Prinsip Dasar Turbin Angin
Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energimekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincirdigunakan untuk memutar generator
Komponen turbin angin dan fungsi
1. Baling-baling (sudu).
Rotor trubin angin yang terdiri dari baling-baling/ sudu dan hub merupakan
bagian dari turbin angin yang berfungsi menerima energi kinetik dari angin dan
merubahnya menjadi energi gerak (mekanik) perputaran pada poros penggerak. Pada
sebuah turbin angin, baling-baling rotor dapat berjumlah 1, 2, 3 atau lebih.
2. Rotor Hub
Rotor hub merupakan bagian dari rotor yang berfungsi menghubungkan sudu denga
shaft (poros) utama. Rotor. Kebanyakan turbin baik dua atau tiga baling-baling
kipas. Angin bertiup di atas menyebabkan baling-baling berputar, dan terhubung
bersama-sama pada porosnya.
3. Kontrol Pitch Sudu
Salah satu tipe rotor adalah dengan sudu terpasang variable yang dapat dirubah
sudut serangnya dengan mengatur posisi sudut serang sudu terhadap arah angin
bertiup. Rotor dengan mekanisme demikian disebut dengan rotor dengan pitch sudu
variable. Tidak semua turbin angin menggunakan tipe rotor dengan sudut sudu
variabel.
4. Rem dan Kopling
Rem berfungsi untuk menghentikan putaran poros rotor yang bertujuan untuk
keamanan atau pada saat dilakukan perbaikan. Sedangkan kopling berfungsi untuk
memindahkan daya poros ke transmisi gearboks atau langsung ke generator, dengan
meredam getaran dari poros rotor serta sebagai salah satu sarana meluruskan
sambungan (alignment).
5. Poros Rotor putaran rendah
Berfungsi untuk mengubah poros rotor kecepatan rendah sekitar 30-60 rotasi per
menit. 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 yang berat sebagai penggerak dari
turbin.
6. Transmisi
Pada umumnya transmisi di turbin angin berfungsi untuk memindahkan daya dari
rotor ke generator dengan dipercepat putaranya. Hal ini diperlukan karena
umumnya putaran rotor berotasi pada putara rendah , sementara generatornya
bekerja pda putara tinggi.
7. Generator
Generator merupakan komponen terpenting dalam sistem turbin angin, dimana
fungsinya adalah merubah energi gerak (mekanik) putar pada poros penggerak
menjadi energi listrik. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh
generator dapat berupa alternating current (AC) maupun direct current (DC) dan
tegangan out putnya dapat dari tegangan rendah ( 12 volt) atau sampai tegangan
680 volt atau lebih. 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.
8. Kontrol Yawing
Pada turbin angin yang relative besar, umumnya sudah menggunakan system geleng
aktif (active yawing system), yang digerakkan oleh motor servo. Kontrol yawing
disini berfungsi menerima input dari sensor anemometer (mendeteksi kecepatan
angin) dan wind direction ( mendeteksi perubahan arah angin), dan memberikan
komando kepada motor servo untuk membelokkan arah shaft turbin angin dan juga
memberikan unputan kepada kontrol pitch. 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. Anemomater Sensor
Anemometer ini berfungsi untuk mengontrol kecepatan rotor dan menjaga rotor
berputar akibat hembusan angin yang terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk
menghasilkan listrik. Untuk menjaga putaran pada poros diberi gearbox agar saat
ada hembusan angin besar tetap bekerja pada titik aman. 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. Hembusan angin diluar digunakan dan 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 email pada generator
putus karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.
10. Wind Direction Sensor
Wind direction er berfungsi untuk mendeteksi perubahan arah angin angin,
sebagai inputan kepada system control untuk mengendalikan operasional pada
kondisi optimum.
11. Nasel (Nacelle)
Fungsi nasel adalah untuk menempatkan dan melindungi komponen-komponen turbin
angin, yaitu : generator, gearbox, kopling, rem , kontrol , system geleng
(yawing system). Nacelle ini ditempatkan di atas menara dan berisi gear box,
poros kecepatan rendah dan tinggi, generator, kontrol dan rem.
12. Poros Rotor putaran tinggi
Poros rotor putaran tinggi berfungsi untuk memindahkan daya dari gearboks ke
generator.
13. Roda gigi sistem geleng (Yaw drive)
Fungsi yaw drive adalah untuk menempatkan komponen turbin angin yang berada
diatas menara menghadap optimal terhadap arah angin bertiup mengikuti perubahan
arah angin. Yaw drive juga berfungsi mengukur kecepatan angin dan
mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol.
14. Motor servo (Yaw motor)
Fungsi yaw motor adalah untuk menggerakan yaw drive untuk menempatkan komponen
turbin angin yang berada diatas menara menghadap optimal terhadap arah angin
bertiup mengikuti perubahan arah angin. 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. Setiap jenis tower memiliki karakteristik masing-masing dalam hal biaya,
perawatan, efisiensinya, ataupun dari segi kesusahan dalam pembuatannya.
15. Menara / Tower
Menara merupakan tiang penyangga yang fungsi utamanya adalah untuk menopang
rotor , nasel dan semua komponen turbin angin yang berada di atasnya. Menara
dapat berupa tipe latis (lattice) atau pipa (tubular) , baik yang dibantu
dengan penopang tali pancang maupun yang self supporting.
16. Ekor Pengarah (Tail Vane)
Salah satu sistem orientasi yang pasif (passive yawing) adalah menggunakan ekor
pengarah. Fungsi dari ekor pengarah (tail vane) adalah untuk membelokan posisi
rotor terhadap arah datangnya angin, untuk mengoptimalkan operasional dan
mengamankan dari putaran lebih apabila kecepatan angin telah melebihi kecepatan
cut-out dari turbin angin tersebut.
https://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin#:~:text=Prinsip%20dasar%20kerja%20dari%20turbin,yang%20akhirnya%20akan%20menghasilkan%20listrik.
https://mekanikalelektrikalgedung.blogspot.com/2017/08/pembangkit-listrik-kincir-angin.html
