Hendak kemana PLTN Jepang?

PLTN Fukushima

                        Pekerja PLTN Fukushima (gambar : AFP/Getty)                     

Meski bangsa Jepang terkenal gagah berani dan hampir tak kenal takut, tapi merkea punya trauma mendalam terhadap satu hal, Nuklir. Di bulan Agustus tahun 1945 dalam waktu hanya berselang 3 hari, dua bom nuklir di jatuhkan oleh tentara Amerika di dua kota, Nagasaki dan Hiroshima. 129.000 orang meninggal, sebagian meninggal saat itu juga, sebagian lagi meninggal karena penyakit dan radiasi. Lebih mengenaskannya, para korban adalah warga sipil. Setelahnya jutaan orang Jepang trauma dengan efek nuklir tersebut.

Setelah Perang Dunia II, Jepang kembali membangun negaranya dari puing. Dimulailah proyek pembangunan PLTN untuk tujuan damai. Sepuluh tahun setelah bom nuklir menghancurkan Jepang, tahun 1955, Jepang menandatangani kesepakatan pengayaan uranium dengan negara pengebomnya, Amerika Serikat. 21 tahun kemudian, atau tepatnya Juli 1966 mulailah pembangunan PLTN pertama di Jepang di Tokai Power Station. Pembangkit pertama dibangun justru oleh kontraktor dari Inggris. Kapasitasnya 166 MWe, relatif kecil untuk ukuran PLTN saat ini.[1] Dari kontraktor yang menangani PLTN tersebut itulah langkah pertama Jepang membangun PLTN berikutnya. Jepang belajar banyak dari proyek tersebut, dan kita tahu sendiri bahwa Jepang adalah pembelajar yang ulet.

Langkah kedua yang dilakukan Jepang setelah membangun PLTN tersebut adalah membentuk Join Venture antara swasta Jepang (Hitachi dan Toshiba) dengan kontraktor Amerika Generl Electric. Mereka membangun PLTN Light Water Reactor (LWR) pertama berkapasitas 357 MWe. Selanjutnya dalam selang waktu sejak 1970 s.d 1990 Jepang telah membangun 36 PLTN dengan total kapasitas 29 GW dan puncaknya pada tahun 2009 total kapasitas pembangkitan PLTN Jepang sudah mencapai hampir 50 GW, hanya sedikit lebih rendah dari total kapasitas pembangkitan Indonesia saat ini yang sekitar 52 GW[1].

Dalam masa membangun tersebut, rakyat Jepang menerima PLTN dengan terbuka. Tak ada kecelakaan di PLTN yang merenggut jiwa maupun berdampak luas. Memang ada beberapa kasus seperti kebocoran pipa dan adanya tiga buah pembangkit yang pernah shutdwon karena gempa, tapi semua aman dan terkendali. Para insinyur dipercaya menjalankan PLTN sesuai dengan kaidah ilmu yang telah dipelajarinya. Resiko PLTN dapat diminimalisir karena bangunan PLTN di Jepang tahan terhadap gempa berkekuatan tinggi sekalipun.

Tapi pada tanggal 11 Maret tahun 2011, sebuah gempa dahsyat terjadi di Jepang. Gempa tersebut berkekuatan 9 Skala Richter[2]. Tak ada kerusakan berarti di semua PLTN di Jepang. PLTN sekitar Fukushima shutdown secara otomatis. Control rod langsung masuk mendinginkan reaktor. Menjadi nature-nya tenaga nuklir, reaksi yang sudah terjadi tidak bisa langsung dihentikan, dibutuhkan pendinginan yang lama dan terus menerus agar panas yang timbul akibat reaksi fisi yang terjadi tetap terkendali. Saat itu PLTN tidak bisa memproduksi energinya sendiri untuk pendinginan sehingga menggunakan generator back up untuk memompa water cooling.

Ada ada hal yang terlupa oleh para engineer Jepang yang terkenal teliti dan sangat berdedikasi. Mereka tidak mempersiapkan bagaimana kalua PLTN terkena tsunami yang lebih tinggi lagi. Memang, generator backup masih bisa beroperasi dan memompa water cooling, tapi terjangan tsunami setinggi 15 meter menyebabkan generator terendam air sehingga rusak dan terjadilah pemasanan dan berakhir dengan adanya kebocoran reaktor yang berisi zat radioaktif.  Standar benteng tsunami PLTN Fukushima saat itu hanya 10 meter[3]. PLTN di Fukushima dibangun tahun 1970an, dan data yang digunakan adalah data tahun 1960-an sehingga prediksi tsunami saat itu tidak terlalu tinggi. Saat tsunami terjadi, 3 orang pekerja PLTN meninggal, tapi tak ada kaitannya dengan radioaktif.

Hari itu juga pemerintah mengumumkan status bencana nuklir, lebih dari 100 ribu penduduk diungsikan dalam radius 20km sekitar PLTN. Hingga saat ini, lokasi sekitar masih tak berpenghuni. Tim penanganan PLTN bekerja sangat keras dan beresiko untuk mengontrol pendinginan PLTN. Tapi tak ada korban jiwa dari dari Pekerja maupun warga sekitar akibat kecelakaan tersebut. Tapi konsekuensinya berdampak besar terhadap nasib 43 unit PLTN di Jepang.[1]

Tsunami yang melanda Fukushima juga menjadi “bencana” bagi PLTN yang lain. Semua PLTN dihentikan untuk sementara sampai batas waktu yang tidak ditentukan. PLTN yang tidak ada kerusakan dan sejarah kecelakaanpun semua ikut imbasnya. Pemerintah mengeluarkan peraturan yang sangat ketat dan assessment harus dilaksanakan ulang terhadap semua PLTN. Site-site baru PLTN tidak mendapat izin dari Pemerintah.

***

Sebagai peserta training energy policy yang diselenggarakan oleh Japan Internantional Cooperation Agency, saya berkesempatan mengunjungi PLTN Hamaoka yang berada di daerah Shizuoka Prefecture, di pantai timur Jepang, sekitar 200 km dari Tokyo. Masuk ke area PLTN sudah terlihat pemeriksaan yang sangat ketat terhadap pengunjung dan kendaraan yang masuk. Kami ditunjukkan simulasi reactor PLTN di area exhibition center. Bentuknya dibuat menyerupai reaktor yang sebenarnya. Saya tidak terlalu berharap bisa melihat ke area PLTN karena setahu saya PLTN adalah salah satu obyek vital negara yang sangat sangat ekstra hati-hati penjagaannya.

hamaoka japan

Kunjungan ke PLTN Hamaoka Jepang

Tapi ternyata kami diajak masuk melihat, sebelumnya paspor di scan selama proses perkenalan di exhibition center. Saat masuk ke gerbang, pemandu kami yang juga GM operation PLTN melaporkan keberadaan kami di pos masuk dan kami diperbolehkan masuk ke ring-3 (istilah saya) yang punya akses terhadap tsunami wall yang berada di bibir pantai. Saat ini PLTN sedang melakukan perbaikan tsunami wall yang sebelumnya 18 meter menjadi 21 meter diatas permukaan laut, sesuai dengan regulasi dari Pemerintah. Sejak kecelakaan di Fukushima keempat unit PLTN Hamaoka di shutdown. Dua unit dalam tahap decommissioning, yang artinya sudah pasti berhenti operasi dan 2 unit lagi sedang dalam perbaikan untuk memenuhi regulasi pemerintah Jepang. Proses decommissioning PLTN memaka waktu 20 tahun, dan ini juga yang menjadi salah satu perbedaan mendasarnya dengan pembangkit yang lain, PLTN tidak bisa serta merta ditinggalkan dan dibongkar dengan cepat karena masih adanya zat radioaktif.

Setelah melihat tsunami wall, kami berkesempatan melihat hingga di luar bangunan reaktor. Pemeriksaan metal dan scanning tubuh dilaksanakan sebelum masuk area ini. Dari area tersebut nampak konstruksi sedang dilakukan untuk mengantisipasi adanya tsunami dan dampak setelah air masuk ke dalam area PLTN. Pintu-pintu masuk dalam plant diganti dengan yang tebal sehingga air tak bisa masuk. Ini lah mungkin yang disebut orang dikampung, “tutup pintumu supaya air banjir tidak bisa masuk”.

Tidak diperbolehkan mengambil gambar selama tur berlangsung, karena sangat terlarang. Yang pasti, pihak Engineer PLTN yang saat ini unitnya di shutdown hanya bisa berucap lirih “ tak ada dasar ilmunya sampai PLTN ini harus di shutwdown, semuanya karena pertimbangan non saintik”

***

Sejak seluruh PLTN shutdown di Jepang pada tahun 2011, PLTN digantikan oleh PLTU Batubara dan PLTG. Dalam 5 tahun itu, Jepang sukses melewati musim dingin dan musim panas tanpa pernah black out atau kekurangan daya. Publik di Jepang akhirnya berkesimpulan tak perlu ada PLTN lagi, karena semuanya baik-baik saja. Padahal Jepang sebenarnya di ambang krisis energi kalau tak mengoperasikan PLTN dalam waktu ke depan karena kemampuan internal Jepang untuk mensuplai dayanya sendiri hanya 6% dari total energi yang dibutuhkannya. Hampir tak ada batubara di Jepang, semuanya diimpor dari Australia dan Indonesia, demikian juga minyak dan gas, semuanya impor. Sebelumnya pada saat PLTN beroperasi Jepang bisa mensuplai sendiri 25% dari energi primernya.

Ditutupnya PLTN juga menyebabkan harga listrik yang dibayar konsumen menjadi lebih mahal dan defisit perdagangan Jepang meningkat. Jajak pendapat publik tak menunjukkan kemajuan berarti, tak ada Prefecture yang bersedia wilayahnya dibangun PLTN. Engineer berada dalam keadaan terjepit, opini masyarakat pasti diikuti oleh politisi karena pemilik hak suara ditentukan mereka. Padahal dalam sejarah panjang nuklir untuk kepentingan damai di Jepang dalam 50 tahun terakhir, tak  ada orang yang meninggal atau terkena kanker karena radiasi dari PLTN, semuanya baik-baik saja. Engineer Jepang punya tugas berat meyakinkan rakyat Jepang akan keamanan PLTN dan pentingnya PLTN untuk masa depan bangsa Jepang.

 

Salam dari Tokyo,

Juli 2016

Reference :

[1]          K. Shigimori, “Nuclear Energy Policy in Japan,” ed. Tokyo: The Institute of Energy Economics Japan, 2016.

[2]          USGS. (2011, 1 Juni). Magnitude 9.0 – NEAR THE EAST COAST OF HONSHU, JAPAN. Available: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2011/usc0001xgp/

[3]          WNA. (2016). Fukushima Accident. Available: http://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/fukushima-accident.aspx

Benarkah Tarif Listrik Naik?

Oleh : Ahmad Amiruddin

Dialog 1

X : Kenapa tarif listrik naik?

Y : Tarif listrik tak naik bro, tapi subsidinya dicabut sebagian.

X : Gak ada bedanya, kan sama-sama juga yang dirasakan lebih tinggi harganya.

Y : Ada bedanya, tarif subsidi tetap ada, tapi ada juga tarif non subsidi, lagian yang dibedakan hanya untuk pelanggan 900 VA, untuk pelanggan 450 VA semua masih subsidi, untuk tarif lain tak ada perubahan.

X : Terus kenapa listrik saya masuk non subsidi?

Y : Kamu kan engineer perusahaan internasional, ngapain minta subsidi?

Dialog 2

X : Sejak listrik dinaikin pemerintah, saya bayar listriknya ampun-ampun?

Y : Memang langganan berapa dengan PLN?

X : 1300 VA

Y : Lah, tarif 1300 VA kan gitu-gitu aja sejak akhir tahun lalu, pemakaiannya yang naik mungkin.

X : O, iyo kah?

 ***

19148991_10212953516810650_2564946463023113774_n

Isu tarif listrik jumpalitan bak bola takraw, disepak kesana kemari, melambung dan dismash. Padahal ada beberapa hal yang mungkin kalau kita mengerti, tak membuat kita ikut-ikutan jadi tekong. Tarif listrik ini menyentuh kebutuhan dasar banyak orang, pelanggan PLN saja ada 65 juta yang 59 juta diantaranya adalah rumah tangga, bayangkan kalau 65 juta ini tak mengerti informasi dan menggerutu di media sosial, bisa berisik kayak klakson om telolet bersahut-sahutan.

Untungnya tak semuanya begitu, beberapa orang saja hanya karena kurang mengerti saja menurut saya, dua dialog yang berdasar kisah nyata diatas adalah contoh yang banyak saya temukan.

Subsidi

Tarif listrik ini terkait erat dengan subsidi dan subsidi terkait erat dengan kemampun ekonomi masyarakat. Kalo menurut Undang-Undang 30 Tahun 2007 tentang Energi dan Undang-Undang 30 Tahun 2009 tentang Ketenagalistrikan, pemerintah berkewajiban untuk menyediakan subsidi bagi masyarakat tidak mampu.

Jadi selama masih ada satu orang Indonesia yang tidak mampu, maka subsidi harus tetap ada. Pada dasarnya subsidi adalah hak segala bangsa, asal tidak mampu. Semua rakyat Indonesia berhak dapat subsidi, syaratnya susah-susah gampang, HARUS TIDAK MAMPU.

Masyarakat yang berhak mendapatkan subsidi listrik dasarnya adalah data dari Tim Nasional Percepatan Penanggulangan Kemiskinan  (TNP2K) yang diketuai langsung oleh Wakil Presiden. Penerima subsidi listrik adalah 40% status sosial ekonomi terendah, artinya 25 juta rumah tangga atau 27 juta kepala keluarga atau 93 juta penduduk Indonesia masih mendapatkan subsidi, masih banyak kan?

Yang dicabut subsidinya adalah pelanggan 900 VA, dengan pencabutan tersebut hanya 4,1 juta pelanggan 900 VA yang disubsidi, ditambah dengan 23,16 juta pelanggan 450 VA, sehingga totalnya ada 27 juta pelanggan yang masih menikmati subsidi. Jumlah pelanggan 900 VA yang dicabut subsidinya mencapai 18 juta pelanggan.

Kalau ada yang merasa tidak mampu dan tidak terdata di data TNP2K, data tersebut bisa direvisi dengan menghubungi kantor kelurahan masing-masing dan akan diteruskan ke kecamatan yang kemudian secara online diteruskan ke Posko Pusat Pengaduan Subsidi Listrik.

 Tarif

Peraturan tarif tenaga listrik PLN terbaru tercantum dalam Peraturan Menteri ESDM Nomor 28 Tahun 2016 tentang Tarif Tenaga Listrik Yang Disediakan Oleh Perusahaan Perseroan (Persero) PT Perusahaan Listrik Negara sebagaimana telah diubah dengan Peraturan Menteri ESDM Nomor 18 Tahun 2017. Dalam aturan tersebut diatur mengenai tariff tenaga listrik untuk 37 golongan tarif.

Sistem pentarifan didasarkan pada keperluan dan pembatasan daya. Keperluan yang dimaksud adalah keperluan sosial, rumah tangga, bisnis, industry, pemerintah, traksi (kereta api), penjualan curah dan layanan khusus. Untuk pembatasan daya, daya terentang dari 220 VA sampai satuan MVA, baik tegangan rendah, tegangan menengah maupun tegangan tinggi. Dari 37 golongan tarif tersebut terdapat 25 golongan tarif yang disubsidi dan 12 golongan tarif non subsidi atau tarif adjustment

Selama ini subsidi bisa dikatakan tidak tepat sasaran. Masih banyak orang kaya yang menikmati tarif subsidi, karena hanya didasarkan pada golongan tarif. Banyak orang mampu yang menggunakan daya 900 VA namun kemampuan finansialnya sangat baik, beberapa diantaranya ada yang dokter, insinyur maupun pemilik kos-kosan kaya. Jika dasarnya hanya berlangganan 900 VA maka pasti dapat subsidi maka kecenderungannya adalah orang-orang tertentu berlangganan 900 VA bahkan ada yang mengakali menggunakan dua kWh meter yang masing-masing 900 VA.

Dengan kebijakan baru, ukuran pemberian subsidi tidak lagi hanya daya berlanggan tapi apakah sudah terdaftar sebagai orang yang berhak mendapatkan subsidi atau tidak. Tapi semua konsumen tarif daya 450 VA masih mendapatkan subsidi. Itulah sebabnya daya berlangganan 900 VA ditetapkan tarifnya menjadi dua macam. Tarif keekonomian dan tarif subsidi. Tarif keekonomian mengikuti tarif adjustment yang sudah ada.

Tarif adjustment ini lebih ditekankan kepada rumah tangga, kantor pemerintah, penerangan jalan umum, bisinis besar dan industri besar macam pabrik-pabrik rokok. Pelanggan bisnis kecil dan industri kecil masih menikmati subsidi karena akan dipergunakan untuk keperluan yang produktif. Pelanggan sosial seperti mesjid, gereja, rumah sakit dan sekolah disubsidi juga untuk semua golongan.

Subsidi buat yang belum berlistrik

Subsidi listrik hanya bisa diberikan kepada orang yang menikmati listrik. Disinilah sialnya. Sementara orang yang berhak mendapatkan subsidi sebenarnya banyak yang belum punya akses listrik.

Subsidi yang tidak tepat sasaran adalah bentuk ketidakadilan kepada rakyat yang belum berlistrik. Rumah tangga yang menikmati listrik di Indonesia baru 92% artinya masih ada 8% rakyat Indonesia yang belum menikmati listrik yang juga berarti tak bisa mendapatkan subsidi listrik.

Delapan persen ini kalau dikali dengan total penduduk Indonesia sekitar 260 juta, maka masih ada sekitar 20 juta rakyat Indonesia yang belum menikmati listrik. Kalau jumlah penduduk ini dikumpulkan, maka sebanding dengan Banten dan Jakarta atau dua kali lipat dari total penduduk satu pulau Sulawesi.

Disamping itu, masih ada 2500 desa yang sama sekali belum menikmati listrik. Anak-anak yang lahir jaman milenial dengan gadget sekarang ini pasti tak menyangka kalau masih ada satu desa yang sama sekali tak ada listriknya. Hal yang jaman dulu hanya dirasakan oleh para orang tuanya.

Prioritas subsidi dan anggaran harusnya diarahkan untuk membangun infrasttruktur kelistrikan di daerah-daerah belum berlistrik dan melistriki rakyat yang belum menikmatinya. Anggaran subsidi listrik selama ini adalah salah satu pos yang menyedot dana paling besar, jumlah mencapai 60 trilyun pada tahun 2016, bahkan pernah menyentuh 103 Trilyun.

Kalau kita berandai-andai duit 60 trilyun bisa digunakan untuk apa saja. Dengan 60 trilyun kita bisa bikin satu sistem monorail di Jakarta untuk 7 rute dengan panjang total 130 km.. Atau duit tersebut bisa juga membangun 15 jembatan suramadu.  Dengan anggaran ini, 60% Kereta Sulawesi sepanjang 2000 km bisa diselesaikan.

Setelah kebijakan ini ada masyarakat yang mengadukan kepada Posko Subsidi KESDM yang jumlahnya sebagaimana saya kutip dari FB Menteri ESDM mencapai 53.150 pengaduan, dan ternyata diantara yang mengadu tersebut ada 75 orang yang mengajukan permohonan untuk tidak dimasukkan sebagai pelanggan non subsidi. Mulia sekali bukan?

Kesimpulannya adalah, tarif listrik tak naik, tapi subsidi untuk pelanggan 900 VA sebagian besar dicabut karena tak termasuk golongan tidak mampu. Kalau merasa kurang mampu dan tak dapat subsidi bisa mengajukan pengaduan. Kalau merasa mampu tapi ternyata masih dapat subsidi bisa mengikuti 75 orang mulia diatas, minta subsidinya dicabut.

Nah, kita sudah mau sampai di akhir.  Mudah-mudahan tambah mengerti, tidakpun tak apa-apa.

“’The problem with the world is that the intelligent people are full of doubts, while the stupid ones are full of confidence.’ BUKOWSKI

Pemanfaatan Energi Angin

Pendahuluan

Energi angin telah dimanfaatkan selama ribuan tahun untuk menggerakkan mesin seperti penggilingan gandum, pompa air dan aplikasi mekanik lainnya. Penggunaan energi angin sebagai Pembangkit Tenaga Listrik semakin menarik dalam dekade terakhir karena sifatnya yang terbarukan. Di Indonesia Pembangkit Listrik dari energi angin disebut Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB).

Menurut sejarahnya, upaya untuk membangkitkan energi listrik dari angin telah dilakukan sejak abad ke-19, yang dimulai oleh Professor James Blyth dari the Royal College of Science and Technology Inggris. Seiring perjalanan waktu, teknologi energi angin berkembang dengan pesat. Pada era 1980-an, perkembangan energi angin dianggap telah matang. Dari tahun 1980 s.d 2000an, biaya pembangunan PLTB menurun secara linear dan kapasitas pembangkitan meningkat secara signifikan. Saat ini, dibeberapa Negara Eropa, PLTB dianggap jenis pembangkitan listrik dengan biaya yang paling efektif. Dengan adanya perbaikan pada desain , biaya, dan reliability maka diharapkan dalam beberapa dekade ke depan perkembangan PLTB akan lebih meningkat.

Perkembangan PLTB juga semakin menarik dengan penempatan lokasinya di lepas pantai, yang secara teknis memiliki keunggulan dibanding dengan penempatan PLTB di daratan. Pada tahun 2010, total kapasitas pembangkitan PLTB diseluruh dunia telah mencapai 194 GW, 36 GW diantaranya baru dibangun pada tahun tersebut yang berarti 11 kali lipat kapasitas dibanding yang dipasang pada tahun 2000. Secara rata-rata, pertumbungan PLTB diseluruh dunia mencapai 22% setiap tahun. (Boyle and Open University., 2012)

Turbin Angin (Wind Turbine)

Secara garis besar turbin angin terbagi atas dua konfigurasi. Horizontal Axis dan Vertikal Axis. Horizonal axis, sumbu putarnya sejajar dengan arah angin. Sementara Vertikal Axis, sumbu putarnya tegak lurus terhadap arah angin.

Horizontal dan vertical turbine

Horizontal dan vertical turbine (Sumber : http://www.windturbineworks.com/basics.html)

windturbine

Horizontal Axis Wind Turbine (sumber : http://www.allenergies.net/wind/images/windturbine.JPG)

Horizontal Axis Wind Turbines (HAWT) secara umum memiliki 2 atau 3 blade atau bisa lebih. Turbin angin dengan banyak blade digunakan sejak abad ke-19 untuk pompa air di lahan pertanian.

Solidity digunakan untuk menggambarkan area sapuan turbin angin yang solid. Karenanya, turbin angin dengan jumlah blade yang banyak memiliki solidity tinggi (high solidity). Turbin angin yang memiliki area solid yang lebih kecil (area kosong lebih banyak) disebut low solidity. Turbin angin untuk pompa air memiliki turbin high solidity dan turbin untuk pembangkit listrik memiliki low solidity.

Turbin low solidity bekerja efektif bekerja efektif pada kecepatan putaran yang lebih tinggi dibandingkan dengan high solidity.

Vertical Axis wind Turbine (VAWT) atau turbin angin sumbu vertikal, dapat mengekstrak tenaga angin dari semua arah tanpa perlu mengubah posisi rotor jika terjadi perubahan arah angin. Namun demikian, kekurangan dari jenis turbin ini adalah masalah power quality, siklus beban dan system tower yang lebih rumit dibanding HAWT, disampinng itu VAWT memiliki efisiensi lebih rendah dibandingkan dengan HAWT. Saat ini, secara komersial lebih banyak digunakan HAWT dibandingkan dengan VAWT.

Aerodinamic pada Turbin Angin

Gaya yang bekerja pada pemanfaatan energi angin terdiri atas dua jenis gaya : gaya dorong (drag force) dan gaya angkat (lift force). Gaya dorong adalah komponen gaya yang sejajar dengan arah angin. Gaya angkat adalah gaya yang tegak lurus terhadap arah angin. Untuk energi angin, gaya angkat lebih banyak digunakan dibandingkan dengan gaya dorong.

Energi angin

Energi yang terkandung dalam angin adalah energi kinetik. Energi kinetic pada benda yang bergerak (angin) sebanding dengan setengah dari massa (m), dikali dengan kuadrat kecepatan angin (V)

Kinetic energi = setengah massa x kuadrat kecepatan =   0.5 mV² (1)

dimana m dalam kilogram dan V dalam meter per second

massa udara sendiri tergantung dari kerapatan massa udara  (pada ketinggian 0 diatas permukaan laut = 1.2256 kg/m3 dan  debit  udara (Q) yang melewati (volume/second). Volume udara dapat pula disubtitusikan sebagai perkalian antara luas bidang yang dilewati angin (A) dikalikan dengan kecepatan V.

sehingga: m = ρAV (2)

persamaan diatas dapat disubstitusikan ke persamaan (1), sehingga didapatkan

P = 0.5 ρAV³ (Joule/second) atau (Watt)

Sehingga bisa disimpulkan bahwa daya pada angin sebanding dengan:

  • Kerapatan massa dari udara
  • Luas bidang yang dilewati angin
  • Kecepatan angin

Nilai daya diatas adalah daya yang dapat dihantarkan oleh angin. Namun dalam aplikasinya, tidak ada peralatan mekanis yang dapat mengekstrak semua energi angin yang melewatinya. Persentase kemampuan ekstraksi ini disebut power coeeficient (Cp). Sehingga persamaan daya untuk energi angin menjadi.

Nilai Cp maksimum berdasarkan persamaan Bernoulli adalah 0.59

Performance Turbin

Dalam normal operasi, performance turbin angin digambarkan dengan Kurva Power dalam 4 zona operasi :

power curve

Performance Turbine Curve (Harrison, 2013)

Zona 1 : Sebelum kecepatan cut-in, P = 0

Zona 2 : Diatas kecepatan cut-in dan dibawah kecepatan ratingnya, nilai P mengikuti polynomial

Zona 3 : Diatas kecepatan rating dan dibawah kecepatan cut-out, nilai daya tetap sesuai dengan rating

Zona 4 : diatas kecepatan cut-out, turbin shut down, P = 0

 

Kesimpulan:

  • PLTB merupakan salah satu jenis pembangkit listrik dari energy terbarukan yang perkembangannya sangat pesat dan teknologinya telah dianggap mapan.
  • Gaya yang lebih mempengaruhi dalam ekstraksi energy angin untuk pembangkit listrik adalah gaya angkat.
  • Energi angin yang dapat diekstrak sangat tergantung kepada kerapatan massa udara, luas bidang cakupan angin, kecepatan angin dan peralatan mekanis yang digunakan.
  • Performance turbin angin dapat dianalisa dari 4 zona yang dibatasi oleh kecepatan pada saat cut in, kecepatan rating dan kecepatan saat cut-out.

Reference:

BOYLE, G. & OPEN UNIVERSITY. 2012. Renewable energy : power for a sustainable future, Oxford, Oxford University Press in association with the Open University.

HARRISON, G. 2013. Wind Power : Lecture Technologies for Sustainable Energy. University of Edinburgh.

“Vertical Axis Wind Turbines.” ConserveEnergyFuture. N.p., n.d. Web. 26 Dec. 2013.