Memasang dan Memelihara Sistem Listrik Tenaga Angin Kecil

Pabrikan sistem angin Anda, atau dealer tempat Anda membelinya, seharusnya dapat membantu Anda memasang sistem listrik angin kecil Anda. Anda dapat memasang sistem itu sendiri — tetapi sebelum mencoba proyek tersebut, tanyakan kepada diri Anda sendiri pertanyaan-pertanyaan berikut:

• Bisakah saya menuangkan pondasi semen yang tepat?
• Apakah saya memiliki akses ke lift atau cara mendirikan menara dengan aman?
• Tahukah saya perbedaan antara kabel arus bolak-balik (AC) dan arus searah (DC)?
• Apakah saya cukup tahu tentang kelistrikan untuk memasang kabel turbin saya dengan aman?
• Apakah saya tahu cara menangani dan memasang baterai dengan aman?

Jika Anda menjawab tidak pada salah satu pertanyaan di atas, Anda mungkin harus memilih agar sistem Anda dipasang oleh integrator atau penginstal sistem. Hubungi produsen untuk mendapatkan bantuan, atau hubungi kantor energi negara bagian dan utilitas lokal untuk mendapatkan daftar penginstal sistem lokal. Anda juga dapat memeriksa halaman kuning untuk penyedia layanan sistem energi angin.

Pemasang yang kredibel dapat menyediakan layanan tambahan seperti perizinan. Cari tahu apakah pemasang tersebut adalah teknisi listrik berlisensi, dan mintalah referensi serta periksa referensi tersebut. Anda mungkin juga ingin memeriksanya di Better Business Bureau.

Dengan pemasangan dan perawatan yang tepat, sistem listrik tenaga angin skala kecil dapat bertahan hingga 20 tahun atau lebih. Perawatan tahunan dapat meliputi:

• Memeriksa dan mengencangkan baut dan sambungan listrik bila perlu
• Memeriksa mesin untuk korosi dan kabel penyangga untuk tegangan yang tepat
• Memeriksa dan mengganti pita tepi depan yang aus pada bilah turbin, jika perlu
• Mengganti bilah turbin dan/atau bantalan setelah 10 tahun jika diperlukan.

Jika Anda tidak memiliki keahlian untuk memelihara sistem, penginstal Anda mungkin menyediakan program servis dan pemeliharaan.

Produsen atau dealer sistem Anda juga dapat membantu Anda menemukan lokasi terbaik untuk sistem angin Anda. Beberapa pertimbangan umum meliputi:

• Pertimbangan Sumber Daya Angin– Jika Anda tinggal di daerah yang sulit, berhati-hatilah dalam memilih lokasi pemasangan. Misalnya, jika Anda menempatkan turbin angin di puncak atau sisi bukit yang berangin, Anda akan memiliki akses yang lebih baik ke arah angin yang bertiup daripada di selokan atau di sisi bukit yang terlindung (terlindung) di properti yang sama. Anda dapat memiliki sumber daya angin yang bervariasi di dalam properti yang sama. Selain mengukur atau mencari tahu tentang kecepatan angin tahunan, Anda perlu mengetahui arah angin yang bertiup di lokasi Anda. Selain formasi geologi, Anda perlu mempertimbangkan rintangan yang ada, seperti pohon, rumah, dan gudang. Anda juga perlu merencanakan rintangan di masa mendatang, seperti bangunan baru atau pohon yang belum mencapai ketinggian maksimalnya. Turbin Anda harus ditempatkan di atas angin dari bangunan dan pohon apa pun, dan harus berada 30 kaki di atas apa pun dalam jarak 300 kaki.
• Pertimbangan Sistem– Pastikan untuk menyisakan cukup ruang untuk menaikkan dan menurunkan menara untuk perawatan. Jika menara Anda memiliki kabel penyangga, Anda harus menyediakan ruang untuk kabel penyangga. Baik sistemnya berdiri sendiri atau terhubung ke jaringan, Anda juga perlu mempertimbangkan panjang kabel yang direntangkan antara turbin dan beban (rumah, baterai, pompa air, dll.). Sejumlah besar listrik dapat hilang akibat resistansi kabel—semakin panjang kabel yang direntangkan, semakin banyak listrik yang hilang. Menggunakan kabel yang lebih banyak atau lebih besar juga akan meningkatkan biaya pemasangan. Kerugian kabel yang direntangkan lebih besar jika Anda menggunakan arus searah (DC) daripada arus bolak-balik (AC). Jika Anda memiliki kabel yang panjang, sebaiknya Anda membalikkan DC ke AC.

Turbin angin kecil yang digunakan dalam aplikasi perumahan biasanya berukuran antara 400 watt hingga 20 kilowatt, tergantung pada jumlah listrik yang ingin Anda hasilkan.

Rumah pada umumnya menggunakan sekitar 10.932 kilowatt-jam listrik per tahun (sekitar 911 kilowatt-jam per bulan). Bergantung pada kecepatan angin rata-rata di area tersebut, turbin angin dengan daya 5–15 kilowatt diperlukan untuk memberikan kontribusi signifikan terhadap permintaan ini. Turbin angin 1,5 kilowatt akan memenuhi kebutuhan rumah yang membutuhkan 300 kilowatt-jam per bulan di lokasi dengan kecepatan angin rata-rata tahunan 14 mil per jam (6,26 meter per detik).

Untuk membantu Anda menentukan ukuran turbin yang Anda perlukan, pertama-tama tetapkan anggaran energi. Karena efisiensi energi biasanya lebih murah daripada produksi energi, mengurangi penggunaan listrik di rumah Anda mungkin akan lebih hemat biaya dan akan mengurangi ukuran turbin angin yang Anda perlukan.

Ketinggian menara turbin angin juga memengaruhi jumlah listrik yang akan dihasilkan turbin. Pabrikan akan membantu Anda menentukan ketinggian menara yang Anda perlukan.

Perkiraan keluaran energi tahunan dari turbin angin (dalam kilowatt-jam per tahun) adalah cara terbaik untuk menentukan apakah turbin angin dan menara akan menghasilkan cukup listrik untuk memenuhi kebutuhan Anda.

Produsen turbin angin dapat membantu Anda memperkirakan produksi energi yang dapat Anda harapkan. Produsen akan menggunakan perhitungan berdasarkan faktor-faktor berikut:

• Kurva daya turbin angin tertentu
• Kecepatan angin tahunan rata-rata di lokasi Anda
• Tinggi menara yang Anda rencanakan untuk digunakan
• Distribusi frekuensi angin – perkiraan jumlah jam angin bertiup pada setiap kecepatan selama tahun rata-rata.

Produsen juga harus menyesuaikan perhitungan ini dengan ketinggian lokasi Anda.

Untuk mendapatkan perkiraan awal kinerja turbin angin tertentu, Anda dapat menggunakan rumus berikut:

AEO = 0,01328 D²Bahasa Indonesia: V³

Di mana:

• AEO = Output energi tahunan (kilowatt-jam/tahun)
• D = Diameter rotor, kaki
• V = Rata-rata kecepatan angin tahunan, mil per jam (mph), di lokasi Anda

Catatan: perbedaan antara daya dan energi adalah bahwa daya (kilowatt) adalah laju konsumsi listrik, sedangkan energi (kilowatt-jam) adalah kuantitas yang dikonsumsi.

Sistem energi angin kecil dapat dihubungkan ke sistem distribusi listrik. Sistem ini disebut sistem yang terhubung ke jaringan. Turbin angin yang terhubung ke jaringan dapat mengurangi konsumsi listrik yang dipasok oleh perusahaan listrik untuk penerangan, peralatan, dan pemanas listrik. Jika turbin tidak dapat menyalurkan jumlah energi yang Anda butuhkan, perusahaan listrik akan menanggung selisihnya. Jika sistem angin menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang dibutuhkan rumah tangga Anda, kelebihannya akan dikirim atau dijual ke perusahaan listrik.

Dengan jenis koneksi jaringan ini, turbin angin Anda akan beroperasi hanya saat jaringan utilitas tersedia. Selama pemadaman listrik, turbin angin harus dimatikan karena masalah keselamatan.

Sistem yang terhubung ke jaringan dapat menjadi praktis jika kondisi berikut terpenuhi:

• Anda tinggal di daerah dengan kecepatan angin tahunan rata-rata minimal 10 mil per jam (4,5 meter per detik).
• Listrik yang dipasok oleh perusahaan utilitas mahal di daerah Anda (sekitar 10–15 sen per kilowatt-jam).
• Persyaratan utilitas untuk menghubungkan sistem Anda ke jaringannya tidak terlalu mahal.

Ada insentif yang baik untuk penjualan kelebihan listrik atau pembelian turbin angin. Peraturan federal (khususnya, Undang-Undang Kebijakan Regulasi Utilitas Publik tahun 1978, atau PURPA) mengharuskan perusahaan utilitas untuk terhubung dengan dan membeli daya dari sistem energi angin kecil. Namun, Anda harus menghubungi perusahaan utilitas Anda sebelum terhubung ke jalur distribusinya untuk mengatasi masalah kualitas dan keamanan daya.

Perusahaan listrik Anda dapat memberi Anda daftar persyaratan untuk menghubungkan sistem Anda ke jaringan listrik. Untuk informasi lebih lanjut, lihatsistem energi rumah yang terhubung ke jaringan.

Tenaga angin dapat digunakan dalam sistem off-grid, yang juga disebut sistem stand-alone, yang tidak terhubung ke sistem distribusi listrik atau jaringan listrik. Dalam aplikasi ini, sistem listrik tenaga angin skala kecil dapat digunakan dalam kombinasi dengan komponen lain – termasuksistem listrik tenaga surya kecil– untuk menciptakan sistem tenaga hibrida. Sistem tenaga hibrida dapat menyediakan tenaga listrik yang andal di luar jaringan listrik untuk rumah, pertanian, atau bahkan seluruh komunitas (misalnya proyek perumahan bersama) yang jauh dari jaringan listrik terdekat.

Sistem listrik hibrida off-grid mungkin cocok bagi Anda jika hal-hal di bawah ini menggambarkan situasi Anda:

• Anda tinggal di daerah dengan kecepatan angin tahunan rata-rata minimal 9 mil per jam (4,0 meter per detik).
• Sambungan jaringan tidak tersedia atau hanya dapat dibuat melalui ekstensi yang mahal. Biaya pemasangan kabel listrik ke lokasi terpencil untuk terhubung dengan jaringan utilitas dapat menjadi mahal, berkisar antara $15.000 hingga lebih dari $50.000 per mil, tergantung pada medan.
• Anda ingin memperoleh kemandirian energi dari utilitas.
• Anda ingin menghasilkan tenaga bersih.

Untuk informasi lebih lanjut, lihat mengoperasikan sistem Anda di luar jaringan.