Embedded Files
Energi merupakan salah satu hal yang tidak bisa lepas dari kehidupan kita sehari-hari. Semua benda dan makhluk hidup yang ada di dunia ini memerlukan energi untuk dapat melakukan sesuatu atau bahkan untuk tidak melakukan apapun. Contohnya pada benda yang tidak bergerak atau diam, maka benda itu memerlukan energi untuk dapat mempertahankan posisinya untuk tetap diam. Menurut seorang ilmuwan fisika yang terkenal Albert Einstein, pengertian energi merujuk pada "kapasitas seseorang/sesuatu untuk dapat melakukan kerja"[1].
Sebelum lebih lanjut kita mempelajari tentang energi alternatif , kita perlu sama-sama mengatahui dulu apa yang di maksud dengan energi alternatif. Nah, Energi alternatif mengacu pada sumber energi yang dihasilkan dari sumber-sumber yang berbeda dengan energi fosil tradisional seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Sumber-sumber energi alternatif ini sering kali dianggap lebih ramah lingkungan karena mereka cenderung menghasilkan emisi karbon yang lebih rendah atau bahkan tidak menghasilkan emisi karbon sama sekali [2].
Gambar 1. Ilustrasi energi alternatif
Sumber foto : diskominfo.purwakartakab.go.id
Setelah kita membaca dan mengetahui apa itu energi alternatif, sekarang kita akan membahas lebih lanjut tentang energi angin. Energi angin adalah bentuk energi yang dihasilkan dari gerakan udara atau angin di atmosfer Bumi [3]. Proses terjadinya energi angin berkaitan dengan perbedaan tekanan udara yang disebabkan oleh perbedaan suhu di permukaan bumi, rotasi Bumi, dan interaksi dengan topografi seperti pegunungan dan lembah. Proses terjadinya angin adalah fenomena alam yang kompleks dan dapat dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya yang telah disebutkan diatas yaitu perbedaan suhu dan tekanan udara. Angin dapat terbentuk akibat perbedaan suhu yang dihasilkan oleh pemanasan tidak merata dari sinar matahari pada permukaan bumi [4]. Nah, ketika udara di permukaan tanah mulai panas, udara tersebut akan mengembang dan menjadi lebih ringan, sehingga udara bergerak dari daratan yang memiliki suhu yang lebih tingga ke daratan yang memiliki suhu lebih rendah.
Desain turbin angin yang cocok untuk suatu lokasi membutuhkan informasi yang tepat tentang pola angin di tempat tersebut. Ini berarti kita perlu memahami dari mana angin berasal dan bagaimana angin bergerak di lapisan atmosfer dekat permukaan bumi yang sering kali tidak stabil. Kecepatan angin diukur berdasarkan pola perubahan kecepatannya dari waktu ke waktu.
Angin terbentuk karena perbedaan tekanan udara yang disebabkan oleh pemanasan permukaan bumi yang tidak merata oleh sinar matahari. Sekitar 2% dari total energi matahari yang mencapai bumi diubah menjadi energi angin. Secara global, udara panas dihasilkan di daerah dekat khatulistiwa. Udara panas ini naik ke atas hingga menjadi dingin pada ketinggian tertentu dan bercampur dengan udara di sekitarnya. Di daerah yang lebih jauh dari khatulistiwa, seperti lintang utara, sinar matahari yang lebih sedikit membuat udara menjadi lebih dingin dan berat, sehingga udara ini turun ke permukaan bumi. Dari sini, udara mengalir di sepanjang tanah menuju daerah yang lebih hangat, di mana ia menjadi lebih ringan dan naik kembali. Siklus ini terus berulang, menciptakan pola angin yang kita manfaatkan untuk menghasilkan energi.
Gambar 2. Proses terjadinya angin
Sumber foto : amp.kompas.com
Untuk dapat menggunakan energi angin sebagai sumber energi listrik memerlukan alat dan proses. Pertama, angin bertiup dan mengenai baling-baling turbin angin, dalam proses ini terjadi perubahan energi kinetik angin menjadi energi mekanik pada baling-baling turbin. Lalu energi mekanik tersebut digunakan untuk dapat menggerakan rotor, dan rotor akan terbuhung ke generator, di generator inilah terjadinya proses penghasilan energi listrik. Energi mekanik yang dihasilkan tadi akan menggerakan komponen yang ada pada generator, sehingga generator dapat menghasilkan energi listrik. Setelah energi listrik dihasilkan, aliran listrik akan diatur oleh transformatur agar dapat digunakan oleh rumah, sekolah, kantor, dan fasilitas lainnya [5].
Jadi, setelah kita mengetahui pengertian energi alternatif dan energi angin, dapat disimpulkan bahwa energi alternatif menggunakan angin merupakan sumber energi yang dihasilkan dari pergerakan udara atau angin yang ada pada atmosfer bumi. Energi angin dapat berubah menjadi energi listrik tidak secara langsung, akan tetapi di proses melalui turbin yang ada pada kincir angin, lalu turbin tersebut bergerak dan menghasilkan energi listrik.
Berikut adalah video tentang PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu), pembangkit listrik yang menggunakan energi terbarukan berupa angin sebagai sumber energinya.
Bagaimana energi angin akan menggantikan energi fossil sebagai sumber energi ?
Bahan bakar fosil, seperti minyak, gas alam, dan batu bara, masih menjadi sumber energi utama di dunia karena mudah digunakan dan sudah mapan. Namun, bahan bakar fosil memiliki banyak kelemahan, terutama dalam hal lingkungan dan kesehatan. Ketika dibakar, bahan bakar fosil melepaskan gas rumah kaca, seperti karbon dioksida, yang menyebabkan pemanasan global. Gas rumah kaca ini menahan panas di atmosfer Bumi, sehingga suhu planet meningkat. Sejak Revolusi Industri, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer telah naik drastis, dan suhu global pun meningkat. Jika tren ini terus berlanjut, suhu Bumi bisa naik lebih tinggi lagi pada tahun 2100, menyebabkan dampak serius seperti naiknya permukaan laut, badai yang lebih kuat, kekeringan, dan perubahan pola cuaca yang sulit diprediksi.
Perubahan iklim ini berbeda dengan cuaca sehari-hari. Cuaca adalah kondisi atmosfer dalam waktu singkat, sedangkan iklim adalah pola cuaca dalam jangka panjang. Pemanasan global akan mengubah iklim Bumi, yang bisa berdampak buruk pada kehidupan manusia, pertanian, dan ekosistem.
Meskipun bahan bakar fosil masih dominan, energi terbarukan seperti tenaga angin mulai berkembang sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan. Turbin angin tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca saat beroperasi, sehingga membantu mengurangi dampak perubahan iklim. Namun, proses pembuatan dan pemasangan turbin angin masih menggunakan bahan bakar fosil, seperti dalam produksi baja, beton, dan fiberglass. Meski begitu, energi bersih yang dihasilkan oleh turbin angin seimbang dengan emisi yang dihasilkan selama pembuatannya. Sebuah turbin angin modern dapat menghasilkan listrik yang cukup untuk menghindari ribuan ton emisi karbon dioksida setiap tahun.
Selain dampak lingkungan, kelemahan lain bahan bakar fosil adalah sifatnya yang tidak dapat diperbarui. Artinya, suatu saat bahan bakar fosil akan habis. Oleh karena itu, energi terbarukan seperti tenaga angin menjadi semakin penting untuk masa depan yang lebih berkelanjutan. Industri bahan bakar fosil juga memiliki dampak negatif pada kesehatan dan keselamatan pekerja. Penambang batu bara, misalnya, sering mengalami penyakit paru-paru hitam akibat menghirup debu batu bara. Selain itu, kecelakaan di tambang batu bara, seperti runtuhnya atap tambang atau ledakan gas, juga berisiko tinggi. Ekstraksi dan transportasi minyak juga berbahaya, seperti tumpahan minyak yang dapat mencemari laut dan membahayakan satwa liar.
Di sisi lain, industri tenaga angin menawarkan lingkungan kerja yang lebih aman. Meskipun teknisi turbin angin harus memanjat menara tinggi untuk melakukan perbaikan, mereka dilengkapi dengan peralatan keselamatan dan pelatihan yang memadai. Selain itu, industri tenaga angin terus berkembang dan menciptakan banyak lapangan kerja. Di Amerika Serikat, jumlah pekerja di industri angin telah melebihi 100.000 orang, dan diperkirakan akan terus bertambah seiring dengan meningkatnya proyek tenaga angin.Secara keseluruhan, meskipun bahan bakar fosil masih mendominasi, energi terbarukan seperti tenaga angin menawarkan solusi yang lebih bersih, aman, dan berkelanjutan untuk masa depan energi dunia.
Lalu, bagaimana cara kerja energi angin hingga bisa menjadi energi listrik ?
Matahari menghasilkan panas yang memanaskan permukaan Bumi secara tidak merata, menciptakan angin. Angin ini merupakan salah satu bentuk energi matahari. Pada siang hari, daratan memanas lebih cepat daripada air, menyebabkan udara panas naik dan menciptakan area bertekanan rendah. Udara dingin yang lebih padat turun menggantikannya, menciptakan area bertekanan tinggi. Pada malam hari, proses ini berbalik karena daratan mendingin lebih cepat daripada air. Pola ini disebut siklus angin.
Turbin angin biasanya dipasang di daerah datar dan terbuka seperti dataran, di mana angin bisa bertiup tanpa halangan. Menara turbin terbuat dari baja atau beton untuk menahan angin kencang. Bilah turbin yang panjang dapat menangkap lebih banyak energi angin karena menyapu area yang lebih luas. Bilah ini terbuat dari bahan ringan seperti fiberglass dan memiliki desain aerofoil, mirip dengan sayap pesawat, yang memungkinkan angin menciptakan gaya angkat dan memutar bilah.
Rotor, yang terdiri dari bilah dan hub, berputar saat angin bertiup. Baling-baling di atas menara mengukur arah dan kecepatan angin, lalu mengirim informasi ini ke penggerak yaw yang memutar turbin ke arah angin. Anemometer mengukur kecepatan angin dan mengirim data ke pengontrol yang mengatur operasi turbin. Sistem pitch mengatur sudut bilah untuk menangkap angin secara optimal.
Turbin angin mulai beroperasi pada kecepatan angin tertentu (7-9 mph untuk turbin besar, 5 mph untuk turbin kecil) dan akan berhenti jika kecepatan angin melebihi 55 mph untuk mencegah kerusakan. Rotor terhubung ke generator melalui poros dan kotak roda gigi yang meningkatkan kecepatan putaran untuk menghasilkan listrik. Listrik yang dihasilkan diubah dari arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) dan ditingkatkan tegangannya sebelum didistribusikan ke jaringan listrik untuk digunakan di rumah dan bisnis. Dengan cara ini, energi angin diubah menjadi listrik yang dapat digunakan sehari-hari.
Referensi
[1]Wardani, A. M., Pratama, B., Herlianna, C. D., Pratama, D. O., Janah, H. N. M., Tamara, L. A., ... & Faizah, U. N. (2021, December). Konservasi Sumber Daya Air Guna Terjaganya Kualitas Serta Entitas Air Baku. In PISCES: Proceeding of Integrative Science Education Seminar (Vol. 1, No. 1, pp. 117-126).
[2] Syamsuddin, N., Yana, S., Nelly, N., Maryam, M., Fitriliana, F., & Arsyad, A. (2023). Permintaan Pasar untuk Produk dan Layanan Energi Terbarukan (Perspektif Daya Saing Energi Terbarukan Indonesia). Jurnal Serambi Engineering, 8(1).
[3] Fuadi, A. (2022). Karakterisasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin Tipe Vertikal Darrieus Dengan Kapasitas 160 Watt (Doctoral dissertation, Universitas Nasional).
[4] Taufiq, Y. P. (2023). DINAMIKA CUACA DAN IKLIM PERSPEKTIF AL-QUR’AN DAN SAINS (Studi Tafsir Mafatih al-Ghayb) (Doctoral dissertation, UIN Raden Intan Lampung).
[5] Adam, M., Harahap, P., & Nasution, M. R. (2019). Analisa pengaruh perubahan kecepatan angin pada pembangkit listrik tenaga angin (PLTA) terhadap daya yang dihasilkan generator DC.
Page updated
Google Sites
Report abuse