komponen wind turbine 1

12
Analisis Studi Dari Operasional Komponen Horisontal Axis Wind Turbine (HAWT) Agus Kurniawan (S951108001) a a Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Jl. Ir Sutami 36 A Surakarta 57126, Jawa Tengah, Indonesia PAPER REVIEW Abstrak Turbin angin adalah alat yang mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi mekanis; proses yang dikenal sebagai tenaga angin. Teknologi ini memiliki diversifi kasi selama bertahun-tahun untuk menyertakan memompa air, menggiling biji-bijian, powering penggergajian dan yang terakhir menghasilkan listrik, sekarang sektor energi paling cepat berkembang di seluruh dunia. Horizontal Axial Wind Turbin (HAWT), merupakan jenis yang paling umum dari turbin angin yang digunakan saat ini. Bahkan semua jaringan turbin angin terhubung secara komersial hari ini dirancang dengan baling-jenis rotor terpasang pada sumbu horisontal di atas tower vertikal. Sebuah desain turbin angin yang sukses didasarkan pada sejumlah perhitungan dan pertimbangan. Dari pertimbangan beban untuk pengembangan sistem kontrol, ada spesifikasi yang dapat menentukan efisiensi dari turbin angin desain akhir. Sebuah desain turbin angin didasarkan pada pertimbangan kekuatan turbin untuk menahan angin ekstrim dan kecepatan tinggi angin. Tiga sistem yang terdapat dalam turbin angin yaitu sistem rotor, sistem nacelle, dan tower menghasilkan suatu energi listrik yang besar. Dengan berkembangnya teknologi maka fungsi dari setiap komponen dimanfaatkan seoptimal mungkin. Keywords: Turbin Angin, Komponen Turbin Angin Daftar Isi 1. PENDAHULUAN...............................................................2 2. DESAIN TURBIN ANGIN.......................................................2 3. BAGIAN DAN OPERASIONAL KOMPONEN TURBIN ANGIN..............................3 4. KESIMPULAN................................................................8 5. PUSTAKA...................................................................8 Daftar Tabel Tabel 1. Presentase berat bahan pada blade (Jain, 2011).....................4 1

Upload: agus-kurniawan

Post on 24-Jul-2015

551 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: Komponen Wind Turbine 1

Analisis Studi Dari Operasional Komponen Horisontal Axis Wind Turbine (HAWT)

Agus Kurniawan (S951108001) a

a Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas MaretJl. Ir Sutami 36 A Surakarta 57126, Jawa Tengah, Indonesia

PAPER REVIEW

Abstrak

Turbin angin adalah alat yang mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi mekanis; proses yang dikenal sebagai tenaga angin. Teknologi ini memiliki diversifi kasi selama bertahun-tahun untuk menyertakan memompa air, menggiling biji-bijian, powering penggergajian dan yang terakhir menghasilkan listrik, sekarang sektor energi paling cepat berkembang di seluruh dunia. Horizontal Axial Wind Turbin (HAWT), merupakan jenis yang paling umum dari turbin angin yang digunakan saat ini. Bahkan semua jaringan turbin angin terhubung secara komersial hari ini dirancang dengan baling-jenis rotor terpasang pada sumbu horisontal di atas tower vertikal. Sebuah desain turbin angin yang sukses didasarkan pada sejumlah perhitungan dan pertimbangan. Dari pertimbangan beban untuk pengembangan sistem kontrol, ada spesifikasi yang dapat menentukan efisiensi dari turbin angin desain akhir. Sebuah desain turbin angin didasarkan pada pertimbangan kekuatan turbin untuk menahan angin ekstrim dan kecepatan tinggi angin. Tiga sistem yang terdapat dalam turbin angin yaitu sistem rotor, sistem nacelle, dan tower menghasilkan suatu energi listrik yang besar. Dengan berkembangnya teknologi maka fungsi dari setiap komponen dimanfaatkan seoptimal mungkin.

Keywords: Turbin Angin, Komponen Turbin Angin

Daftar Isi

1. PENDAHULUAN.....................................................................................................................................................22. DESAIN TURBIN ANGIN......................................................................................................................................23. BAGIAN DAN OPERASIONAL KOMPONEN TURBIN ANGIN.......................................................................34. KESIMPULAN.........................................................................................................................................................85. PUSTAKA................................................................................................................................................................8

Daftar Tabel

Tabel 1. Presentase berat bahan pada blade (Jain, 2011)................................................................................................4

Daftar Gambar

Gambar 1. Desain Wind Turbin (WindTurbineZone, 2010)..........................................................................................3Gambar 2. Blades (Stiesdal, 1999).................................................................................................................................3Gambar 3. Hub Rotor (Stiesdal, 1999)...........................................................................................................................4Gambar 4. Skema KomponenTurbin Angin (Jain, 2011)...............................................................................................5Gambar 5. Skema Gearbox (Jain, 2011).........................................................................................................................5Gambar 6. Coupling (Stiesdal, 1999).............................................................................................................................5Gambar 7. Generator Turbin Angin (Stiesdal, 1999).....................................................................................................6Gambar 8. Spesifikasi Turbin Angin (Jain, 2011)..........................................................................................................7

1

Page 2: Komponen Wind Turbine 1

1. PENDAHULUAN

Sebuah turbin angin adalah alat yang mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi mekanis; proses yang dikenal sebagai tenaga angin. . Sejak awal, manusia telah memanfaatkan kekuatan angin, dengan terlebih dulu pabrik lama dicatat sebagai sebagai AD abad ke-6. Teknologi ini memiliki diversifi kasi selama bertahun-tahun untuk menyertakan memompa air, menggiling biji-bijian, powering penggergajian dan yang terakhir menghasilkan listrik, sekarang sektor energi paling cepat berkembang di seluruh dunia. Teknologi turbin angin memiliki berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir dan Eropa berada di pusat ini hightech industri. Turbin angin menjadi lebih kuat, dengan model turbin terbaru memiliki blade lebih besar yang dapat memanfaatkan lebih angin, itu menghasilkan lebih listrik, dan menurunkan biaya sebagai generasi energi terbarukan. . Dalam awal abad 20, desain turbin angin didorong oleh tiga dasar filsafat untuk beban penanganan: (1) menahan beban, (2) shedding atau menghindari beban, dan (3) mengelola beban mekanis, elektrik, atau keduanya. Di tengah evolusi ini, desain turbin angin banyak melihat sinar matahari, baik turbin sumbu horisontal dan sumbu vertikal. Turbin yang berputar tentang sumbu horisontal dan vertikal, masing-masing, dan dilengkapi dengan satu, dua, tiga atau beberapa pisau. . Turbin angin menghasilkan listrik dengan menggunakan alam kekuatan angin untuk menggerakkan generator. Angin yang bersih dan sumber bahan bakar yang berkelanjutan, tidak menciptakan emisi dan itu tidak akan pernah habis karena terus-menerus diisi ulang dengan energi dari matahari. Dalam banyak hal, turbin angin adalah evolusi alami dari tradisional kincir angin, tapi sekarang biasanya memiliki tiga pisau, yang berputar di sekitar hub horisontal di bagian atas baja Tower. Kebanyakan turbin angin mulai pembangkit listrik di angin kecepatan sekitar 3-4 meter per detik (m / s), (8 mil per jam); menghasilkan tenaga maksimum di sekitar 15 m / s (30mph), dan ditutup untuk mencegah badai kerusakan pada 25 m / s atau di atas (50mph). . Beberapa desain awal turbin angin termasuk konsep beberapa-bilah. Semua Turbin ini ditandai rotor dengan soliditas tinggi, yakni daerah terbuka dari blade adalah relatif besar dibandingkan dengan daerah menyapu rotor. Kelemahan dari suatu rotor soliditas tinggi adalah kekuatan berlebihan sehingga akan menarik selama kecepatan angin ekstrim seperti pada badai. Untuk membatasi efek yang tidak diinginkan angin ekstrim dan untuk meningkatkan efisiensi, turbin angin modern yang dibangun dengan lebih sedikit, lebih lama, dan lebih ramping pisau, yakni dengan pedoman perancangan turbin angin - DNV / Risø 1 - 2 dimana Konsep dengan Turbin angin kekokohan jauh lebih kecil. Untuk mengimbangi kelangsingan pisau,

turbin modern beroperasi pada kecepatan ujung tinggi. . Jika energi mekanik yang digunakan untuk menghasilkan listrik, perangkat dapat disebut generator angin atau pengisi angin. Jika energi mekanis digunakan untuk menggerakkan mesin, seperti untuk menggiling biji-bijian atau memompa air, perangkat ini disebut kincir angin atau pompa angin. . Membangkitkan listrik dari angin adalah sederhana. Angin melewati pisau mengerahkan kekuatan berputar. Pisau berputar memutar poros di dalam nacelle, yang masuk ke gearbox. Gearbox meningkatkan kecepatan rotasi untuk generator, yang menggunakan medan magnet untuk mengubah energi rotasi menjadi energi listrik. Output daya pergi ke sebuah transformator, yang mengubah listrik dari generator sekitar 700 Volts (V) untuk tegangan yang tepat untuk sistem distribusi, biasanya antara 11 kV dan 132 kV. Kemudian regional listrik atau Grid Nasional mendistribusi transmisi listrik di seluruh negeri, ke rumah-rumah dan untuk bisnis. .

2. DESAIN TURBIN ANGIN

Horizontal Axial Wind Turbin (HAWT), merupakan jenis yang paling umum dari turbin angin yang digunakan saat ini. Bahkan semua jaringan turbin angin terhubung secara komersial hari ini dirancang dengan baling-jenis rotor terpasang pada sumbu horisontal di atas Tower vertikal. Berbeda dengan modus operasi dari turbin sumbu vertikal, turbin sumbu horizontal perlu disejajarkan dengan arah angin, sehingga memungkinkan angin mengalir sejajar dengan sumbu rotasi. .

Sebuah desain turbin angin yang sukses didasarkan pada sejumlah perhitungan dan pertimbangan. Dari pertimbangan beban untuk pengembangan sistem kontrol, ada spesifikasi yang dapat menentukan efisiensi dari turbin angin desain akhir. Sebuah desain turbin angin didasarkan pada pertimbangan kekuatan turbin untuk menahan angin ekstrim dan kecepatan tinggi angin. Desain pisau angin memberikan kontribusi signifikan dalam hal ini. Pisau panjang dan sempit dianggap untuk desain turbin modern. Selain itu, jumlah pisau terbatas pada dua atau tiga, karena lebih banyak jumlah pisau dapat menyebabkan kekuatan yang lebih besar diberikan pada turbin. Sebuah turbin angin tunduk pada angin berfluktuasi dan dengan demikian, bervariasi jumlah pasukan diterapkan di atasnya. Dengan demikian, pertimbangan penting untuk desain turbin angin adalah untuk menganalisis kekuatan yang akan bertanggung jawab untuk membungkuk dan peregangan berbagai komponen turbin. Selain itu, individu maupun getaran bersama komponen yang berbeda harus dihitung terlebih dahulu. Semua hal yang dipelajari sebagai dinamika struktural untuk turbin. .

2

Page 3: Komponen Wind Turbine 1

Wind Turbine Generator (WTG) telah berevolusi menjadi mesin yang rumit, seperti mesin mobil sederhana telah berevolusi menjadi mesin kompleks. Pada tingkat tinggi, ada tiga sistem utama :

a. Sistem Rotor. Ini termasuk blade yang menangkap energi dan hub rotor yang menghubungkan pisau pada poros, bersama dengan mendirikan mekanisme yang membantu dalam menangkap efisien energi.

b. Nacelle. Ini berisi semua komponen yang duduk di atas Tower, kecuali sistem rotor. Ini termasuk poros utama, gearbox, generator, rem, bantalan, nacelle frame, yaw mekanisme, tambahan crane, sistem hidrolik, dan sistem pendinginan. tergantung pada desain turbin, hanya beberapa komponen mungkin ada.

c. Tower dan pondasi. Unsur-unsur struktural membawa semua kekuatan dan momen ke tanah.

Gambar 1. Desain Wind Turbin .

3. BAGIAN DAN OPERASIONAL KOMPONEN TURBIN ANGIN.

Berdasarkan pembagian tiga sistem utama dari turbin angin di atas, komponen-komponen yang bekerja pada turbin angin adalah sebagai berikut:

a. Sistem Rotor, terdiri dari blade dan hub rotor.

b. Nacelle, terdir dari poros utama, gear box, generator, rem, bantalan, nacelle frame, yaw mekanisme, tambahan crane, sistem hidrolik, dan sistem pendinginan. tergantung pada desain turbin, hanya beberapa komponen mungkin ada.

c. Tower dan pondasi.

Penjelasan beberapa komponen utama turbine angin adalah sebagai berikut.

a. Blade.

Turbin angin sumbu horisontal biasanya memiliki 3 buah blade. Meskipun blade turbin angin secara prinsip sama dengan sayap pesawat terbang tapi ada beberapa perbedaan yang signifikan antara lain: blade turbin angin lebih tipis dan lebih lama karena menghasilkan ditingkatkan, turbin angin terus beroperasi di bawah kondisi stall antara rated dan cut-out kecepatan angin, sedangkan pesawat menghindari kondisi stall, dan kotoran yang terdapat pada blade turbin angin seperti debu, serangga mati atau lainnya dapat menyebabkan kerugian yang cukup besar. .

Gambar 2. Blades .

Bagian depan dan belakang sisi blade rotor turbin angin memiliki bentuk kasar mirip dengan persegi panjang panjang, dengan tepi yang dibatasi oleh leading edge, trailing edge, blade tip dan blade root. Blade root melesat ke hub. Jari-jari blade adalah jarak dari poros rotor ke tepi luar ujung blade. Beberapa blade turbin angin memiliki ujung pisau bergerak sebagai rem udara, dan terlihat baris yang berbeda memisahkan komponen

3

Page 4: Komponen Wind Turbine 1

ujung blade dari blade itu sendiri. Jika blade itu dipotong dua melintang, akan terlihat bahwa penampang memiliki bentuk efisien asimetris, dengan flattest sisi menghadap aliran udara yang lewat atau angin. Bentuk ini disebut bladeÕs aerodinamis profil. .

Bentuknya harus dipilih dengan hati-hati berdasarkan pengalaman masa lalu. untuk ini alasan profil pisau sebelumnya dipilih dari katalog banyak digunakan airfoil profil dikembangkan di terowongan angin penelitian oleh NACA (The United States National Advisory Committee for Aeronautics) sekitar waktu yang perang dunia kedua. .

Selain bentuk juga berat blade diperhatikan. Ada dua metode pembuatan blade yaitu: epoxy prepregmolding dan vacuum assisted resin transfer molding. Presentase berat bahan pada blade dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1. Presentase berat bahan pada blade

b. Hub Rotor.

Komponen utama berikutnya dari rotor adalah hub. Blade dibaut ke hub. Di ujung aksial, pusat rotor terhubung ke drive train, yang mungkin satu atau lebih hal berikut: poros utama, gearbox, dan generator. Hub ini terbuat dari besi cor berkualitas tinggi. Hal itu dapat mentransfer beban dari pisau ke frame nacelle dan ke drive ktrain. Cara mentransfer beban dari hub untuk sisa komponen dalam nacelle tergantung pada konfigurasi langsung drive turbin atau dengan gearbox. . Flange bolt-lubang yang memanjang, memungkinkan sudut ujung blade dapat disesuaikan. .

Gambar 3. Hub Rotor

c. Pitch

Pada rotor sistem selain blade dan hub terdapat pitch sistem. Mekanisme pitch mengontrol sudut blade sehubungan dengan bidang rotasi. Turbin kecil tidak

memiliki mekanisme Pitch; sebagai gantinya, turbin ini mengandalkan stall untuk mengatur kecepatan rotasi pada angin kecepatan tinggi. Pengendalian Pitch memungkinkan turbin untuk menangkap energi pada kecepatan angin rendah dan untuk menangkap sebuah konstanta jumlah energi pada kecepatan angin lebih tinggi dari kecepatan angin dinilai. Ada beberapa metode pengendalian sudut pitch, semua melibatkan mekanisme yang mengontrol sudut blade. Kontrol algoritma terus monitor kecepatan angin dan produksi energi dan menyesuaikan pitch blade. Blade ini bernada secara signifikan ketika angin kecepatan lebih tinggi dari kecepatan dinilai untuk mengubah sudut serangan dan menyebabkan mengulur-ulur. Ada beberapa mekanisme pitch, yang paling sering digunakan adalah: hidrolik system dan gear box system. .

Mekanisme Pitch adalah di depan rotor hub, seperti terlihat pada gambar 4 nomor 1. Sebuah gigi bergigi adalah pada antarmuka dari hub rotor dan blade root. Sebuah motor eksternal mengoperasikan pitch dengan gigi atau sabuk bergigi. Eksternal motor dan bagian lain dari mekanisme Pitch yang melekat pada hub dan memutar dengan itu.

d. Nacelle Housing and Frame

Housing nacelle mencakup semua komponen di dalam nacelle dari unsur alam. Hal ini biasanya terbuat dari kaca yang diperkuat plastik. Bingkai nacelle transfer semua beban, selain berguna torsi beban, ke Tower. Beban torsi berguna menghasilkan energi dalam generator. Semua beban lain ditransmisikan ke nacelle melalui bantalan dan komponen berlari, seperti gearbox dan generator. Bearing adalah komponen penting untuk mentransfer gerak rotasi untuk gearbox

dan / atau generator dan mentransfer semua beban ke frame nacelle. Bantalan SKF turbin angin adalah dua baris bantalan rol tirus, dengan diameter luar sebesar 2,4 M.3 Kecenderungan adalah menggantikan dua bantalan dengan bantalan jari-jari tunggal yang besar dan mengganti housing bantalan dengan desain yang mengintegrasikan bantalan ke nacelle frame.

e. Poros Utama.

Poros utama dari turbin angin adalah biasanya ditempa dari mengeras dan temper baja. Hardening dan tempering adalah hasil dari penempaan as roda setelah telah dipanaskan sampai putih-panas sekitar 1000 derajat celcius. Oleh memalu atau bergulir kosong

4

Page 5: Komponen Wind Turbine 1

terbentuk dengan flens terpisahkan, yang hub kemudian melesat. Poros ini dipanaskan waktu akhir pada menyala merah, mengikuti penempaan proses, dan kemudian terjun ke dalam baskom minyak atau air. Perawatan ini memberikan sangat keras, tetapi pada saat yang sama agak rapuh permukaan. Oleh karena itu as roda sekali lagi dipanaskan sampai 500 derajat celcius, temper logam dan sehingga memungkinkan logam untuk mendapatkan kembali beberapa kekuatan awal.. Poros utama dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Skema KomponenTurbin Angin

f. Gear Box.

Salah satu komponen utama yang paling penting dalam turbin angin adalah gearbox. Ditempatkan antara poros utama dan generator, tugasnya adalah untuk meningkatkan kecepatan rotasi lambat dari blade rotor dengan kecepatan rotasi generator 1000 atau 1500 putaran per menit (rpm). Tanpa pengalaman sebelumnya banyak dengan turbin angin, orang mungkin berpikir bahwa gearbox dapat digunakan untuk mengubah kecepatan, seperti gearbox mobil normal. Namun ini tidak terjadi dengan gearbox dalam turbin angin. Dalam hal ini gearbox memiliki selalu rasio konstan dan kecepatan meningkat, sehingga jika turbin angin telah berbeda kecepatan operasional, hal ini karena memiliki dua generator berukuran berbeda, masing-masing dengan kecepatan rotasinya sendiri yang berbeda (atau satu generator dengan dua stator gulungan berbeda).

Gambar 5. Skema Gearbox

Sebuah skema gearbox adalah pada Gambar 5. Lifetime sebuah gearbox turbin angin adalah sekitar 10 tahun dan kegagalan tak terduga dapat menyebabkan

downtime yang signifikan. . Oleh karena itu, direkomendasikan sistem pemantauan kondisi gearbox.

Sebuah sistem pemantauan kondisi komprehensif akan mengukur getaran, suhu, sifat-sifat minyak pelumas, pakai partikel dalam minyak, dan lain-lain dalam rangka memberikan peringatan dini. .

g. Kopling.

Gambar 6. Coupling .

Kopling ini ditempatkan di antara gearbox dan generator. Sekali lagi itu adalah tidak mungkin untuk

5

Page 6: Komponen Wind Turbine 1

mempertimbangkan kopling sebagai sama dengan kopling di mobil normal. Kopling ini tidak bisa terlibat atau melepaskan diri transmisi antara gearbox dan generator dengan menekan pedal, atau dalam beberapa lainnya cara tersebut. Transmisi adalah permanen serikat, dan ekspresi. Coupling harus dipahami sebagai persimpangan yang dibuat oleh mesin yang terpisah komponen. Kopling selalu sebuah unit flexible, terbuat dari dibangun dari karet dalam beberapa bagian, biasanya memungkinkan variasi dari beberapa milimeter saja. Fleksibilitas ini memungkinkan untuk beberapa sedikit perbedaan dalam keselarasan antara generator dan gearbox. Ini bisa menjadi penting di bawah perakitan dan juga selama operasi berjalan, ketika kedua gearbox dan generator dapat memiliki kecenderungan untuk gerakan kecil dalam hubungan satu sama yang lain.

h. Generator.

Generator adalah unit turbin angin yang mengubah energi mekanik menjadi tenaga listrik. Sementara blade mentransfer energi kinetik dari angin untuk rotasi energi dalam sistem transmisi. Generator menyediakan langkah berikutnya dalam pasokan energi dari turbin angin untuk jaringan listrik. .

Generator asinkron adalah jenis yang paling umum dari generator yang digunakan pada turbin angin Denmark. Hal ini sering disebut juga sebagai induksi generator. Generator asinkron pertama kali digunakan di Denmark oleh Johannes Juul, yang dikenal karena dengan 200 kW Gedser turbin angin dari 1957. Sudah beberapa tahun sebelum ini konstruksi ia mendirikan sebuah kW 13 angin turbin eksperimental dengan asynchronous generator pada Vester Egesborg di selatan besar Denmark pulau Zeeland. Generator asinkron adalah dalam kenyataan jenis motor yang juga dapat beroperasi sebagai generator, dan pertama-tama dipertimbangkan jenis ini sebagai motor. Ini adalah paling umum motor listrik, duduk di hampir setiap mesin cuci, dan banyak digunakan sebagai unit motor dalam industri. Motor terdiri dari dua bagian utama, stator dan rotor. Stator berisi serangkaian kumparan, jumlah yang harus dibagi tiga. Motor ini memiliki enam gulungan, ditempatkan di slot pada bagian dalam stator, silinder dirakit dari besi tipis piring. Rotor duduk pada poros ditempatkan di dalam stator ini. Rotor juga dirakit dari lempengan besi tipis. Sederet bar aluminium tebal bergabung di setiap akhir dengan cincin aluminium, sesuai dengan cara tombol pada permukaan luar rotor. Rotor ini konstruksi terlihat sedikit seperti kandang tupai dan sesuai asynchronous otor juga disebut motor sangkar tupai.

Gambar 7. Generator Turbin Angin

i. Yaw Drive.

Mekanisme yaw memungkinkan turbin untuk menghadapi angin, yaitu, menyelaraskan bidang rotasi menjadi tegak lurus terhadap arah angin. Turbin lebih kecil (dan beberapa turbin besar yang lebih tua) menggunakan yaw pasif, yang terdiri dari dua jenis: tail untuk mengarahkan baling-baling pesawat rotasi dan turbin melawan arah angin mana angin mengalir di atas nacelle sebelum blade balik. Hampir semua utilitas skala besar turbin adalah turbin melawan angin dengan aktif yaw. Yaw aktif lebih mahal karena menguasai yaw menggunakan drive elektromekanis dan sistem kontrol yang memantau angin arah. Motor yaw adalah dalam rangka nacelle dan peralatan yang menghubungkan ke gigi yang besar yang menghubungkan nacelle untuk Tower. Mekanisme yaw juga memiliki rem untuk mengunci posisi yaw. Kontrol algoritma yang tidak benar atau kerja yang tidak tepat dari drive yaw mengarah ke sudut nol rata-rata antara arah angin dan sumbu rotasi. Hal ini menyebabkan produksi energi yang lebih rendah dan nonsymmetrical beban tinggi. . Yaw drive dapat dilihat pada gambar 4.

j. Tower.

Tower turbin angin mendukung nacelle dan rotor dan menyediakan diperlukan ketinggian rotor untuk tetap membersihkan tanah dan membawanya ke tingkat dimana sumber daya angin. Tower untuk turbin angin yang besar biasanya terbuat dari baja, namun Tower beton kadang-kadang digunakan. Saat ini, kebanyakan tower tubular, bagaimanapun, tower kisi juga digunakan. Tower guyed digunakan untuk turbin angin relatif kecil saja. Tower biasanya terhubung ke pendukungnya dasar melalui suatu flens sambungan baut atau las. .

Tower umumnya berbentuk tabung struktur baja meruncing. Baja pelat ketebalan 11/2 sampai 1/2 in tebal yang digulung menjadi silinder dan jahitan kemudian longitudinal dilas. Pada ujung bagian Tower, flensa yang dilas untuk bagian dalam silinder untuk penukaran lari selama ereksi. biasanya, tiga Tower bagian dibangun dan dikirim ke lokasi. Ada alasan logistik yang membatasi diameter Tower. Di Amerika , ketinggian minimal sebuah jembatan adalah 161/2-17 ft ini batas diameter bagian bawah Tower yang dapat diangkut dengan truk menjadi kurang dari 4,3 m. Rail Transit memiliki tinggi bahkan lebih ketat dan pembatasan lebar untuk mengangkut Tower. Keterbatasan diameter Tower ini menyebabkan keterbatasan pada berat nacelle, rotor, dan tower. Sebuah pedoman praktis untuk muncul adalah bahwa turbin 3MW atau kurang dengan ketinggian tower

6

Page 7: Komponen Wind Turbine 1

kurang dari 100 m dapat diangkut di Amerika Serikat. Jika Tower diameter yang lebih besar diperlukan, maka alternatifnya adalah untuk membuat dasar penukaran Tower, karena merupakan bagian diameter terbesar. Salah satu pilihan adalah untuk melemparkan sebuah Tower beton sebagai dasar dan kemudian menginstal Tower baja bagian atas bagian Tower dasar beton. Pilihan lain adalah untuk mengangkut bagian Tower yang dilas di tempat. Cranes merakit tiga atau lebih bagian Tower vertikal. Bersama itu antara dua bagian Tower biasanya merupakan gabungan kabur. Bagian luar permukaan Tower halus dan berbentuk kerucut; setiap bagian Tower memiliki dalam flensa yang dibaut bersama-sama. Tower memiliki pintu akses di bagian bawah dan "orang-angkat" sistem untuk mengangkut konstruksi dan memperbaiki kru untuk nacelle tersebut. Ia juga memiliki tangga dengan platform untuk beristirahat. Berat Tower turbin angin cukup besar. Besar dan berat salah satu turbin angin dapat dilihat pada gambar 8. .

Gambar 8. Spesifikasi Turbin Angin

k. Control dan safety system.

Kontrol dan keamanan sistem terdiri komponen yang berbeda. Umum untuk semua ini adalah bahwa digabungkan bersama-sama mereka adalah bagian dari yang lebih komprehensif sistem, menjamin bahwa turbin angin dioperasikan memuaskan dan mungkin mencegah berbahaya situasi dari yang timbul. Rincian dalam kontrol dan sistem keselamatan agak berbeda sesuai dengan yang berbeda jenis turbin angin. .

Dalam satu atau lain cara controller adalah terlibat dalam hampir semua pengambilan keputusan proses dalam sistem keamanan dalam angin turbin. Pada saat yang sama harus mengawasi operasi normal dari turbin angin dan melakukan pengukuran statistik. Kontroler ini didasarkan pada penggunaan mikro komputer, yang dirancang khusus untuk industri penggunaan dan karena itu tidak langsung sebanding dengan PC biasa.

Memiliki kira-kira setara dengan kapasitas 80286 PC sistem prosesor. Kontrol program itu sendiri tidak disimpan dalam hard disk, tetapi disimpan dalam microchip disebut EPROM. Prosesor yang melakukan perhitungan yang sebenarnya adalah microchip. Kebanyakan pemilik angin turbin adalah akrab dengan keyboard normal dan menampilkan unit yang digunakan dalam pengendalian turbin angin. Komputer ditempatkan pada kontrol kabinet bersama dengan jenis banyak lainnya peralatan elektro-teknis, kontaktor, switch, dan sekering. Tuntutan yang banyak dan beragam menghasilkan konstruksi rumit dengan sejumlah besar komponen yang berbeda. Tentu saja, lebih rumit konstruksi dan besar jumlah komponen individu yang digunakan dalam membuat unit, lebih besar kemungkinan kesalahan. Masalah ini harus dipecahkan, ketika mengembangkan sistem kontrol yang harus seaman mungkin. .

Untuk meningkatkan tindakan keamanan terhadap terjadinya kesalahan internal, seseorang dapat mencoba untuk membangun sistem dengan sesedikit mungkin komponen. Hal ini juga mungkin untuk membangun otomatis intern, yang memungkinkan controller untuk memeriksa dan mengontrol sistem sendiri.

Controller mengukur parameter berikut sebagai sinyal analog (di mana pengukuran memberikan pembacaan dari berbagai nilai-nilai):

Tegangan pada ketiga fase Arus pada ketiga fase

Frekuensi pada satu fase

Suhu di dalam nacelle

Generator suhu

Aksesoris minyak suhu

Aksesoris bantalan suhu

kecepatan angin

Arah yawing

berkecepatan rendah kecepatan poros rotasi

kecepatan tinggi kecepatan poros rotasi

Parameter lain yang jelas menarik tidak diukur, listrik daya misalnya. Alasannya adalah bahwa

7

Page 8: Komponen Wind Turbine 1

parameter-parameter ini dapat dihitung dari mereka yang sebenarnya diukur. Kekuatan sehingga dapat dihitung dari terukur tegangan dan arus. Controller juga mengukur mengikuti parameter sebagai sinyal digital (dimana pengukuran tidak memberikan pembacaan dari berbagai nilai-nilai, tetapi hanya sebuah on / off sinyal):

Arah angin Generator selama pemanasan

Tingkat tekanan hidrolik

Fungsi katup yang benar

Tingkat getaran

Daya Memutar kabel

Sirkuit Rem Darurat

Overheating dari listrik kecil motor untuk yawing tersebut, hidrolik pompa, dll

Brake-caliper penyesuaian

Sentrifugal-release aktivasi

Meskipun perlu untuk membatasi sejumlah pengukuran, tertentu ini yang diduplikasi, misalnya di gearbox, generator dan rotasi kecepatan. Dalam kasus ini kita menganggap bahwa peningkatan keamanan yang disediakan, lebih penting dari risiko kegagalan sensorik mungkin.

4. KESIMPULAN

Sebuah desain turbin angin yang sukses didasarkan pada sejumlah perhitungan dan pertimbangan. Dari pertimbangan beban untuk pengembangan sistem kontrol, ada spesifikasi yang dapat menentukan efisiensi dari turbin angin desain akhir. Sebuah desain turbin angin didasarkan pada pertimbangan kekuatan turbin untuk menahan angin ekstrim dan kecepatan tinggi angin.

Turbin modern umumnya memiliki 3 (tiga) buah blade yang dsambung dengan hub.

Nacelle merupakan rumah dari komponen yang bergerak pada turbin angin.

Poros utama merupakan bagian yang menghubungkan hub dengan generator melalui gear box.

Agar putarannya meningkat maka terdapat gear box yang merubah putaran lambat menjadi cepat.

Poros pada gearbox dihubungkan dengan coupling memutar poros pada generator.

Genarator mengubah energi mekanik dari rotor menjadi energi listrik yang kemudian dihubungkan dengan jaringan listrik.

Terdapat suatu sistem controller dan safety pada turbin angin sehingga turbin dapat beroperasi dengan baik dan memiliki waktu pakai yang lama.

5. PUSTAKA

8