MAKALAH KONVERSI ENERGI

“ ENERGI TENAGA ANGIN”

OLEH :

Rr. MENNA AYU A. H1E111021

FATH MUHAMMAD H1E111037

ANDRI SETIAWAN H1E111202

M. ZAINI RIFANI H1E111209

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan

kebesaranNya kami dapat menyelesaikan makalah mengenai “Energi Tenaga Angin” ini

sebatas pengetahuan dan kemampuan yang kami miliki. Dan juga kami berterima kasih

kepada Dosen mata kuliah Konversi Energi atas tugas yang di berikan kepada kami ini.

Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan

serta pengetahuan kita mengenai “Energi Tenaga Angin”. 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 makalah 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.

Banjarbaru, April 2015

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman judul

Kata pengantar

Daftar isi

 BAB I       PENDAHULUAN 

1.1       Energi Angin

1.2       Asal Energi Angin

1.3       Proses Terjadinya Angin

1.4       Turbin Angin Sebagai Alternatif Pembangkit Listrik 

1.5       Pembangkit Listrik Tenaga Angin

 BAB II      ISI 

2.1    Energi Tenaga Angin

2.2    Cara Kerja Kincir Angin

2.3    Merancang Generator Angin Skala Kecil

2.4    Mekanisme turbin angin 

2.5    Jenis turbin angin 

2.6    Alat Pengukur Kecepatan Angin. 

2.7    Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin

2.8    Dampak PLT Angin Terhadap Lingkungan

2.9    Problem Teknis yang Dihadapi PLT Angin

2.10  Solusi Masalah Teknis

 BAB III     PENUTUP 

 3.1   Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1 KICIR ANGIN

GAMBAR 2.2 PRINSIP KERJA TURBIN ANGIN

GAMBAR 2.3 BAGIAN-BAGIAN KICIR ANGIN

BAB I

PENDAHULUAN

Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa

energi, dunia ini akan diam atau beku. Dalam hidup perlu dicermati selalu terjadi kegiatan

dan untuk kegiatan otak serta otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh melalui proses

oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk ke tubuh berupa makanan. Kegiatan

manusia lainnya dalam memproduksi barang, transportasi, dan lainnya juga memerlukan

energi yang diperoleh dari bahan sumber energi atau sering disebut sumber daya alam

(natural resources).

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 : 

a. Pemompaan air untuk keperluan rumah tangga dan pertanian. 

b. Melaksanakan kegiatan pertanian, seperti menggiling jagung, menggiling tepung,

tebu. 

c. Mengalirkan air laut untuk pembuatan garam. 

d. 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, biasa dikenal dengan 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.

Gambar 2.1 Kicir angin

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.

Gambar 2.2 Prinsip kerja turbin angin

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:

a. Angin akan meniup bilah kincir angin sehingga bilah bergerak

b. bilah kincir angin akan memutar poros didalam nacelle

c. Poros dihubungkan ke gearbox, di gearbox kecepatan perputaran poros

ditingkatakan dengan cara mengatur perbandingan roda gigi dalam gearbox

d. gearbox dihubungkan ke generator. generator merubah energi mekanik menjadi

energi listrik

e. dari generator energi listrik menuju transformer untuk menaikan tegangannya

kemudian baru didistribusikan ke konsumen

Gambar 2.3 Bagian-bagian kicir angin

2.3 Merancang Generator Angin Skala Kecil

Generator bekerja dengan menggunakan prinsip magnetic induction dan bekerja

dengan prinsip left-hand rule , yaitu:

1. Thumb Finger determine the direction of motion of inductor

2. Fore Finger determine the direction of flux

3. Other Finger determine the direction of current flow

Generator diklasifikasikan menjadi 2: 

1. Generator AC

2. Generator DC

Untuk membuat generator dengan tenaga angin sebagai sumber energinya.

Prinsipnya sederhana, 3 bilah kincir angin dibuat dengan sudut 120 derajat satu sama lain

dan kemiringan kurang lebih 12.75 derajat. Di titik pangkalnya, dipasang poros generator

yang kemudian terhubung dengan slip rings, stator, sikat, komutator, dan armature. 

Angin yang berhembus akan memutar kincir sehingga poros akan ikut berputar dan

menyebabkan garis-garis fluks terpotong dan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan ini

menyebabkan arus mengalir. Namun,tegangan yang dihasilkan adalah tegangan AC,

sehingga dibutuhkan komutator untuk membuat arus yang mengalir adalah arus searah.

Besarnya daya yang dihasilkan sangat tergantung dari kecepatan putaran kincir, yang

artinya sangat tergantung dari kecepatan hembusan angin

2.4 Mekanisme turbin angin 

Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan menggabung-

kan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik.

Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah,

kantor, sekolah, dan sebagainya. Turbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Jenis

lain yang umum adalah jenis turbin dua bilah. 

Turbin angin bekerja sebagai kebalikan dari kipas angin. Bukannya

menggunakan listrik untuk membuat angin, seperti pada kipas angin, turbin angin

menggunakan angin untuk membuat listrik. Angin akan memutar sudut turbin, kemudian

memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik.

Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas

50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air. 

2.5 Jenis turbin angin 

Dalam perkembangannya, turbin angin dibagi menjadi jenis turbin angin

propeler dan turbin angin Darrieus. Kedua jenis turbin inilah yang kini memperoleh

perhatian besar untuk dikembangkan. Pemanfaatannya yang umum sekarang sudah

digunakan adalah untuk memompa air dan pembangkit tenaga listrik. Turbin angin propeler

adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling-baling pesawat terbang

pada umumnya. Turbin angin ini harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling

tinggi kecepatannya. 

Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Anemometer

jenis mangkok adalah yang paling banyak digunakan. Anemometer mangkok

mempunyai sumbu vertikal dan tiga buah mangkok yang berfungsi menangkap angin.

Jumlah putaran per menit dari poros anemometer dihitung secara elektronik. Biasanya,

anemometer dilengkapi dengan sudut angin untuk mendeteksi arah angin. Jenis

anemometer lain adalah anemometer ultrasonik atau jenis laser yang mendeteksi perbedaan

fase dari suara atau cahaya koheren yang dipantulkan dari molekul-molekul udara. 

Turbin angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin

yang digolongkan dalam jenis turbin angin berporos tegak. Turbin angin ini pertama

kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920. Keuntungan dari turbin angin jenis Darrieus

adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin (tidak perlu mendeteksi

arah angin yang paling tinggi kecepatannya) seperti pada turbin angin propeler. 

Di Indonesia telah mulai dikembangkan proyek percontohan baik oleh

lembaga penelitian maupun oleh pusat studi beberapa perguruan tinggi. Proyek ini

perlu memperoleh perhatian dari pihak yang terkait seperti pemerintah untuk

dikembangkan karena membutuhkan riset yang cukup intensif dan sangat teliti mengenai

kecepatan angin, lokasi penempatan turbin angin, serta cara untuk mengatur pembebanan

turbin yang tidak merata.

Misalnya pada malam hari angin cukup kencang, sedangkan pada pagi dan siang

hari kecepatan angin turun sehingga harus ada mekanisme penyimpanan energi serta

mekanisme untuk menstabilkan fluktuasi tegangan listrik yang dihasilkan.  Dalam situasi

yang serba kekurangan pasokan listrik seperti sekarang, tampaknya alternatif energi angin

perlu dikaji ulang. Selain hasilnya selalu berkelanjutan, harganya pun kompetitif dibanding

pembangkit listrik lainnya.

2.6 Alat Pengukur Kecepatan Angin. 

Dalam mengetahui seberapa besar kecepatan hembusan suatu angin maka

perlu suatu alat/parameter pengukur kecepatan angin itu. Alat yang sering digunakan

dalam mengukur kecepatan  angin biasa disebut anemometer. 

2.7 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik

Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan

turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar

turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin

angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan

kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. 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

terbarukan yang paling berkembang saat ini.

Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), 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.

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, masing-masing 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.

Tenaga angin telah lama dimanfaatkan di tanah air kita sejak ratusan mungkin

ribuan tahun yang lalu, khususnya untuk menggerakkan kapal layar sampai sekarang, dan

yang banyak kita lihat sekarang digunakan dalam tambak-tambak ikan di tepi pantai untuk

menggerakkan baling-baling (atau turbin angin) untuk menjalankan memompaan air.

Namun baiklah kalau kita di Indonesia mulai mempopulerkan PTLTA, khususnya ukuran

kecil. PTLTA ukuran kecil adalah istilah yang biasanya diberikan kepada unit 50 KW atau

lebih kecil. Tempat-tempat terpencil yang biasanya menggunakan diesel-generator dapat

menggantikannya atau menambahkannya dengan PTLTA ukuran kecil ini.

2.8 Dampak PLT Angin Terhadap Lingkungan

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. 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.

2.9 Problem Teknis yang Dihadapi PLT Angin

1. Kecepatan Angin

Variable angin menimbulkan masalah manajemen sistem jaringan listrik lebih

sedikit daripada yang diharapkan oleh pihak-pihak yang skeptis. Ketidakstabilan

permintaan energi dan kebutuhan untuk melindungi gagalnya pembangkit listrik

konvensional memenuhi kebutuhan tersebut, sesungguhnya membutuhkan sistem jaringan

listrik yang lebih fleksibel daripada tenaga angin, dan pengalaman dunia nyata telah

menunjukan bahwa sistem pembangkit listrik nasional mampu menjalankan tugas tersebut.

Pada malam berangin, sebagai contoh, turbin angin 50% pembangkit listrik di

bagian barat Denmark, tapi kekuatannya telah terbukti dapat diatur.  PLTB (pembangkit

listrik tenaga bayu/angin) saat ini cukup menjadi primadona di dunia barat dikarenakan

potensi angin yang mereka miliki (daerah sub tropis) sangat besar. Berangsur-angsur tapi

pasti, PLTN mulai diganti dengan penggunaan PLTB ataupun pembangkit renewable

lainnya. Perlu diingat di lokasi-lokasi tersebut size kapasitas PLTB mereka sudah besar–

besar (Min 1 MW). PLTB ukuran kecil seperti di Nusa penida dengan kapasitas 80 kW

sangat teramat jarang sekarang ini.

Untuk di Indonesia, dengan iklim tropisnya mungkin akan cukup sulit untuk

menemukan daerah dengan potensi angin (distribusi anginnya) yang konstan/baik. Ada

beberapa daerah di Indonesia yang katanya memiliki kecepatan angin cukup tinggi (gust

wind) berdasarkan survei yang dilakukan selama 3 bulan, tapi hal ini tidak berguna bagi

PLTB bila kecepatan angin itu hanya cuma bertahan beberapa menit/detik saja dan

kemudian hilang. Perlu adanya survei/studi berkesinambungan yang memerlukan data

selama minimal satu tahun untuk mevalidasi potensi angin didaerah tersebut.

Rata-rata PLTB yang dijual di pasaran untuk kapasitas kecil (kurang dari 100 kW),

cut in dan cut out mereka adalah 3 dan 25 m/s dengan kecepatan optimumnya adalah 12

m/s. Di dunia saat ini banyak ditemukan PLTB stand alone yang beredar dipasaran (untuk

ukuran 10 kW). Penggunanya adalah daerah-daerah terpencil yang tidak tersentuh oleh

ataupun terlalu mahal untuk dihubungkan oleh grid. Kebanyakan dari mereka tidak pure

hanya menggunakan PLTB tapi juga menggunakan PV. Selain karena disebabkan

kebutuhan listrik yang cukup besar juga disertai dengan diversikasi energi apabila tiba-tiba

tidak terdapat anginya yang cukup.

Untuk memenuhi kebutuhan listrik di Indonesia saat ini untuk daerah-daerah

terpecil seperti di kepulauan-kepulauan, diperlukan hybrid system antara potensi renewable

energy yang ada di lokasi (seperti PLTB-PLTsurya-baterai, PLTB-PLTMH-Fuel Cell, dll).

Akan tetapi perlu menjadi catatan, semua teknologi untuk penggunaan energi-energi

tersebut masih cukup mahal bila dilihat dari kelayakan ekonominya terutama FC dan

PLTSurya.

2.    Resiko Kincir

Kelemahan listrik tenaga angin pada bunyi bising kincir dan resiko tersambar petir

serta tidak cocok untuk daerah jalur penerbangan. Apalagi kalau banyak yang bermain

layang-layang atau banyak burung terbang jadi mudah tersangkut.Hal ini juga berpengaruh

pada dampak lingkungan yang disebabkan pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Angin

skala besar.

2.10 Solusi Masalah Teknis

Karena kecepatan angin yang diperlukan untuk memutar kincir sangat bergantung

pada alam maka pada pembangkit listrik tenaga angin ini dilengkapi dengan charger

baterai/aki, sehingga pada saat kecepatan angin cukup untuk menghasilkan listrik, listrik

yang dihasilkan disimpan dalam baterai/aki dan dapat digunakan saat turbin angin tidak

beroperasi. Kombinasi dari penggunaan listrik tenaga angin, tenaga surya, dan tenaga micro

hidro mampu mengatasi krisis energi dan mengurangi pencemaran lingkungan.

Untuk tenaga angin selama kincir berputar maka suplai listrik terus terpenuhi walau

hari sudah gelap. Ingatlah bahwa matahari meradiasi 1,74 x 1.014 kilowatt jam energi ke

bumi setiap jam. Jadi bumi menerima 1,74 x 1.017 watt daya. Dengan menggabungkan dua

atau lebih energy konvensional maka hal ini dapat menutupi kekurangan energy yang

diakibatkan kelemahan-kelemahan dari pembangkit listrik tenaga angin tersebut.

Penciptaan jaringan listrik yang super mengurangi masalah ketidakstabilan angin.

Caranya dengan membiarkan perubahan pada kecepatan di wilayah-wilayah

berbeda untuk diseimbangkan satu sama lain. Perkembangan tenaga angin berkembang

dengan pesat saat ini, namun demikian masa depan tenaga ini belum terjamin. Saat ini

tenaga angin telah dimanfaatkan oleh sekitar 50 negara di dunia. Namun sejauh ini

kemajuan itu disebabkan oleh usaha segelintir pihak, yang dipimpin oleh Jerman, Spanyol

dan Denmark. Negara - negara lain perlu untuk memperbaiki industri tenaga angin secara

dramastis jika target global ingin dicapai. Oleh karena itu prediksi untuk menjadikan tenaga

angin dapat memasok energi dunia sebesar 12 persen pada tahun 2020 sebaiknya tidak

dilihat sebagai hal yang pasti, tapi sebagai tujuan satu kemungkinan masa depan yang kita

bisa pilih jika kita mau.

BAB III

PENUTUP

3.1  Kesimpulan

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.

Pembangkit Listrik Tenaga Angin juga berdampak terhadap lingkungan sekitar,

dampak yang paling jelas adalah dambak visual, karena pembangkit istrik ini

membutuhkan tempat yang luas untuk skala besar.

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. 

Penggunaan energi konvensional tenaga angin merupakan alternatif sumber energi

yang efektif apabila digunakan ditempat yang mempunyai sumber daya angin tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2014. “Prinsip Kerja Turbin Angin” http://elektrojiwaku.blogspot.com/ 

Diakses pada tanggal 15 April 2015

Artikel.” Energi listrik tenaga angin”.

http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--wind-turbine--wind-mill/

2272-pembangkit-listrik-tenaga-angin-wind-power.html

Diakses pada tanggal 15 April 2015

Bambang, 2014. “ Kicir angin sebagai konversi energi” www.kincirangin.info

Diakses pada tanggal 15 April 2015

IPTEK. “Konversi energi angin” www.beritaiptek.com

Diakses pada tanggal 15 April 2015

Mulyana, 2015. “ Pembangkit Listrik Tenaga Angin”

http://afrizalmulyana.blogspot.com/2015/15/pembangkit-listrik-tenaga-angin.html

Diakses paada tanggal 15 April 2015