CARA KERJA KINCIR ANGIN

By On Friday, April 18th, 2014 Categories : Teknologi

CARA KERJA KINCIR ANGIN  – Memanfaatkan energi angin untuk membangkitkan tenaga. Alat ini mengubah energi ki­netik angin menjadi energi mekanik dalam bentuk daya poros. Sejak Abad Pertengahan berbagai perada­ban memanfaatkan kincir angin untuk menumbuk gandum dan memompa air irigasi. Di Denmark pada tahun 1860 telah ditemukan kincir angin yang berfungsi sebagai pembangkit tenaga listrik. Ini, mungkin adalah kincir angin pertama. Dalam kehi­dupan modern kincir angin dimanfaatkan untuk membangkitkan tenaga listrik bagi tanah pertanian dan rumah terpencil yang tak terjangkau jaringan pe­rusahaan listrik. Harga energi listriknya dapat ber­saing dengan listrik generator bensin atau diesel rumahan, namun kalah jauh dibandingkan harga ener­gi listrik perusahaan listrik, misalnya PLN.
Hembusan angin, melalui baling-baling kincir da­pat memutar poros yang dimanfaatkan untuk meng­gerakkan pompa irigasi; memutar pompa pengedar air di tambak-tambak; menggerakkan mesin giling te­pung, beras, kedelai, dan kopi; atau diubah menjadi energi listrik yang digunakan untuk penerangan, ko­munikasi, atau disimpan dalam baterai.
Kincir angin memiliki bagian berputar yang dige­rakkan angin. Bagian berputar ini biasanya terdiri atas baling-baling logam atau daun baling-baling dan se­buah poros. Bila ditinjau dari posisi porosnya, kincir angin digolongkan atas, kincir angin poros datar, misalnya kincir angin jenis baling-baling, jenis bilah tunggal, dan bilah banyak; serta kincir angin poros tegak, termasuk kincir angin Darrieus dan jenis Savonius. Kincir angin berporos datar, sumbu daun baling- balingnya terletak horizontal atau mendekati hori­zontal. Kincir angin jenis ini harus dilengkapi dengan ekor baling-baling yang menjaga bidang putar baling- baling agar selalu tegak lurus terhadap arah angin un­tuk memperoleh tenaga angin maksimum, sedangkan kincir angin berporos tegak berputarnya tidak bergan­tung arah angin. Kedua jenis kincir angin ini biasanya juga dilengkapi dengan menara baja yang tingginya 3 sampai 30 meter, seperangkat baterai yang dapat me­nyimpan arus listrik, dan pengubah arus listrik searah menjadi arus bolak-balik.
Angin, tidak seperti bahan bakar minyak bumi, adalah sumber energi yang tidak akan habis. Besar ke­cepatannya telah dikelompokkan oleh Beaufort men­jadi 12 golongan besar yang dikenal sebagai “skala Beaufort”, dan telah menjadi standar umum untuk memperkirakan besarnya kecepatan angin. Kecepatan angin sangat menentukan kecepatan putar poros yang dihasilkan kincir angin, sehingga besarnya kisaran dan kecepatan rata-rata angin di suatu daerah, tempat kincir angin hendak dipasang harus betul-betul di­pertimbangkan dalam pemilihan jenisnya. Faktor ran­cangan kincir angin betul-betul harus sesuai dengan lokasi tersebut agar energi angin dapat dimanfaatkan seoptimal mungkin. Berdasarkan kecepatan putar po­rosnya, kincir angin dapat dibedakan atas, kincir a- ngin putaran rendah, kincir angin putaran sedang, dan kincir angin putaran tinggi.
Desain dan pengoperasian kincir angin bergantung pada sifat angin, kecepatan dan perubahafi kecepatan angin, arah dan perubahan arah angin, serta ketinggian angin di atas tanah. Selain itu, jari-jari baling ba­ling, kerapatan massa jenis udara, bentuk profil dan jumlah baling-baling, sistem transmisi daya yang di­pilih, juga sangat mempengaruhi efisiensi total besar­nya energi berguna yang dapat dimanfaatkan dari energi teoretis yang terkandung dalam angin. Saat a- ngin melewati kincir, tidak seluruh energinya dapat ditangkap. Pada tahun 1920-an, Albert Benz, insinyur aerodinamika berkebangsaan Jerman menemukan bahwa kincir angin tidak dapat menangkap lebih dari 59,3 persen energi angin yang melalui bidang daun-daun kincir. Sebuah kincir angin di dalam praktik mengubah energi kinetik angin menjadi tenaga meka­nik dengan efisiensi 42 persen. Bila tenaga angin di­pakai memutar generator untuk mensuplai tenaga listrik, seluruh efisiensi tenaga angin yang dapat diu­bah menjadi listrik hanya sekitar 30 persen.
Sebuah kincir angin hanya cocok dipasang pada daerah-daerah yang anginnya bertiup dengan kecepat­an rata-rata 29 sampai 40 kilometer per jam. Angin sepoi-sepoi, yang kecepatannya kurang dari 8 kilo­meter per jam, tak dapat menggerakkan kincir. Seba­liknya, angin topan terlalu berbahaya untuk kincir angin. Angin berputar pun tidak cocok untuk kincir angin karena angin ini lebih banyak bertiup di dekat permukaan tanah.
Tenaga yang timbul pada saat angin menerpa se­buah kincir angin adalah berbanding lurus dengan pangkat tiga kecepatan angin (V3), kuadrat jari-jari baling-baling (R2), dan kerapatan udaranya (p). Out­put sebuah kincir angin juga bergantung pada efisiensi total perubahan energi (n), termasuk sudut daun ba­ling-baling, perbandingan luas daun dengan luas daun yang diterpa angin, perbandingan kecepatan angin de­ngan kecepatan putar daun, dan berat bagian-bagian yang berputar. Secara umum dapat dirumuskan bahwa besarnya daya yang dapat dimanfaatkan adalah:
P = n x 0,5 x p x V3 x A = n x 0,5 x p x V3 x R2
Dari persamaan ini terlihat bahwa besarnya daya yang timbul sebanding dengan pangkat tiga kecepatan angin. Bila kecepatan angin meningkat dua kali lipat, daya yang timbul delapan kali lebih besar, demikian pula sebaliknya. Jika kecepatan angin turun setengah kalinya, daya yang timbul hanya seperdelapan kali ke­kuatan semula.

CARA KERJA KINCIR ANGIN | ok-review | 4.5