4 MW dan hal tersebut tidak ada penambahan kapasitas jika dibandingkan dengan
tahun 2010.
Pada akhir tahun 2007 telah dibangun kincir angin pembangkit dengan
kapasitas kurang dari 800 watt dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau
Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung,
masing-masing satu unit. Kemudian, di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin
pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) mulai dibangun. Mengacu
pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan
mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.
Inggris, negara kerajaan terbesar di dunia ini merupakan salah satu negara yang
giat mempromosikan lingkungan hijau. Negara ini memiliki beberapa ladang angin yang
dapat mengalirkan listrik untuk 500 ribu rumah tangga dan terbesar di dunia. Salah satu
ladang angin terbesar di namakan London Aray dikerjakan tahun 2009 dan rampung
2013.
Gambar 2.8 Ladang Turbin Angin London Aray Di Lepas Pantai
London Aray dibangun oleh perusahaan Siemens yang menginstal 175 turbin
angin, setiap turbin dan sub-stasiun lepas pantai didirikan di atas tiang tunggal bawah
laut dan terhubung dengan 210 km kabel bertegangan 33 kV.
A. Sejarah Energi Angin
Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan manusia. Sejak zaman dahulu,
orang telah memanfaatkan energi angin. Lebih dari 5.000 tahun yang lalu, orang Mesir
kuno menggunakan angin untuk berlayar kapal di Sungai Nil. Kemudian, orang-orang
membangun kincir angin untuk menggiling gandum dan biji-bijian lainnya. Naskah tertua
tentang kincir angin terdapat dalam tulisan Arab dari abad ke-9 Masehi yang
menjelaskan bahwa kincir angin yang dioperasikan di perbatasan Iran dan Afganistan
sudah ada sejak beberapa abad sebelumnya, kadang disebut Persian windmill. Kincir
angin dikenal paling awal adalah di Persia (Iran). Awal kincir angin ini tampak seperti
roda dayung besar. Berabad-abad kemudian, orang-orang Belanda meningkatkan desain
dasar kincir angin mereka. Kualitas kreatifitas masyarakat Belanda akan aplikasi kincir
angin, membuat Belanda menjadi terkenal dengan kincir anginnya. Sedangkan koloni
Amerika menggunakan kincir angin untuk menggiling gandum dan jagung, untuk
memompa air, dan memotong kayu di penggergajian. Pada akhir tahun 1920-an, Amerika
menggunakan kincir angin kecil untuk menghasilkan listrik di daerah pedesaan yang
hidup tanpa layanan listrik. Ketika kabel listrik mulai digunakan untuk transportasi listrik
di daerah pedesaan di tahun 1930-an, kincir angin lokal menjadi semakin jarang
digunakan. Meskipun demikian, kincir angin tersebut masih dapat dilihat pada beberapa
peternakan di daerah barat. Kekurangan minyak pada 1970-an mengubah gambaran
mengenai energi untuk negara dan dunia. Ini menciptakan suatu kepentingan sumber
energi alternatife baru, membuka jalan bagi masuknya kembali kincir
Angin untuk menghasilkan listrik. Pada awal 1980an energi angin menjadi sangat
luar biasa di California, sebagian besar karena kebijakan negara yang mendorong sumber
energi terbarukan. Dukungan untuk pembangunan angin telah menyebar ke negara lain,
tapi pada saat itu California masih dapat memproduksi sebanyak lebih dari dua kali
energi angin apapun di negara lain. Kincir angin jenis Persian windmill juga digunakan di
Cina untuk menguapkan air laut dalam memproduksi garam. Terakhir masih digunakan di
Crimea, Eropa dan Amerika Serikat. Selanjutnya sejarah berkembang menjadi manipulasi
fungsi. Kincir angin yang pertama kali digunakan untuk membangkitkan listrik, dibangun
oleh P.La Cour dari Denmark diakhir abad ke19. Setelah perang dunia I, kincir angin
diterapkan pada layar dengan penampang melintang menyerupai sudut propeler pesawat
yang pada masa ini disebut type propeler atau turbin. Eksperimen kincir angin sudut
kembar dilakukan di Amerika Serikat tahun 1940, berukuran sangat besar. Mesin raksasa
ini disebut mesin Smith-Putman, karena salah satu perancangnya bernama Palmer
Putman, kapasitasnya 1,25 MW yang dibuat oleh Morgen Smith Company dari York
Pensylvania. Diameter propelernya 175 ft (55m) beratnya 16 ton dan menaranya setinggi
100 ft (34m). Tapi dikemudian hari salah satu batang propelernya patah pada tahun 1945.
B. 2.2 Pengertian Angin
Secara singkat dapat dijelaskan bahwa angin adalah udara yang bergerak.
Menurut Buys Ballot, ahli ilmu cuaca dari Perancis, angin adalah massa udara yang
bergerak dari daerah bertekanan maksimum ke daerah bertekanan minimum. Gerakan
massa udara yang arahnya horizontal dikenal dengan istilah angin. Anemometer mangkok
adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Satuan yang biasa
digunakan dalam menentukan kecepatan angin adalah km/jam atau knot (1 knot = 0,5148
m/det = 1,854 km/jam). Sisteman penamaan angin biasanya dihubungkan dengan arah
datangnya massa udara tersebut.
Ladang Angin atau wind farm adalah serangkaian tiang turbin angin yang di desain
untuk menyuplai listrik dari kekuatan angin bagi penduduknya dan sebagai bentuk dalam
upaya menyelamatkan bumi dari kerusakan alam akibat eksplorasi sumber bahan bakar
secara besar-besaran di lepas pantai atau daratan.
C. 2.3 Sumber Energi Angin
Angin disebabkan oleh pemanasan sinar matahari yang tidak merata di atas
permukaan bumi. Udara yang lebih panas akan mengembang menjadi ringan dan
bergerak naik ke atas, sedangkan udara yang lebih dingin akan lebih berat dan bergerak
menempati daerah tersebut. Perbedaan tekanan atmosfer pada suatu daerah yang
disebabkan oleh perbedaan temperatur akan menghasilkan sebuah gaya. Perbedaan
dalam tekanan dinyatakan dalam istilah gradien tekanan merupakan laju perubahan
tekanan karena perbedaan jarak. Gaya gradien merupakan gaya yang bekerja dalam arah
dari tekanan lebih tinggi ketekanan yang lebih rendah. Arah gaya gradien tekanan di
atmosfer tegak lurus permukaan isobar. Beberapa karakteristik angin :
1. Angin Darat-Laut
Wilayah Indonesia merupakan daerah kepulauan dengan luas lautan lebih besar
dari daratan. Angin darat-laut disebabkan karena daya serap panas yang berbeda
antara daratan dan lautan. Perbedaan karakteristik laut dan darat tersebut
menyebabkan angin di pantai akan bertiup secara kontinyu.
2. Angin Orografi
Angin orografi merupakan angin yang dipengaruhi oleh perbedaan tekanan
antara permukaan tinggi dengan permukaan rendah (angin gunung dan angin
lembah). Pada pagi sampai menjelang siang hari, bagian lereng atau punggung
pegunungan lebih dahulu disinari matahari bila dibandingkan dengan wilayah lembah.
Akibatnya, wilayah lereng lebih cepat panas dan mempunyai tekanan udara yang
rendah, sedangkan suhu udara di daerah lembah masih relatif dingin sehingga
mempunyai tekanan udara yang tinggi. Maka massa udara bergerak dari lembah ke
lereng atau ke bagian punggung gunung. Massa udara yang bergerak ini disebut
sebagai angin lembah.
Pada malam hari, suhu udara di wilayah gunung sudah sedemikian rendah
sehingga terjadi pengendapan massa udara padat dari wilayah gunung ke lembah yang
masih relatif lebih hangat. Gerakan udara inilah yang disebut angin gunung.
D. Turbin Angin
Turbin angin adalah suatu kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan
tenaga listrik. Sistem kerjanya adalah mengkonversikan tenaga angin menjadi tenaga
listrik. Berikut pada gambar dibawah ini akan dijelaskan mengenai bagian–bagian
penyusun dari turbin angin :
Gambar 2.1 Bagian Dalam Turbin Angin
Sesuai susunan dan fungsi dari beberapa komponen penting dalam turbin
pembangkit listrik tersebut, maka dapat diuraikan tugas dan fungsinya masing-masing.
1. Blades (Bilah Kipas): Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas angin
yang menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
2. Rotor: Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor Tower (Menara): Menara bisa
dibuat dari pipa baja, beton, ataupun rangka besi. Karena kencangnya angin
bertambah dengan seiring dengan bertambahnya ketinggian, maka makin tinggi
menara makin besar tenaga angin yang didapat.
3. Pitch (Sudut Bilah Kipas): Bilah kipas dapat diatur sudutnya sesuai dengan kecepatan
rotor yang dikehendaki. Tergantung kondisi angin yang terlalu rendah atau terlalu
kencang.
4. Brake (Rem): Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis dengan
bantuan tenaga listrik atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan
darurat.
5. Low-speed shaft (Poros Puutaran Rendah): Poros turbin yang berputar kira-kira 30-60
rpm.
6. Gear box (Roda Gigi): Roda gigi menaikkan putaran dari 30-60 rpm menjadi sekitar
1000-1800 rpm. Ini merupakan tingkat putaran standar yang disyaratkan untuk
memutar generator listrik.
7. Generator: Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang disebut alternator arus
bolak-balik.
8. Controller (Alat Pengontrol): Alat Pengontrol ini men-start turbin pada kecepatan
angin kira-kira 12-25 km/jam, dan kemudian mematikannya pada kecepatan 90
km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas 90 km/jam. Hal ini dikarenakan tiupan angin
yang terlalu kencang dapat merusakkannya.
9. Anemometer: Mengukur kecepatan angin dan mengirim data angin ke alat pengontrol.
10.Wind vane (Tebeng Angin): Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak
arah yang memutar arah turbin disesuaikan dengan arah angin.
11.Nacelle (Rumah Mesin): Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi
gearbox, poros putaran tinggi/rendah, generator, alat pengontrol, dan alat
pengereman.
12.High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi): Berfungsi untuk menggerakkan generator.
13.Yaw drive (Penggerak Arah): Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk
desain turbin yang menghadap angin. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan
angin dari belakang tak memerlukan alat ini.
14.Yaw motor (Motor Penggerak Arah): Motor listrik yang menggerakkan Yaw drive.
15.Tower (Menara).
E. Jenis Turbin Angin
Turbin angin memanfaatkan energi kinetik dari angin dan mengkonversinya
menjadi energi listrik. Ada dua jenis turbin angin yang utama:
Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) / Horizontal Axis Wind Turbin (HAWT)
Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) / Vertical Axis Wind Turbin (VAWT)
1. Turbin Angin Sumbu Horizontal
Turbin Angin Sumbu Horizontal Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki
poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil
diarahkan oleh sebuah baling-baling angin (baling-baling cuaca) yang sederhana,
sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin
yang digandengkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gear box
yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar. Karena
sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan
melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak
terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Turbin angin sumbu
horizontal dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Turbin Angin Sumbu Horizontal
a. Kelebihan TASH
Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di
tempat-tempat yang memiliki geseran angin, perbedaan antara laju dan arah
angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di
sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin
meningkat sebesar 20%.
b. Kelemahan TASH
Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit
diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari
seluruh biaya peralatan turbin angin.
TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat
tinggi dan mahal serta para operator yang trampil.
Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang
berat, gearbox, dan generator.
TASH yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu
penampilan landscape/Pemandangan.
TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan
kincir ke arah angin.
2. Turbin Angin Sumbu Vertikal
Turbin angin sumbu vertikal memiliki bilah yang memanjang dari atas ke
bawah. Turbin angin jenis ini yang paling umum adalah turbin angin Darrieus,
dinamai sesuai dengan nama insinyur Perancis Georges Darrieus yang desainnya
dipatenkan pada tahun 1931. Jenis turbin angin vertikal biasanya berdiri setinggi 100
meter dengan lebar 50 kaki. Turbin angin sumbu vertikal dapat dilihat pada gambar
2.3 berikut.
Gambar 2.3 Turbin Angin Sumbu Vertikal
a. Kelebihan TASV
Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan
bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat
secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang
tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak
atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk
diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH.
Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam (6 m.p.h.)
TASV biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan
putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih
rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus
sangat kencang.
TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi
dilarang dibangun.
TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari
berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin
(seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),
TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.
b. Kekurangan TASV
Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH
karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di
elevasi yang lebih tinggi.
Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan
energi untuk mulai berputar.
Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi
tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada
bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya
dorong ke bawah saat angin bertiup.
F. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik
Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan
menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi
angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator
dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi
Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.
Turbin angin adalah bagian dari sistem yang lebih besar. Komponen lainnya
dinamakan komponen penyeimbang sistem/ balance of system (BOS) dan ada beberapa
jenis tergantung kepada jenis sistem yang diinstalasi. Tiga jenis sistem energi angin yang
utama bisa dibedakan yaitu :
1. Sistem yang Terhubung ke jaringan PLN,
Jika jaringan PLN sudah ada di daerah tersebut, maka sistem energi angin bisa
dihubungkan ke jaringan tersebut. Rangkaian Sistem yang Terhubung ke jaringan
PLN dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut.
Gambar 2.4 Sistem yang Terhubung ke Jaringan PLN
2. Off grid atau sistem berdiri sendiri
Sistem tersebut bisa beroperasi tanpa topangan eksterior; sangat sesuai untuk
penggunaan di daerah terpencil. Rangkain system off grid dapat dlihat pada gambar
2.5 berikut.
Gambar 2.5 Sistem Off Grid
3. Sistem Listrik Hybrid Turbin Angin
Sistem Listrik Hybrid Turbin Angin sebaiknya digunakan dengan sumbersumber energi lainnya (PV, generator diesel). Ini bisa meningkatkan produksi energi
listrik dari sistem ini dan menurunkan resiko kekurangan energi. Rangkain sistem
hybrid dapat dilihat pada Gambar 2.6 berikut.
Gambar 2.6 Sistem Listrik Hybrid
G. Keuntungan dan Kerugian dari Energi Angin
1. Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara
prinsipnya adalah disebabkan karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti
eksploitasi sumber energi ini tidak akan membuat sumber daya angin yang
berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karenanya tenaga
angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan.
2. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana
penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang ataupolusi yang berarti ke
lingkungan.
3. Dampak visual biasanya merupakan hal yang paling serius dikritik. Penggunaan
ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit
dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang
masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri
bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan
pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi
lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat pembangkitan tenaga angin
di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah
membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat.
Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan
terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran
sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat
mengganggu pandangan penduduk setempat.
4. Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah.
Putaran dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu
daripada suara angin pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin,
penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan
juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi
mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik
tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan
interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi
gelombang mikro untuk perkomunikasian.
5. Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah
terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau
bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar. Namun
dampak ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan kematian burung-burung
akibat kendaraan, saluran transmisi listrik dan aktivitas manusia lainnya yang
melibatkan pembakaran bahan bakar fosil. Dalam beberapa studi yang telah
dilakukan, adanya pembangkit listrik tenaga angin ini dapat mengganggu migrasi
populasi burung dan kelelawar. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang
bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut.
6. Ladang angin lepas pantai memiliki masalah tersendiri yang dapat mengganggu
pelaut dan kapal-kapal yang berlayar. Konstruksi tiang pembangkit listrik tenaga
angin dapat mengganggu permukaan dasar laut. Hal lain yang terjadi dengan
konstruksi di lepas pantai adalah terganggunya kehidupan bawah laut. Efek
negatifnya dapat terjadi seperti di Irlandia, dimana terjadinya polusi yang
bertanggung jawab atas berkurangnya stok ikan di daerah pemasangan turbin angin.
Studi baru-baru ini menemukan bahwa ladang pembangkit listrik tenaga angin lepas
pantai menambah 80 – 110 dB kepada noise frekuensi rendah yang dapat
mengganggu komunikasi ikan paus dan kemungkinan distribusi predator
laut. Namun begitu, ladang angin lepas pantai diharapkan dapat menjadi tempat
pertumbuhan bibit-bibit ikan yang baru. Karena memancing dan berlayar di daerah
sekitar ladang angin dilarang, maka spesies ikan dapat terjaga akibat adanya
pemancingan berlebih di laut.
Dalam operasinya, pembangkit listrik tenaga angin bukan tanpa kegagalan dan
kecelakaan. Kegagalan operasi sudu-sudu dan juga jatuhnya es akibat perputaran telah
menyebabkan beberapa kecalakaan dan kematian. Kematian juga terjadi kepada
beberapa penerjun dan pesawat terbang kecil yang melewati turbin angin. Reruntuhan
puing-puing berat yang dapat terjadi merupakan bahaya yang perlu diwaspadai,
terutama di daerah padat penduduk dan jalan raya. Kebakaran pada turbin angin dapat
terjadi dan akan sangat sulit untuk dipadamkan akibat tingginya posisi api sehingga
dibiarkan begitu saja hingga terbakar habis. Hal ini dapat menyebarkan asap beracun
dan juga dapat menyebabkan kebakaran berantai yang membakar habis
ratusan acre lahan pertanian. Hal ini pernah terjadi pada Taman Nasional Australia
dimana 800 km2 tanah terbakar. Kebocoran minyak pelumas juga dapat teradi dan dapat
menyebabkan terjadinya polusi daerah setempat, dalam beberapa kasus dapat
mengkontaminasi air minum. Salah satu contoh kerusakan pada turbin pembangkit
listrik tenaga angin,dapat dlihat pada gambar 2.7 berikut.
Gambar 2.7 Kerusakan Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Meskipun dampak-dampak lingkungan ini menjadi ancaman dalam pembangunan
pembangkit listrik tenaga angin, namun jika dibandingkan dengan penggunaan energi
fosil, dampaknya masih jauh lebih kecil. Selain itu penggunaan energi angin dalam
kelistrikan telah turut serta dalam mengurangi emisi gas buang.
Penggunaan inovasi dalam teknologi, bagaimanapun selalu memunculkan
permasalahan baru yang memerlukan pemecahan dengan terknologi baru lagi. Oleh
karena itu kita sebagai orang-orang yang bergerak di bidang science dan teknologi
haruslah dapat terus mengembangkan teknologi yang lebih ramah lingkungan yang
memiliki efek negatif sekecil mungkin.
H. Perkembangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Indonesia dan Dunia
Pada saat ini, sistem pembangkit listrik tenaga angin mendapat perhatian yang
cukup besar sebagai sumber energi alernatif yang bersih, aman, serta ramah lingkungan
serta kelebihan-kelebihan lain yang telah disebutkan sebelumnya di atas. Turbin angin
skala kecil mempunyai peranan penting terutama bagi daerah-daerah yang belum
terjangkau oleh jaringan listrik. Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan
energi terbaru yang paling berkembang saat ini.
Berdasarkan laporan tengah tahun 2012 The World Wind Energy Association
(WWEA), total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin diseluruh dunia telah mencapai
254.000 MW atau 254 GW. Jumlah tersebut sudah merupakan penambahan 16.546 MW
selama enam bulan pertama tahun 2012. Hal ini menunjukkan 10 % lebih sedikit jika
dibandingkan dengan periode yang sama tahun 2011, yaitu terdapat penambahan 18.405
MW.
Total Kapasitas Terpasang 2010-2012(MW)
Kapasitas global tumbuh sekitar 7 % dalam 6 bulan (2 % lebih sedikit
dibandingkan dengan tahun 2011 untuk periode yang sama) dan 16,4 % dari basis
tahunan (mid-2012 dibandingkan dengan mid-2011). Perbandingannya, pertumbuhan
tahunan tahun 2011 adalah 20,3 %.
Berdasarkan laporan akhir tahun 2011 The World Wind Energy Association
(WWEA), Indonesia menempati urutan ke 84 dalam kaitan total kapasitas pembangkit
listrik tenaga bayu (PLTB) serta penambahan kapasitas ditahun 2011. Peringkat ini
merosot dari yang pada akhir tahun 2010 menempati peringkat 74. Di akhir tahun 2011,
total kapasitas pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) yang dimiliki oleh Indonesia hanya
1,4 MW dan hal tersebut tidak ada penambahan kapasitas jika dibandingkan dengan
tahun 2010.
Pada akhir tahun 2007 telah dibangun kincir angin pembangkit dengan
kapasitas kurang dari 800 watt dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau
Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung,
masing-masing satu unit. Kemudian, di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin
pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) mulai dibangun. Mengacu
pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan
mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.
Inggris, negara kerajaan terbesar di dunia ini merupakan salah satu negara yang
giat mempromosikan lingkungan hijau. Negara ini memiliki beberapa ladang angin yang
dapat mengalirkan listrik untuk 500 ribu rumah tangga dan terbesar di dunia. Salah satu
ladang angin terbesar di namakan London Aray dikerjakan tahun 2009 dan rampung
2013.
Gambar 2.8 Ladang Turbin Angin London Aray Di Lepas Pantai
London Aray dibangun oleh perusahaan Siemens yang menginstal 175 turbin
angin, setiap turbin dan sub-stasiun lepas pantai didirikan di atas tiang tunggal bawah
laut dan terhubung dengan 210 km kabel bertegangan 33 kV.