Wind Farm (5) : Desain Sistem turbin angin hybrid


Wind Farm (5) : Desain Sistem turbin angin hybrid

Untuk Lokasi Yang Terisolasi

Kadek Fendy Sutrisna

17 Januari 2012

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Sistem hybrid yang dimaksud artikel disini merupakan gabungan antara sistem turbin angin fixed-speed dan direct-drive dimana dalam aplikasinya direncanakan untuk bekerja pada platform lokasi terisolasi, yaitu pada desa dimana belum terpasang jaringan PLN dan tentunya memiliki potensi energi angin yang cukup baik. Dalam hal ini, beberapa keunggulan yang terdapat pada sistem fixed-speed akan digabungkan dengan sistem direct-drive.

Seperti kita ketahui pada artikel sebelumnya, sistem fixed-speed bekerja optimal pada saat terhubung dengan grid untuk membentuk profil  tegangan dan frekuensi yang stabil yaitu 380 V, 50 Hz. Hal ini disebabkan karena generator induksi selalu membutuhkan daya reaktif pada saat beroperasi. Sayangnya, pada lokasi terisolasi, grid ini tidak tersedia. Penggunaan kapasitor bank diusulkan untuk menggantikan peran grid dalam hal mensuplai daya reaktif yang dibutuhkan. Namun dalam aplikasinya, apabila pusat beban bersifat induktif (memerlukan suplai daya reaktif yang besar) akan timbul permasalahan baru pada sistem ini. Permasalahan timbul karena pusat beban yang bersifat induktif memaksa kapasitor untuk membagi suplai daya reaktifnya menuju beban dan generator pada waktu bersamaan. Akibatnya, generator akan kekurangan suplai daya reaktif untuk menghasilkan daya aktif yang dibutuhkan oleh beban seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1.

Gambar 1 Aliran daya reaktif saat turbin angin generator induksi dihubungkan dengan beban yang induktif Continue reading

Advertisements

Wind Farm (4) : Mendesain Wind Farm


Wind Farm (4) : Mendesain Wind Farm

Kadek Fendy Sutrisna

15 Januari 2012

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Pada aplikasi pemanfaatan energi angin ke energi listrik dalam skala besar, biasanya dilakukan dengan cara membangun wind farm yang setiap turbin anginnya dikoneksikan pada satu bus yang sama. Beberapa turbin angin dipasang di setiap sisi ladang (farm) sehingga mampu menghasilkan listrik dari potensi angin lokal secara maksimal untuk memenuhi kebutuhan pusat beban. Ada beberapa permasalah teknis yang perlu dibahas lebih detail dalam mendesain turbin angin, yaitu sebagai berikut :

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam mendesain :

  • Menentukan tinggi dari turbin angin – Semakin tinggi kita memasang turbin angin maka kecepatan anginnya semakin besar. Namun semakin tinggi turbin semakin besar pula biaya yang dibutuhkan untuk membangun tower turbin. Rata-rata tinggi suatu turbin angin adalah 30 – 50 meter.
  • Menentukan jarak antara setiap turbin angin pada wind farm – Terlalu jauh atau terlalu dekat pemasangan turbin angin pada wind farm akan menyebabkan produksi energi listrik yang dihasilkan wind farm tidak sebanding dengan biaya pembangunannya dan energi yang dikonversikan pada wind farm tersebut. Apabila turbin angin dibangun pada jarak yang terlalu jauh maka pemanfaatan potensi angin pada tempat tersebut akan tidak optimal. Sementara jika jarak antar turbin angin dibangun terlalu dekat, dapat terjadi turbulensi pada turbin. Seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1, jarak vertikal ideal antara satu turbin angin dan yang lainnya adalah sebesar 5 kali diameter baling-baling. Sedangkan jarang horisontalnya adalah 7 kali diameter baling-baling turbin. Continue reading

Wind Farm (3) : Sistem Turbin Angin


Wind Farm (3) : Sistem Turbin Angin

Kadek Fendy Sutrisna

13 Januari 2012

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Konversi energi angin

Proses konversi energi listrik yang terjadi pada PLTB pertama kali bermula dari angin yang berhembus melalui turbin, lalu ditangkap oleh sudu yang kemudian digunakan untuk memutar rotor. Putaran rotor yang dihasilkan umumnya ditingkatkan putarannya dengan menggunakan roda gigi sebelum digunakan untuk memutar generator. Hingga tahap ini proses konversi hanya berupa proses mekanis. Daya mekanis yang ditangkap oleh sudu pada turbin dapat direpresentasikan secara matematis sebagai berikut:

  Continue reading

Wind Farm (2) : Permasalahan dan Tantangan Wind Farm di Indonesia


Wind Farm (2) : Permasalahan dan Tantangan Wind Farm di Indonesia 

Kadek Fendy Sutrisna

13 Januari 2012

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Secara garis besar permasalahan yang harus diatasi pada desain sistem pembangkit listrik tenaga bayu, diantaranya  dapat diringkas sebagai berikut :

  1. Karakteristik kecepatan angin di Indonesia yang cenderung fluktuatif : hal ini menyebabkan sistem turbin angin yang didesain harus mampu menghasilkan listrik pada kecepatan angin berapapun.
  2. Mahal : Penggunaan teknologi turbin angin direct-drive permanet magnet generator (agar dapat menghasilkan listrik secara optimal pada rentang kecepatan angin yang luas) membuat sistem turbin angin dengan skala besar menjadi mahal. Continue reading

Wind Farm (1) : Solusi Pemanfaatan PLTB di Indonesia


Wind Farm (1) : Solusi Pemanfaatan PLTB di Indonesia

Kadek Fendy Sutrisna

13 Januari 2012

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Energi listrik adalah bentuk energi yang paling mudah untuk dikonversikan ke dalam bentuk energi lain, sehingga energi listrik adalah media yang digunakan untuk memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain untuk digunakan oleh aplikasi-aplikasi di tempat tersebut. Kemajuan pembangunan saat ini sangat dipengaruhi oleh perkembangan kelistrikan. Dengan adanya listrik maka perkembangan berbagai aspek kehidupan masyarakat akan relatif jauh lebih cepat, hal ini sangat terasa terutama di sektor pendidikan dan industri. Kedua sektor tersebut kini sangat bergantung pada listrik.

Indonesia adalah negara kepulauan dengan jumlah penduduk lebih dari 200 juta jiwa. Namun rasio elektrifikasi Indonesia masih sangat rendah dan infrastruktur kelistrikan terpusat di Pulau Jawa. Sebagai contoh, sampai saat ini Bali masih tergantung dengan jaringan listrik Jawa-Bali untuk pasokan energi listrik. Karenanya, ketika terjadi gangguan koneksi Jawa-Bali, dampaknya sangat besar bagi Bali yang notabene berkembang dalam industri kepariwisataannya. Continue reading

Sistem PLTB Fixed Speed vs Variable Speed


Sistem PLTB Fixed Speed vs Variable Speed

Kadek Fendy Sutrisna 

2 Oktober 2011

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

I. SISTEM TURBIN ANGIN KECEPATAN TETAP (Fixed Speed)

Sistem turbin angin kecepatan tetap atau sering disebut dengan istrilah fixed speed adalah sistem turbin angin yang paling umum digunakan hingga saat ini, yang ditunjukkan pada gambar 1. Biasanya sistem ini menggunakan roda gigi, generator induksi, rangkaian elektronika daya – soft startercapasitor bank dan bisa juga terhubung langsung dengan jala-jala/grid.

Sistem ini umumnya membutuhkan daya reaktif dari kapasitor bank untuk menjaga kecepatan rotor pada generator agar tetap konstan berputar. Saat sistem dihubungkan dengan jala-jala, penggunaan capasitor bank dapat dikurangi untuk membuat dimensi sistem menjadi lebih kecil dan biaya perawatan menjadi lebih murah.

Continue reading

Sistem PLTB Kecepatan Rendah dan Berubah Tanpa Menggunakan Gearbox


Sistem PLTB Kecepatan Rendah dan Berubah Tanpa Menggunakan Gearbox

Kadek Fendy Sutrisna

5 September 2011

 Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Tenaga angin merupakan salah satu potensi yang belum dimanfaatkan secara maksimal sebagai pembangkit listrik energi terbarukan di Indonesia saat ini.

Daya keluaran yang dapat dihasilkan untuk sebuah pembangkit listrik dari pemanfaatan energi angin (PLTB) adalah sebesar 1-100 kWatt. Pembangkit listrik dengan daya keluaran sebesar ini sebenarnya sangat cocok digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga/perkantoran di Indonesia.

Alasan utama pembangkit listrik jenis ini belum berkembang karena kecepatan angin di Indonesia lebih rendah dan lebih berfluktuatif jika dibandingkan dengan kecepatan angin di Eropa ataupun di JepangJadi dengan kata lain sebenarnya Indonesia tidak bisa mengadopsi langsung teknologi pembangkit listrik ini dari negara lain, dan harus mendesain sendiri sistem pembangkit listrik yang mampu mengkonversikan energi angin secara maksimal pada kecepatan angin yang rendah dan berubah-ubah, yang sesuai dengan karakteristik kecepatan angin di Indonesia.

Perlu diketahui bahwa biasanya kecepatan putar turbin angin di Indonesia diantara 100-200 rpm. Untuk mengatasi kecepatan putar turbin angin yang rendah, biasanya digunakan komponen roda gigi untuk menyesuaikan dengan kecepatan putaran generator. Dan untuk mengatasi kecepatan angin yang berfluktuatif, biasanya turbin angin dioperasikan variable speed dengan mengunakan rangkaian elektronika daya.

Pada artikel kali ini, akan dibahas tentang sistem PLTB kecepatan rendah – berubah menggunakan generator permanen magnet. Semoga artikel ini bisa dijadikan referensi untuk perkembangan pembangkit listrik tenaga angin di Indonesia.  Continue reading