tirto.id - Turbin angin adalah salah satu inovasi teknologi yang memanfaatkan kekuatan alam untuk menghasilkan energi listrik. Turbin angin penghasil listrik mirip dengan kincir angin yang sudah digunakan sejak zaman dulu. Lalu, bagaimana cara kerja kincir angin?
Angin termasuk salah satu energi terbarukan yang cukup melimpah di Indonesia. Dilansir dari Antaranews, potensi energi angin di Indonesia mencapai 155 GW dan potensi terbanyak ada di wilayah Nusa Tenggara Timur, Kalimantan Selatan, Sulawesi Selatan, Jawa Barat, Aceh, hingga Papua.
Untuk memanfaatkan potensi angin yang ada di Indonesia, maka diperlukan turbin angin. Turbin angin adalah perangkat teknologi yang konsepnya berakar dari kincir angin dan dirancang untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi listrik.
Secara garis besar, turbin angin terbagi menjadi dua jenis, yaitu:
1. Turbin Angin Sumbu Horizontal (Horizontal Axis Wind Turbine/HAWT)
HAWT adalah jenis turbin angin yang paling umum digunakan, terutama pada skala besar untuk pembangkit listrik komersial. Turbin angin ini biasanya memiliki tiga bilah dan beroperasi melawan arah angin.
2. Turbin Angin Sumbu Vertikal (Vertical Axis Wind Turbin/VAWT)
Turbin angin ini memiliki poros rotor yang dirancang vertikal dan bisa menangkap angin dari segala arah. Turbin ini cocok untuk daerah yang kecepatan anginnya rendah atau arah anginnya berubah-ubah. Contoh desain VAWT yang paling umum adalah jenis Savonius dan Darrieus.
Saat ini, turbin angin menjadi salah satu inovasi yang sangat bermanfaat karena bisa menghasilkan energi listrik dengan emisi gas rumah kaca minimal. Turbin angin juga dapat membantu mengurangi ketergantungan kita terhadap bahan bakar fosil yang terbatas sehingga mendukung keberlanjutan energi sekaligus pelestarian lingkungan.
Komponen Turbin Angin
Turbin angin terdiri dari banyak komponen, mulai dari bilah yang “menangkap” angin hingga generator yang berperan penting dalam memproduksi arus listrik. Setiap komponen memiliki fungsinya masing-masing yang bekerja sama untuk mengubah energi angin menjadi energi listrik.
Dilansir dari laman U.S. Department of Energy, komponen turbin angin di antaranya adalah:
1. Bilah dan Rotor
Bilah atau blades berfungsi menangkap energi kinetik dari angin dan mengubahnya menjadi gerakan putar. Sedangkan rotor menghubungkan bilah ke poros utama. Desain aerodinamis bilah memungkinkan perbedaan tekanan udara, menciptakan gaya angkat yang lebih besar daripada gaya hambat sehingga rotor dapat berputar.2. Poros
Menghubungkan rotor ke generator dan berfungsi mentransfer energi mekanik yang dihasilkan oleh rotor. Pada beberapa turbin, poros ini terhubung langsung ke generator, sementara pada turbin lain, energi mekanik diteruskan ke gearbox untuk meningkatkan kecepatan putaran.3. Nacelle
Nacelle adalah rumah bagi komponen-komponen turbin angin seperti gearbox dan generator. Nacelle biasanya terletak di puncak menara dan dapat berputar 360 derajat sesuai arah angin.4. Gearbox
Gearbox adalah komponen yang berguna untuk meningkatkan kecepatan putaran poros yang berasal dari rotor agar sesuai dengan kebutuhan generator untuk menghasilkan listrik. Gearbox memungkinkan penggunaan generator yang lebih kecil secara fisik dengan meningkatkan efisiensi konversi energi.5. Generator
Komponen generator berfungsi untuk mengubah energi mekanik yang diterima dari poros menjadi energi listrik. Proses ini terjadi ketika rotor berputar, lalu generator akan menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.6. Sistem Yaw (Yaw System)
Komponen berupa penggerak yang memungkinkan nacelle dan rotor berputar menghadap arah angin yang berubah-ubah, memastikan efisiensi maksimum dalam penangkapan energi angin. Sistem ini secara otomatis menyesuaikan posisi nacelle berdasarkan data dari sensor arah angin.7. Controller
Controller adalah komponen yang bisa membuat mesin turbin angin menyala atau mati secara otomatis untuk menghindari kerusakan. Biasanya mesin akan dinyalakan pada kecepatan angin sekitar 7-11 mph dan akan dimatikan ketika kecepatan angin sudah melebihi 55-65 mph.8. Rem
Seperti kendaraan, turbin angin juga memiliki rem. Sistem pengereman pada turbin angin berfungsi menjaga rotor agar tidak berputar setelah mesin dimatikan oleh sistem.Keunggulan Turbin Angin Sebagai Sumber Energi
Indonesia telah membangun sejumlah turbin angin atau pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) di berbagai daerah, misalnya PLTB Sidrap dan PLTB Jeneponto di Sulawesi Selatan, serta PLTB Tanah Laut yang dibangun di Kalimantan Selatan.
Turbin angin tentunya memiliki beberapa keunggulan sebagai sumber energi sehingga pemerintah terus menggalakkan pembangunan PLTB. Adapun kelebihan turbin angin antara lain:
1. Sumber Energi Terbarukan
Angin adalah sumber energi terbarukan dan tidak akan habis. Oleh karena itu, turbin angin dianggap sebagai salah satu teknologi energi terbarukan yang dapat digunakan untuk jangka panjang.2. Ramah Lingkungan
Turbin angin tidak menghasilkan polusi udara atau emisi gas rumah kaca selama operasionalnya. Turbin angin tidak berkontribusi terhadap pemanasan global sehingga tidak turut menyebabkan perubahan iklim maupun degradasi lingkungan.3. Mengurangi Ketergantungan pada Energi Fosil
Menggunakan energi terbarukan seperti angin membantu mengurangi ketergantungan manusia pada sumber energi fosil yang jumlahnya terbatas dan semakin mahal. PLTB yang memanfaatkan angin pun dapat mendukung ketahanan energi suatu negara.4. Pembangkit Listrik yang Efisien
Efisiensi PLTB memang masih kalah dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga air (PLTA), tapi turbin angin tetap menjadi pembangkit listrik yang cukup efisien. Efisiensi PLTB berkisar antara 35-47 persen. Artinya, dari total energi yang dihasilkan oleh turbin angin, terdapat 35-47 persen yang dikonversi menjadi listrik.Bagaimana Turbin Angin Menghasilkan Listrik?
Cara kerja turbin angin sama seperti prinsip kerja kincir angin yang sudah digunakan sejak ratusan tahun lalu. Turbin angin mampu mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik, lalu mengonversinya menjadi energi listrik dengan bantuan generator.
Secara garis besar, berikut tahapan atau cara kerja turbin angin dalam menghasilkan listrik:
1. Bilah Turbin Berputar oleh Angin
Angin yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan mengalir ke arah bilah turbin. Bilah turbin angin dirancang khusus untuk menangkap energi kinetik dari angin. Ketika angin mengenai bilah, gaya dorong angin menyebabkan bilah turbin berputar. Semakin kuat angin, semakin cepat bilah turbin berputar.2. Bilah Menggerakkan Rotor
Bilah turbin terhubung ke rotor, yaitu bagian tengah turbin yang terdiri dari bilah dan poros penghubung. Putaran bilah menyebabkan rotor berputar. Rotor ini mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi mekanik berupa putaran.3. Rotor Menggerakkan Poros Utama
Rotor terhubung dengan poros utama. Saat rotor berputar, poros penggerak juga akan ikut berputar. Di sini terjadi transfer energi mekanik dari rotor ke poros utama.4. Peningkatan Kecepatan Rotasi oleh Gearbox
Sebagian besar turbin angin memiliki gearbox yang berguna meningkatkan kecepatan rotasi dari rotor yang berputar lambat ke kecepatan yang lebih tinggi. Jika rotor turbin berputar perlahan, sedangkan generator perlu energi mekanik (perputaran) yang lebih besar, gearbox akan mengatasi masalah ini dengan meningkatkan kecepatannya.5. Konversi Energi Mekanik oleh Generator
Poros utama terhubung dengan generator yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu ketika poros berputar, ia menggerakkan kumparan kawat di dalam medan magnet sehingga menghasilkan arus listrik.6. Transmisi Listrik
Listrik yang dihasilkan dalam bentuk arus bolak-balik (AC). Arus listrik dari generator ini kemudian diteruskan melalui kabel ke transformator untuk disesuaikan dengan tegangan yang benar sebelum dikirim ke jaringan listrik.Turbin angin menjadi salah satu solusi energi terbarukan yang sangat potensial untuk mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil. Dengan memanfaatkan kekuatan angin dan didukung oleh teknologi mutakhir yang terus berkembang, turbin angin dapat menghasilkan listrik yang ramah lingkungan, berkelanjutan, dan mampu memenuhi kebutuhan energi global.
Editor: Erika Erilia & Yulaika Ramadhani
