Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) merupakan salah satu pemanfaatan renewable energy yang ramah lingkungan. Dengan menggunakan sistem pembangkit listrik tenaga angin masyarakat akan dapat mengurangi biaya dari pemakaian listrik dari PLN. Sistem ini juga dapat menjadi energi listrik alternatif yang akan berguna ketika terjadi pemadaman listrik (Black Out).

Konversi energi listrik pada PLTB ini memerlukan sebuah hembusan angin yang kontinyu guna memutar sebuah turbin angin. Turbin angin yang berputar ini akan di hubungkan dengan sebuah transmisi mekanik (opsional) untuk menghasilkan putaran yang lebih tinggi atau lebih rendah untuk kemudian memutar generator.

Daya (power) yang ada pada sistem PLTB ini terdiri dari beberapa macam yang dapat digolongkan menjadi berikut ini:

1. Daya Angin (P_w)
2. Daya Turbin Angin (P_A)
3. Daya Generator (P_Gen)

Daya Angin

Daya angin ) adalah besaran energi yang dapat di hasilkan oleh angin pada kecepatan tertentu  yang menabrak sebuah kincir angin dengan luas bidang tertentu. Rumus daya angin ini dapat di tuliskan dengan:

Dengan:

ρ_a : kerapatan angin pada waktu tertentu  (1,2 kg/)

v  : kecepatan angin pada waktu tertentu. (m/s)

A: luas daerah sapuan angin (m²)

Luas daerah sapuan angin dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:

A = π.r²

Dengan:

A : luas daerah sapuan angin (m²)

r : Jari-jari lingkaran turbin/ pajang turbin (m)

Daya Turbin Angin

Daya turbin angin (P_A) adalah besaran energi mekanik yang dapat dibangkitkan oleh rotor turbin angin akibat mandapatkan daya dari hembusan angin. Daya turbin angin tidak sama dengan daya angin dikarenakan daya turbin angin terpengaruh oleh koefisien daya. Rumus daya angin ini dapat di tuliskan dengan:

Dengan:

C_p : Koefisien daya

Perancangan pembangkit listrik tenaga angin biasanya memiliki koefisien daya (C_P) yang memiliki nilai dibawah kostanta betz law, dikarenakan adanya rugi-rugi seperti rugi tembaga, rugi besi, rugi bearing, dan lain-lain. Besarnya nilai C_P ini memiliki nilai antara 0 – 0,6 dan juga tergantung pada jenis turbin yang akan digunakan.

Daya Generator

Daya generator (P_gen) adalah besaran daya elektrik yang dapat dibangkitkan oleh generator akibat berputarnya rotor generator yang di kopel dengan poros turbin. Besar daya generator ini tergantung dari efisiensi generator dan efisiensi yang ada pada transmisi mekanik (apabila menggunakan transmisi mekanik). Sehingga rumus daya yang dapat dibangkitkan oleh generator dapat di tuliskan sebagai berikut:

Dengan:

η_gearbox : Efisiensi gearbox / transmisi mekanik

η_gen       : Efisiensi generator

Dari ketiga rumus diatas maka kita dapat mengambil kesimpulan bahwa daya listrik yang dapat dibangkitkan oleh generator yang kemudian dimanfaatkan untuk peralatan elektrik ini tidak sebanding dengan daya angin yang diperoleh. Selisih antara daya yang dihasilakan oleh angin dan daya yang dihasilkan oleh generator ini sangat besar. Hal ini dikarenakan adanya koefisien daya, efisiensi gearbox (bila ada), dan efisiensi generator.

Sumber:

Burton T, Sharpe D, Jenskin N, Bossanyi E. 2001. Wind Energy Handbook .New York: Wiley.

Bradt, Mitch. 2009. Characteristics of Wind Turbine Generators for Wind Power Plant. IEEE PES General Meeting: University of Wisconsin.

Wagner, H J and Mathur, J. 2009. Introduction to Wind Energy Systems: Basic, Technology, and Operation. Germany: Springer.