• Dari kincir angin tradisional untuk memompa air dan menggiling biji-bijian hingga turbin modern, tenaga angin telah lama dimanfaatkan sebagai sumber energi.
• Turbin angin masa kini, baik darat maupun lepas pantai, dirancang lebih tinggi dan efisien untuk menangkap angin dengan optimal, menghasilkan listrik secara berkelanjutan.
• Dalam beberapa dekade terakhir, kapasitas tenaga angin global tumbuh pesat, mencapai hampir 900 GW pada 2022, dengan kontribusi besar dari turbin lepas pantai.

Halo, Sobat EBT Heroes! Kali ini, kita akan membahas salah satu teknologi energi terbarukan yang terus berkembang pesat, yaitu tenaga angin. Mulai dari kincir angin tradisional hingga turbin modern yang menghasilkan listrik tanpa emisi, tenaga angin telah menjadi solusi penting dalam transisi menuju energi bersih. Yuk, simak lebih lanjut bagaimana angin mampu menggerakkan dunia!

Menggali Potensi Tenaga Angin: Dari Kincir Angin hingga Turbin Modern

Tenaga angin telah menjadi bagian dari peradaban manusia selama lebih dari seribu tahun. Dari kincir angin sederhana yang memompa air untuk irigasi hingga turbin angin modern yang menghasilkan listrik bersih, teknologi ini terus berkembang dan kini menjadi salah satu kunci dalam transisi energi global.

Turbin angin, yang sering kita lihat di hamparan lahan pertanian atau di lepas pantai, memiliki daya tarik tersendiri. Pemandangan baling-baling raksasa yang berputar perlahan membawa kesan menenangkan, sekaligus menjadi simbol energi masa depan yang bebas emisi gas rumah kaca dan polutan udara. Dalam beberapa dekade terakhir, pemasangan turbin angin telah meningkat pesat, menjadikannya salah satu industri energi terbarukan yang berkembang paling cepat.

Sebelum penggunaan tenaga angin untuk pembangkitan listrik, kincir angin sudah memainkan peran penting dalam kehidupan masyarakat, khususnya di Belanda. Kincir angin tradisional digunakan untuk berbagai keperluan seperti menggiling biji-bijian menjadi tepung dan memompa air.

Hingga saat ini, ribuan kincir angin bersejarah masih berdiri di Belanda, tidak hanya sebagai saksi perkembangan teknologi masa lalu tetapi juga sebagai daya tarik wisata yang menggambarkan tradisi dan budaya negara tersebut. Peran kincir angin tradisional ini menjadi inspirasi dalam pengembangan turbin angin modern yang kini digunakan untuk menghasilkan listrik ramah lingkungan di seluruh dunia.

Baca Juga

---

• Pembangkit Listrik Tenaga Air: Keunggulan dan Tantangan
• Tiga Prinsip Ekonomi Sirkular

---

Saat ini, fokus kincir angin beralih pada turbin angin modern, yang secara khusus dirancang untuk menghasilkan listrik. Turbin ini dapat ditemukan dalam dua bentuk utama: turbin darat dan turbin lepas pantai. Turbin darat, yang sudah lama dikenal masyarakat, mendominasi dalam jumlah instalasi. Namun, turbin lepas pantai mulai menarik perhatian karena menawarkan efisiensi yang lebih tinggi. Di lautan terbuka, pola aliran angin lebih konsisten tanpa gangguan bukit atau bangunan, memungkinkan turbin menghasilkan lebih banyak listrik. Selain itu, turbin lepas pantai berukuran jauh lebih besar dibandingkan turbin darat, memberikan kapasitas yang lebih besar untuk memenuhi kebutuhan energi.

Dengan potensi besar yang dimiliki, tenaga angin memainkan peran penting dalam mencapai target iklim global, termasuk pengurangan emisi pada tahun 2030 dan pencapaian emisi nol bersih pada tahun 2050. Namun, bagaimana sebenarnya turbin angin mengubah energi angin menjadi listrik yang menggerakkan kehidupan kita? Mari kita telusuri lebih jauh.

Teknologi di Balik Turbin Angin: Mengubah Angin Menjadi Listrik

Untuk memahami bagaimana turbin angin menghasilkan listrik, penting untuk melihat cara kerjanya dari awal hingga akhir. Dimulai dengan angin yang mengalir melewati bilah turbin, gerakan ini memicu bilah untuk berputar. Namun, proses ini tidak sesederhana kelihatannya. Bilah turbin modern dirancang dengan teknologi aerodinamis yang terinspirasi dari bentuk sayap pesawat. Saat angin melewati bilah, perbedaan tekanan udara menciptakan gaya angkat yang mendorong bilah untuk berputar. Bilah tersebut kemudian terhubung ke hub, yang menggerakkan poros utama. Poros ini, pada gilirannya, memutar generator yang terletak di bagian atas menara turbin, dalam sebuah kotak yang disebut nacelle.

Generator yang berputar menghasilkan listrik, yang kemudian dialirkan melalui kabel ke transformator tegangan di dasar menara. Transformator ini menyesuaikan tegangan listrik agar sesuai dengan kebutuhan jaringan distribusi. Setelah itu, listrik diteruskan melalui jaringan ke rumah, bisnis, dan fasilitas lainnya. Seperti pembangkit listrik lainnya, tujuan utama teknologi ini adalah memutar generator. Perbedaan utamanya adalah bahwa energi yang digunakan berasal dari angin, bukan bahan bakar fosil, air atau panas.

Apa yang ada didalam Nacelle?

Bagian nacelle pada turbin angin adalah pusat dari semua keajaiban teknik ini. Di dalamnya terdapat teknologi canggih yang memungkinkan turbin bekerja secara optimal, bahkan dalam kondisi angin yang berubah-ubah. Lalu apa saja fungsi dari nacelle?

1. Mengukur Arah dan Kecepatan Angin
   Di bagian belakang nacelle, terdapat perangkat anemometer yang mengukur kecepatan dan arah angin. Informasi ini dikirim ke sistem kontrol, yang mengarahkan nacelle untuk selalu menghadap langsung ke angin. Rotasi nacelle dilakukan oleh sistem roda gigi rotasi yang terintegrasi.
2. Keamanan dalam Kondisi Angin Ekstrem
   Jika angin bertiup terlalu kencang, sistem kontrol akan mengaktifkan rem mekanis untuk memperlambat bilah turbin. Hal ini mencegah tekanan berlebih yang dapat merusak komponen turbin.
3. Gearbox: Meningkatkan Kecepatan Rotasi
   Bilah turbin biasanya berputar pada kecepatan sekitar 18 putaran per menit (rpm). Kecepatan ini tidak cukup untuk menghasilkan listrik, sehingga gearbox digunakan untuk meningkatkan rotasi menjadi sekitar 1800 rpm. Rotasi ini diteruskan ke generator, yang menghasilkan listrik pada kecepatan yang sama.

Teknologi di dalam nacelle terus mengalami penyempurnaan. Inovasi ini memungkinkan turbin untuk beroperasi pada kecepatan angin yang lebih tinggi, meningkatkan efisiensi dan menghasilkan lebih banyak listrik. Dengan perkembangan teknologi ini, turbin angin semakin menjadi solusi andal dalam memenuhi kebutuhan energi global tanpa emisi.

Mengapa Turbin Angin Harus Begitu Tinggi?

Salah satu hal yang menarik perhatian dari turbin angin yaitu, ukurannya yang sangat besar dan tinggi. Ada alasan mendasar di balik desain ini, yang semuanya berkaitan dengan efisiensi dalam menangkap energi angin.

Pertama, turbin angin perlu cukup tinggi untuk menghindari turbulensi yang disebabkan oleh bukit, lembah dan bangunan di sekitarnya. Turbulensi ini dapat mengurangi efisiensi turbin dalam menghasilkan listrik. Selain itu, semakin tinggi turbin ditempatkan, semakin baik kualitas angin yang dapat dimanfaatkan. Pada ketinggian sekitar 100 meter (300 kaki) dari permukaan tanah, angin cenderung lebih kencang dan lebih stabil. Kecepatan angin yang lebih tinggi dan aliran udara yang seragam ini memungkinkan turbin menghasilkan listrik secara lebih efisien.

Baca Juga

---

• Mencapai Masa Depan Berkelanjutan dengan Ekonomi Sirkular
• Fashion : Tren Masa Kini, Dampak, dan Solusi Keberlanjutan

---

Industri turbin angin terus berkembang dengan desain yang semakin besar dan canggih. Sebagai perbandingan, mari kita lihat dua model turbin yang diproduksi oleh perusahaan Vestas.

• Vestas V110 (2MW):
  Turbin ini merupakan model darat dengan kapasitas desain 2 megawatt (MW). Setiap bilahnya memiliki panjang 54 meter, dan ketika tiga bilah dipasang pada hub, diameter rotasinya mencapai 110 meter (360 kaki). Tinggi nacelle, tempat generator berada, mencapai 125 meter dari tanah. Dengan dimensi ini, turbin mampu menangkap angin yang stabil untuk menghasilkan listrik dengan efisiensi optimal.
• Vestas V162 (6.2MW):
  Model ini jauh lebih besar dan dirancang untuk instalasi lepas pantai. Kapasitasnya mencapai 6,2 MW, tiga kali lipat dari V110. Panjang setiap bilah mencapai 80 meter (262 kaki), menghasilkan diameter rotasi sebesar 162 meter (531 kaki). Nacelle turbin ini ditempatkan pada ketinggian 169 meter (554 kaki). Desain yang lebih besar ini memungkinkan turbin menangkap lebih banyak energi angin, terutama di area lepas pantai dengan angin yang lebih kuat dan stabil.

Turbin seperti V162 dirancang khusus untuk instalasi lepas pantai, yang biasanya berada bermil-mil di tengah laut. Area ini menawarkan angin yang lebih konsisten dan bebas hambatan dibandingkan lokasi darat, sehingga memungkinkan turbin besar seperti ini menghasilkan listrik dengan efisiensi tertinggi. Dengan terus berkembangnya teknologi, turbin angin menjadi lebih besar dan lebih efisien. Namun, tantangan teknis dan logistik dalam membangun struktur raksasa ini tetap menjadi fokus utama industri energi angin.

Pertumbuhan Kapasitas Angin di Seluruh Dunia

Jumlah turbin angin yang kita lihat di ladang angin dikenal sebagai kapasitas terpasang. Kapasitas ini dihitung berdasarkan total daya yang dapat dihasilkan oleh semua turbin angin di suatu lokasi. Sebagai contoh, sepuluh turbin angin dengan kapasitas masing-masing 2 megawatt (MW) akan memberikan kapasitas terpasang sebesar 20 MW.

Secara global, kapasitas terpasang untuk tenaga angin telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa. Grafik data dari 1995 hingga 2022 menunjukkan tren ini dengan jelas. Pada awal 1990-an, tenaga angin hampir tidak terdeteksi dalam kontribusinya terhadap energi global. Namun, sejak itu, kapasitas terpasang telah berkembang secara eksponensial, mencapai hampir 900 gigawatt (GW) pada tahun 2022. Jumlah ini setara dengan sekitar 450.000 turbin angin berkapasitas 2 MW.

Turbin angin darat, yang ditunjukkan dengan bilah biru pada grafik, mendominasi kapasitas terpasang. Namun, dalam 10 tahun terakhir, turbin angin lepas pantai yang dilambangkan dengan bilah oranye mulai menunjukkan peningkatan signifikan. Turbin lepas pantai ini, mampu menghasilkan lebih banyak listrik berkat desain besar mereka yang lebih efisien.

Kapasitas yang Ditambahkan Setiap Tahun

Grafik kedua memberikan wawasan tentang kapasitas tenaga angin yang ditambahkan setiap tahun selama periode yang sama. Hingga sekitar tahun 2009, penambahan kapasitas tahunan menunjukkan tren pertumbuhan yang stabil. Pada periode tersebut, krisis keuangan global dan kebijakan pemerintah terkait insentif energi terbarukan memainkan peran besar dalam menentukan jumlah turbin baru yang dipasang setiap tahun.

Sejak 2019, dunia mengalami peningkatan signifikan dalam kapasitas tenaga angin yang ditambahkan setiap tahunnya. Puncaknya terjadi pada 2020, di mana jumlah instalasi tenaga angin mencapai rekor tertinggi.

Namun, pandemi COVID-19 yang dimulai pada 2020 membawa tantangan besar, seperti gangguan rantai pasok, keterlambatan proyek dan hambatan logistik, yang menyebabkan sedikit perlambatan pertumbuhan pada tahun-tahun berikutnya. Meskipun demikian, perlambatan ini dianggap hanya sementara, mengingat komitmen global terhadap energi terbarukan terus meningkat.

Tenaga angin terus mendapatkan momentum di seluruh dunia, baik di darat maupun di lepas pantai. Dengan inovasi teknologi dan kebijakan pendukung yang terus berkembang, industri ini siap untuk melanjutkan pertumbuhan pesatnya. Pertanyaan yang menarik adalah apa yang sebenarnya mendorong lonjakan luar biasa ini, yang akan kita eksplorasi lebih dalam di artikel mendatang.

Editor : Alfidah Dara Mukti

Referensi

[1] Renewables 2023

[2] RENEWABLE CAPACITY STATISTICS 2021