Tugas Dasar Teknik Elektro
Laporan Hasil Praktikum
“Penggunaan Energy Angin Untuk Menghasilkan Arus”
Universitas Internasional Batam
Jl. Gajah Mada, Sei Ladi – Baloi, Batam
Telepon : 0778-600 2999, 7437 111
Fax : 0778-600 4219, 7437 112
Website : www.uib.edu
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan kebesaranNya kami dapat menyelesaikan Laporan mengenai “Penggunaan Energy Angin Untuk Menghasilkan Arus” ini sebatas pengetahuan dan kemampuan yang kami miliki. Dan juga kami berterima kasih pada Dosen mata kuliah Dasar Teknik Elektro (DTE) yang telah memberikan tugas ini kepada kami.
Kami sangat berharap Laporan ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai “Pengunaan Energy Angin Untuk Menghasilkan Arus”. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas ini terdapat kekurangan-kekurangan dan jauh dari apa yang kami harapkan. Untuk itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa sarana yang membangun.
Semoga Laporan sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya laporan yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa depan.
Batam, Desember 2014
Tim Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
Sumber daya alam itu dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
1. sumber daya alam yang dapat_diperbarui (renewable) atau hampir tidak dapat habis misalnya: tumbuhan
hewan. air, tanah, sinar matahari, angin, dan sebagainya;
2. sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui (unjenewable) atau habis, misalnya: minyak bumi atau
batu bara.
Selanjutnya, secara terinci energi dibedakan atas butir-butir berikut dan perlu diketahui bahwa energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya. Misalnya, energi potensial air (air terjun) dapat diubah menjadi energi gerak, energi listrik, dan seterusnya.
1.1 Energi Angin
Dua ribu tahun yang lalu manusia sudah dapat memanfaatkan energi angin untuk usaha sederhana. Beratus-ratus tahun kemudian energi angin itu menjadi semakin jelas pemanfaatannya. Kapal kecil dan besar dapat mengarungi lautan luas dengan bantuan energi angin yang meniup layar kapal. Angin merupakan udara yang bergerak; udara yang berpindah tempat,mengalir dari tempat yang dingin ke tempat yang panas dan dari tempat yang panas mengalir ke tempat yang dingin, demikian terus-menerus.
Angin adalah proses alam yang berlaku secara skala kecil dan skala besar, secara lingkup daerah dan dunia. Di lapisan atmosfir bawah udara dingin mengalir dari daerah kutub menuju daerah khatulistiwa dan di lapisan atmosfir atas udara hangat mengalir dari khatuistiwa menuju daerah kutub.
Angin merupakan suatu energi alam yang berlimpah adanya di bumi yang juga merupakan energi yang murah serta tak pernah habis. Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan oleh manusia. Adapun pemanfaatannya adalah antara lain :
- Pemompaan air untuk keperluan rumah tangga dan pertanian.
- Melaksanakan kegiatan pertanian, seperti menggiling jagung, menggiling tepung, tebu.
- Mengalirkan air laut untuk pembuatan garam.
- Membangkitkan tenaga listrik khususnya untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin terutama untuk daerah
yang belum terjangkau oleh PLN.
1.2 Asal energi angin
Semua energi yang dapat diperbaharui dan bahkan energi pada bahan bakar fosil kecuali energi pasang surut dan panas bumi berasal dari Matahari. Matahari meradiasi 1,74 x 1.014 kilowatt jam energi ke Bumi setiap jam. Dengan kata lain, Bumi menerima 1,74 x 1.017 watt daya.
Sekitar 1-2 persen dari energi tersebut diubah menjadi energi angin. Jadi, energi angin berjumlah 50-100 kali lebih banyak daripada energi yang diubah menjadi biomassa oleh seluruh tumbuhan yang ada di muka Bumi. Sebagaimana diketahui, pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan temperatur antara udara panas dan udara dingin. Daerah sekitar khatulistiwa, yaitu pada busur 0°, adalah daerah yang mengalami pemanasan lebih banyak dari Matahari dibanding daerah lainnya di Bumi.
Daerah panas ditunjukkan dengan warna merah, oranye, dan kuning pada gambar inframerah dari temperatur permukaan laut yang diambil dari satelit NOAA-7 pada Juli 1984. Udara panas lebih ringan daripada udara dingin dan akan naik ke atas sampai mencapai ketinggian sekitar 10 kilometer dan akan tersebar ke arah utara dan selatan.
Jika Bumi tidak berotasi pada sumbunya, maka udara akan tiba di kutub utara dan kutub selatan, turun ke permukaan lalu kembali ke khatulistiwa. Udara yang bergerak inilah yang merupakan energi yang dapat diperbaharui, yang dapat digunakan untuk memutar turbin dan akhirnya dapat menghasilkan listrik.
1.3 Proses Terjadinya Angin
Angin terjadi bila terdapat pemanasan permukaan bumi yang tak sama oleh sinar matahari. Disiang hari udara di atas lautan relati lebih dingin daripada daratan. Sinar matahari menguapkan air lautan dan diserap lautan. Penguapan dan obsorsi sinar matahari di daratan kurang sehingga udara di atas daratan lebih panas. Dengan demikian udara di atas mengembang,jadi ringan dan naik ke atas.
Udara dingin yang lebih berat turun mengisi kekurangan udara di daratan, maka terjadilah aliran udara yang disebit angin dari lautan ke daratan tepi pantai. Di malam hari peristiwa yang sebaliknya terjadi, angin di permukaan laut mengalir dari pantai ke tengah lautan dan peristiwa inilah yang dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mencari ikan di lautan. Angin di lereng gunung juga terjadi demikian. Pada sekitar puncak pegunungan lebih dulu panas dibandingkan dengan daerah lembah. Karena perbedaan panas ini sehingga menimbulkan perbedaan tekanan yang akhirnya timbul angin biasa yang disebut angin lembah dan angin gunung.
1.4 Turbin Angin sebagai Alternatif Pembangkit Listrik
Menurunnya tinggi muka air di berbagai bendungan - terutama yang dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit listrik tenaga air (PLTA)-telah menurunkan pasokan listrik di Jawa hingga 500 megawatt. Sebagai salah satu sumber pemasok listrik, PLTA bersama pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dan pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) memang memegang peran penting terhadap ketersediaan listrik terutama di Jawa, Madura, dan Bali. Energi angin yang sebenarnya berlimpah di Indonesia ternyata belum dimanfaatkan sebagai alternatif penghasil listrik. Padahal, di berbagai negara, pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi alternatif nonkonvensional sudah semakin mendapatkan perhatian.
Hal ini tentu saja didorong oleh kesadaran terhadap timbulnya krisis energi dengan kenyataan bahwa kebutuhan energi terus meningkat sedemikian besarnya. Di samping itu, angin merupakan sumber energi yang tak ada habisnya sehingga pemanfaatan sistem konversi energi angin akan berdampak positif terhadap lingkungan.
1.5 Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Pembangkit listrik tenaga angin, yang diberi nama Wind Power System memanfaatkan angin melalui kincir, untuk menghasilkan energi listrik. Alat ini sangat cocok sekali digunakan masyarakat yang tinggal di pulau-pulau kecil. Secara umum, sistem alat ini memanfaatkan tiupan angin untuk memutar motor. Hembusan angin ditangkap baling-baling, dan dari putaran baling-baling tersebut akan dihasilkan putaran motor yang selanjutnya diubah menjadi energi listrik.
Wind Power System ini terdiri dari empat bagian utama, yaitu rotor, transmisi, elektrikal dan, tower. Bagian rotor terdiri dari baling-baling dengan empat daun, bentuknya seperti baling-baling pesawat. Dengan bentuk seperti ini diharapkan energi angin yang tertangkap bisa maksimal agar bobotnya lebih ringan. Baling-baling ini dibuat dengan diameter 3,5 dan bahannya dibuat dari fiberglass.
Untuk mendapat hembusan angin, baling-baling diletakkan pada tower setinggi delapan meter. Sedangkan pada bagian transmisi digunakan sistem kerekan dan tali, sistem transmisi ini digunakan untuk menyiasati kekuatan angin yang kecil. Karena kecepatan angin di Indonesia relatif kecil, transmisi ini sangat menguntungkan untuk meningkatkan putaran sebagai pengubah energi digunakan alternator dua fase 12 volt, energi listrik yang dihasilkan oleh alternator dapat disimpan dalam aki. Sementara kapasitas daya yang didapat sebesar 1,5 KW. Wind Power System telah diuji coba oleh para mahasiswa di pantai kenjeran, kurang dari satu jam hasil dari percobaan tersebut sudah dapat menghasilkan energi listrik untuk menyalakan TV dan lampu sampai 100 watt.
Karya yang dibuat selama bulan ini sudah dapat langsung diterapkan bagi masyarakat. Untuk menyimpan energi listrik bisa digunakan aki besar, dan penggunaannya bisa digunakan instalasi pembagi. Sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan Win Power System relatif murah, sekitar Rp 16 juta. Tapi, itu belum termasuk bahan dan pembuatan towernya.
BAB II ISI
2.1 Energi Tenaga Angin
Energi angin juga menjadi pilihan alternatif sebagai energi pengganti bahan bakar fosil, yang disediakan alam secara gratis. Energi angin tersedia dalam jumlah tidak terbatas, selama bumi masih memiliki cadangan udara. Energi tersebut dihasilkan oleh angin yang menggerakkan kincir angin ukuran raksasa. Biasanya kincir angin sebagai penghasil energi diletakkan pada wilayah tertentu dengan tingkat intensitas angin yang tinggi.
Untuk menggerakan blade / baling-baling agar bisa berputar saja harus memiliki kecepatan angin 2 meter/detik dan untuk menghasilkan listrik yang stabil sesuai kapasitas generatornya rata-rata 6 s/d 10 meter/detik.
Pembangkit ini bisa digunakan untuk skala kecil, menengah dan besar karena arus yang dihasilkan dalam 1 jam lebih besar serta membutuhkan investasi yang lebih murah ketimbang PLTS .Daerah yang cocok digunakan pembangkit ini adalah daerah pantai, pesisir, pegunungan.
Kincir angin merupakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan. Awal mulanya kincir angin digunakan pada zaman babilonia untuk penggilingan padi.
Penggunaan teknologi modern dimulai sekitar tahun 1930, diperkirakan ada sekitar 600.000 buah kincir angin untuk berbagai keperluan. Saat ini kapasitas daya yang dihasilkan kincir angin skala industri antara 1 – 4 mw.
Prinsip kerja Turbin Angin adalah mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik putaran poros. Energi mekanik poros biasanya dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik menggunakan suatu generator. Energi listrik sifatnya sangat fleksibel. Energi ini dapat digunakan untuk penerangan, menggerakkan mesin-mesin industri, transportasi, dan masih banyak lagi.
Perangkat pembangkit dari angin juga jauh lebih murah dibandingkan perangkat pembangkit dari energi matahari. Padahal jumlah energi yang dihasilkan oleh 1.000 buah sel fotovoltaik relatif setara dengan belasan kincir angin. Bahkan sejumlah sistem kincir angin yang dipasang di Denmark bahkan menghasilkan energi hingga 3.000 megawatt atau sekitar 20 persen kebutuhan energi di seluruh Eropa.
Kini, Eropa menghasilkan energi angin dengan jumlah energi sekitar 35.000 megawatt atau setara dengan tiga puluh lima pembangkit listrik tenaga batu bara (National Geographic, Agustus 2005: 65). Hal ini jelas menjadi sebuah keuntungan besar bagi masyarakat luas. Karena keuntungannya yang sedemikian besar, maka beberapa negara, di wilayah Eropa dan Amerika Serikat, menggunakan teknologi ini.
Potensi energi angin untuk kebutuhan energi masa depan sangat menjanjikan. Ketika sel fotovoltaik tidak mendapatkan sinar matahari, maka pasokan listrik akan terhambat, sedangkan kincir angin relatif stabil pada semua cuaca karena tidak membutuhkan sinar matahari untuk menghasilkan energi. Hal itu membuat kincir angin unggul satu langkah di depan sel fotovoltaik dalam menghasilkan energi.
Para ilmuwan di Eropa dan Amerika Serikat menaruh harapan besar kepada sumber energi angin sebagai sebuah cara menghadapi krisis energi di masa depan. Namun demikian tidak semua masyarakat setuju dengan kincir angin sebagai sebuah penghasil energi alternatif, ukuran kincir yang terlalu besar dan suara desing yang berisik membuat masyarakat di sekitar proyek kincir angin cenderung menolaknya, padahal banyak sisi positif yang dapat dipetik dari pemanfaatan energi ini.
Jika kita bisa membuat simulasi numerik aliran udara melintasi turbin angin dengan rancangan tertentu misalnya aerofoil, jumlah blade (bilah), panjang chord, diameter dan lain sebagainya, maka dengan menentukan kecepatan aliran udara di depan dan belakang turbin akan dapat ditentukan berapa Thrust yang dihasilkan dan Daya Angin yang berhasil diserap Turbin Angin. Thrust bersifat merugikan karena thrust yang mendorong menara penyangga turbin, semakin besar trhust, maka menara penyangga juga harus kuat, sehingga biaya pembuatannya akan mahal.
Semakin besar Daya (Power) yang diserap oleh turbin, maka efisiensi konversi energi turbin akan semakin besar, artinya turbin yang dirancang sangat menguntungkan.
2.2 Cara Kerja Kincir Angin
Cara kincir angin bekerja sangat sederhana yaitu:
• Angin akan meniup bilah kincir angin sehingga bilah bergerak
• bilah kincir angin akan memutar poros didalam nacelle
• Poros dihubungkan ke gearbox, di gearbox kecepatan perputaran poros ditingkatakan dengan cara
mengatur perbandingan roda gigi dalam gearbox
• gearbox dihubungkan ke generator. generator merubah energi mekanik menjadi energi listrik
• dari generator energi listrik menuju transformer untuk menaikan tegangannya kemudian baru didistribusikan ke konsumen
2.3 Langkah Kerja untuk Membuat KIincir Angin Skala Kecil
1. Persiapkan bahan-bahan sebagai berikut .
a. Gunting
2. Berikut Cara kerjanya :
1. Belah botol minuman anda seperti gambar diatas, setelah itu pastikan bentuk dan ukuran yg merata
dengan penggaris .
2. Potong gabus tersebut sesuai dengan lingkaran botol.
3. Setelelah rapatkan gabus dengan botol dengan lem/double tip
4. Pasangkan kabel pada dynamo dengan menyoldernya
5. Kemudian masukkan dynamo dc 6/12 v yang telah diatur dengan gearbox ke Gabus tersebut.
6. Dan bentuk kincir sesuai dengan kreativitas anda. Contoh :
BAB 3 PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Penggunaan energi konvensional tenaga angin merupakan alternative sumber energi yang efektif apabila digunakan ditempat yang mempunyai sumber daya angin tinggi. Ramah lingkungan- keuntungan terpenting dari tenaga angin adalah berkurangnya level emisi karbon dioksida penyebab perubahan ikilm. Tenaga ini juga bebas dari polusi yang sering diasosiasikan dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan nuklir. . Misalkan saja percobaan yang dilakukan oleh kami dapat menghasilkan tegangan 2-4 V yg dapat menghidupkan lampu LED dengan meniup kincirnya .
3.2 Saran
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.
0 komentar:
Posting Komentar