Balon Udara Pembangkit Listrik

PEMANFAATAN BALON UDARA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH

Dasar Konversi Energi Listrik

yang dibina oleh Bapak A.N. Afandi, S.T., M.T., MIAEng, MIEEE, PhD.

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

November 2015

1.        PENDAHULUAN

Pada bagian ini dijabarkan secara spesifik mengenai (1) latar belakang pemilihan judul dan (2) fokus pembahasan. Kedua hal tersebut dijabarkan melalui sub-subbab berikut ini.

1.1    Latar Belakang

Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Penggunaan angin sebagai energi terbarukan  dapat menghemat energi fosil atau batubara. Selain dapat meminimalisasi penggunaan energi fosil atau batubara, sumber energi angin sangat ramah lingkungan dan tidak mengeluarkan polusi.

Forumhijau.com (17 Agustus 2013) menginformasikan bahwa 38 kota dari 50 kota di Amerika memiliki penghasil sumber energi angin terbanyak menghasilkan listrik, diantaranya Texas, Iowa, California, Minnesota, Oregon, Washington. Ini menunjukkan bahwa energi angin banyak diminati oleh kota-kota besar di Amerika.

Pada tahun 2008, energi angin mampu membantu mencukupi kebutuhan listrik daerah Colorado sebanyak 52 miliar KWH. Hal ini terlihat kecil namun dengan 1% tersebut tidak ada rumah yang kekurangan listrik dan menurut data yang ada energi angin mampu menerangi 5 juta rumah atau seluruh bagian Colorado (Forumhijau.com, 17 Agustus 2013). Sehingga sudah jelas bahwa penggunaan energi angin dapat meminimalisasi pengguaan energi fosil atau batubara.

Pembangkit listrik tenaga angin biasanya menggunakan turbin angin atau kincir angin yang cara kerjanya adalah energi angin yang memutar turbin angin diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Turbin angin atau kincir angin dapat dikombinasikan dengan balon udara sebagai penangkap anginnya. Dalam makalah ini akan dibahas lebih jelas mengenai Pemanfaatan Balon Udara sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Angin.

1.2    Fokus Pembahasan

Berdasarkan pembahasan yang telah dijelaskan pada subbab sebelumnya, berikut adalah paparan secara rinci beberapa hal yang menjadi fokus pembahasan dalam makalah.

1)        Konsep dasar pemanfaatan balon udara sebagai pembangkit listrik tenaga angin

2)        Prinsip kerja balon udara sebagai pembangkit listrik tenaga angin.

3)        Kelebihan dan kekurangan balon udara sebagai pembangkit listrik tenaga angin.

2.        BAHASAN

Bebrapa informasi yang disajikan pada bagian ini meliputi: (1) konsep dasar, (2) langkah-langkah realisasi, (3) kelemahan, dan (4) kelebihan balon udara sebagai pembangkit listrik tenaga angin. Empat informasi tersebut dijabarkan secara rinci melalui sub-subbagian berikut.

2.1    Konsep Dasar Pemanfaatan Balon Udara sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Balon terbang atau udara merupakan sejenis pesawat terbang, sebuah balon yang dipompa dengan udara. Balon terbang dapat mengambang di udara karena daya apungnya (Putri, 2015). Prinsip kerja pada balon yang diisi dengan udara panas dan balon yang diisi dengan gas ringan  pada  dasarnya  sama,  yaitu  dengan  membuat  udara  dalam  balon  lebih  ringan  atau memiliki massa  jenis  yang  lebih  kecil  dari  udara  luar  sekitar  balon  sehingga  balon  udara dapat naik (terbang). Sesuai dengan prinsip Archimedes “Gaya apung yang bekerja pada benda yang dimasukkan dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkannya”. Hal ini sejalan dengan udara sebagai fluida dimana benda dapat terapung pada fluida, jika massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis fluida tersebut. Dalam balon udara ini akan dipasang sebuah kincir angin yaang nantinya akan berputar setelah terkena energi angin yang melewatinya. 

Gambar 2.1 Balon Udara Pembangkit Listrik

Sumber: (http://www.altaerosenergies.com/bat.html)

Gambar 2.1 merupakan salah satu bentuk balon udara pembangkit listrik bernama BAT (Buoyant Airborne Turbine) yang dikembangkan oleh Altaeros, sebuah perusahaan yang mengembangkan produk turbin tenaga angin. Perusahaan ini merupakan jebolan Universitas terkemuka di AS Massachusetts Institute of Technology (MIT). BAT mampu terbang setinggi 300 meter dan menghasilkan energi listrik yang bisa menyalakan lebih dari selusin rumah melalui jaringan kabel yang tersambung ke permukaan tanah (greeners.co, 20 Mei 2014).

Gambar 2.2 Stasiun Tanah Portable Balon Udara Pembangkit Listrik

Sumber: (http://www.altaerosenergies.com/bat.html)

Potensi tenaga angin di ketinggian (High Altitude Winds) adalah potensi energi yang masih belum tereksplorasi dengan maksimal. Bahkan seorang Professor benama Ken Caldeira dari Carnegie Institute for Science di Universitas Stanford pernah merilis penelitian yang menyatakan bahwa potensi energi angin di ketinggian mampu menutupi jumlah kebutuhan energi seluruh manusia di bumi 100 kali lipat (greeners.co, 20 Mei 2014).

2.2    Prinsip Kerja Balon Udara sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Prinsip kerja balon udara sebagai pembangkit listrik tenaga angin (PLTU) ini tidak beda jauh dengan turbin, dimana pada balon udara ini juga terdapat turbin, sehingga ketika nanti balon udara diterbangkan turbin atau kincir angin akan berputar dan merubah energi angin menjdai listrik yang kemudian disimpan disebuah baterai sehingga dapat digunakan. Namun, dengan adanya balon udara turbin dapat menangkap energi angin lebih banyak, karena balon udara dapat bergerak naik.

Turbin angin atau kincir angin yang digunakan adalah turbin angin horizontal. Turbin ini terdiri dari sebuah menara yang di puncaknya terdapat sebuah baling-baling yang berfungsi sebagai rotor dan menghadap atau membelakangi arah angin. Kebanyakan turbin angin jenis ini mempunyai dua atau tiga bilah baling-baling walaupun ada juga turbin bilah baling-balingnya kurang atau lebih daripada yang disebut diatas. Berikut adalah contoh turbin angin horizontal.

Gambar 2.3 Turbin Angin Horizontal

Sumber: (http://mit.ilearning.me/wp-content/uploads/sites/853/2014/10/turbin.gif)

Pada Gambar 2.1 dapat dilihat bahwa tedapat tali-tali yang digunakan untuk menghubungkan balon udara dan turbin ke derek di stasiun tanah portable. Tali kontrol otomatis untuk menyesuaikan ketinggian turbin, menstabilkan turbin di udara, dan menyediakan sambungan listrik untuk mengirim listrik dari turbin ke tanah.

2.3    Kelebihan Balon Udara sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Balon udara sebagai pembangkit listrik tenaga angin mempunyai beberapa kelebihan, berikut penjelasannya.

1)      Energi yang dihasilkan dua kali lipat dibandingkan kincir angin konvesional.

2)      Tidak membutuhkan lahan atau spot-spot khusus, karena di daerah ketinggian angin selalu bertiup.

3)      Bisa ditempatkan di daerah terpencil atau daerah yang baru terkena bencana, sehingga balon udara ini dapat digunakan sebagai sumber energi darurat.

2.4    Kekurangan Balon Udara sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Angin

3.        PENUTUP

Pada bagian ini akan dijelaskan simpulan dari bahasan yang telah dijelaskan di subbab sebelumnya, berikut simpulan makalah ini.

3.1    Simpulan

DAFTAR RUJUKAN

Forumhijau.com. 17 Agustus 2013. 10 Fakta Luar Biasa seputar Tenaga Angin. (Online), (https://id-id.facebook.com/ForumHijauIndonesia/posts/499491670141935), diakses 25 November 2015.

Putri, Ananda. 2015. Pengertian Balon Udara. (Online), (http://anandaputriap.blogspot.co.id/2015/03/pengertian-balon-udara.html), diakses 25 November 2015.

Greeners.co. 2014. Balon Pintar Penagkap Energi Angin. (Online), (http://www.greeners.co/ide-inovasi/balon-pintar-penangkap-energi-angin/), diakses 25 November 2015.

Altaeros Energies. 2014. BAT: The Buoyant Airborne Turbine. (Online), (http://www.altaerosenergies.com/bat.html), diakses 25 November 2015.

Pendidikan Fisika. 2012. Prinsip Kerja Balon Udara. (Online), (http://fisika.fkip.unsyiah.ac.id/2012/11/prinsip-kerja-balon-udara.html), diakses 25 November 2015.

MIT (Mastering Information Technology). 2014. Kincir Angin Pembangkit Listrik. (Online), (http://mit.ilearning.me/kincir-angin-pembangkit-listrik/), diakses 25 November 2015.