Pembangkit Listrik Tenaga Bayu Angin (2)
PEMBANGKIT
LISRIK
TENAGA ANGIN.
Prabowo
(2114100050)
Randi Perdana
(2114100058)
Dwinanda Alief W. (2114100071)
Sri Gandari Putri S. (2114100073)
Zuli Ainun Z.
(2114100086)
Energi Angin
Sebuah turbin angin mendapatkan tenaga masukan
dengan cara mengubah gaya angin menjadi torsi
(gaya putar) yang beraksi pada sudu rotor.
KRITERIA YANG HARUS
DIPENUHI
•
•
Kecepatan angin 2 hingga 17 m/s
Kestabilan angin
Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas
maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk
menghasilkan energi listrik.
Potensi Energi Angin.
Berdasarkan data, potensi
sumber angin dunia
diperkirakan sebesar 50,000
TWh/tahun. v +5,1 m/s dan
pada h 10 m. Toleransi 10%
Potensi
Energi
Angin di
Indonesia
Potensi angin di Indonesia, pulau NTT (Nusa Tenggara Timur) dengan
kecepatan angin sekitar 8 - 8,6 m/s, pulau NTT dipilih sebagai lokasi pembangkit
listrik tenaga angin karena sangat ideal.
Prinsip kerja PLTB adalah Mengubah
energi kinetik baling-baling,dari energi
kinetik ini diteruskan ke generator
untuk membangkitkan listrik.
Prinsip Kerja PLTB
1
2
3
Sudu Blade tertiup angin dan mulai berputar
Pada putaran tertentu akan terjadi penyelaan yaitu
kondisi dimana kecepatan angin mampu
menggerakan generator
Gerakan generator yang menghasilkan listrik
4
5
Listrik masuk ke BCU (Battery Controlled Unit)
Simpanan listrik dapat langsung digunakan ataupun
disimpan di baterai
Jenis Jenis Turbin Angin.
Sumbu Vertikal
Turbin
Angin
Turbin angin sumbu vertikal
memiliki sudu yang
bergerak pada sumbu putar
yang tegak lurus dengan
tanah.
Sumbu Horizontal
Turbin angin aksial atau
turbin angin sumbu horizontal
memiliki sudu yang berputar
pada sumbu putar yang
sejajar dengan tanah.
Turbin
Angin Vertikal
Savonnius
Darrieus
prinsipnya yaitu adanya selisih gaya drag pada kedua
sisi rotor sehingga menghasilkan momen gaya terhadap
sumbu putar rotor
Kelebihan TASV
• Tidak membutuhkan struktur menara
yang besar.
• Tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
• Pemeliharaan bagian-bagiannya lebih
mudah.
• TASV memiliki kecepatan awal angin
yang lebih rendah daripada TASH.
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
Turbin
Angin Aksial/
Horizontal
3 Blades
Propeller
Dutch
Windmill
Prinsip turbin angin aksial adalah menyerupai balingbaling yang menangkap energi angin dan mengubahnya
menjadi energi gerak rotasi poros
Kelebihan TASH
• Dasar menara yang tinggi
membolehkan akses ke angin yang
lebih kuat di tempat-tempat yang
memiliki geseran angin
• Pitch sudu turbin dapat diubah-ubah.
• Menara yang tinggi dapat memperoleh
angin yang lebih kencang.
Kekurangan TASH
• Konstruksi rumit
• Biaya transportasi bisa mencapai
20% dari seluruh biaya peralatan
turbin angin.
• Pondasi harus kuat
•Memiliki noise besar
•TASH membutuhkan mekanisme
kontrol yaw tambahan untuk
membelokkan kincir ke arah angin
Karakteristik Turbin Angin
dapat disimpulkan bahwa kincir angin jenis multiblade dan Savonius cocok digunakan untuk aplikasi PLTB
kecepatan rendah. Sedangkan kincir angin tipe Propeller,
paling umum digunakan karena dapat bekerja dengan
lingkup kecepatan angin yang luas.
Komponen Turbin Angin
Gambar
Konstruksi
pada PLTB
Gambar Komponen
Komponen PLTB
• Kincir Angin.
Gambar 5 Jenis bentuk kincir angin
Gerak Turbin
Menghitung daya angin
Daya Total
Daya total aliran angin adalah
sebanding dengan tenaga kinetik
aliran udara:
Massa aliran udara per detik
dapat dihitung dengan
persamaan:
Dimana:
ρ = massa jenis udara (kg/m3)
A = luas penampang turbin
(m2)
Daya Total
Sehingga didapatkan:
Dimana :
Ptot = daya total aliran udara (watt)
gc = faktor konversi (1.0 Kg/Ns2)
ρ
= massa jenis udara (1.2 Kg/m3)
A = luas penampang turbin (m2)
Vi = kecepatan angin (m/s)
Daya Maksimum
Daya maksimum angin (watt) yang dapat diserap oleh sudu
rotor dapat dinyatakan dengan persamaan:
Daya Nyata
Daya nyata adalah daya yang yang dapat dimanfaatkan oleh
turbin untuk dijadikan sebuah energi baru. Daya ini dapat
dinyatakan dalam persamaan berikut:
Torsi Turbin
Pada semua benda yang berputar selalu terdapat torsi, yaitu
gaya yang menyebabkan sebuah tetap dapat berputar pada
kecepatan putarnya. Besarnya torsi dapat dinyatakan dalam
persamaan berikut:
Dimana :
T = torsi
(Nm)
P = daya
(watt)
D = diameter poros (m)
v = kecepatan angin (m/s)
π = 3.14
Efisiensi Turbin
TERIMA KASIH.
LISRIK
TENAGA ANGIN.
Prabowo
(2114100050)
Randi Perdana
(2114100058)
Dwinanda Alief W. (2114100071)
Sri Gandari Putri S. (2114100073)
Zuli Ainun Z.
(2114100086)
Energi Angin
Sebuah turbin angin mendapatkan tenaga masukan
dengan cara mengubah gaya angin menjadi torsi
(gaya putar) yang beraksi pada sudu rotor.
KRITERIA YANG HARUS
DIPENUHI
•
•
Kecepatan angin 2 hingga 17 m/s
Kestabilan angin
Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas
maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk
menghasilkan energi listrik.
Potensi Energi Angin.
Berdasarkan data, potensi
sumber angin dunia
diperkirakan sebesar 50,000
TWh/tahun. v +5,1 m/s dan
pada h 10 m. Toleransi 10%
Potensi
Energi
Angin di
Indonesia
Potensi angin di Indonesia, pulau NTT (Nusa Tenggara Timur) dengan
kecepatan angin sekitar 8 - 8,6 m/s, pulau NTT dipilih sebagai lokasi pembangkit
listrik tenaga angin karena sangat ideal.
Prinsip kerja PLTB adalah Mengubah
energi kinetik baling-baling,dari energi
kinetik ini diteruskan ke generator
untuk membangkitkan listrik.
Prinsip Kerja PLTB
1
2
3
Sudu Blade tertiup angin dan mulai berputar
Pada putaran tertentu akan terjadi penyelaan yaitu
kondisi dimana kecepatan angin mampu
menggerakan generator
Gerakan generator yang menghasilkan listrik
4
5
Listrik masuk ke BCU (Battery Controlled Unit)
Simpanan listrik dapat langsung digunakan ataupun
disimpan di baterai
Jenis Jenis Turbin Angin.
Sumbu Vertikal
Turbin
Angin
Turbin angin sumbu vertikal
memiliki sudu yang
bergerak pada sumbu putar
yang tegak lurus dengan
tanah.
Sumbu Horizontal
Turbin angin aksial atau
turbin angin sumbu horizontal
memiliki sudu yang berputar
pada sumbu putar yang
sejajar dengan tanah.
Turbin
Angin Vertikal
Savonnius
Darrieus
prinsipnya yaitu adanya selisih gaya drag pada kedua
sisi rotor sehingga menghasilkan momen gaya terhadap
sumbu putar rotor
Kelebihan TASV
• Tidak membutuhkan struktur menara
yang besar.
• Tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
• Pemeliharaan bagian-bagiannya lebih
mudah.
• TASV memiliki kecepatan awal angin
yang lebih rendah daripada TASH.
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
Turbin
Angin Aksial/
Horizontal
3 Blades
Propeller
Dutch
Windmill
Prinsip turbin angin aksial adalah menyerupai balingbaling yang menangkap energi angin dan mengubahnya
menjadi energi gerak rotasi poros
Kelebihan TASH
• Dasar menara yang tinggi
membolehkan akses ke angin yang
lebih kuat di tempat-tempat yang
memiliki geseran angin
• Pitch sudu turbin dapat diubah-ubah.
• Menara yang tinggi dapat memperoleh
angin yang lebih kencang.
Kekurangan TASH
• Konstruksi rumit
• Biaya transportasi bisa mencapai
20% dari seluruh biaya peralatan
turbin angin.
• Pondasi harus kuat
•Memiliki noise besar
•TASH membutuhkan mekanisme
kontrol yaw tambahan untuk
membelokkan kincir ke arah angin
Karakteristik Turbin Angin
dapat disimpulkan bahwa kincir angin jenis multiblade dan Savonius cocok digunakan untuk aplikasi PLTB
kecepatan rendah. Sedangkan kincir angin tipe Propeller,
paling umum digunakan karena dapat bekerja dengan
lingkup kecepatan angin yang luas.
Komponen Turbin Angin
Gambar
Konstruksi
pada PLTB
Gambar Komponen
Komponen PLTB
• Kincir Angin.
Gambar 5 Jenis bentuk kincir angin
Gerak Turbin
Menghitung daya angin
Daya Total
Daya total aliran angin adalah
sebanding dengan tenaga kinetik
aliran udara:
Massa aliran udara per detik
dapat dihitung dengan
persamaan:
Dimana:
ρ = massa jenis udara (kg/m3)
A = luas penampang turbin
(m2)
Daya Total
Sehingga didapatkan:
Dimana :
Ptot = daya total aliran udara (watt)
gc = faktor konversi (1.0 Kg/Ns2)
ρ
= massa jenis udara (1.2 Kg/m3)
A = luas penampang turbin (m2)
Vi = kecepatan angin (m/s)
Daya Maksimum
Daya maksimum angin (watt) yang dapat diserap oleh sudu
rotor dapat dinyatakan dengan persamaan:
Daya Nyata
Daya nyata adalah daya yang yang dapat dimanfaatkan oleh
turbin untuk dijadikan sebuah energi baru. Daya ini dapat
dinyatakan dalam persamaan berikut:
Torsi Turbin
Pada semua benda yang berputar selalu terdapat torsi, yaitu
gaya yang menyebabkan sebuah tetap dapat berputar pada
kecepatan putarnya. Besarnya torsi dapat dinyatakan dalam
persamaan berikut:
Dimana :
T = torsi
(Nm)
P = daya
(watt)
D = diameter poros (m)
v = kecepatan angin (m/s)
π = 3.14
Efisiensi Turbin
TERIMA KASIH.