Dalam dunia energi terbarukan, ada dua bentuk utama pembangkitan yang menonjol: Energia Surya dan tenaga angin. Sementara energi matahari mengubah radiasi matahari menjadi energi listrik melalui panel surya, energi angin berfokus pada pemanfaatan tenaga angin melalui turbin angin. Perangkat ini penting untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi listrik yang dapat digunakan.
Los turbin angin Desainnya rumit dan memerlukan studi sebelumnya untuk memastikan bahwa pemasangannya menguntungkan dan efisien. Ada berbagai jenis dan teknologi yang terkait dengan turbin angin, yang bervariasi sesuai dengan penggunaan dan kapasitas pembangkitan listrik. Pada artikel ini Anda akan mempelajari secara detail segala sesuatu yang berhubungan dengan turbin angin.
Karakteristik turbin angin
Turbin angin mengkonversi energi kinetik angin menjadi energi listrik melalui bilah-bilah yang berputar berkat kekuatan angin. Bilah-bilah ini dapat berputar di antara keduanya 13 dan 20 putaran per menit (rpm), tergantung pada teknologi turbin angin dan kecepatan angin setiap saat. Bahan bilah juga mempengaruhi kecepatan putaran; Bilah yang lebih ringan cenderung berputar lebih cepat.
Semakin besar kecepatan yang diperoleh bilah, semakin besar jumlah energi yang dihasilkan oleh turbin angin, sehingga meningkatkan dayanya Efisiensi. Namun, untuk menghidupkan perangkat, diperlukan daya tambahan. Setelah dioperasikan, angin menjadi satu-satunya pendorong perputaran baling-baling.
Salah satu aspek yang paling menonjol dari turbin angin adalah mereka Masa manfaat yang panjang, yang melebihi 25 tahun. Meskipun biaya pemasangan dan pengeluaran awal mungkin tinggi, waktu pengoperasian yang lama memungkinkan investasi diamortisasi dan menghasilkan manfaat ekonomi. Selain itu, karena ini adalah energi bersih, maka berkontribusi terhadap pengurangan emisi polusi dan pengurangan penggunaan bahan bakar fosil.
Kemajuan teknologi tidak hanya meningkatkan masa manfaat turbin angin, tetapi juga menjadikannya lebih efisien, sehingga memudahkan pemasangannya di lokasi yang lebih optimal untuk memaksimalkan penangkapan energi angin.
operasi
Proses transformasi energi pada turbin angin dilakukan dalam beberapa tahap, yang masing-masing tahap kunci untuk mengubah energi angin menjadi listrik:
- Orientasi otomatis: Turbin angin mengorientasikan dirinya secara otomatis untuk memanfaatkan energi angin secara maksimal. Hal ini dimungkinkan berkat data yang direkam oleh baling-baling dan anemometer, yang memungkinkan nacelle berputar ke arah yang benar.
- Rotasi bilah: Ketika angin mencapai kecepatan kira-kira 3,5 m/s, bilahnya mulai berputar. Untuk mengoptimalkan pembangkitan energi, kecepatan angin ideal adalah 11 m/s. Jika kecepatan ini melebihi 25 m/s, bilah ditempatkan pada posisi bendera untuk menghindari ketegangan berlebihan dan mengerem sistem.
- Perkalian: Perputaran rotor menggerakkan poros lambat yang meningkatkan kecepatannya dari 13 rpm menjadi sekitar 1.500 rpm menggunakan pengali.
- Generasi: Energi rotasi ditransfer ke generator, lalu diubah menjadi listrik.
- Pengungsian: Listrik yang dihasilkan disalurkan melalui menara ke gardu induk, di mana tegangannya dinaikkan sebelum dialirkan ke jaringan listrik untuk didistribusikan ke titik-titik konsumsi.
- Pemantauan: Proses ini memastikan turbin angin beroperasi dengan benar. Sistem kritis dipantau secara permanen dari gardu induk dan pusat kendali, sehingga kemungkinan insiden dapat dideteksi dan diselesaikan dengan cepat.
Jenis turbin angin
Ada dua kategori utama turbin angin, yang diklasifikasikan menurut sumbu rotor atau daya yang dapat disuplai.
Menurut sumbu rotornya
Sumbu vertikal
Turbin angin jenis ini adalah omni-directional dan tidak memerlukan sistem orientasi, sehingga memudahkan pemasangan dan pemeliharaan. Selain itu, komponen-komponennya seperti generator dan pengganda berada rata dengan tanah, sehingga menyederhanakan konstruksi dan mengurangi biaya. Namun, kelemahan utamanya adalah itu Mereka memiliki efisiensi yang lebih rendah dibandingkan yang memiliki sumbu horizontal dan memerlukan sistem eksternal untuk memulai putaran bilahnya.
Sumbu horisontal
Turbin angin dari sumbu horisontal Mereka adalah yang paling umum dan efisien. Desainnya memungkinkan tercapainya kecepatan putaran yang lebih tinggi dan, oleh karena itu, memerlukan penggandaan putaran yang lebih sedikit. Selain itu, dengan menjadi lebih tinggi, mereka dapat memanfaatkan energi angin dengan lebih baik di ketinggian.
Menurut daya yang disuplai
Dalam fungsi dari daya yang disuplai, turbin angin dibagi menjadi tiga kelas:
- Daya rendah: Mereka menawarkan kekuatan hingga 50 kW dan digunakan dalam aplikasi seperti pemompaan air atau pasokan listrik di daerah terpencil.
- Setengah kekuatan: Mereka berada dalam jangkauan 150 kW dan digunakan untuk memasok energi ke jaringan listrik di pedesaan atau tempat-tempat terpencil.
- Kekuatan tinggi: Mereka menyediakan energi dalam skala komersial dan produksinya dapat mencapai hingga beberapa gigawatt.
Saat ini, peralatan berdaya tinggi adalah yang paling banyak digunakan di ladang angin untuk menghasilkan listrik secara efisien dan ekonomis, sehingga berkontribusi dalam upaya melawan perubahan iklim.
Sektor energi terbarukan terus berkembang, didorong oleh kebutuhan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan memitigasi dampak perubahan iklim. Turbin angin, khususnya, telah mengalami kemajuan teknologi yang signifikan, memungkinkannya menghasilkan lebih banyak listrik dan umur yang lebih panjang. Dengan informasi ini, Anda akan lebih memahami cara kerja turbin angin dan peran utamanya dalam masa depan energi ramah lingkungan.