paparan makalah energi angin revisi
DESCRIPTION
joshTRANSCRIPT
Karakteristik & Profil Angin
PENDAHULUAN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Energy fosil dengan kondisi alam yang semakin terkikis keberadaaanya sehingga membutuhkan energi alternatif ( energi terbarukan).
Energy terbarukan yang dapat dimanfaatkan oleh manusia antara lain yang berasal dari; biomassa, panas bumi (geothermal), cahaya surya, ataupun angin. Masing – masing sumber energi terbarukan tersebut memiliki tingkat keefisienan yang berbeda – beda. Lebih lanjut, akan dipilih tema mengenai potensi Pemamfaatan energi Angin sebagai topik pembahasan dalam makalah ini
TUJUAN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Adapun tujuan di buatnya makalah ini adalah sebagai pembelajaran bagai mahasiswa agar dapat memahami tentang energi angin dan cara pemanfaatannya
PENGERTIAN ANGIN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Angin adalah udara yang bergerak. Pergerakan udara ini disebabkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke tempat yang bertekanan udara lebih rendah.
PROSES TERJADINYA ANGIN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Penyebab timbulnya angin adalah matahari. Bumi menerima radiasi sinar matahari secara tidak merata. Dengan demikian, daerah khatulistiwa akan menerima energi radiasi matahari lebih banyak daripada di daerah kutub,
Bagaimana Angin Terbentuk?
6
Apa yang menyebabkan angin?
Angin terjadi karena perbedaan temperatur dari sisi dingin ke sisi panas.
Conversion Energy Presentation, Group 12 2007 7
FAKTOR’S PENYEBAB ANGIN
Gradien Barometris, yaitu bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin cepat tiupan anginnya.
Lokai, kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat daripada angin yang jauh dari garis khatulistiwa.
Tinggi Lokasi, semakin tinggi lokasinya semakin kencang pula angin yang bertiup. Hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menhambat laju udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempa, gaya gesekan ini semakin kecil.
Waktu, Angin bergerak lebih cepat pada siang hari, dan sebaliknya terjadi pada malam hari.
ME4132 - Energi Angin & Matahari
SIFAT’S ANGIN
Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin tersebut.
Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas.
Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tampat lain, dan dari waktu ke waktu.
ME4132 - Energi Angin & Matahari
JENIS’S ANGIN
Angin laut dan Angin DaratAngin Lembah dan Angin GunungAngin FohnAngin Muson
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Angin Darat dan Angin Laut
Angin terjadi karena perbedaan pemanasan permukaan bumi oleh matahari.
Daratan dan lautan mempunyai perbedaan kemampuan menyerap panas.
Secondary Infobook, The Need Project, 2007 11
ANGIN LEMBAH DAN ANGIN GUNUG
Angin Lembah adalah angin yang bertiup dari arah lembah ke puncak gunung dan biasa terjadi pada siang hari.
Angin Gunung adalah angin yang bertiup dari puncak gunung ke lembah gunung dan terjadi pada malam hari.
12
Angin FOHN
Angin Fohn terjadi karena ada gerakan massa
udara yang naik pegunungan yang tingginya
lebih dari 200 meter , naik di satu sisi lalu turun
di sisi lain. Angin Fohn yang jatuh dari puncak
gunung bersifat panas dan kering , karena uap
air sudah di buang pada saat hujan orografis.
13
Angin MUSON
Angin muson atau biasanya disebut dengan
angin musim adalah angin yang berhembus
secara periodik (minimal 3 bulan) dan antara periode yang satu dengan periode yang lain polanya akan berlawan yang berganti arah secara berlawanan setiap setengah tahun.
14
ANGIN MUSON BARAT
Angin Musim/Muson Barat adalah angin yang mengalir dari benua Asia (musim dingin) ke Benua Australia (musim panas) dan mengandung curah hujan yang banyak di Indonesia bagian barat, hal ini disebabkan karena angin melewati tempat yang luas, seperti perairan dan samudra. Contoh perairan dan samudra yang dilewati adalah Laut China Selatan dan Samudra Hindia
15
ANGIN MUSON TIMUR
Angin Musim/Muson Timur adalah angin yang mengalir dari Benua Australia( musim dingin) ke Benua Asia (Musim panas) sedikit curah hujan ( kemarau) di Indonesia bagian timur karena angin melewati celah-celah sempit dan berbagai gurun (Gibson, Australia Besar, dan Victoria). Ini yang menyebabkan indonesia mengalami musim kemarau. Terjadi pada bulan juni, juli dan Agustus, dan maksimal pada bulan juli
16
ALAT PENGUKUR ANGIN
17
Anemometer, adalah alat yang mengukur kecepatan angin.
Anemometer, adalah alat yang mengukur kecepatan angin.
Windsock, adalah alat untuk mengetahui arah angin dan memperkirakan besar kecepatan angin, yang biasanya banyak ditemukan di bandara-bandara.
18http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/
Komponen Turbin Angin
Rintangan Angin
Rintangan menyebabkan kecepatan angin menurun.
Rintangan juga menyebabkan terbentuknya ulakan angin di belakang rintangan.
Sumber: Eldridge, 1980
Sumber: Hau, 2005
19
Profil Angin
20
Wind Rose
21
Jenis Turbin Angin Berdasarkan Posisi Sumbu
Sumbu Vertikal
Darrieus Wind Turbine GiromillSavonius Wind Turbine
Helix Wind Turbine
www.wikipedia.org/helixwww.wikipedia.org/savoniuswww.wikipedia.org/VAWT 22
Turbin Angin Vertikal
Keuntungan Tidak memerlukan yaw
mechanism Pendek. Mudah dirawat karena
generator, transmisi dekat permukaan tanah.
Mudah ditransportasi (untuk ukuran kecil).
Tidak memerlukan menara.
Kerugian Efisiensi rendah. Ketinggian terbatas. Perlu permukaan yang
datar.
www.wikipedia.org/windturbine23
Sumbu Horizontal
1-blade Wind Turbine
2-blade Wind Turbine 3-blade Wind Turbine
www.wikipedia.org/HAWT www.wikipedia.org/HAWT 24
Turbin Angin Horizontal
Keuntungan Pitch sudu turbin dapat diubah-
ubah. Menara yang tinggi dapat
memperileh angin yang lebih kencang.
Penggunaan menara menyebabkan turbin dapat ditempatkan di dataran yang tidak rata, atau bahkan di atas laut.
Dapat ditempatkan di atas garis pepohonan di hutan.
Kerugian
Sulit beroperasi di dekat permukaan tanah.
Sulit mentransportasikan bilah sudu yang panjang.
Pemasangan sulit. Mengganggu sinyal radar. Bila dipasang di laut,
sebaiknya di laut yang dangkal.
www.wikipedia.org/windturbine25
Class Windspeed ( m/s)
Power Density (W/m^2)
Capacity ( kW )
Small Scale 2.5 – 4.0 < 75 Up to 10
MediumScale
4.0 – 5.0 75 – 150 10-100
Large
Scale
> 5.0 > 150 >100
Wind Power Classifications and Wind Power Classifications and
utilizationutilization
26
Profil Angin Logaritmik
Profil angin logaritmik umumnya digunakan pada lapisan batas atmosfer (boundary layer) pada ketinggian hingga puluhan meter.
Dengan asumsi: shear stress/tegangan geser konstan terhadap ketinggian.
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Profil Angin Logaritmik / Adiabatik
0*
ln1
z
z
kV
Vz
untuk Z ≥ Zo
Dimana:Vz : Kecepatan angin pada ketinggian Z (m/s)
: Kecepatan gesekan (friction velocity) (m/s)
k : Konstanta Von Karman (k = 0,4)Zo : Parameter kekasaran permukaan (m)o : Tegangan geser pada permukaan : Densitas udara (kg/m3)Z : Tinggi pengukuran kecepatan angin (m)
0
* V
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Kelas Kekasaran
Panjang Kekasapan
Zo (m) Jenis Permukaan
3 1 Perkotaan, hutan
3 0.5 suburban
3 0.3 Pembangunan terbuka
2 0.2 Banyak pohon dan / atau semak
2 0.1 Pertanian terbuka dengan permukaan tertutup
2 0.05 Pertanian terbuka dengan permukaan lapang
1 0.03
Lahan pertanian terbuka dengan banyak gedung kecil, pohon, dll. Airports dengan gedung-gedung dan pohon.
1 0.01 Airports, runway, padang rumput
1 0.005 Dataran terbuka
0 0.001 Permukaan salju(halus)
0 0.0003 Permukaan pasir(halus)
0 0.0001 Permukaan air
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Asumsi untuk Profil Angin Logaritmik / Adiabatik
Davenport (1965)
Tegangan geser o (shear stress) permukaan dianggap konstan terhadap ketinggian
0
* V
Davenport menemukan bahwa pada daerah dengan parameter Zo rendah, memiliki ketelitian yang tinggi.
ME4132 - Energi Angin & Matahari
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Profil Angin melalui Hk. Pangkat
refref
H
H
H
v
v
Dimana:H : Kecepatan angin rata-rata pada suatu ketinggian (m/s)ref : Kecepatan angin rata-rata pada suatu ketinggian referensi (m/s)
: Hellmann’s exponent (konstanta yang bergantung pada parameter Zo dan kestabilan atmosfer)
Href : Tinggi pengukuran suatu referensi (m) H : Ketinggian yang hendak diukur kecepatan anginnya (m)
0
ln
1
ZH
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Koefisien Hambatan Permukaan (K)
2
*
V
VK
Dimana:K : Koefisien hambatan permukaan (the surface drag coefficient) : Kecepatan gesekan (friction velocity)
V : Kecepatan angin rata-rata pada ketinggian Z
0
* V
ME4132 - Energi Angin & Matahari
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.
ME4132 - Energi Angin & Matahari
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
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. 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
KEUNTUNGAN DAN KEKURANGAN PLTB
KEUNTUNGAN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Sumber energi Angin bayak tersedia di Alam dan tidak akan pernah habis
Tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa depan.
Ramah lingkungan tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan
KEKURANGAN
ME4132 - Energi Angin & Matahari
Membutuhkan Lahan yang luas Putaran dari sudu-sudu turbin angin
menimbulkan suara yang menggangu pendengaran.
Mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian.
Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar