Acara 1 Energi Angin

7/25/2019 Acara 1 Energi Angin

1/23

LAPORAN PRAKTIKUM

ENERGI TERBARUKAN

ENERGI ANGIN

Oleh:

Ben Hardi Kristian Pakpahan

NIM A1H010!

KEMENTERIAN RI"ET# TEKNOLOGI $AN PEN$I$IKAN TINGGI

UNI%ER"ITA" &EN$ERAL "OE$IRMAN

'AKULTA" PERTANIAN

PUR(OKERTO

)01*


2/23

I+ PEN$AHULUAN

A+ Latar Belakan,

Wilayah Indonesia yang berada di sekitar daerah ekuator merupakan daerah

pertemuan sirkulasi Hadley, Walker, dan lokal. Kondisi ini ditengarai memiliki

potensi angin yang dapat dimanfaatkan untuk pengembangan energy terbarukan

sebagai alternatif pembangkit listrik yang selama ini lebih banyak menggunakan

bahan bakar minyak bumi.

Kebutuhan akan energi, khususnya energi listrik di Indonesia, makin

berkembang menjadi bagian tak terpisahkan dari kebutuhan hidup masyarakat

sehari-hari. Sebagai salah satu sumber energi alternatif yang ramah lingkungan,

angin dapat dimanfaatkan dalam pemenuhan kebutuhan akan energi listrik. Angin

adalah salah satu sumber energi alternatif yang tidak mustahil untuk

dikembangkan di Indonesia.

B+ T-.-an

1. engetahui penggunaan anemometer.

!. engetahui manfaat energi angin dalam kehidupan sehari-hari.

". engetahui ke#epatan angin pada suatu daerah.

II+ TIN&AUAN PU"TAKA


3/23

Angin merupakan salah satu unsur iklim yang mempunyai peranan penting

dalam interaksi antara laut dan atmsofer sehingga mendapat perhatian tidak hanya

dalam penelitian meteorologi saja tetapi juga dalam penelitian kelautan. $agi

dinamika perairan laut terutama di lapisan permukaan angin merupakan sumber

energi utama. %ransfer energi dari angin permukaan ke laut akan menyebabkan

terjadinya gelombang laut dan arus permukaan laut &artono, !''().

Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan

juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari

tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. Apabila dipanaskan,

udara memuai. *dara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik.

Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang. *dara

dingin di sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. *dara

menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. +i atas tanah udara menjadi

panas lagi dan naik kembali.

erbedaan dalam tekanan dinyatakan dalan istilah gradient tekanan

merupakan laju perubahan tekanan karena perbedaan jarak. aya gradien

merupakan gaya yang bekerja dalam arah dari tekanan lebih tinggi ketekanan

yang lebih rendah. Arah gaya gradien tekanan di atmosfer tegak lurus permukaan

isobar &akitan, !''!).

emanfaatan energi angin ini, selain dapat mengurangi ketergantungan

terhadap energi fosil, diharapkan juga dapat meningkatkan efektifitas dan efisiensi

sistem pertanian, yang pada gilirannya akan meningkatkan produktifitas

masyarakat pertanian. Walaupun pemanfaatan energi angin dapat dilakukan di


4/23


5/23

sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis,

disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global

di 8usa +ua, $ali pada akhir tahun !''7, pemerintah justru akan membangun

pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1

pemanasan global.

Syarat 9 syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan

energi listrik dapat dilihat pada tabel berikut.

%abel 1. %abel kondsi angin

Kelas anginKe#epatan angin

&md)

Ke#epatan angin

&kmjam)

Ke#epatan angin

&knotjam)

1 '," : 1,2 1 : 2,0 ',24 : !,(!

! 1,3 : "," 2,2 : 11,( ",11 : 3,0!

" ",0 : 2,0 1!,' : 1(,2 3,31 : 1',2

0 2,2 : 7,( 1(,3 : !4,2 1',7 : 12,0

2 4,' : 1',7 !4,3 : "4,2 12,3 : !',4

3 1',4 : 1",4 "4,3 : 0(,7 !1 : !3,4

7 1",( : 17,1 0(,4 : 31,2 !7 : "","

4 17,! : !',7 31,3 : 70,2 "",2 : 0',"

( !',4 : !0,0 70,3 : 47,( 0',2 : 07,2

1' !0,2 : !4,0 44,' : 1'!," 07,7 : 22,"

11 !4,2 : "!,3 1'!,0 : 117,' 22,0 : 3",0

1! ; "!,3 ; 114 ; 3",0

%abel !. %abel Skala $eaufort

Kelas

anginKe#epatan angin &md) Kondisi alam didaratan

1 ','' : ','! -


6/23

! '," : 1,2 Angin tenang, asap lurus keatas.

" 1,2 : "," Asap bergerah mengikuti arah angin.

0 ",0 : 3,0Wajah terasa ada angin, daun 9 daun

bergoyang pelan, petunjuk arah angin

bergerak.

2 2,2 : 7,(+ebu jalan, kertas bertebangan, ranting

pohon bergoyang.

3 4,' : 1',7adi proses tahapan kon=ersi energi bermula dari energi kinetik angin

menjadi energi gerak rotor kemudian menjadi energi listrik &Sulistyo dan /itroh,

!''7). $esarnya energi listrik yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa faktor di

antaranya adalah sebagai berikut?

1.


7/23

pula listrik yang dihasilkan, dilihat dari jumlah sudut rotor &baling-baling),

sudut dengan jumlah sedikit berkisar antara " 9 3 buah lebih banyak

digunakan &+aryanto, 1((").!. Ke#epatan angin, ke#epatan angin akan mempengaruhi ke#epatan putaran

rotor yang akan menggerakkan generator.

". >enis generator, generator terbagi dalam beberapa karakteristik yang

berbeda, generator yang #o#ok untuk Sistem Kon=ersi @nergi Angin

&SK@A) adalah generator yang dapat menghasilkan arus listrik pada putaran

rendah. istrik yang dihasilkan dari Sistem Kon=ersi @nergi Angin akan

bekerja optimal pada siang hari dimana angin berhembus #ukup ken#ang

dibandingkan dengan pada malam hari, sedangkan penggunaan listrik

biasanya akan meningkat pada malam hari &Habibie dkk, !'11).

III+ METO$OLOGIA+ Alat dan Bahan

1. %urbin =entilator

!. +inamo sepeda

". Anemometer

0. Kipas angin

2. ultimter

3. enggaris


8/23

B+ Pr/sed-r Ker.a

1. empersiapkan alat dan bahan.

!. enyalakan kipas angin dengan jarak a5al 2 #m dari turbin =entilator

". 8yalakan kipas angin dengan ke#epatan no 1, lalu putar turbin =entilator

tunggu sampai putaran turbin stabil.

0. *kur ke#epatan angin dari kipas menggunakan anemometer dengan jarak

sesuai dengan jarak kipas dan turbin, lalu #atat hasilnya.

2. Saat putaran turbin sudah stabil, dekatkan dinamo sepeda kemudian lihat

besaran =oltase putaran dinamo yang ditampilkan pada multimeter, #atat

hasilnya.

3. akukan pengujian ulang dengan jarak antara kipas dan turbin =entilator 1'

#m dan 12 #m, serta pada ke#epatan kipas no ! dan no ".

7. %ampilkan data pada tabel pengamata


9/23

7.

4.

I%+ HA"IL $AN PEMBAHA"AN

A+ Hasil

(. Ke

lo

m

po

k

1'.

>ar

11. Ke#

.

An

gin&

ms

)

1!. %

e

g

a

n

g

a

n

&=

olt)

1".

=10.

="

12.

13.

@n

17. +ay

a

&Wa

tt)

14. 3

da

n

7

1(.

2!'. 7,1

!1. 4,

0

!!.

2

!".

"2

!0.

!,

!2.

2",

!3. ',''

1!!

3

!4.

1'!(. 3,(

"'. 3,

2

"1.

0

"!.

"!

"".

!,

"0.

0(,

"2. ',''

11!

2

"7.

12"4. 3,2

"(. 2,

"

0'.

0

01.

!7

0!.

1,

0".

01,

00. ',''

'(0

1

02. 7

da

n

4

03.

207. 7

04. !

',

"

0(.

0

2'.

"0

21.

!,

2!.

21,

2". ',''

117

2

22.

1'23. 4,!

27. 0

4,

2

24.

3

2(.

22

3'.

!,

31.

4!,

3!. ',''

144

4

30.

1232. 3,4

33. (,

0

37.

0

34.

"1

3(.

!,

7'.

07,

71. ',''

1'7

7

7!. 1'

7".2

70. !,31

72. ',

''

(

2

73.3, 77.17, 74.', 7(.!,3 4'. 3,'(1'-

2

4!.

1'

4". !,0

1

40. ',

'

'

7

0

42.

2,

43.

10,

47.

',

44.

!,1

4(. 0,7(

1'-

2

(1. (!. 1,( (". ', (0. (2. (3. (7. (4. !,2


10/23

12 0

'

'

7

"

", 7," ', 1,'1'-2

+100+

B+ Pe2ahasan

1'1. Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke

teakanan rendah atau dari suhu udara yang rendah ke suhu udara yang

lebih tinggi. Angin merupakan sumber daya alam yang mempunyai banyak

manfaat, #ontohnya untuk menghasilkan energi, atau keperluan na=igasi

pesa5at pada saat lepas landas dan mendarat, serta untuk keperluan

olahraga kedirgantaraan seperti paralayang, parasailing, dan

aeromodelling&%im Asisten, !'12).

1'!. enurut Handoko &1(((), angin didefinisikan sebagai

gerakan udara mendatar &horiBontal) yang disebabkan oleh perbedaan

tekanan udara antara dua tempat. ain halnya dengan %jasyono &1(47), ia

berpendapat bah5a angin ialah massa udara yang bergerak dari daerah

bertekanan maksimum ke daerah yang bertekanan rendah yang

mempunyai besaran dan arah. $esaran yang dimaksud adalah ke#epatan

sedang arahnya adalah darimana datangnya angin.

1'". Angin merupakan salah satu unsur #ua#a yang dapat

berpengaruh terhadap lingkungan baik se#ara langsung maupun tidak

langsung. Se#ara luas angin akan mempengaruhi unsur #ua#a yang lain

seperti suhu, kelembaban udara maupun pergerakan a5an. Arah datangnya

angin akan berpengaruh terhadap kandungan uap air yang diba5anya.


11/23

Ketika angin banyak mengandung air maka akan terbentuk a5an &Karim,

1(42).

1'0. embahasan tentang angin selanjutnya ialah mengenai

beberapa jenis angin yang diketuahui di berbagai belahan bumi, untuk

jenisnya sendiri angin dibagi menjadi angin lokal dan angin musiman dan

berikut penjelasannya?

1. >enis-jenis angin lokal

a. Angin laut

1'2. Angin laut adalah angin yang bertiup dari arah laut ke arah

darat yang umumnya terjadi pada siang hari dari pukul '(.'' sampai

dengan pukul 13.''. Angin ini biasa dimanfaatkan para nelayan untuk

pulang dari menangkap ikan di laut.

b. Angin darat

1'3. Angin darat adalah angin yang bertiup dari arah darat ke

arah laut yang umumnya terjadi pada saat malam hari dari jam !'.''

sampai dengan jam '3.''. Angin jenis ini bermanfaat bagi para nelayan

untuk berangkat men#ari ikan dengan perahu bertenaga angin

sederhana.

1'7.

1'4.ambar !. &a) Angin darat, &b) Angin laut

#. Angin lembah


12/23

1'(. Angin lembah adalah angin yang bertiup dari arah lembah

ke arah pun#ak gunung yang biasa terjadi pada siang hari.

d. Angin gunung

11'. Angin gunung adalah angina yangb bertiup dari pun#ak

gunung ke lembah gunung yang terjadi pada malam hari.

111.

11!.ambar ". &a) Angin lembah, &b) Angin gunung

e. Angin ribut atau puyuh

11". $iasa juga dikenal dengan puting beliung, yaitu angin

ken#ang yang datang se#ara tiba-tiba, mempunyai pusat, bergerak

melingkar seperti spiral hingga menyentuh permukaan bumi dan punah

dalam 5aktu singkat &"-2 menit). Ke#epatan angin rata 9 ratanya

berkisar antara "' : 0' knots. Angin ini berasal dari a5an

Cumulonimbus &Cb) yaitu a5an yang bergumpal ber5arna abu -abu

gelap dan menjulang tinggi. 8amun, tidak semua a5an Cumulonimbus

menimbulkan puting beliung. uting beliung dapat terjadi dimana saja,

di darat maupun di laut dan jika terjadi di laut durasinya lebih lama

daripada di darat. Angin ini lebih sering terjadi pada siang atau sore

hari, terkadang pada malam hari dan lebih sering terjadi pada peralihan

musim &pan#aroba). uas daerah yang terkena dampaknya sekitar 2-1'

km, karena itu bersifat sangat lokal.

!. >enis-jenis angin musiman

a. Angin /ohn


13/23

110. Angin /ohn atau angin jatuh adalah angin yang terjadi

seusai hujan Drografis, angin yang bertiup pada suatu 5ilayah dengan

temperatur dan kelengasan yang berbeda. Angin /ohn terjadi karena ada

gerakan massa udara yang naik pegunungan yang tingginya lebih dari

!'' meter di satu sisi lalu turun di sisi lain. Angin /ohn yang jatuh dari

pun#ak gunung bersifat panas dan kering, karena uap air sudah dibuang

pada saat hujan Drografis.

112.

113. ambar 0. Angin /ohn

117.

114. $iasanya angin ini bersifat panas merusak dan dapat

menimbulkan korban. %anaman yang terkena angin ini bisa mati dan

manusia yang terkena angin ini bisa turun daya tahan tubuhnya terhada

serangan penyakit.

11(. Angin /ohn terjadi bila terjadi perbedaan densitas udara di

daerah sekitar lintang "' derajat &baik lintang utara maupun selatan

yang bertekanan maksimum dan sekitar lintang 1' derajat yang

bertekanan minimum.

b. Angin uson

1!'. Angin muson atau biasanya disebut sengan angin musim

adalah angin yang berhembus se#ara periodik &minimal " bulan) dan


14/23

antara periode yang satu dengan periode yang lain polanya akan

berla5an yang berganti arah se#ara berla5anan setiao setengah tahun.

1!1. roses terjadinya angin muson dikarenakan $enua &daratan)

dan samudra &perairan) merupakan dua 5ilayah yang memiliki sifat

fisika berbeda dala hal menerima energi panas. Sebagai material padat,

benua lebih #epat menyerap panas tetapi #epat pula melepaskannya.

Sebaliknya, samudra atau 5ilayah perairan lebih lambat menerima dan

melepaskan enegi panas. erbedaan sifat fisik kedua 5ilayah ini

tentunya mengakibatkan perbedaan kerapatan dan tekanan udara.

Akibat adanya perbedaan tekanan udara yang sangat men#olok antara

5ilayah benua dan samudra, mengalirlah massa udara yang disebut

angin muson &monsoon) dari ka5asan benua ke samudra atau

sebaliknya. erubahan arah gerakan muson biasanya seiring dengan

pergantian musim panas dan dingin.Angin uson terbagi atas dua

ma#am, yaitu?

Angin uson $arat

1!!. Angin usimatau uson $arat adalah angin yang mengalir

dari benua Asia &musim dingin) ke $enua Australia &musim panas)

dan mengandung #urah hujan yang banyak di Indonesia bagian barat,

hal ini disebabkan karena angin mele5ati tempat yang luas, seperti

perairan dan samudra. Contoh perairan dan samudra yang dile5ati

adalah aut China Selatan dan Samudra Hindia. Angin usim $arat

menyebabkan Indonesia mengalami musim hujan. Angin ini terjadi

pada bulan +esember, >anuari dan /ebruari, dan maksimal pada bulan

>anuari dengan ke#epatan minimum " ms.


15/23

Angin uson %imur

1!".Angin usim atau uson %imur adalah angin yang

mengalir dari $enua Australia &musim dingin) ke $enua Asia &musim

panas) sedikit #urah hujan &kemarau) di Indonesia bagian timur karena

angin mele5ati #elah-#elah sempit dan berbagai gurun &ibson,

Australia $esar, dan Ei#toria). Ini yang menyebabkan Indonesia

mengalami musim kemarau. %erjadi pada bulan >uni, >uli dan Agustus,

dan maksimal pada bulan >uli.

1!0.

1!2. ambar 2. &a) Angin uson $arat, &b) Angin uson %imur

#. Angin assat1!3. Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun

dari daerah subtropik menuju ke daerah ekuator &khatulisti5a). %erdiri

dari Angin assat %imur aut bertiup di belahan bumi *tara dan Angin

assat %enggara bertiup di belahan bumi Selatan. +i sekitar

khatulisti5a, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur di

daerah tropis selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik

se#ara =ertikal &kon=eksi).

1!7. +aerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan

+aerah Kon=ergensi Antar %ropik &+KA%). +KA% ditandai dengan

temperatur yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, 5ilayah


16/23

+KA% terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini

dinamakan daerah doldrum &5ilayah tenang).

1!4. Adapun jenis-jenis kin#irturbin angin yang telah di

kembangkan adalah sebagai berikut?

1. %urbin angin horisontal

1!(. adalah model umum yang sering kita lihat pada turbin angin.

+esignnya mirip dengan kin#ir angin, memiliki blade yang mirip propeller

dan berputar pada sumbu =ertikal. %urbin angin horisontal memiliki shaft

rotor dan generator pada pun#ak to5er dan harus diarahkan ke arah angin

bertiup. %urbin-turbin ke#il mengarah ke angin dengan menggunakan

5inde plane yang diletakkan dirotor, sementara untuk turbin yang lebih

besar dilengkapi dengan sensor yang terhubung dengan motor ser=o yang

mengarahkan blade sesuai dengan arah angin. Sebagian besar turbin yang

besar memiliki gearbo yang merubah ke#epatan putar rotor yang

ditransfer ke generator menjadi lebih #epat.

!. %urbin angin =ertikal

1"'. memiliki shaft rotor =ertikal. Kegunan utama dari penempatan

rotor ini adalah turbin angin tidak perlu diarahkan ke arah angin bertiup.

Hal ini sangat berguna pada daerah dimana arah angin sangat =ariatif atau

memiliki turbulensi. +engan sumbu =ertikal, generator dan komponen

primer lainnya dapat ditempatkan dekat dengan permukaan tanah,

sehingga to5er tidak perlu support dan hal ini menyebabkan maintenan#e

lebih mudah. Kekurangan utama dari turbin angin =ertikal adalah

men#iptakan dorongan saat berputar. Sangat sulit untuk memasang turbin

angin di to5er, sehingga jenis to5er ini biasanya di install dekat dengan


17/23

permukaan. Ke#epatan angin lebih lambat pada altitude yang rendah,

sehingga energi angin yang tersedia lebih rendah.

". Fuiet


18/23

meter persegi untk pondasinya, hal ini menyebabkan tanah disekitar turbin

masih dapat digunakan untuk keperluan lainnya, misalnya untuk pertanian.

1"0. K@K*


19/23

pembangkit listrik tenaga angin. Hal ini juga di karenakan energi angin

yang mudah di dapatkan karena berasal dari alam, seperti yang di jelaskan

dari literatur yang say aba#a adalah sebagai berikut?

1"7. emanfaatan tenaga angin sebagai sumber energi di

Indonesia bukan tidak mungkin dikembangkan lebih lanjut. +i tengah

potensi angin melimpah di ka5asan pesisir Indonesia, total kapasitas

terpasang dalam sistem kon=ersi energi angin saat ini kurang dari 4''

kilo5att.

1"4. Ke#epatan angin di 5ilayah Indonesia umumnya di ba5ah

2,( meter per detik yang di seluruh Indonesia, lima unit kin#ir angin

pembangkit berkapasitas masing-masing 4' kilo5att &kW) sudah

dibangun. %ahun !''7, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul

dibangun di empat lokasi, masing-masing di ulau Selayar tiga unit,

Sula5esi *tara dua unit, dan 8usa enida, $ali, serta $angka $elitung,

masing-masing satu unit.

1"(. enurut Kepala Subdirektorat *saha @nergi $aru dan

%erbarukan +itjen istrik dan emanfaatan @nergi &@) @S+ Kosasih

Abbas, menga#u pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik

tenaga bayu &%$) harus mampu menghasilkan !2' mega5att &W)

pada tahun !'!2.

10'. Turbine Ventilatoradalah alat sejenis ehaust fan atau roof

fan, dimana fungsi alat tersebut adalah menghisap udara panas, debu, dan

juga berfungsi sebagai alat =entilasi atau sirkulasi udara. 8amun biasanya


20/23

turbine ventilatorjuga dapat di gunakan sebagai pembangkit listrik tenaga

angin, turbine ventilatorakan menangkap tenaga angin yang terbentuk lalu

di kon=ersikan menjadi energi gerak dengan memutarkan rotor pada

turbine ventilator, putaran rotor tersebut akan di tangkap oleh generator

dan akan di ubah menjadi energi listrik.

101.

Gra3ik Per2andin,an Ke4epatan An,in den,an &arak Kipas

Kipas No. 1 Kipas No. 2 Kipas No. 3

10!. ambar 3. rafik perbandingan ke#epatan angin dengan jarak

kipas

10".

Gra3ik Per2andin,an Te,an,an den,an &arak Kipas

Kipas No. 1 Kipas No. 2 Kipas No. 3


21/23

100. ambar 7. rafik perbandingan tegangan dengan jarak

kipas

102.

103. +ilihat dari hasil praktikum kali ini,jarak kipas angin yang

paling dekat dengan turbin =entilator memiliki tegangan listrik yang lebih

tinggi.Hal itu dikarenakan ke#epatan angin lebih tinggi karena jarak yang

lebih dekat dibandingkan dengan yang lainnya.

107.

104.

10(.

12'.

121.

12!.

12".

120.

122.

123.

%+ KE"IMPULAN $AN "ARAN

A+ Kesip-lan

1+ Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke teakanan rendah

atau dari suhu udara yang rendah ke suhu udara yang lebih tinggi.

)+ Angin merupakan salah satu unsur #ua#a yang dapat berpengaruh terhadap

lingkungan baik se#ara langsung maupun tidak langsung. Se#ara luas angin


22/23

akan mempengaruhi unsur #ua#a yang lain seperti suhu, kelembaban udara

maupun pergerakan a5an. Arah datangnya angin akan berpengaruh terhadap

kandungan uap air yang diba5anya. Ketika angin banyak mengandung air

maka akan terbentuk a5an.

B+ "aran

127. Sebaiknya 5aktu praktikum tidak terlalu mendadak untuk

diberitahukan.

124.

15+

1*0+

1*1+

1*)+

1*+

1*!+

1*5+ $A'TAR PU"TAKA

133. +aryanto. 1((".Dasar-Dasar Teknik Mesin%. akarta.137.

134. /an#hi, >ohn.


23/23

17".

Documents

Acara 1 Energi Angin