Wind Farm (4) : Mendesain Wind Farm

Oleh : Kadek Fendy Sutrisna

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 wind farm, 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.

 

Gambar 1 Mendesain jarak antar turbin angin yang ideal

• Penempatan lokasi PLTB – Tidak semua lokasi pada suatu daerah cocok untuk dibangun PLTB. Agar mampu menghasilkan energi angin yang besar perlu diadakan survey pada setiap daerah untuk mengetahui potensi angin lokalnya. Biasanya kecepatan angin pada suatu daerah juga akan semakin besar pada setiap ketinggian  tertentu.

Gambar 2 Data kecepatan angin tahunan di seluruh wilayah Indonesia

• Kerapatan udara/angin - Kerapatan udara merupakan fungsi dari temperatur dan tekanan udara yang angkanya tidak dapat diperkirakan secara eksak. Kerapatan udara rata-rata adalah 800 kali lebih rendah dibanding dengan kerapatan air. Sebagai contoh didaerah puncak gunung memiliki kecepatan angin yang tinggi namun semakin tinggi gunung semakin mengurangi kerapatan udara di daerah tersebut. Angka kerapatan udara yang biasa digunakan dalam mendesain turbin angin adalah sebesar 0,1 - 0,5.