Mengenal Pembangkit Listrik Tenaga Bayu

Sistem pembangkit listrik tenaga bayu juga memiliki sistem kontrol yang memantau dan mengontrol turbin angin, generator, dan transmisi. Sistem kontrol ini memastikan bahwa sistem berfungsi dengan benar dan efisien.

Pembangkit listrik tenaga bayu merupakan sumber listrik yang ramah lingkungan karena tidak mengeluarkan emisi gas rumah kaca atau polusi lainnya. Namun, pembangkit listrik tenaga bayu juga memiliki beberapa kelemahan, seperti tergantung pada cuaca dan tidak selalu tersedia di semua wilayah.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Bayu

Suatu pembangkit listrik dari energi angin merupakan hasil dari penggabungan dari beberapa turbin angin sehingga akhirnya dapat menghasilkan listrik. Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas angin (bukan menggunakan listrik untuk menghasilkan listrik, namun menggunakan angin untuk menghasilkan listrik). 

 Kemudian angin akan memutar sudu-sudu turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator letaknya di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah energi putar rotor menjadi energi listrik dengan prinsip hukum Faraday, yaitu bila terdapat penghantar didalam suatu medan magnet, maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan dihasilkan beda potensial.

Komponen Bantu Turbin Bayu

Turbin angin yang digunakan pembangkit listrik tenaga bayu / angin (PLTB) tersusun dari berbagai komponen. Berikut akan dijelaskan bagian-bagian dari turbin angin :

1. Blades

Kebanyakan turbin baik dua atau tiga pisau. Angin bertiup di atas menyebabkan pisau pisau untuk mengangkat dan berputar.

2.  Rotor

Pisau dan terhubung bersama-sama disebut rotor.

3.  Pitch

Blades yang berbalik, atau nada, dari angin untuk mengontrol kecepatan rotor dan menjaga rotor berputar dalam angin yang terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk menghasilkan listrik.

4. Brake

Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. 

Kehadiran angin diluar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.

5. Low-Speed Shaft

Mengubah poros rotor kecepatan rendah sekitar 30-60 rotasi per menit.

6. Gear Box

Gears menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan rendah dan meningkatkan kecepatan sekitar 30-60 rotasi per menit (rpm), sekitar 1000-1800 rpm, kecepatan rotasi yang diperlukan oleh sebagian besar generator untuk menghasilkan listrik. gearbox adalah bagian mahal (dan berat) dari turbin angin dan insinyur generator mengeksplorasi direct-drive yang beroperasi pada kecepatan rotasi yang lebih rendah dan tidak perlu kotak gigi.

7. Generator

Berfungsi mengkonversi energi putar menjadi energi listrik. Ada berbagai jenis generator yang dapat digunakan dalam sistem turbin angin, antara lain generator serempak (synchronous generator), generator tak-serempak (unsynchronous generator), rotor sangkar maupun rotor belitan ataupun generator magnet permanen.

Penggunaan generator serempak memudahkan kita untuk mengatur tegangan dan frekuensi keluaran generator dengan cara mengatur-atur arus medan dari generator. Sayangnya penggunaan generator serempak jarang diaplikasikan karena biayanya yang mahal, membutuhkan arus penguat dan membutuhkan sistem kontrol yang rumit.

Generator tak-serempak sering digunakan untuk sistem turbin angin dan sistem mikrohidro, baik untuk sistem fixed-speed maupun sistem variable speed.

8. Controller

Pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin sekitar 8-16 mil per jam (mph) dan menutup mesin turbin sekitar 55 mph. tidak beroperasi pada kecepatan angin sekitar 55 mph di atas, karena dapat rusak karena angin yang kencang.

9. Anemometer

Mengukur kecepatan angin dan mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol.

10. Wind Vane

Tindakan arah angin dan berkomunikasi dengan yaw drive untuk menggerakkan turbin dengan koneksi yang benar dengan angin.

11. Nacelle

Nacelle berada di atas menara dan berisi gear box, poros kecepatan rendah dan tinggi, generator, kontrol dan rem.

12. High-Speed Shaft

Drive generator. Poros yang berhubungan langsung dengan rotor generator.

13. Yaw Drive

Yaw drive yang digunakan untuk menjaga rotor menghadap ke arah angin sebagai perubahan arah angin.

14. Yaw Motor

Yaw motor adalah sebuah mesin yang digunakan untuk mengendalikan arah dari sebuah generator angin atau turbin angin. Yaw motor biasanya terdapat di atas atau di bawah nacelles (tempat di mana generator angin terletak) pada sebuah turbin angin. Yaw motor digunakan untuk memindahkan nacelles ke arah angin yang sedang menghembus, sehingga generator angin dapat menghasilkan listrik dengan efisien. Yaw motor juga dapat digunakan untuk mengatur kecepatan turbin angin agar sesuai dengan kebutuhan listrik yang dihasilkan..

15. Tower

Menara yang terbuat dari baja tabung, beton atau kisi baja. Karena kecepatan angin meningkat dengan tinggi, menara tinggi memungkinkan turbin untuk menangkap lebih banyak energi dan menghasilkan listrik lebih banyak. Tower PLTB dapat dibedakan menjadi 3 jenis seperti gambar dibawah ini. Setiap jenis tower memiliki karakteristik masing-masing dalam hal biaya, perawatan, efisiensinya, ataupun dari segi kesusahan dalam pembuatannya.

16. Wind direction

Arah alir dari energi angin.

17. Penyimpan Energi (Battery)

Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia), maka ketersediaan listrik juga tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. 

Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga selama 0.5 jam pada daya 780 watt.

Pembangkit Listrik Lainnya

Berikut ini daftar pembangkit listrik yang dapat kamu baca:

1. PLTA
2. PLTU
3. PLTPB
4. PLTN
5. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut