Aplikasi Energi Surya

Teknologi energi surya menggunakan energi yang berasal dari matahari untuk menghasilkan panas, cahaya, air panas, listrik, dan bahkan pendinginan, untuk rumah-rumah, komersial dan industri. Ada bermacam-macam aplikasi teknologi yang telah dikembangkan untuk mengambil manfaat energi surya. Teknologi tersebut dapat dibaca lebih jauh berikut ini.

Sistem FotovoltaikSel surya bekerja dengan mengubah secara langsung sinar matahari menjadi listrik. Elektron-elektron di dalam bahan semikonduktor, bahan yang digunakan untuk menangkap sinar matahari, akan bergerak ketika energi matahari dalam bentuk foton menabraknya. Energi matahari yang memaksa elektron berpindah, terjadi secara terus menerus, dan akibatnya terjadi pula produksi listrik yang kontinyu. Proses tersebut, yang mengubah sinar matahari (foton) menjadi listrik (tegangan), disebut dengan efek fotovoltaik.

Modul Sel Surya

Sel-sel surya biasanya disusun menjadi modul-modul yang setiap modulnya bisa terdiri dari 40 sel surya. Sejumlah modul bisa disusun untuk membentuk barisan PV yang dipasang dengan sudut tetap menghadap selatan. Atau bahkan bisa dipasang di sebuah perangkat penjejak sinar matahari, untuk mendapatkan energi matahari lebih banyak sepanjang hari. Beberapa barisan PV bisa menghasilkan daya yang cukup untuk sebuah rumah. Sedangkan untuk aplikasi industri atau perusahaan listrik, ratusan baris PV bisa dihubungkan untuk membentuk satu sistem PV besar dan cukup untuk memenuhi kebutuhan listriknya.

Sel Surya Film Tipis

Sel surya film tipis menggunakan beberapa lapis bahan semikonduktor dengan ketebalan dalam skala mikrometer. Teknologi tersebut memungkinkan untuk membuat sel surya yang diintegrasikan dengan atap rumah hingga skylight. Bahkan

sel surya untuk aplikasi tersebut didesain mempunyai kekuatan yang sama dengan atap rumah sebenarnya.

Sel Surya Terkonsentrasi

Beberapa sel surya juga didesain untuk bekerja dengan sinar matahari yang difokuskan (concentrated sunlight). Sel-sel surya tersebut diintegrasikan ke dalam kolektor sinar matahari yang biasanya menggunakan lensa untuk memfokuskannya ke atas sel surya. Ada beberapa keuntungan dan kerugian dengan menggunakan teknik ini jika dibandingkan dengan panel surya pelat datar. Tujuan utamanya adalah menggunakan sesedikit mungkin bahan semikonduktor yang mahal sembari meningkatkan efisiensinya dengan lebih banyak melipatgandakan energi matahari yang mengenai permukaan sel. Tetapi karena lensa harus diarahkan ke matahari, penggunaan kolektor menjadi dibatasi oleh lokasi atau wilayah yang paling banyak mendapatkan sinar matahari. Hampir sama dengan panel surya pelat datar, teknologi ini juga bisa dipasang di atas perangkat penjejak matahari yang sederhana, tetapi sebagian besar menggunakan perangkat yang canggih. Akibatnya, pemakaian teknologi sel surya ini masih terbatas pada perusahaan listrik, industri dan bangunan-bangunan besar. Unjuk kerja sel surya Unjuk kerja sel surya bisa diukur dengan melihat efisiensinya dalam mengubah sinar matahari menjadi listrik. Hanya rentang energi tertentu dari sinar matahari yang secara efisien bisa diubah menjadi listrik, dan sebagian besarnya dipantulkan ataupun diserap oleh bahan pembentuk sel surya. Karena beberapa hal tersebut, maka efisiensi sel surya komersial hanya sebesar 15%, atau sekitar seperenam dari sinar matahari yang menghasilkan listrik. Semakin rendah efisiensinya, maka semakin lebar panel surya yang dibutuhkan, dan artinya, semakin mahal harga yang harus dibayarkan. Meningkatkan efisiensi sel surya dengan tetap mempertahankan harga tetap rendah merupakan tantangan yang harus dipecahkan. Hingga kini, sedikit demi sedikit tantangan tersebut bisa diatasi, terbukti dengan efisiensi sebesar 15% saat ini dimana pada tahun 1950an, efisiensi masih kurang dari 4%.

Pemanas Air Tenaga Surya

Air dangkal di sebuah kolam atau danau cenderung lebih panas dibandingkan dengan air yang berada di tempat yang lebih dalam. Hal tersebut terjadi karena matahari bisa memanaskan dasar kolam atau danau di area yang lebih dangkal, dan itu berarti air yang berada di atasnya juga menjadi panas. Dengan prinsip yang sama, sinar matahari bisa digunakan sebagai pemanas air di bangunan dan kolam renang. Sebagian besar sistem pemanas air yang menggunakan matahari sebagai sumber panasnya, terdiri dari dua bagian utama : kolektor sinar matahari dan tangki penyimpan. Kolektor yang umum digunakan adalah kolektor pelat datar. Kolektor tersebut terdiri dari kotak datar tipis dengan tutup bagian atasnya transparan dan menghadap ke arah matahari. Pipa-pipa kecil yang ada di dalam kotak tersebut membawa cairan, yang bisa berupa air ataupun cairan lain, untuk dipanaskan. Pipa-pipa tersebut dipasangkan pada pelat berwarna hitam yang berfungsi untuk menyerap panas dari matahari. Setelah panas terbentuk di kolektor, cairan yang berada di dalam pipa-pipa tersebut menjadi panas. Cairan panas tersebut kemudian menuju ke tangki penyimpan yang biasanya berukuran lebih besar dan terisolasi secara termal lebih baik dibandingkan tangki penyimpan pemanas air biasa. Sistem yang menggunakan cairan bukan dari air, biasanya menggunakan cairan tersebut untuk memanaskan air melalui pipa-pipa yang dibentuk seperti lilitan di dalam tangki tersebut. Sistem yang digunakan bisa berupa sistem aktif ataupun pasif, tetapi yang paling umum digunakan adalah sistem aktif. Sistem aktif bekerja bergantung kepada pompa untuk menggerakkan cairan dari kolektor ke tangki penyimpan. Sedangkan pasif sistem bekerja dengan mengandalkan gravitasi dan sifat alami air untuk bersirkulasi jika dipanaskan. Sistem yang digunakan untuk kolam renang jauh lebih sederhana. Pompa penyaring kolam renang digunakan untuk mengalirkan air melalui sebuah kolektor sinar matahari, yang biasanya terbuat dari plastik atau karet hitam, dan air panasnya kemudian dialirkan kembali ke kolam renang.

Solar Thermal

Sebagian besar pembangkit listrik yang ada saat ini menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber panas untuk mendidihkan air. Uap air yang dihasilkan kemudian memutar turbin, yang pada akhirnya menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Tetapi kini mulai banyak pembangkit listrik yang menggunakan sistem konsentrator surya, menggunakan matahari sebagai sumber panas. Ada tiga tipe utama sistem konsentrator surya, yaitu : parabolic, dish/engine, menara pembangkit.

Sistem parabolik memusatkan energi sinar matahari dengan menggunakan cermin panjang berbentuk U. cermin-cermin tersebut diatur mengarah sinar matahari dan memusatkan sinar matahari ke sebuah pipa berisi minyak yang memanjang di tengah-tengah titik pusat parabolik tersebut. Minyak panas tersebut digunakan untuk mendidihkan air di generator uap konvensional dan menghasilkan listrik. Sistem dish/engine menggunakan piringan cermin untuk mengumpulkan sinar matahari pada sebuah penerima yang berfungsi untuk menerima sinar matahari dan memindahkan panasnya ke cairan yang berada di dalam mesin. Panas yang terjadi mengakibatkan cairan di dalam mengembang dan menekan piston atau turbin dan menghasilkan energi mekanis. Energi mekanis tersebut kemudian digunakan untuk memutar generator ataupun alternator untuk menghasilkan listrik. Sementara itu, menara pembangkit menggunakan cermin dalam jumlah yang besar dan ditempatkan di suatu lokasi yang luas untuk mengumpulkan sinar mataharidan memusatkannya ke bagian atas sebuah menara dimana sebuah penerima ditempatkan. Panas yang dihasilkan mencairkan garam yang kemudian mengalir untuk memanaskan air. Uap yang dihasilkan dari air panas digunakan untuk memutar generator uap konvensional. Garam cair bisa menyimpan panas dalam waktu yang lama. Artinya listrik bisa dihasilkan pada saat matahari telah terbenam atau pada saat langit sangat berawan.

Hydro PowerPembangkit hidro adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan energi air untuk menghasilkan listrik. Energi mekanik yang dihasilkan turbin berasal dari energi kinetik air. Turbin yang digunakan memiliki jenis yang berbeda-beda, antara lain crossflow, pelton, francise.

MinihydroPembangkit listrik minihidro adalah pembangkit listrik tenaga air yang kapasitas daya terbangkitkannya hanya berkisar 500kW hingga 1MW. Teknologi yang digunakan sudah mengaplikasikan teknologi PLTA skala besar.

Microhydro

Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air dengan kapasitas daya yang dibangkitkan dari 10kW hingga 500 kW. Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan clan ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). Turbin akan menerima energi kinetik dari air dan mengubahnya menjadi energi mekanik untuk memutar generator.

Komponen-komponen Pembangkit Listrik Mikro Hidro

Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)

Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (Intake pembuka) ke dalamsebuah bak pengendap (Settling Basin).

Settling Basin (Bak Pengendap)

Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.

Headrace (Saluran Pembawa)

Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

Headtank (Bak Penenang)

Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayukayuan.

Penstock (Pipa Pesat/Penstock)Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.

Turbine dan Generator (Turbin dan Generator)

Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik.

PicohydroPikohidro tidak berbeda jauh dengan mikrohiro, keduanya hanya dibedakan dari kapasitas daya yang dibangkitkannya. Pikohidro hanya membangkitkan listrik hingga sebesar 10kW. Teknologi yang digunakan juga lebih sederhana jika dibandingkan dengan mikrohidro. Pembangkit listrik pikohidro tidak memerlukan bangunan khusus sebagai rumah pembangkit. Generator dan turbinnya biasanya dibuat dalam satu kesatuan untuk memudahkannya dipindah-pindah. Turbin yang digunakan juga tidak banyak pilihan. Biasanya digunakan tipe crossflow atau propeler. Pemilihan turbin jenis ini adalah hanya karena pertimbangan kesederhanaan dan keekonomiannya.

Turbin angin

Turbin angin mengambil energi angin dengan menurunkan kecepatannya. Untuk bisa mencapai 100% efisien, maka sebuah turbin angin harus menahan 100% kecepatan angin yang ada, dan rotor harus terbuat dari piringan solid dan tidak berputar sama sekali, yang artinya tidak ada energi kinetik yang akan dikonversi.

Energi angin bisa ditangkap dengan dua atau tiga buah bilah sudu yang didesain seperti sayap pesawat terbang. Untuk mendapatkan kecepatan angin yang cukup tinggi, konstan, dan tidak terlalu banyak turbulensi biasanya turbin angin dipasang di atas sebuah menara pada ketinggian 30 meter atau lebih.

Bilah sudu yang digunakan berfungsi seperti sayap pesawat udara. Ketika angin bertiup melalui bilah tersebut, maka akan timbul udara bertekanan rendah di bagian bawah dari sudu, Tekanan udara yang rendah akan menarik sudu bergerak ke area tersebut. Gaya yang ditimbulkan dinamakan gaya angkat. Besarnya gaya angkat biasanya lebih kuat dari tekanan pada sisi depan bilah, atau yang biasa disebut tarik. Kombinasi antara gaya angkat dan tarik menyebabkan rotor berputar seperti propeler dan memutar generator. Turbin angin bisa digunakan secara stand-alone, atau bisa dihubungkan ke jaringan transmisi atau bisa dikombinasikan dengan sistem panel surya.

Untuk perusahaan listrik, sejumlah besar turbin angin dibangun berdekatan untuk membentuk pembangkit listrik tenaga angin. Secara teori, efisiensi maksimum yang bisa dicapai setiap desain turbin angin adalah 59%, artinya energi angin yang bisa diserap hanyalah 59%. Jika faktor-faktor seperti kekuatan dan durabilitas diperhitungkan, maka efisiensi sebenarnya hanya 35 - 45%, bahkan untuk desain terbaik. Terlebih lagi jika ditambah inefisiensi sistem wind turbin lengkap, termasuk generator, bearing, transmisi daya dan sebagainya, hanya 10-30% energi angin yang bisa dikonversikan ke listrik.

VAWT (Vertical Axis Wind Turbine)Sesuai namanya, Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) mempunyai sumbu vertikal dengan bilah-bilah sudu paralel dengan sumbunya. Turbin angin sumbu vertikal memiliki efisiensi yang lebih kecil dibandingkan dengan Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) atau turbin angin sumbu horisontal. Tetapi ada beberapa kelebihan yang dimiliki oleh turbin sumbu vertikal, antara lain : aman, mudah membangunnya, bisa dipasang tidak jauh dari tanah, dan lebih baik dalam menangani turbulensi angin. Generator dan gearbox bisa ditempatkan tidak jauh dari permukaan tanah. Hal ini meringankan beban tower dan memudahkan perawatan. Turbin sumbu vertikal yang lazim digunakan adalah Savonius dan Darrieus.

Savonius

Savonius merupakan jenis turbin angin yang paling sederhana dan versi besar dari anemometer. Turbin Savonius dapat berputar karena adanya gaya tarik (drag). Efisiensi yang bisa dicapai turbin angin jenis ini sekitar 30%.

Darrieus

Turbin angin Darrieus mempunyai bilah sudu yang disusun dalam posisi simetri dengan sudut bilah diatur relatif terhadap poros. Pengaturan ini cukup efektif untuk menangkap berbagai arah angin. Berbeda dengan Savonius, Darrieus memanfaatkan gaya angkat yang terjadi ketika angin bertiup. Bilah sudu turbin Darrieus bergerak berputar mengelilingi sumbu.

Horizontal Axis Wind Turbine

Turbin angin sumbu vertikal memiliki rotor shaft dan generator yang berada di puncak menara dan harus searah dengan arah angin. Turbin angin yang berukuran lebih kecil diarahkan dengan menggunakan sirip, sedangkan untuk turbin angin berkapasitas besar menggunakan sensor dan motor servo untuk menggerakkan turbin agar menghadap dan searah dengan arah angin. Energi angin yang ditangkap oleh bilah-bilah sudu menghasilkan putaran yang rendah pada hub-nya. Oleh karenanya, sebagian besar turbin angin menggunakan gear box untuk mengubah putaran rendah yang dihasilkan bilah sudu menjadi lebih cepat dan sesuai untuk memutar generator. Bilah sudu yang digunakan biasanya terbuat dari bahan yang kuat untuk menghindari bilah sudu tersebut terdorong dan mengenai menara ketika berputar pada saat angin kencang bertiup. Biasanya, jarak antara bilah sudu dan menara pun diatur, bahkan kadang-kadang agak sedikit dimiringkan ke atas, agar kemungkinan tersebut semakin kecil.

Aplikasi Energi Geothermal

Energi geothermal (dari bahasa Yunani; geo = bumi, thermal = panas) memanfaatkan panas dari beberapa sumber, yaitu air panas atau reservoir uap yang terletak jauh di dalam perut bumi dan diakses dengan mengebor; reservoir geothermal yang dekat dengan permukaan bumi; dan geothermal dangkal dengan suhu berkisar 10 - 16 C.

Ada beberapa keuntungan yang bisa didapat dari energi geothermal, yaitu : Mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil Emisi yang ditimbulkan sangat kecil. Energi yang dihasilkannya berkesinambungan mengingat panas yang dimanfaatkan jauh lebih kecil daripada sumber panasnya. Pembangkit yang memanfaatkan energi geothermal bisa beroperasi tanpa terpengaruh waktu dan iklim, sehingga bisa berfungsi untuk memenuhi beban dasar listrik. Selain itu energi geothermal juga mempunyai kekurangan-kekurangan, antara lain : Air/cairan yang bersumber dari geothermal bersifat korosif. Pada suhu relatif rendah, sesuai hukum termodinamika, efisiensi sistem menurun. Pembangunan pembangkit listrik geothermal juga mempengaruhi kestabilan tanah di area sekitarnya. Pembangkit listrik yang memanfaatkan energi geothermal dengan tipe dry steam dan flash steam melepaskan emisi karbon dioksida, nitrit oksida, dan sulfur meski dalam jumlah yang sangat kecil.

Air yang bersumber dari geothermal juga akan berbahaya bagi mahluk hidup jika dibuang ke sungai karena mengandung bahan-bahan berbahaya seperti merkuri, arsenik, antimony dan sebagainya. Bermacam sumber geothermal tersebut bisa digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain untuk pembangkit listrik, pemanas maupun pendingin ruangan, gedung, ataupun pemanfaatan panasnya untuk jalanan, pertanian dan industri.

Pemanfaatan LangsungPemanfaatan secara langsung energi geothermal adalah dengan menggunakan panas yang dihasilkan tanpa melalui proses konversi energi. Sebagai contoh adalah air panas yang berada di kolam pemandian air panas biasanya bersumber dari suatu reservoir geothermal yang berada jauh di bawah permukaan bumi. Sejak ribuan tahun yang lalu manusia telah memanfaatkan sumber mata air panas untuk keperluan mandi, memasak makanan dan sebagainya. Kini, sumber mata air panas masih digunakan untuk spa. Sistem yang lebih canggih dalam pemanfaatan secara langsung energi geothermal adalah dengan melakukan pengeboran reservoir geothermal untuk mendapatkan air panas dengan laju yang konstan. Air panas yang dihasilkan dinaikkan melalui sebuah sumur dan menggunakan sistem pemipaan, sebuah heat exchanger, pengatur aliran kemana panas tersebut akan digunakan. Sistem pembuang juga diperlukan untuk menginjeksikan air dingin ke bawah tanah atau membuangnya di permukaan.

Produksi ListrikSebagian besar pembangkit listrik memerlukan uap untuk menghasilkan listrik. Uap tersebut digunakan untuk memutar sebuah turbin dan menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Saat ini masih banyak pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar fosil untuk mendapatkan uap dengan jalan mendidihkan air. Sedangkan pembangkit listrik geothermal hanya membutuhkan uap yang dihasilkan dari reservoir air panas yang berada beberapa kilometer di bawah permukaan bumi. Pembangkit listrik geothermal sendiri mempunyai tiga tipe berdasarkan uap yang dihasilkannya, yaitu : dry steam, flash steam dan binary cycle. Pembangkit listrik geothermal dengan tipe dry steam mengambil uap dari bawah tanah. Uap tersebut

dialirkan ke dalam sistem pemipaan secara langsung dari bawah tanah ke turbin di suatu pembangkit. Tipe pembangkit geothermal flash steam adalah yang paling banyak digunakan. Mereka menggunakan reservoir air panas dengan temperatur lebih dari 182C. Air super panas ini mengalir naik melalui sumur hasil pengeboran akibat tekanan yang ditimbulkannya sendiri. Ketika bergerak naik, tekanannya mulai turun dan sebagiannya mendidih menjadi uap. Uap tersebut kemudian dipisahkan dari air dan digunakan untuk menggerakkan turbin dan generator. Air yang tersisa serta uap yang mengalami kondensasi diinjeksikan kembali ke dalam reservoir untuk kembali dipanaskan dan menjadi energi yang berkesinambungan. Pembangkit listrik geothermal tipe binary cycle bekerja dengan memanfaatkan air panas yang bersuhu 107 182C. Panas yang dimiliki air digunakan untuk mendidihkan suatu cairan tertentu yang biasanya terbuat dari bahan organik dengan titik didih rendah. Cairan kerja tersebut diuapkan di dalam heat exchanger dan digunakan untuk memutar turbin. Air panas yang sudah mengalami penurunan suhu, diinjeksikan kembali ke bawah tanah untuk dipanaskan kembali. Dalam pembangkit tipe ini, air dan cairan kerja dipisahkan selama proses. Pembangkit geothermal skala kecil, biasanya di bawah 5 MW, mempunyai potensi untuk dikembangkan di area pedesaan, bahkan bisa digunakan sebagai sumber energi terdistribusi dengan banyak jenis teknologi pembangkit yang bisa dikombinasikan guna meningkatkan unjuk kerja sistem distribusi listriknya

1. Pengertian

Angin dan Pembangkit Listrik

Tenaga Angin Pembangkit Listrik Tenaga Angin yaitu 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. Pembangkit listrik tenaga angin sebagai jenis pembangkitan energi dengan laju pertumbuhan tercepat didunia dewasa ini. Saat ini kapasitas total pembangkit listrik yang berasal dari tenaga angin untuk Indonesia dengan

estimasi kecepatan angin rata-rata sekitar 3 m/s, 12 Km/jam atau 6,7 knot/jam turbin skala kecil lebih cocok digunakan, didaerah pesisir, pegunungan, dataran. Perlu diketahui bahwa kecepatan angin bersifat fluktuatif, sehingga pada daerah yang memiliki kecepatan angin rata-rata 3 m/s, akan terdapat pada saat-saat dimana kecepatan anginnya lebih besar dari 3 m/s pada saat inilah turbin angina dengan cut in win speed3 m/s akan bekerja. Selain untuk pembangkitan listrik, turbin angin sangat cocok untuk mendukung kegiatan pertanian dan perikanan, seperti untuk keperluan irigasi, aerasi tambak ikan, dan sebagainya. Angin adalah udara yang bergerak, dan terjadi karena adanya perbedaan tekanan di permukaan bumi ini. Angin akan bergerak dari suatu daerah yang memilki tekanan tinggi ke daerah yang memiliki tekanan yang lebih rendah. Angin yang bertiup di permukaan bumi ini disebabkan oleh penyinaran matahari, pada siang hari sinar matahari memanaskan

permukaan bumi, namun panas yang terserap oleh bumi tersebut besarnya tidak merata. Akibatnya, aliran udara bergerak dari daerah yang mempunyai tekanan yang lebih tinggi ke daerah yang memiliki tekanan lebih rendah. Udara yang bergerak akan semakin kencang bila perbedaan tekanan daerah tersebut semakin besar. Pada dasarnya angin bertiup di semua daerah di permukaan bumi. Artinya, di mana angin bertiup, tempat tersebut mempunyai potensi untuk memanfaatkan energi angin. Namun, untuk mendapatkan angin dengan kecepatan tinggi perlu dilakukan analisis terlebih dahulu. Secara umum daerah datar lebih menguntungkan dibandingkan daerah bertopografi beragam. Beberapa contoh daerah yang memiliki kecepatan angin yang cukup tinggi antara lain seperti daerah pantai, lepas pantai, padang pasir,

padang rumput dan lain-lain. Namun terdapat juga tempat-tempat yang bisa meningkatkan kecepatan angin seperti di puncak bukit, atau di celah antara pegunungan juga di tepi pantai. Teknologi energi angin sebenarnya bukan merupakan teknologi baru, pengetahuan mengenai energi angin telah lama digunakan. Sekitar 5.000 tahun yang lalu bangsa Mesir kuno telah mengenal teknologi energi angin, mereka memanfaatkannya untuk menggiling gandum. Proses yang terjadi dalam penggilingan gandum cukup sederhana, mulanya gandum digiling menggunakan tenaga hewan seperti sapi atau keledai yang berjalan berputar mengelilingi suatu poros vertikal, hewan tersebut mendorong suatu batang kayu yang terhubung pada poros, yang di bawahnya terdapat sebuah batu berbentuk silinder yang ikut berputar, batu tersebut digunakan untuk menggiling gandum. Tenaga putaran kincir anginlah yang menggantikan tenaga hewan tersebut. Kemudian penggunaan teknologi energi angin juga ditemukan di Persia (Iran), mereka menggunakannya untuk menggiling gandum dan bijibijian lainnya, mereka juga memanfaatkannya untuk memompa air . Perkembangan paling maju terjadi di Belanda dimana mulai banyak dikembangkan beragam bentuk dari kincir angin, oleh sebab itu pula belanda dijuluki negeri kincir angin (Energy Information Administration). Perkembangan teknologi kincir angin terus berlanjut hingga tahun 1920 di Amerika, di mana kincir tersebut mulai digunakan untuk membangkitkan listrik. Kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik biasanya disebut dengan turbin angin. Hingga pada tahun 1970 terjadi kenaikan harga minyak yang membuat energi terbarukan mulai banyak diminati. Energy Information Administration). 2. Listrik Tenaga Angin

Negara-negara yang paling serius dalam mengembangkan teknologi energi angin di antaranya adalah Denmark, Jerman, Amerika Serikat, Cina dan lain-lain. Sedangkan negara penghasil energi listrik dari energi angin terbesar pada tahun 2006, berturut-turut adalah Jerman (20.622 MW), Spanyol (11.615 MW), Amerika Serikat (11.613 MW). Sedangkan Belanda (1.560 MW) berada di urutan sebelas (Wikipedia). Proses pemanfaatan energi angin dilakukan melalui dua tahapan konversi energi, pertama aliran angin akan menggerakkan rotor (baling-baling) yang menyebabkan rotor berputar selaras dengan angin yang bertiup, kemudian putaran dari rotor dihubungkan dengan generator, dari generator inilah arus listrik dihasilkan. Jadi proses tahapan konversi energi bermula dari energi kinetik angin menjadi energi gerak rotor kemudian menjadi energi listrik. Besanya energi listrik yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya adalah sebagai berikut: 1. Rotor (kincir), rotor turbin sangat bervariasi jenisnya, diameter rotor akan berbanding lurus dengan daya listrik. Semakin besar diameter semakin besar pula listrik yang dihasilkan, dilihat dari jumlah sudut rotor (baling-baling), sudut dengan jumlah sedikit berkisar antara 3 - 6 buah lebih banyak digunakan. 2. Kecepatan angin, kecepatan angin akan mempengaruhi kecepatan putaran rotor yang akan menggerakkan generator 3. Jenis generator, generator terbagi dalam beberapa karakteristik yang berbeda, generator yang cocok untuk SKEA adalah generator yang dapat menghasilkan arus listrik pada putaran rendah. Listrik yang dihasilkan dari Sistem Konversi Energi Angin akan bekerja optimal pada siang hari dimana angin berhembus cukup kencang dibandingkan dengan pada malam hari, sedangkan penggunaan listrik biasanya akan meningkat pada malam hari. Untuk mengantisipasinya sistem

ini sebaiknya tidak langsung digunakan untuk keperluan produk-produk elektronik, namun terlebih dahulu disimpan dalam satu media seperti baterai atau accu sehingga listrik yang keluar besarnya stabil dan bisa digunakan kapan saja. Mengingat sumber energi fosil, khususnya minyak bumi yang ketersediaannya di indonesia kurang dari 20 tahun lagi akan habis, maka tidak ada salahnya untuk mulai melirik sumber energi terbarukan yang ketersediaannya di alam selalu terjamin juga ramah terhadap lingkungan.Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai

berikut :

Gambar 1 sketsa kincir angin Indonesia adalah negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia

mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007 pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global. Syarat syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 1 tingkatan kecepatan angin 10 meter permukaan tanah

Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbaru yang paling berkembang saat ini. Sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170 GigaWatt.

Gambar 2 wolrd wind energy Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi masingmasing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.3. Listrik Dari Angin Masa Depan

Energi Dunia Energi angin di Indonesia saat ini masih sedikit yang diberdayakan. Padahal banyak selagi daerah yang potensial dibangun ladang pembangkit listrik tenaga angin. Energi angin yang begitu berlimpah itu hanya terbuang percuma tanpa menghasilkan apa-apa, sungguh ironis disaat kita sedang krisis listrik dan energi. Listrik dari angin bukanlah hal baru, jenis energi ini sudah lazim digunakan dan dikembangkan di negara-negara lain.

Teknologinya sudah terbukti mampu memberikan kontribusi bagi pemenuhan kebutuhan energi listrik warga negaranya. Tengok saja negara seperti Amerika Serikat, mereka mengembangkan tenaga angin di tempat-tempat yang sesuai untuk menangkap angin. Garis pantai dan dataran yang tepat bisa memberikan kontribusi hingga ribuan Mega watt. Bayangkan jika teknologi ini dikembangkan di sepanjang daerah pantai kita, yang panjangnya ribuan kilometer. Tentu masalah kekurangan pasokan listrik akan teratasi, lagi pula hanya dibutuhkan investasi awal.

Gambar 3 contoh pembangkit listrik tenaga angin 4. Pemerintah Ajak Swasta KembangkanListrik Tenaga Angin

Gambar 4 pembangkit listrik tenaga angin yang ada diIndonesia

Pulau-pulau kecil selama ini sulit mendapatkan aliran listrik. Kalapun ada biasanya didapat dari pembangkit listrik tenaga diesel yang menggunakan bahan bakar solar. Ketergantungan pada BBM untuk pembangkit listrik mengkhawatirkan karena harganya semakin mahal. Selain itu, pasokan seringkali tersendat dan emisi karbonnya tinggi. Pemerintah melalui Departemen Energi Sumber Daya Mineral dan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, BPPT mencoba memanfaatkan angin untuk tenaga listrik. Direktur Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan Energi, ESDM Ratna Ariati mengatakan pemerintah sudah memasang sejumlah kincir angin untuk pembangkit tenaga listrik. Namun, tidak semua daerah memiliki potensi tenaga angin untuk dimanfaatkan. Selain itu proyek ini juga mengalami kendala karena faktor teknologi. Yang jelas teknologinya belum dikuasai dengan baik jadi masih impor untuk ukuran sedang tapi untuk ukuran kecil seperti hasil produk dalam negeri. Ini sudah diuji cobakan terus dikembangkan sehingga kalau sudah cukup baik akan kembangkan secara besar-besaran, kata Ratna. Ratna juga mengeluhkan belum adanya swasta yang terlibat dalam pemanfaatan energi ini sehinga semua biaya harus ditanggung pemerintah. Sementara biaya yang dibutuhkan untuk proyek ini cukup besar. 5. Dampak Lingkungan Pembangkit listrik Tenaga Angin 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. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan. Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin. Hal ini dapat memakan waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak lingkungan yang luas. Emisi karbon ke lingkungan dalam sumber listrik tenaga angin diperoleh dari proses manufaktur komponen serta proses pengerjaannya di tempat yang akan didirikan pembangkit listrik tenaga angin. Namun dalam operasinya membangkitkan listrik, secara praktis pembangkit listrik tenaga angin ini tidak menghasilkan emisi yang berarti. Jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan batubara, emisi karbon dioksida pembangkit listrik tenaga angin ini hanya seperseratusnya saja. Disamping karbon dioksida, pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan sulfur dioksida, nitrogen oksida, polutan atmosfir yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pembangkit listrik dengan menggunakan batubara ataupun gas. Namun begitu, pembangkit listrik tenaga angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, diantaranya adalah dampak visual , derau suara, beberapa masalah ekologi, dan keindahan. 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. 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.Penentuan

ketinggian dari turbin angin dilakukan

dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan

perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.

Gambar 5 kincir angina didaerah pertanian 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. 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.

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 apapunDiposkan oleh Oke Sofyan di 06:27