Apakah turbin angin menghasilkan lebih banyak listrik jika putarannya lebih cepat?
Sederhananya, turbin angin tidak menghasilkan lebih banyak listrik saat berputar lebih cepat. Turbin angin memiliki rentang kecepatan optimal yang jika dilampaui, turbin mungkin berhenti menghasilkan listrik atau efisiensinya menurun.
Berikut penjelasan rinci untuk Anda:
1. Sebelum kecepatan angin terukur: semakin cepat, semakin banyak (dalam rentang tertentu)
Ketika kecepatan angin meningkat dari nol, bilah generator mulai berputar, dan semakin cepat kecepatannya (kecepatan ujung bilah), semakin tinggi daya yang dihasilkan. Proses ini sesuai dengan intuisi kita.
2. Setelah mencapai kecepatan angin nominal: daya konstan, tidak lagi ditingkatkan.
Ini adalah poin terpenting. Setiap turbin angin memiliki daya nominal yang dirancang (misalnya 2 megawatt) dan kecepatan angin nominal (biasanya sekitar 12-15 meter per detik).
Ketika kecepatan angin mencapai kecepatan angin nominal, sistem kontrol akan secara aktif membatasi kecepatan bilah dan energi angin yang ditangkap dengan menyesuaikan sudut bilah (pitch) dan metode lainnya, sehingga menstabilkan pembangkitan daya pada daya nominal dan tidak lagi meningkatkannya.
Mengapa Anda melakukan ini? Untuk melindungi komponen-komponen penting seperti generator dan gearbox dari gaya mekanik berlebihan dan energi listrik yang dapat "terbakar". Akselerasi yang tidak terkendali dapat merusak peralatan secara serius.
3. Melebihi kecepatan angin batas: matikan daya secara aman, hentikan pembangkitan listrik.
Ketika kecepatan angin terlalu tinggi dan mencapai kecepatan angin batas (biasanya sekitar 25 meter per detik, setara dengan badai level 10), untuk mencegah beban angin ekstrem merusak struktur, sistem kontrol akan membuat bilah-bilah kipas berputar sepenuhnya (sejajar dengan arah angin seperti sayap pesawat), menyebabkan kipas berhenti berputar dan mengerem, dan pembangkitan daya akan menjadi nol.
Suplemen Utama: Efisiensi dan "Rasio Kecepatan Ujung"
Tujuan utama pembangkit listrik tenaga angin adalah efisiensi aerodinamis optimal, bukan hanya kecepatan tinggi. Efisiensi ini diukur dengan parameter yang disebut "rasio kecepatan ujung bilah" (rasio kecepatan ujung bilah terhadap kecepatan angin). Setiap desain bilah memiliki nilai rasio kecepatan ujung yang optimal, dan sistem kontrol berupaya mengoperasikan turbin angin pada titik optimal ini untuk memastikan konversi energi angin menjadi energi mekanik secara maksimal.
Jika kecepatannya terlalu tinggi, selain masalah keamanan peralatan, hal itu juga dapat menyebabkan penurunan efisiensi karena peningkatan turbulensi dan hambatan.
Metafora gambar
Anda bisa membayangkan turbin angin sebagai mobil dengan kontrol jelajah cerdas:
Tahap awal (angin sepoi-sepoi): Semakin besar putaran mesin (angin), semakin cepat kecepatan kendaraan (RPM), dan semakin banyak tenaga yang dihasilkan (pembangkit daya) untuk beroperasi secara alami.
Kecepatan jelajah di jalan raya (kecepatan angin nominal): Meskipun Anda menekan pedal gas dalam-dalam, kecepatan akan dibatasi hingga 120 kilometer per jam (daya nominal) oleh sistem elektronik untuk melindungi mesin dan mematuhi peraturan keselamatan.
Cuaca ekstrem (badai): Sistem cuaca akan memaksa Anda untuk menepi (memutus jalur parkir) dan menunggu cuaca membaik sebelum melanjutkan perjalanan.
Sebagai rangkuman:
Pembangkitan daya turbin angin meningkat seiring dengan kecepatan angin hingga mencapai daya nominalnya. Setelah itu, kecepatan dan daya akan dikontrol secara aktif untuk melindungi keselamatan peralatan dan menjaga keluaran yang stabil dan efisien. Oleh karena itu, 'lebih cepat, lebih banyak' hanya berlaku pada kecepatan angin rendah, sedangkan stabilitas dan keselamatan diutamakan pada kecepatan angin tinggi.
