Turbin Angin – Generator Listrik

Masalah utama pada turbin angin penggerak generator listrik (aerogenerator) adalah bagaimana menyimpan energi pada waktu angin dalam keadaan baik, dan bagaimana menggunakan energi yang tersimpan apabila kecepatan angin berkurang sehingga turbin berhenti bekerja.

Beberapa cara penyimpanan energi tersebut adalah antara lain dengan :

1. Sistem Baterai

Sistem ini boleh dikatakan sederhana, mudah penggunaannya; operasi dan perawatannya juga mudah dan tidak mahal selama masa operasinya. Beberapa parameter yang dapat dipakai untuk mengukur keberhasilan sistem baterai adalah :

(a) Kepadatan energi (energy density) Wh/kg

(b) Kepadatan daya (power density) Wh/kg

(c) Biaya (cost) $/kWh

(d) Siklus pengisian, Charge/discharge cycle

Sebagai gambaran, kepadatan energi baterai asam-timbal (lead-acid) konvensional adalah di sekitar 20 Wh/kg; kepadatan dayanya 40-60 W/kg, harganya $ 80/kWh, dengan 1500 charge-discharge cycles. Dengan baterai gas-logam mungkin sekali dapat diperoleh kepadatan energi sebesar 4 sampai 5 kalinya. Sedangkan kepadatan energi baterai alkali-logam ada di sekitar 200 Wh/kg; kepadatan dayanya 200 W/kg, dan harganya $ 10 sampai $ 30 perkWh.

2. Penyimpanan Energi dengan Udara Tekan atau Air

Dalam hal ini digunakan tiga komponen utama yaitu kompresor, motor listrik dan turbin udara. Motor menjalankan kompresor yang menghasilkan udara tekan yang disalurkan ke tangki udara tekan. Apabila angin tidak ada atau tidak cukup besar, maka udara tekan mengalir dari tangki ke turbin udara dan menghasilkan daya untuk memutar motor listrik yang pada saat ini bekerja sebagai alternator.

Prinsip yang sama juga berlaku jika digunakan pompa sebagai pengganti kompresor dan turbin air sebagai pengganti turbin udara.

3. Penyimpanan Energi dalam Superodagaya (superflywheel)

Rodagaya menyimpan kelebihan energi dan memberikannya kembali ketika diperlukan. Walaupun demikian kemampuan menyimpan energinya sangat terbatas, kira-kira sepersepuluh kemampuan baterai asam-logam; efisiensi penyimpanan rendah (waktu yang sangat singkat), dan bahaya kerusakannya cukup besar. Tetapi dengan perbaikan sistem keamanan dan prestasinya barangkali dapat diharapkan sistem ini sangat cocok untuk digunakan pada sistem turbin angin.

4. Produksi Bahan Bakar Hidrogen

Salah satu cara penyimpanan energi adalah memanfaatkan kelebihan energi untuk menghasilkan bentuk energi baru. Dalam hal ini daya listrik DC yang dihasilkan turbin angin digunakan dalam elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen. Hidrogen dapat digunakan untuk keperluan industri atau sebagai bahan bakar, atau untuk sel bahan bakar hidrogen-oksigen yang menghasilkan listrik, atau untuk hidrogenisasi batubara yang menghasilkan gas sintetik. Hal tersebut sebenarnya menggambarkan proses konversi energi angin menjadi energi kimia pada hidrogen. Listrik yang dihasilkan juga dapat digunakan untuk proses desalinasi air laut.

Sumber : W. Arismunandar, Penggerak Mula : Turbin