Wind Energy

Tenaga angin atau energi angin adalah penggunaan angin untuk menyediakan tenaga mekanik melalui turbin angin untuk memutar generator listrik untuk tenaga listrik . Tenaga angin adalah sumber energi terbarukan yang populer, berkelanjutan , yang memiliki dampak yang jauh lebih kecil terhadap lingkungan dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil .

Ladang angin terdiri dari banyak turbin angin individu, yang terhubung ke jaringan transmisi tenaga listrik . Angin darat adalah sumber tenaga listrik yang murah, bersaing dengan, atau di banyak tempat lebih murah daripada, pembangkit listrik tenaga batu bara atau gas. Ladang angin darat memiliki dampak visual yang lebih besar pada lanskap daripada pembangkit listrik lainnya, karena pembangkit listrik tersebut perlu disebarkan di lebih banyak lahan dan perlu dibangun di daerah pedesaan, yang dapat mengarah pada "industrialisasi pedesaan"dan hilangnya habitat .

Angin lepas pantai lebih stabil dan lebih kuat daripada di darat dan pertanian lepas pantai memiliki dampak visual yang lebih sedikit, tetapi biaya konstruksi dan pemeliharaan jauh lebih tinggi. Peternakan angin darat kecil dapat memberi energi ke jaringan atau menyediakan daya ke lokasi off-grid yang terisolasi.

Tenaga angin adalah sumber energi intermiten , yang tidak dapat dikirim sesuai permintaan. Secara lokal, ini memberikan kekuatan variabel , yang konsisten dari tahun ke tahun tetapi sangat bervariasi dalam skala waktu yang lebih pendek. 

Oleh karena itu, harus digunakan dengan sumber daya lain untuk memberikan pasokan yang andal. Teknik manajemen daya seperti memiliki sumber daya yang dapat dikirim (seringkali pembangkit listrik berbahan bakar gas atau pembangkit listrik tenaga air ), kelebihan kapasitas, turbin yang didistribusikan secara geografis, mengekspor dan mengimpor daya ke daerah tetangga, penyimpanan jaringan , mengurangi permintaan saat produksi angin rendah, dan membatasisesekali kelebihan tenaga angin, digunakan untuk mengatasi masalah ini. 

Karena proporsi tenaga angin di suatu wilayah meningkat, sumber daya yang lebih konvensional diperlukan untuk mendukungnya, dan jaringan mungkin perlu ditingkatkan. Prakiraan cuaca memungkinkan jaringan tenaga listrik disiapkan untuk variasi produksi yang dapat diprediksi yang terjadi.

Pada tahun 2019, angin memasok 1430 TWh listrik, yang merupakan 5,3% dari pembangkit listrik di seluruh dunia, dengan kapasitas tenaga angin terpasang global mencapai lebih dari 651 GW, meningkat 10% dibandingkan 2018.

Energi angin

Energi angin adalah energi kinetik dari udara yang bergerak, disebut juga angin . Energi angin total yang mengalir melalui permukaan imajiner dengan luas A selama waktu t adalah:

di mana ρ adalah densitas udara ; v adalah kecepatan angin ; Avt adalah volume udara yang melewati A (yang dianggap tegak lurus terhadap arah angin); Oleh karena itu, Avt adalah massa m yang melalui "A". ½ ρv ² adalah energi kinetik dari udara yang bergerak per satuan volume.

Daya adalah energi per satuan waktu, sehingga kejadian tenaga angin pada A (misalnya sama dengan luas rotor turbin angin) adalah:

Tenaga angin di aliran udara terbuka dengan demikian sebanding dengan kekuatan ketiga dari kecepatan angin; daya yang tersedia meningkat delapan kali lipat ketika kecepatan angin berlipat ganda. Turbin angin untuk tenaga listrik jaringan, oleh karena itu, perlu sangat efisien pada kecepatan angin yang lebih besar.

Angin adalah pergerakan udara di permukaan bumi, dipengaruhi oleh daerah bertekanan tinggi dan bertekanan rendah. Energi kinetik angin global rata-rata sekitar 1,50 MJ/m ² selama periode 1979 hingga 2010, 1,31 MJ/m ² di Belahan Bumi Utara dengan 1,70 MJ/m ² di Belahan Bumi Selatan. Atmosfer bertindak sebagai mesin termal, menyerap panas pada suhu yang lebih tinggi, melepaskan panas pada suhu yang lebih rendah. Proses ini bertanggung jawab atas produksi energi kinetik angin pada laju 2,46 W/m ^{2 yang} menopang sirkulasi atmosfer terhadap disipasi gesekan.

Melalui penilaian sumber daya angin , dimungkinkan untuk memberikan perkiraan potensi tenaga angin secara global, menurut negara atau wilayah, atau untuk lokasi tertentu. Penilaian global potensi tenaga angin tersedia melalui Global Wind Atlas yang disediakan oleh Technical University of Denmark dalam kemitraan dengan Bank Dunia . 

Tidak seperti atlas sumber daya angin 'statis' yang memperkirakan rata-rata kecepatan angin dan kepadatan daya selama beberapa tahun, alat seperti Renewables.ninja menyediakan simulasi kecepatan angin dan output daya yang bervariasi dari waktu ke model turbin angin yang berbeda pada resolusi per jam. Lebih rinci, penilaian spesifik lokasi dari potensi sumber daya angin dapat diperoleh dari penyedia komersial spesialis, dan banyak dari pengembang angin yang lebih besar akan mempertahankan kemampuan pemodelan in-house.

Jumlah total daya yang dapat diekstraksi secara ekonomis yang tersedia dari angin jauh lebih banyak daripada penggunaan tenaga manusia saat ini dari semua sumber. Axel Kleidon dari Max Planck Institute di Jerman, melakukan perhitungan "top-down" tentang berapa banyak energi angin yang ada, dimulai dengan radiasi matahari yang masuk yang menggerakkan angin dengan menciptakan perbedaan suhu di atmosfer. Dia menyimpulkan bahwa antara 18 TW dan 68 TW dapat diekstraksi.

Cristina Archer dan Mark Z. Jacobson mempresentasikan perkiraan "bottom-up", yang tidak seperti Kleidon didasarkan pada pengukuran aktual kecepatan angin, dan menemukan bahwa ada 1700 TW tenaga angin pada ketinggian 100 meter (330 kaki) di atas tanah dan laut. Dari jumlah ini, "antara 72 dan 170 TW dapat diekstraksi dengan cara yang praktis dan hemat biaya". Mereka kemudian memperkirakan 80 TW.Namun, penelitian di Universitas Harvard memperkirakan rata-rata 1 watt/m ² dan kapasitas 2–10 MW/km ² untuk ladang angin skala besar, menunjukkan bahwa perkiraan total sumber daya angin global ini terlalu tinggi dengan faktor sekitar 4.

Kekuatan angin bervariasi, dan nilai rata-rata untuk lokasi tertentu tidak saja menunjukkan jumlah energi yang dapat dihasilkan turbin angin di sana.

Untuk menilai lokasi tenaga angin prospektif, fungsi distribusi probabilitas seringkali cocok dengan data kecepatan angin yang diamati.Lokasi yang berbeda akan memiliki distribusi kecepatan angin yang berbeda. Model Weibull sangat mencerminkan distribusi aktual kecepatan angin per jam/sepuluh menit di banyak lokasi. Faktor Weibull sering mendekati 2 dan oleh karena itu distribusi Rayleigh dapat digunakan sebagai model yang kurang akurat, tetapi lebih sederhana.

Peternakan angin / Wind Farm

Peternakan angin darat yang besar

Peternakan angin	Kapasitas ( MW )	Negara	referensi
Peternakan Angin Gansu	7.965	Cina
Peternakan angin Muppandal	1.500	India
Alta (Oak Creek-Mojave)	1.320	Amerika Serikat
Taman Angin Jaisalmer	1.064	India

Sebuah peternakan angin adalah sekelompok turbin angin di lokasi yang sama yang digunakan untuk produksi tenaga listrik. Sebuah peternakan angin besar dapat terdiri dari beberapa ratus turbin angin individu didistribusikan di wilayah yang luas. Turbin angin menggunakan sekitar 0,3 hektar lahan per MW,tetapi tanah di antara turbin dapat digunakan untuk pertanian atau tujuan lain. Misalnya, Gansu Wind Farm , ladang angin terbesar di dunia, memiliki beberapa ribu turbin. Sebuah peternakan angin juga dapat berlokasi di lepas pantai.

Hampir semua turbin angin besar memiliki desain yang sama — turbin angin sumbu horizontal memiliki rotor melawan angin dengan 3 bilah, dipasang pada nacelle di atas menara tubular yang tinggi.

Di ladang angin, masing-masing turbin saling terhubung dengan sistem pengumpulan daya tegangan menengah (seringkali 34,5 kV)dan jaringan komunikasi. Secara umum, jarak 7D (7 kali diameter rotor turbin angin) diatur antara masing-masing turbin di ladang angin yang dikembangkan sepenuhnya.Pada suatu gardu induk, arus listrik tegangan menengah ini dinaikkan tegangannya dengan trafo untuk penyambungan ke sistem transmisi tenaga listrik tegangan tinggi .

Karakteristik dan stabilitas generator

Generator induksi , yang sering digunakan untuk proyek tenaga angin pada 1980-an dan 1990-an, memerlukan daya reaktif untuk eksitasi , sehingga gardu listrik yang digunakan dalam sistem pengumpulan tenaga angin mencakup bank kapasitor yang substansial untuk koreksi faktor daya . 

Berbagai jenis generator turbin angin berperilaku berbeda selama gangguan jaringan transmisi, sehingga pemodelan ekstensif karakteristik elektromekanis dinamis dari ladang angin baru diperlukan oleh operator sistem transmisi untuk memastikan perilaku stabil yang dapat diprediksi selama kesalahan sistem (lihat perangkat lunak energi angin). Secara khusus, generator induksi tidak dapat mendukung tegangan sistem selama gangguan, tidak seperti generator sinkron yang digerakkan oleh turbin uap atau hidro.

Generator induksi tidak digunakan dalam turbin saat ini. Sebaliknya, sebagian besar turbin menggunakan generator kecepatan variabel yang dikombinasikan dengan konverter daya skala penuh atau parsial antara generator turbin dan sistem kolektor, yang umumnya memiliki sifat yang lebih diinginkan untuk interkoneksi jaringan dan memiliki kemampuan naik tegangan rendah .Konsep modern menggunakan mesin listrik yang diberi makan ganda dengan konverter skala parsial atau generator induksi sangkar-tupai atau generator sinkron (baik secara permanen dan elektrik) dengan konverter skala penuh.

Operator sistem transmisi akan memasok pengembang ladang angin dengan kode jaringan untuk menentukan persyaratan interkoneksi ke jaringan transmisi. Ini akan mencakup faktor daya , kekonstanan frekuensi , dan perilaku dinamis turbin ladang angin selama gangguan sistem.

Tenaga angin lepas pantai

Tenaga angin lepas pantai mengacu pada pembangunan ladang angin di perairan besar untuk menghasilkan tenaga listrik. Instalasi ini dapat memanfaatkan angin yang lebih sering dan kuat yang tersedia di lokasi ini dan memiliki dampak estetika yang lebih sedikit pada lanskap daripada proyek berbasis lahan. Namun, biaya konstruksi dan pemeliharaannya jauh lebih tinggi.

Siemens dan Vestas adalah pemasok turbin terkemuka untuk tenaga angin lepas pantai. rsted , Vattenfall , dan E.ON adalah operator lepas pantai terkemuka.Pada Oktober 2010, 3,16 GW kapasitas tenaga angin lepas pantai telah beroperasi, terutama di Eropa Utara. Kapasitas tenaga angin lepas pantai diharapkan mencapai total 75 GW di seluruh dunia pada tahun 2020, dengan kontribusi signifikan dari China dan AS. Investasi Inggris dalam pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai telah menghasilkan penurunan pesat penggunaan batubara sebagai sumber energi antara tahun 2012 dan 2017, serta penurunan penggunaan gas alam sebagai sumber energi pada tahun 2017.

Pada 2012, 1.662 turbin di 55 ladang angin lepas pantai di 10 negara Eropa menghasilkan 18 TWh, cukup untuk memberi daya pada hampir lima juta rumah tangga.Pada November 2021, Hornsea Wind Farm di Inggris Raya adalah ladang angin lepas pantai terbesar di dunia dengan 1.218 MW .

Pengumpulan dan jaringan transmisi

Di ladang angin , turbin individu saling berhubungan dengan sistem pengumpulan daya tegangan menengah (biasanya 34,5 kV) dan jaringan komunikasi. Pada suatu gardu induk, arus listrik tegangan menengah ini dinaikkan tegangannya dengan trafo untuk penyambungan ke sistem transmisi tenaga listrik tegangan tinggi .

Saluran transmisi diperlukan untuk membawa daya yang dihasilkan ke pasar (seringkali terpencil). Untuk stasiun lepas pantai, ini mungkin memerlukan kabel bawah laut. Konstruksi saluran tegangan tinggi yang baru mungkin terlalu mahal untuk sumber daya angin saja, tetapi lokasi pembangkit listrik tenaga angin dapat memanfaatkan saluran yang sudah dipasang untuk pembangkit bahan bakar konvensional.

Sumber daya tenaga angin tidak selalu terletak dekat dengan kepadatan penduduk yang tinggi. Ketika saluran transmisi menjadi lebih panjang, kerugian yang terkait dengan transmisi daya meningkat, karena mode kerugian pada panjang yang lebih rendah diperburuk dan mode kerugian baru tidak lagi dapat diabaikan karena panjangnya meningkat, sehingga lebih sulit untuk mengangkut beban besar melalui jarak yang jauh.

Ketika kapasitas transmisi tidak memenuhi kapasitas pembangkitan, ladang angin dipaksa untuk berproduksi di bawah potensi penuhnya atau berhenti beroperasi sama sekali, dalam proses yang dikenal sebagai pembatasan . Meskipun hal ini menyebabkan potensi pembangkit terbarukan yang belum dimanfaatkan, hal ini mencegah kemungkinan kelebihan jaringan atau risiko terhadap layanan yang andal.

Salah satu tantangan terbesar saat ini untuk integrasi jaringan tenaga angin di Amerika Serikat adalah perlunya mengembangkan jalur transmisi baru untuk membawa daya dari ladang angin, biasanya di negara bagian terpencil yang berpenduduk rendah di tengah negara karena ketersediaan angin, hingga tinggi. lokasi beban, biasanya di pantai di mana kepadatan penduduk lebih tinggi. Jalur transmisi saat ini di lokasi terpencil tidak dirancang untuk pengangkutan energi dalam jumlah besar. Namun, penolakan dari pemerintah negara bagian dan lokal membuat sulit untuk membangun jalur transmisi baru. 

Proyek transmisi daya multi-negara bagian tidak disarankan oleh negara bagian dengan tarif tenaga listrik murah karena takut mengekspor daya murah mereka akan menyebabkan kenaikan tarif. Undang-undang energi 2005 memberi wewenang kepada Departemen Energi untuk menyetujui proyek-proyek transmisi yang negara-negara bagian menolak untuk ditindaklanjuti, tetapi setelah upaya untuk menggunakan wewenang ini, Senat menyatakan bahwa departemen itu terlalu agresif dalam melakukannya. 

Masalah lain adalah bahwa perusahaan pembangkit listrik tenaga angin mengetahui setelah fakta bahwa kapasitas transmisi sebuah peternakan baru berada di bawah kapasitas pembangkitan, terutama karena aturan utilitas federal untuk mendorong instalasi energi terbarukan memungkinkan jalur pengumpan hanya memenuhi standar minimum.

Kapasitas dan produksi tenaga angin

Pada tahun 2019, angin memasok 1430 TWh listrik, yang merupakan 5,3% dari pembangkit listrik di seluruh dunia, dengan kapasitas tenaga angin terpasang global mencapai lebih dari 651 GW, meningkat 10% dibandingkan 2018. Tenaga angin memasok 15% dari listrik yang dikonsumsi di Eropa pada tahun 2019. Pada tahun 2015 terdapat lebih dari 200.000 turbin angin yang beroperasi, dengan total kapasitas papan nama 432 GW di seluruh dunia. Uni Eropa memiliki 100 GW kapasitas terpasang pada September 2012,sementara Amerika Serikat melampaui 75 GW pada tahun 2015 dan kapasitas terhubung ke jaringan China melewati 145 GW pada tahun 2015. Pada tahun 2015 tenaga angin merupakan 15,6% dari semua kapasitas pembangkit listrik terpasang di Uni Eropa dan menghasilkan sekitar 11,4% dari kekuatannya.

Kapasitas pembangkitan angin dunia lebih dari empat kali lipat antara tahun 2000 dan 2006, dua kali lipat setiap 3 tahun. Amerika Serikat mempelopori ladang angin dan memimpin dunia dalam kapasitas terpasang pada 1980-an dan 1990-an. Pada tahun 1997 kapasitas terpasang di Jerman melampaui Amerika Serikat dan memimpin sampai sekali lagi diambil alih oleh Amerika Serikat pada tahun 2008. Cina telah dengan cepat memperluas instalasi angin di akhir 2000-an dan melewati Amerika Serikat pada tahun 2010 untuk menjadi pemimpin dunia. Pada 2011, 83 negara di seluruh dunia menggunakan tenaga angin secara komersial.

Jumlah sebenarnya tenaga listrik yang dapat dihasilkan angin dihitung dengan mengalikan kapasitas papan nama dengan faktor kapasitas , yang bervariasi menurut peralatan dan lokasi. Estimasi faktor kapasitas untuk instalasi angin berkisar antara 35% hingga 44%.

Industri tenaga angin mencatat rekor baru pada tahun 2014 – lebih dari 50 GW kapasitas baru dipasang. Tahun pemecah rekor lainnya terjadi pada tahun 2015, dengan pertumbuhan pasar tahunan sebesar 22% yang menghasilkan angka 60 GW yang terlewati.Pada tahun 2015, hampir setengah dari semua tenaga angin baru ditambahkan di luar pasar tradisional di Eropa dan Amerika Utara. Ini sebagian besar dari konstruksi baru di Cina dan India. 

Angka Global Wind Energy Council (GWEC) menunjukkan bahwa tahun 2015 mencatat peningkatan kapasitas terpasang lebih dari 63 GW, sehingga total kapasitas energi angin terpasang menjadi 432,9 GW, naik dari 74 GW pada tahun 2006. Dari segi nilai ekonomi, energi angin sektor ini telah menjadi salah satu pemain penting di pasar energi, dengan total investasi mencapai US$ 329 miliar ( € 296,6 miliar), meningkat 4% dibandingkan 2014. ^[A]

Meskipun industri tenaga angin terkena dampak krisis keuangan global pada tahun 2009 dan 2010, GWEC memperkirakan bahwa kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga angin akan menjadi 792,1 GW pada akhir tahun 2020. dan 4.042 GW pada akhir tahun 2050.Peningkatan komisioning tenaga angin disertai dengan rekor harga rendah untuk tenaga listrik terbarukan yang akan datang. Dalam beberapa kasus, angin darat sudah menjadi pilihan pembangkit tenaga listrik termurah dan biayanya terus menurun. Kontrak harga untuk angin darat untuk beberapa tahun ke depan sekarang serendah US$30/MWh.

Di UE pada tahun 2015, 44% dari semua kapasitas pembangkit baru adalah tenaga angin; sementara pada periode yang sama kapasitas daya bahan bakar fosil bersih menurun.

Faktor kapasitas

Karena kecepatan angin tidak konstan, produksi energi tahunan ladang angin tidak pernah sebanyak jumlah peringkat papan nama generator dikalikan dengan total jam dalam setahun. Rasio produktivitas aktual dalam satu tahun dengan maksimum teoritis ini disebut faktor kapasitas . Faktor kapasitas tipikal adalah 15–50%; nilai di ujung atas kisaran dicapai di lokasi yang menguntungkan dan karena perbaikan desain turbin angin.^[B]

Data online tersedia untuk beberapa lokasi, dan faktor kapasitas dapat dihitung dari output tahunan. Misalnya, faktor kapasitas tenaga angin rata-rata nasional Jerman secara keseluruhan pada tahun 2012 hanya di bawah 17,5% (45.867 GW·h/thn / (29,9 GW × 24 × 366) = 0,1746), dan faktor kapasitas untuk ladang angin Skotlandia rata-rata 24% antara tahun 2008 dan 2010.

Tidak seperti pembangkit berbahan bakar, faktor kapasitas dipengaruhi oleh beberapa parameter, termasuk variabilitas angin di lokasi dan ukuran generator relatif terhadap daerah sapuan turbin. Sebuah generator kecil akan lebih murah dan mencapai faktor kapasitas yang lebih tinggi tetapi akan menghasilkan lebih sedikit tenaga listrik (dan dengan demikian lebih sedikit keuntungan) dalam angin kencang. Sebaliknya, generator besar akan lebih mahal tetapi menghasilkan sedikit daya ekstra dan, tergantung pada jenisnya, dapat mati pada kecepatan angin rendah. Jadi faktor kapasitas optimal sekitar 40-50% akan ditujukan.

Sebuah studi tahun 2008 yang dirilis oleh Departemen Energi AS mencatat bahwa faktor kapasitas instalasi angin baru meningkat seiring dengan peningkatan teknologi, dan memproyeksikan peningkatan lebih lanjut untuk faktor kapasitas di masa depan. Pada tahun 2010, departemen memperkirakan faktor kapasitas turbin angin baru pada tahun 2010 menjadi 45%. Faktor kapasitas rata-rata tahunan untuk pembangkitan angin di AS bervariasi antara 29,8% dan 34% selama periode 2010–2015.

Penetrasi

Penetrasi energi angin adalah fraksi energi yang dihasilkan oleh angin dibandingkan dengan total pembangkitan. Pangsa tenaga angin dari penggunaan listrik di seluruh dunia pada akhir 2018 adalah 4,8%, naik dari 3,5% pada tahun 2015.

Tidak ada tingkat penetrasi angin maksimum yang diterima secara umum. Batas untuk jaringan tertentu akan tergantung pada pembangkit yang ada, mekanisme harga, kapasitas penyimpanan energi , manajemen permintaan, dan faktor lainnya. Jaringan tenaga listrik yang saling terhubung sudah akan mencakup pembangkit cadangan dan kapasitas transmisi untuk memungkinkan kegagalan peralatan. 

Kapasitas cadangan ini juga dapat berfungsi untuk mengkompensasi berbagai pembangkit listrik yang dihasilkan oleh stasiun angin. Studi telah menunjukkan bahwa 20% dari total konsumsi energi listrik tahunan dapat digabungkan dengan sedikit kesulitan.Studi-studi ini dilakukan untuk lokasi dengan ladang angin yang tersebar secara geografis, beberapa tingkat energi yang dapat dikirim atau tenaga air dengan kapasitas penyimpanan, manajemen permintaan, dan saling terhubung ke area jaringan besar yang memungkinkan ekspor tenaga listrik bila diperlukan. Di luar tingkat 20%, ada beberapa batasan teknis, tetapi implikasi ekonomi menjadi lebih signifikan. Utilitas listrik terus mempelajari efek penetrasi skala besar pembangkit angin pada stabilitas sistem dan ekonomi. ^[C]

Angka penetrasi energi angin dapat ditentukan untuk durasi waktu yang berbeda tetapi sering dikutip setiap tahun. Untuk mendapatkan 100% dari angin setiap tahun memerlukan penyimpanan jangka panjang yang substansial atau interkoneksi substansial ke sistem lain yang mungkin sudah memiliki penyimpanan substansial. 

Pada basis bulanan, mingguan, harian, atau per jam—atau kurang—angin dapat memasok sebanyak atau lebih dari 100% penggunaan saat ini, dengan sisanya disimpan, diekspor, atau dibatasi. Industri musiman kemudian dapat mengambil keuntungan dari angin kencang dan waktu penggunaan yang rendah seperti pada malam hari ketika keluaran angin dapat melebihi permintaan normal. Industri tersebut mungkin termasuk produksi silikon, aluminium,baja, atau gas alam, dan hidrogen, dan menggunakan penyimpanan jangka panjang di masa depan untuk memfasilitasi energi 100% dari energi terbarukan yang bervariasi . Rumah juga dapat diprogram untuk menerima daya listrik tambahan sesuai permintaan, misalnya dengan menyalakan termostat pemanas air dari jarak jauh.

Variabilitas

Tenaga angin bervariasi, dan selama periode angin rendah, harus diganti dengan sumber tenaga lain. Jaringan transmisi saat ini mengatasi pemadaman pembangkit lain dan perubahan harian dalam permintaan listrik, tetapi variabilitas sumber daya intermiten seperti tenaga angin lebih sering daripada pembangkit listrik konvensional yang, ketika dijadwalkan untuk beroperasi, mungkin dapat memberikan kapasitas papan nama mereka sekitar 95% dari waktu.

Tenaga listrik yang dihasilkan dari tenaga angin dapat sangat bervariasi pada beberapa rentang waktu yang berbeda: setiap jam, setiap hari, atau musiman. Variasi tahunan juga ada tetapi tidak begitu signifikan. Karena pembangkitan dan konsumsi listrik seketika harus tetap seimbang untuk menjaga stabilitas jaringan, variabilitas ini dapat menghadirkan tantangan besar untuk menggabungkan sejumlah besar tenaga angin ke dalam sistem jaringan. Intermittency dan non dispatchable sifat produksi energi angin dapat meningkatkan biaya untuk regulasi, tambahan cadangan operasi , dan (pada tingkat penetrasi yang tinggi) bisa memerlukan peningkatan yang sudah ada manajemen permintaan energi , beban menumpahkan , solusi penyimpanan, atau sistem interkoneksi dengan HVDC kabel.

Fluktuasi beban dan kelonggaran untuk kegagalan unit pembangkit bahan bakar fosil yang besar memerlukan kapasitas cadangan operasi, yang dapat ditingkatkan untuk mengimbangi variabilitas pembangkitan angin.

Saat ini, sistem grid dengan penetrasi angin yang besar memerlukan sedikit peningkatan frekuensi penggunaan pembangkit listrik cadangan pemintalan gas alam untuk mencegah hilangnya daya listrik jika tidak ada angin. Pada penetrasi tenaga angin rendah, ini bukan masalah.

GE telah memasang prototipe turbin angin dengan baterai terpasang yang mirip dengan mobil listrik, setara dengan produksi 60 detik. Meskipun kapasitasnya kecil, itu cukup untuk menjamin bahwa output daya sesuai dengan perkiraan selama 15 menit, karena baterai digunakan untuk menghilangkan perbedaan daripada memberikan output penuh. Dalam kasus tertentu, peningkatan prediktabilitas dapat digunakan untuk mengambil penetrasi tenaga angin dari 20 menjadi 30 atau 40 persen. Biaya baterai dapat diperoleh kembali dengan menjual burst power on demand dan mengurangi kebutuhan cadangan dari pembangkit gas.

Di Inggris ada 124 kesempatan terpisah dari 2008 hingga 2010 ketika output angin negara itu turun menjadi kurang dari 2% dari kapasitas terpasang. Sebuah laporan tentang tenaga angin Denmark mencatat bahwa jaringan tenaga angin mereka menyediakan kurang dari 1% dari rata-rata permintaan pada 54 hari selama tahun 2002. 

Pendukung tenaga angin berpendapat bahwa periode angin sepoi-sepoi ini dapat ditangani dengan hanya memulai kembali pembangkit listrik yang ada yang telah disiapkan, atau menghubungkan dengan HVDC. Jaringan listrik dengan pembangkit listrik termal yang merespon lambat dan tanpa hubungan ke jaringan dengan pembangkit listrik tenaga air mungkin harus membatasi penggunaan tenaga angin.

Menurut penelitian Universitas Stanford tahun 2007 yang diterbitkan dalam Journal of Applied Meteorology and Climatology , menghubungkan sepuluh atau lebih ladang angin dapat memungkinkan rata-rata 33% dari total energi yang dihasilkan (yaitu sekitar 8% dari total kapasitas papan nama) untuk digunakan sebagai energi yang andal. , tenaga listrik beban dasar yang dapat diandalkan untuk menangani beban puncak, selama memenuhi kriteria minimum untuk kecepatan angin dan tinggi turbin.

Sebaliknya, pada hari yang sangat berangin, bahkan dengan tingkat penetrasi 16%, pembangkit listrik tenaga angin dapat melampaui semua sumber tenaga listrik lain di suatu negara. Di Spanyol, pada dini hari 16 April 2012 produksi tenaga angin mencapai persentase tertinggi dari produksi tenaga listrik hingga saat itu, yaitu 60,5% dari total permintaan. Di Denmark, yang memiliki penetrasi pasar tenaga listrik sebesar 30% pada tahun 2013, selama 90 jam, tenaga angin menghasilkan 100% tenaga negara, mencapai puncaknya pada 122% dari permintaan negara tersebut pada pukul 2 pagi pada tanggal 28 Oktober.

Forum Badan Energi Internasional tahun 2006 mempresentasikan biaya untuk mengelola intermittency sebagai fungsi dari bagian energi angin dari total kapasitas untuk beberapa negara, seperti yang ditunjukkan pada tabel di sebelah kanan. Tiga laporan tentang variabilitas angin di Inggris yang diterbitkan pada tahun 2009, umumnya setuju bahwa variabilitas angin perlu diperhitungkan dengan menambahkan 20% ke cadangan operasi, tetapi itu tidak membuat jaringan tidak terkendali. Biaya tambahan sederhana dapat diukur.

Kombinasi diversifikasi variabel energi terbarukan berdasarkan jenis dan lokasi, memperkirakan variasinya, dan mengintegrasikannya dengan energi terbarukan yang dapat dikirim, generator berbahan bakar fleksibel, dan respons permintaan dapat menciptakan sistem tenaga yang berpotensi memenuhi kebutuhan pasokan listrik secara andal. Mengintegrasikan tingkat energi terbarukan yang semakin tinggi berhasil ditunjukkan di dunia nyata:

Pada tahun 2009, delapan otoritas Amerika dan tiga Eropa, menulis dalam jurnal profesional insinyur listrik terkemuka, tidak menemukan "batas teknis yang kredibel dan tegas untuk jumlah energi angin yang dapat ditampung oleh jaringan tenaga listrik". Faktanya, tidak satu pun dari lebih dari 200 studi internasional, atau studi resmi untuk wilayah AS timur dan barat, maupun Badan Energi Internasional , telah menemukan biaya besar atau hambatan teknis untuk secara andal mengintegrasikan hingga 30% pasokan variabel terbarukan ke dalam jaringan, dan dalam beberapa penelitian lebih banyak lagi.

Tenaga surya cenderung bersifat komplementer dengan angin.Pada skala waktu harian hingga mingguan, daerah bertekanan tinggi cenderung membawa langit cerah dan angin permukaan rendah, sedangkan daerah bertekanan rendah cenderung lebih berangin dan berawan. Pada skala waktu musiman, energi matahari mencapai puncaknya di musim panas, sedangkan di banyak daerah energi angin lebih rendah di musim panas dan lebih tinggi di musim dingin. ^[D] 

Dengan demikian, variasi musiman tenaga angin dan matahari cenderung agak saling meniadakan.Pada tahun 2007, Institute for Solar Energy Supply Technology dari University of Kassel menguji coba pembangkit listrik gabungan yang menghubungkan solar, angin, biogas , dan penyimpanan hidro untuk menyediakan daya mengikuti beban sepanjang waktu dan sepanjang tahun, seluruhnya dari sumber terbarukan.

Prediktabilitas

Metode peramalan tenaga angin digunakan, tetapi prediktabilitas dari setiap ladang angin tertentu rendah untuk operasi jangka pendek. Untuk generator tertentu, ada kemungkinan 80% bahwa keluaran angin akan berubah kurang dari 10% dalam satu jam dan 40% kemungkinan akan berubah 10% atau lebih dalam 5 jam.

Namun, studi oleh Graham Sinden (2009) menunjukkan bahwa, dalam praktiknya, variasi ribuan turbin angin, yang tersebar di beberapa lokasi dan rezim angin yang berbeda, dihaluskan. Ketika jarak antar situs meningkat, korelasi antara kecepatan angin yang diukur di situs tersebut, menurun. ^[E]

Jadi, sementara output dari satu turbin dapat sangat bervariasi dan cepat karena kecepatan angin lokal bervariasi, karena lebih banyak turbin yang terhubung di area yang lebih besar dan lebih besar, output daya rata-rata menjadi kurang bervariasi dan lebih dapat diprediksi. Prakiraan cuaca memungkinkan jaringan tenaga listrik disiapkan untuk variasi produksi yang dapat diprediksi yang terjadi.

Tenaga angin hampir tidak pernah mengalami kegagalan teknis besar, karena kegagalan masing-masing turbin angin hampir tidak berpengaruh pada daya keseluruhan, sehingga tenaga angin yang didistribusikan dapat diandalkan dan dapat diprediksi,^{[ sumber tidak dapat diandalkan? ]} sedangkan generator konvensional, sementara jauh lebih sedikit variabel, dapat mengalami pemadaman besar yang tidak terduga.

Penyimpanan energi

Biasanya, pembangkit listrik tenaga air konvensional melengkapi tenaga angin dengan sangat baik. Saat angin bertiup kencang, stasiun pembangkit listrik tenaga air terdekat dapat menahan air untuk sementara waktu. Ketika angin turun mereka bisa, asalkan mereka memiliki kapasitas pembangkitan, dengan cepat meningkatkan produksi untuk mengimbanginya. Ini memberikan catu daya yang sangat merata dan hampir tidak ada kehilangan energi dan tidak menggunakan air lagi.

Sebagai alternatif, di mana kepala air yang sesuai tidak tersedia, pembangkit listrik tenaga air dengan pompa atau bentuk lain dari penyimpanan energi jaringan seperti penyimpanan energi udara terkompresi dan penyimpanan energi panas dapat menyimpan energi yang dikembangkan oleh periode angin kencang dan melepaskannya saat dibutuhkan. Jenis penyimpanan yang dibutuhkan tergantung pada tingkat penetrasi angin – penetrasi rendah membutuhkan penyimpanan harian, dan penetrasi tinggi membutuhkan penyimpanan jangka pendek dan panjang – selama satu bulan atau lebih. 

Energi yang tersimpan meningkatkan nilai ekonomi energi angin karena dapat dialihkan untuk menggantikan pembangkitan berbiaya lebih tinggi selama periode permintaan puncak. Potensi pendapatan dari arbitrase inidapat mengimbangi biaya dan kerugian penyimpanan. Misalnya, di Inggris, pabrik penyimpanan pompa Dinorwig 2 GW meratakan puncak permintaan listrik, dan memungkinkan pemasok beban dasar menjalankan pabrik mereka dengan lebih efisien. 

Meskipun sistem daya pompa-penyimpanan hanya sekitar 75% efisien, dan memiliki biaya pemasangan yang tinggi, biaya operasionalnya yang rendah dan kemampuannya untuk mengurangi beban dasar listrik yang diperlukan dapat menghemat bahan bakar dan biaya pembangkitan listrik total.

Di wilayah geografis tertentu, kecepatan angin puncak mungkin tidak sesuai dengan permintaan puncak tenaga listrik, baik di lepas pantai maupun di darat. Di negara bagian California dan Texas , misalnya, hari-hari yang panas di musim panas mungkin memiliki kecepatan angin yang rendah dan permintaan listrik yang tinggi karena penggunaan AC . 

Beberapa utilitas mensubsidi pembelian pompa panas panas bumi oleh pelanggan mereka, untuk mengurangi permintaan tenaga listrik selama bulan-bulan musim panas dengan membuat penyejuk udara hingga 70% lebih efisien;adopsi luas dari teknologi ini akan lebih sesuai dengan permintaan tenaga listrik untuk ketersediaan angin di daerah dengan musim panas yang panas dan angin musim panas yang rendah. 

Opsi masa depan yang memungkinkan adalah menghubungkan wilayah geografis yang tersebar luas dengan " jaringan super " HVDC . Di AS diperkirakan bahwa untuk meningkatkan sistem transmisi untuk menerima energi terbarukan yang direncanakan atau potensial akan menelan biaya setidaknya US$60 miliar, sedangkan nilai sosial dari tenaga angin tambahan akan lebih dari biaya itu.

Jerman memiliki kapasitas terpasang angin dan matahari yang dapat melebihi permintaan harian, dan telah mengekspor daya puncak ke negara-negara tetangga, dengan ekspor yang berjumlah sekitar 14,7 miliar kWh pada tahun 2012.Solusi yang lebih praktis adalah pemasangan kapasitas penyimpanan tiga puluh hari yang mampu memasok 80% dari permintaan, yang akan diperlukan ketika sebagian besar energi Eropa diperoleh dari tenaga angin dan tenaga surya. Sama seperti UE yang mewajibkan negara-negara anggota untuk mempertahankan cadangan strategis minyak selama 90 hari , dapat diharapkan bahwa negara-negara akan menyediakan penyimpanan tenaga listrik, alih-alih berharap menggunakan tetangga mereka untuk pengukuran bersih.

Kredit kapasitas, penghematan bahan bakar, dan pengembalian energi

Kredit kapasitas angin diperkirakan dengan menentukan kapasitas pembangkit konvensional yang digantikan oleh tenaga angin, sambil mempertahankan tingkat keamanan sistem yang sama.Menurut Asosiasi Energi Angin Amerika , produksi tenaga angin di Amerika Serikat pada tahun 2015 menghindari konsumsi 280 juta meter kubik (73 miliar galon AS) air dan mengurangi CO
2 emisi sebesar 132 juta metrik ton, sekaligus memberikan penghematan kesehatan masyarakat sebesar US$7,3 miliar.

Energi yang dibutuhkan untuk membangun ladang angin dibagi menjadi total output selama hidupnya, Pengembalian Energi atas Energi yang Diinvestasikan , tenaga angin bervariasi tetapi rata-rata sekitar 20–25. Dengan demikian, waktu pengembalian energi biasanya sekitar satu tahun.

Ekonomi

Angin darat adalah sumber tenaga listrik yang murah, bersaing dengan atau di banyak tempat lebih murah daripada pembangkit listrik tenaga batu bara atau gas.Menurut BusinessGreen , turbin angin mencapai paritas jaringan (titik di mana biaya tenaga angin sesuai dengan sumber tradisional) di beberapa wilayah Eropa pada pertengahan 2000-an, dan di AS sekitar waktu yang sama. 

Penurunan harga terus mendorong biaya Levelized turun dan telah disarankan bahwa itu telah mencapai paritas jaringan umum di Eropa pada tahun 2010, dan akan mencapai titik yang sama di AS sekitar tahun 2016 karena pengurangan yang diharapkan dalam biaya modal sekitar 12%.Menurut PolitiFact , sulit untuk memprediksi apakah tenaga angin akan tetap bertahan di Amerika Serikat tanpa subsidi.Pada bulan Maret 2021, CEO Siemens Gamesa memperingatkan bahwa peningkatan permintaan yang tinggi untuk turbin angin berbiaya rendah dikombinasikan dengan biaya input yang tinggi dan biaya baja yang tinggi mengakibatkan peningkatan tekanan pada manufaktur dan penurunan margin keuntungan.

Biaya dan tren tenaga listrik

enaga angin adalah padat modal tetapi tidak memiliki biaya bahan bakar. Oleh karena itu, harga tenaga angin jauh lebih stabil daripada harga sumber bahan bakar fosil yang fluktuatif.Biaya marginal energi angin setelah stasiun dibangun biasanya kurang dari 1 sen per kW·h.

Total biaya terpasang rata-rata global untuk tenaga angin darat pada tahun 2017 adalah $1477 per kW, dan $4239 per kW untuk lepas pantai, tetapi dengan variasi yang luas dalam kedua kasus tersebut.

Namun, perkiraan biaya rata-rata per unit tenaga listrik harus memasukkan biaya konstruksi turbin dan fasilitas transmisi, dana pinjaman, pengembalian kepada investor (termasuk biaya risiko), perkiraan produksi tahunan, dan komponen lainnya, yang dirata-ratakan selama proyeksi. masa manfaat peralatan, yang mungkin lebih dari 20 tahun. Perkiraan biaya energi sangat bergantung pada asumsi ini sehingga angka biaya yang dipublikasikan dapat berbeda secara substansial. 

Pada tahun 2004, biaya energi angin 1/5 dari apa yang dilakukannya pada tahun 1980-an, dan beberapa memperkirakan bahwa tren penurunan akan terus berlanjut karena turbin multi-megawatt yang lebih besar diproduksi secara massal. Pada tahun 2012 biaya modal untuk turbin angin jauh lebih rendah dari tahun 2008–2010 tetapi masih di atas tingkat tahun 2002. 

Laporan Asosiasi Energi Angin Inggris memberikan rata-rata biaya pembangkitan tenaga angin darat sekitar 3 pence (antara US 5 dan 6 sen) per kW·h (2005). Biaya per unit energi yang dihasilkan diperkirakan pada tahun 2006 menjadi 5 hingga 6 persen di atas biaya kapasitas pembangkit baru di AS untuk batu bara dan gas alam: biaya angin diperkirakan $56 per MW·h, batu bara $53/MW·h dan gas alam seharga $53. 

Hasil perbandingan serupa dengan gas alam diperoleh dalam studi pemerintah di Inggris pada tahun 2011.Pada tahun 2011 listrik dari turbin angin bisa lebih murah daripada pembangkit listrik tenaga fosil atau nuklir; juga diharapkan bahwa tenaga angin akan menjadi bentuk pembangkit energi termurah di masa depan.Kehadiran energi angin, bahkan ketika disubsidi, dapat mengurangi biaya bagi konsumen (€5 miliar/tahun di Jerman) dengan mengurangi harga marjinal, dengan meminimalkan penggunaan pembangkit listrik peaking yang mahal .

Sebuah studi UE 2012 menunjukkan biaya dasar tenaga angin darat yang mirip dengan batu bara ketika subsidi dan eksternalitas diabaikan. Tenaga angin memiliki beberapa biaya eksternal terendah.

Pada Februari 2013 Bloomberg New Energy Finance (BNEF) melaporkan bahwa biaya pembangkitan tenaga listrik dari pembangkit listrik tenaga angin baru lebih murah daripada pembangkit listrik batu bara atau gas beban dasar baru. Ketika memasukkan skema penetapan harga karbon pemerintah federal Australia saat ini, pemodelan mereka memberikan biaya (dalam dolar Australia) sebesar $80/MWh untuk pembangkit listrik tenaga angin baru, $143/MWh untuk pembangkit listrik batu bara baru, dan $116/MWh untuk pembangkit listrik beban dasar baru. 

Pemodelan juga menunjukkan bahwa "bahkan tanpa harga karbon (cara paling efisien untuk mengurangi emisi di seluruh ekonomi) energi angin adalah 14% lebih murah daripada batu bara baru dan 18% lebih murah daripada gas baru." Bagian dari biaya yang lebih tinggi untuk pembangkit batubara baru adalah karena biaya pinjaman keuangan yang tinggi karena "kerusakan reputasi investasi intensif emisi". 

Biaya pembangkit berbahan bakar gas sebagian disebabkan oleh efek "pasar ekspor" pada harga lokal. Biaya produksi dari pembangkit listrik tenaga batu bara built-in "tahun 1970-an dan 1980-an" lebih murah daripada sumber energi terbarukan karena depresiasi.Pada tahun 2015 BNEF menghitung biaya listrik yang diratakan (LCOE) per MWh di pembangkit listrik baru (tidak termasuk biaya karbon): $85 untuk angin darat ($175 untuk lepas pantai), $66–75 untuk batu bara di Amerika ($82–105 di Eropa), gas $80–100.

Sebuah studi tahun 2014 menunjukkan biaya LCOE yang tidak disubsidi antara $37–81, tergantung pada wilayahnya.Laporan DOE AS tahun 2014 menunjukkan bahwa dalam beberapa kasus, harga perjanjian pembelian listrik untuk tenaga angin telah turun ke rekor terendah $23,5/MWh.

Biaya telah berkurang karena teknologi turbin angin telah meningkat. Sekarang ada bilah turbin angin yang lebih panjang dan lebih ringan, peningkatan kinerja turbin, dan peningkatan efisiensi pembangkit listrik. Juga, biaya belanja modal proyek angin dan biaya pemeliharaan terus menurun. Misalnya, industri angin di AS pada awal 2014 mampu menghasilkan lebih banyak daya dengan biaya lebih rendah dengan menggunakan turbin angin yang lebih tinggi dengan bilah yang lebih panjang, menangkap angin yang lebih cepat di ketinggian yang lebih tinggi. 

Ini telah membuka peluang baru dan di Indiana, Michigan, dan Ohio, harga listrik dari turbin angin yang dibangun 90–120 meter (300–400 kaki) di atas tanah sejak 2014 dapat bersaing dengan bahan bakar fosil konvensional seperti batu bara. Harga telah turun menjadi sekitar 4 sen per kilowatt-jam dalam beberapa kasus dan utilitas telah meningkatkan jumlah energi angin dalam portofolio mereka, mengatakan itu adalah pilihan termurah mereka.

Beberapa inisiatif bekerja untuk mengurangi biaya tenaga listrik dari angin lepas pantai. Salah satu contohnya adalah Carbon Trust Offshore Wind Accelerator, sebuah proyek industri bersama, yang melibatkan sembilan pengembang angin lepas pantai, yang bertujuan untuk mengurangi biaya angin lepas pantai sebesar 10% pada tahun 2015. Telah disarankan bahwa inovasi dalam skala besar dapat menghasilkan biaya 25% pengurangan angin lepas pantai pada tahun 2020. 

Henrik Stiesdal , mantan Chief Technical Officer di Siemens Wind Power, telah menyatakan bahwa pada tahun 2025 energi dari angin lepas pantai akan menjadi salah satu solusi terukur dan termurah di Inggris, dibandingkan dengan sumber energi terbarukan dan bahan bakar fosil lainnya jika biaya sebenarnya bagi masyarakat adalah diperhitungkan dalam biaya persamaan energi. Dia menghitung biaya pada saat itu menjadi 43 EUR/MWh untuk darat, dan 72 EUR/MWh untuk angin lepas pantai.

Pada bulan Agustus 2017, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional (NREL) Departemen Energi menerbitkan laporan baru tentang pengurangan 50% dalam biaya tenaga angin pada tahun 2030. NREL diharapkan mencapai kemajuan dalam desain, bahan, dan kontrol turbin angin untuk membuka kinerja perbaikan dan pengurangan biaya. 

Menurut surveyor internasional, studi ini menunjukkan bahwa pemotongan biaya diproyeksikan berfluktuasi antara 24% dan 30% pada tahun 2030. Dalam kasus yang lebih agresif, para ahli memperkirakan pengurangan biaya hingga 40% jika program penelitian dan pengembangan dan teknologi menghasilkan tambahan efisiensi.

Pada tahun 2018 sebuah studi Lazard menemukan bahwa "Biaya rendah yang diratakan dari energi yang dihasilkan angin darat adalah $29/MWh, dibandingkan dengan biaya marjinal ilustratif rata-rata sebesar $36/MWh untuk batubara", dan mencatat bahwa biaya rata-rata telah turun sebesar 7% dalam setahun.

Insentif dan manfaat komunitas

Industri angin di Amerika Serikat menghasilkan puluhan ribu pekerjaan dan miliaran dolar kegiatan ekonomi. Proyek angin memberikan pajak lokal, atau pembayaran sebagai pengganti pajak dan memperkuat ekonomi masyarakat pedesaan dengan memberikan pendapatan kepada petani dengan turbin angin di tanah mereka. 

Energi angin di banyak yurisdiksi menerima dukungan keuangan atau lainnya untuk mendorong perkembangannya. Energi angin mendapat manfaat dari subsidi di banyak yurisdiksi, baik untuk meningkatkan daya tariknya atau untuk mengkompensasi subsidi yang diterima oleh bentuk produksi lain yang memiliki eksternalitas negatif yang signifikan.

Di AS, tenaga angin menerima kredit pajak produksi (PTC) sebesar 2¢/kWh dalam dolar 1993 untuk setiap kW·h yang diproduksi, selama 10 tahun pertama; pada 2¢ per kW·h pada 2012, kredit diperbarui pada 2 Januari 2012, termasuk konstruksi yang dimulai pada 2013. Kredit pajak 30% dapat diterapkan alih-alih menerima PTC. 

Manfaat pajak lainnya adalah penyusutan yang dipercepat . Banyak negara bagian Amerika juga memberikan insentif, seperti pembebasan pajak properti, pembelian yang diamanatkan, dan pasar tambahan untuk " kredit hijau ".Energy Improvement and Extension Act of 2008 berisi perpanjangan kredit untuk angin, termasuk mikroturbin. 

Negara-negara seperti Kanada dan Jerman juga memberikan insentif untuk konstruksi turbin angin, seperti kredit pajak atau harga pembelian minimum untuk pembangkit listrik tenaga angin, dengan akses jaringan yang terjamin (kadang-kadang disebut sebagai feed-in tariff ). Tarif feed-in ini biasanya ditetapkan jauh di atas harga rata-rata tenaga listrik. Pada bulan Desember 2013 Senator AS Lamar Alexander dan senator Republik lainnya berpendapat bahwa "kredit pajak produksi energi angin harus dibiarkan berakhir pada akhir 2013" dan itu berakhir 1 Januari 2014 untuk instalasi baru.

Kekuatan pasar sekunder juga memberikan insentif bagi bisnis untuk menggunakan tenaga angin, bahkan jika ada harga premium untuk listrik . Misalnya, produsen yang bertanggung jawab secara sosial membayar perusahaan utilitas dengan harga premium yang digunakan untuk mensubsidi dan membangun infrastruktur tenaga angin baru. 

Perusahaan menggunakan tenaga angin, dan sebagai imbalannya, mereka dapat mengklaim bahwa mereka melakukan upaya "hijau" yang kuat. Di AS, organisasi Green-e memantau kepatuhan bisnis dengan kredit energi terbarukan ini. Harga turbin telah turun secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir karena kondisi persaingan yang lebih ketat seperti peningkatan penggunaan lelang energi, dan penghapusan subsidi di banyak pasar. Misalnya, Vestas , produsen turbin angin, yang turbin darat terbesarnya dapat memompa 4,2 megawatt daya, cukup untuk menyediakan listrik ke sekitar 5.000 rumah, telah melihat harga turbinnya turun dari €950.000 per megawatt pada akhir 2016, menjadi sekitar € 800.000 per megawatt pada kuartal ketiga 2017.

Tenaga angin skala kecil

Tenaga angin skala kecil adalah nama yang diberikan untuk sistem pembangkit listrik tenaga angin dengan kapasitas untuk menghasilkan daya listrik hingga 50 kW.Komunitas terpencil, yang mungkin mengandalkan generator diesel , dapat menggunakan turbin angin sebagai alternatif. Individu dapat membeli sistem ini untuk mengurangi atau menghilangkan ketergantungan mereka pada tenaga listrik jaringan karena alasan ekonomi, atau untuk mengurangi jejak karbon mereka . Turbin angin telah digunakan untuk pembangkit listrik rumah tangga dalam hubungannya dengan penyimpanan baterai selama beberapa dekade di daerah terpencil.

Contoh terbaru dari proyek tenaga angin skala kecil di lingkungan perkotaan dapat ditemukan di New York City , di mana, sejak 2009, beberapa proyek bangunan telah menutup atapnya dengan turbin angin heliks tipe Gorlov . Meskipun energi yang mereka hasilkan kecil dibandingkan dengan konsumsi keseluruhan bangunan, mereka membantu memperkuat kredensial 'hijau' bangunan dengan cara yang tidak dapat "menunjukkan ketel berteknologi tinggi Anda" kepada orang-orang, dengan beberapa proyek juga menerima dukungan langsung dari yang New York Penelitian Energi Negara dan Development Authority .

Turbin angin domestik yang terhubung ke jaringan dapat menggunakan penyimpanan energi jaringan , sehingga menggantikan daya listrik yang dibeli dengan daya yang diproduksi secara lokal bila tersedia. Kelebihan daya yang dihasilkan oleh mikrogenerator domestik dapat, di beberapa yurisdiksi, dimasukkan ke dalam jaringan dan dijual ke perusahaan utilitas, menghasilkan kredit ritel untuk pemilik mikrogenerator untuk mengimbangi biaya energi mereka.

Pengguna sistem off-grid dapat beradaptasi dengan daya intermiten atau menggunakan baterai, fotovoltaik , atau sistem diesel untuk melengkapi turbin angin. Peralatan seperti meteran parkir, rambu peringatan lalu lintas, penerangan jalan, atau gateway Internet nirkabel dapat ditenagai oleh turbin angin kecil, mungkin dikombinasikan dengan sistem fotovoltaik, yang mengisi baterai kecil menggantikan kebutuhan akan koneksi ke jaringan listrik.

Sebuah studi Carbon Trust tentang potensi energi angin skala kecil di Inggris, yang diterbitkan pada 2010, menemukan bahwa turbin angin kecil dapat menyediakan hingga 1,5 terawatt-jam (TW·h) per tahun tenaga listrik (0,4% dari total Inggris konsumsi daya listrik), menghemat 600.000 ton karbon dioksida (Mt CO ₂ ) penghematan emisi. Ini didasarkan pada asumsi bahwa 10% rumah tangga akan memasang turbin dengan biaya yang bersaing dengan tenaga listrik jaringan, sekitar 12 pence (US 19 sen) per kW·h.

Sebuah laporan yang disiapkan untuk Energy Saving Trust yang disponsori pemerintah Inggris pada tahun 2006, menemukan bahwa berbagai jenis generator listrik rumah dapat menyediakan 30 hingga 40% dari kebutuhan tenaga listrik negara itu pada tahun 2050.

Generasi yang didistribusikan dari sumber daya terbarukan meningkat sebagai konsekuensi dari meningkatnya kesadaran akan perubahan iklim . Antarmuka elektronik yang diperlukan untuk menghubungkan unit pembangkit terbarukan dengan sistem utilitas dapat mencakup fungsi tambahan, seperti penyaringan aktif untuk meningkatkan kualitas daya.

Efek lingkungan

Dampak lingkungan dari tenaga angin dianggap relatif kecil dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Menurut IPCC , dalam penilaian siklus hidup emisi gas rumah kaca dari sumber energi , turbin angin memiliki nilai median 12 dan 11 ( g CO
2eq / kWh ) masing-masing untuk turbin lepas pantai dan darat. Dibandingkan dengan sumber daya rendah karbon lainnya, turbin angin memiliki beberapa potensi pemanasan global terendah per unit energi listrik yang dihasilkan.

Ladang angin darat dapat memiliki dampak visual yang signifikan dan berdampak pada lanskap. Jaringan turbin, jalan akses, saluran transmisi, dan gardu mereka dapat mengakibatkan "penggembungan energi".

Karena kepadatan daya permukaan yang sangat rendah dan persyaratan jarak tertentu, ladang angin biasanya perlu menutupi lebih banyak lahan dan lebih tersebar daripada pembangkit listrik lainnya. Misalnya, untuk menggerakkan banyak kota besar dengan tenaga angin saja akan membutuhkan pembangunan ladang angin setidaknya sebesar kota itu sendiri. Namun, lahan antara turbin dan jalan masih bisa digunakan untuk pertanian. 

Selain perlu disebar di lebih banyak lahan, mereka juga perlu dibangun jauh dari kepadatan penduduk. Peternakan angin biasanya dibangun di daerah liar dan pedesaan, yang dapat mengarah pada "industrialisasi pedesaan".Sebuah laporan oleh Mountaineering Council of Scotland menyimpulkan bahwa ladang angin merusak pariwisata di daerah yang terkenal dengan pemandangan alam dan panoramanya.Turbin angin juga menghasilkan kebisingan. 

Pada jarak perumahan 300 meter (980 kaki) ini mungkin sekitar 45 dB, yang sedikit lebih keras daripada lemari es. Pada jarak 1,5 km (1 mil) mereka menjadi tidak terdengar. Ada laporan anekdot tentang efek kesehatan negatif dari kebisingan pada orang yang tinggal sangat dekat dengan turbin angin. Penelitian peer-review umumnya tidak mendukung klaim ini.

Hilangnya habitat dan fragmentasi habitat adalah dampak terbesar dari ladang angin pada satwa liar. Skala dampak ekologis mungkin atau mungkin tidaksignifikan, tergantung pada keadaan tertentu. Selain itu, masalah ini dapat dikurangi jika pemantauan dan strategi mitigasi yang tepat diterapkan.

Pencegahan dan mitigasi kematian satwa liar, dan perlindungan rawa gambut ,mempengaruhi penempatan dan pengoperasian turbin angin. Efek lain dari peternakan angin pada satwa liar adalah kematian burung. Ribuan burung, termasuk spesies langka, terbunuh oleh bilah turbin angin,meskipun turbin angin berkontribusi relatif tidak signifikan terhadap kematian unggas antropogenik. 

Peternakan angin dan pembangkit listrik tenaga nuklir bertanggung jawab atas antara 0,3 dan 0,4 kematian burung per gigawatt-jam (GWh) listrik sementara pembangkit listrik berbahan bakar fosil bertanggung jawab atas sekitar 5,2 kematian per GWh. Pada tahun 2009, untuk setiap burung yang dibunuh oleh turbin angin di AS, hampir 500.000 dibunuh oleh kucing dan 500.000 lainnya oleh bangunan. 

Sebagai perbandingan, generator berbahan bakar batubara konvensional berkontribusi lebih signifikan terhadap kematian burung, dengan pembakaran ketika terperangkap dalam cerobong asap dan dengan keracunan dengan produk sampingan emisi (termasuk partikulat dan logam berat melawan angin dari gas buang)

Sebelum tahun 2019, banyak bilah turbin angin dibuat dari fiberglass dengan desain yang hanya memberikan masa pakai 10 hingga 20 tahun. Mengingat teknologi yang tersedia, pada Februari 2018, tidak ada pasar untuk mendaur ulang pisau tua ini,dan mereka biasanya dibuang di tempat pembuangan sampah. Karena bilah dirancang untuk berongga, bilahnya mengambil volume yang besar dibandingkan dengan massanya. Oleh karena itu, operator TPA mulai mewajibkan operator untuk menghancurkan blade sebelum dapat ditimbun.

Angkatan Udara dan Angkatan Laut Amerika Serikat telah menyatakan keprihatinan bahwa penempatan turbin angin besar di dekat pangkalan "akan berdampak negatif pada radar sampai-sampai pengontrol lalu lintas udara akan kehilangan lokasi pesawat."

Politik

Pemerintah pusat

Tenaga nuklir dan bahan bakar fosil yang disubsidi oleh banyak pemerintah , dan tenaga angin dan bentuk lain dari energi terbarukan juga sering disubsidi. Sebagai contoh, sebuah studi tahun 2009 oleh Environmental Law Institutemenilai ukuran dan struktur subsidi energi AS selama periode 2002-2008. Studi tersebut memperkirakan bahwa subsidi untuk sumber berbasis bahan bakar fosil berjumlah sekitar $72 miliar selama periode ini dan subsidi untuk sumber bahan bakar terbarukan berjumlah $29 miliar. 

Di Amerika Serikat, pemerintah federal telah membayar US $ 74 miliar untuk subsidi energi untuk dukungan R & D untuk tenaga nuklir ($ 50 miliar) dan bahan bakar fosil ($ 24 miliar) dari tahun 1973 hingga 2003. Selama rentang waktu yang sama, energi terbarukan teknologi dan efisiensi energi menerima total US$26 miliar. Pergeseran subsidi telah diusulkan untuk membantu menyamakan kedudukan dan mendukung pertumbuhan sektor energi, yaitu tenaga surya, tenaga angin, dan biofuel . Sejarah menunjukkan bahwa tidak ada sektor energi yang dikembangkan tanpa subsidi.

Menurut Badan Energi Internasional (IEA) (2011), subsidi energi secara artifisial menurunkan harga energi yang dibayarkan oleh konsumen, menaikkan harga yang diterima oleh produsen atau menurunkan biaya produksi. "Biaya subsidi bahan bakar fosil umumnya lebih besar daripada manfaatnya. Subsidi untuk energi terbarukan dan teknologi energi rendah karbon dapat membawa manfaat ekonomi dan lingkungan jangka panjang". 

Pada bulan November 2011, sebuah laporan IEA berjudul Deploying Renewables 2011 mengatakan: "subsidi dalam teknologi energi hijau yang belum kompetitif dibenarkan untuk memberikan insentif untuk berinvestasi ke dalam teknologi dengan manfaat keamanan lingkungan dan energi yang jelas". Laporan IEA tidak setuju dengan klaim bahwa teknologi energi terbarukan hanya dapat bertahan melalui subsidi yang mahal dan tidak mampu menghasilkan energi yang andal untuk memenuhi permintaan.

Namun, pandangan IEA tidak diterima secara universal. Antara 2010 dan 2016, subsidi untuk angin berkisar antara 1¢ dan 6¢ per kWh. Subsidi untuk batu bara, gas alam, dan nuklir semuanya antara 0,05¢ dan 0,2¢ per kWh tahun secara keseluruhan. Pada basis per-kWh, angin disubsidi 50 kali lipat dari sumber tradisional.

Di Amerika Serikat, industri tenaga angin baru-baru ini meningkatkan upaya lobinya secara signifikan, menghabiskan sekitar $5 juta pada tahun 2009 setelah bertahun-tahun relatif tidak jelas di Washington. Sebagai perbandingan, industri nuklir AS sendiri menghabiskan lebih dari $650 juta untuk upaya lobi dan kontribusi kampanye selama 10 tahun yang berakhir pada 2008.

Setelah kecelakaan nuklir Jepang 2011 , pemerintah federal Jerman sedang mengerjakan rencana baru untuk meningkatkan efisiensi energi dan komersialisasi energi terbarukan , dengan fokus khusus pada ladang angin lepas pantai. Berdasarkan rencana, turbin angin besar akan didirikan jauh dari garis pantai, di mana angin bertiup lebih konsisten daripada di darat, dan di mana turbin besar tidak akan mengganggu penduduk. Rencana tersebut bertujuan untuk mengurangi ketergantungan Jerman pada energi yang berasal dari pembangkit listrik tenaga batu bara dan nuklir.

Opini publik

Anggota kelompok lingkungan lebih mendukung tenaga angin (74%) dan juga lebih menentang (24%). Sedikit yang ragu-ragu.

Survei sikap publik di seluruh Eropa dan di banyak negara lain menunjukkan dukungan publik yang kuat untuk tenaga angin. Sekitar 80% warga Uni Eropa mendukung tenaga angin. 

Di Jerman , di mana tenaga angin telah memperoleh penerimaan sosial yang sangat tinggi, ratusan ribu orang telah berinvestasi di ladang angin warga di seluruh negeri dan ribuan usaha kecil dan menengah menjalankan bisnis yang sukses di sektor baru yang pada tahun 2008 mempekerjakan 90.000 orang dan menghasilkan 8% dari tenaga listrik Jerman.

Bakker dkk. (2012) menemukan dalam studi mereka bahwa ketika penduduk tidak ingin turbin ditempatkan oleh mereka, gangguan mereka secara signifikan lebih tinggi daripada "yang mendapat manfaat ekonomi dari turbin angin, proporsi orang yang agak atau sangat terganggu secara signifikan lebih rendah".

Meskipun tenaga angin adalah bentuk pembangkit energi yang populer, pembangunan ladang angin tidak diterima secara universal, seringkali karena alasan estetika .^{[ kutipan berlebihan ]}

Di Spanyol , dengan beberapa pengecualian, ada sedikit penentangan terhadap pemasangan taman angin pedalaman. Namun, proyek untuk membangun taman lepas pantai lebih kontroversial. Secara khusus, proposal pembangunan fasilitas produksi tenaga angin lepas pantai terbesar di dunia di barat daya Spanyol di pantai Cádiz , di tempat Pertempuran Trafalgar 1805 telah bertemu dengan oposisi yang kuat yang takut untuk pariwisata dan perikanan di daerah tersebut, dan karena daerah itu adalah kuburan perang.

Dalam survei yang dilakukan oleh Angus Reid Strategies pada Oktober 2007, 89 persen responden mengatakan bahwa menggunakan sumber energi terbarukan seperti angin atau tenaga surya adalah positif bagi Kanada karena sumber ini lebih baik bagi lingkungan. Hanya 4 persen yang menganggap penggunaan sumber terbarukan sebagai hal yang negatif karena tidak dapat diandalkan dan mahal. 

Menurut survei Saint Consulting pada bulan April 2007, tenaga angin adalah sumber energi alternatif yang paling mungkin mendapatkan dukungan publik untuk pembangunan masa depan di Kanada, dengan hanya 16% yang menentang jenis energi ini. Sebaliknya, 3 dari 4 orang Kanada menentang pengembangan tenaga nuklir.

Sebuah survei tahun 2003 terhadap penduduk yang tinggal di sekitar 10 ladang angin yang ada di Skotlandia menemukan tingkat penerimaan masyarakat yang tinggi dan dukungan kuat untuk tenaga angin, dengan banyak dukungan dari mereka yang tinggal paling dekat dengan ladang angin. Hasil survei ini mendukung hasil survei Eksekutif Skotlandia sebelumnya 'Sikap Publik terhadap Lingkungan di Skotlandia 2002', yang menemukan bahwa masyarakat Skotlandia lebih memilih sebagian besar tenaga listrik mereka berasal dari energi terbarukan, dan yang menilai tenaga angin sebagai sumber energi terbarukan. sumber energi terbarukan yang paling bersih. 

Sebuah survei yang dilakukan pada tahun 2005 menunjukkan bahwa 74% orang di Skotlandia setuju bahwa ladang angin diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi saat ini dan masa depan. Ketika orang ditanyai pertanyaan yang sama dalam studi energi terbarukan Skotlandia yang dilakukan pada tahun 2010, 78% setuju. Peningkatannya signifikan karena ada dua kali lebih banyak ladang angin pada tahun 2010 dibandingkan dengan tahun 2005.

Survei tahun 2010 juga menunjukkan bahwa 52% tidak setuju dengan pernyataan bahwa ladang angin "jelek dan noda di lanskap". 59% setuju bahwa ladang angin diperlukan dan tampilannya tidak penting. Mengenai pariwisata , responden permintaan menganggap tiang listrik , menara ponsel , tambang dan perkebunan lebih negatif daripada ladang angin. Skotlandia berencana untuk mendapatkan 100% tenaga listrik dari sumber terbarukan pada tahun 2020.

Dalam kasus lain, ada kepemilikan langsung masyarakat atas proyek ladang angin . Ratusan ribu orang yang telah terlibat dalam kincir angin kecil dan menengah Jerman menunjukkan dukungan seperti itu di sana.

Jajak Pendapat Harris 2010 mencerminkan dukungan kuat untuk tenaga angin di Jerman, negara-negara Eropa lainnya, dan Amerika Serikat.

Di Cina , Shen dkk. (2019) menemukan bahwa penduduk kota Cina mungkin agak tahan untuk membangun turbin angin di daerah perkotaan, dengan proporsi yang sangat tinggi dari orang-orang yang menyebutkan ketakutan yang tidak berdasar terhadap radiasi sebagai pendorong kekhawatiran mereka.Pemerintah Cina pusat daripada para ilmuwan lebih cocok untuk mengatasi masalah ini. Juga, penelitian ini menemukan bahwa seperti rekan-rekan mereka di negara-negara OECD, responden perkotaan Cina sensitif terhadap biaya langsung dan eksternalitas satwa liar. Mendistribusikan informasi yang relevan tentang turbin kepada publik dapat mengurangi resistensi.

Masyarakat

Banyak perusahaan tenaga angin bekerja dengan masyarakat lokal untuk mengurangi masalah lingkungan dan masalah lain yang terkait dengan ladang angin tertentu. Dalam kasus lain, ada kepemilikan langsung masyarakat atas proyek ladang angin . Prosedur konsultasi, perencanaan, dan persetujuan pemerintah yang tepat juga membantu meminimalkan risiko lingkungan. Beberapa mungkin masih keberatan dengan ladang angintetapi, menurut Australia Institute , kekhawatiran mereka harus ditimbang dengan kebutuhan untuk mengatasi ancaman yang ditimbulkan oleh perubahan iklim dan pendapat masyarakat luas.

Di Amerika, proyek angin dilaporkan meningkatkan basis pajak lokal, membantu membayar sekolah, jalan, dan rumah sakit. Proyek angin juga merevitalisasi ekonomi masyarakat pedesaan dengan memberikan pendapatan tetap kepada petani dan pemilik tanah lainnya.

Di Inggris, baik National Trust dan Campaign to Protect Rural England telah menyatakan keprihatinan tentang efek pada lanskap pedesaan yang disebabkan oleh turbin angin dan ladang angin yang tidak ditempatkan dengan tepat.

Beberapa ladang angin telah menjadi tempat wisata. Whitelee Wind Farm Visitor Center memiliki ruang pameran, hub belajar, sebuah kafe dengan dek melihat dan juga toko. Hal ini dijalankan oleh Pusat Sains Glasgow .

Di Denmark, skema kehilangan nilai memberi orang hak untuk mengklaim kompensasi atas hilangnya nilai properti mereka jika itu disebabkan oleh kedekatan dengan turbin angin. Kerugian harus setidaknya 1% dari nilai properti.

Terlepas dari dukungan umum terhadap konsep tenaga angin ini di masyarakat luas, oposisi lokal sering muncul dan telah menunda atau membatalkan sejumlah proyek. Misalnya, ada kekhawatiran bahwa beberapa instalasi dapat berdampak negatif pada penerimaan TV dan radio dan radar cuaca Doppler, serta menghasilkan tingkat suara dan getaran yang berlebihan yang menyebabkan penurunan nilai properti. Solusi penerimaan siaran potensial mencakup pemodelan interferensi prediktif sebagai komponen pemilihan lokasi. Sebuah studi terhadap 50.000 penjualan rumah di dekat turbin angin tidak menemukan bukti statistik bahwa harga terpengaruh.

Sementara masalah estetika bersifat subjektif dan beberapa menganggap ladang angin menyenangkan dan optimis, atau simbol kemandirian energi dan kemakmuran lokal, kelompok protes sering dibentuk untuk mencoba memblokir situs tenaga angin baru karena berbagai alasan.

Jenis oposisi ini sering digambarkan sebagai NIMBYisme , tetapi penelitian yang dilakukan pada tahun 2009 menemukan bahwa hanya ada sedikit bukti yang mendukung keyakinan bahwa penduduk hanya keberatan dengan fasilitas pembangkit listrik terbarukan seperti turbin angin sebagai akibat dari sikap "Tidak di Halaman Belakang Saya".

Geopolitik

Telah dikemukakan bahwa memperluas penggunaan tenaga angin akan menyebabkan meningkatnya persaingan geopolitik atas bahan-bahan penting untuk turbin angin seperti elemen tanah jarang neodymium, praseodymium, dan dysprosium. Tetapi perspektif ini telah dikritik karena gagal mengenali bahwa sebagian besar turbin angin tidak menggunakan magnet permanen dan karena meremehkan kekuatan insentif ekonomi untuk perluasan produksi mineral ini.

Desain turbin

Turbin angin adalah perangkat yang mengubah energi kinetik angin menjadi tenaga listrik. Hasil dari lebih dari satu milenium pengembangan kincir angin dan rekayasa modern, turbin angin saat ini diproduksi dalam berbagai jenis sumbu horizontal dan sumbu vertikal . 

Turbin terkecil digunakan untuk aplikasi seperti pengisian baterai untuk daya tambahan. Turbin yang sedikit lebih besar dapat digunakan untuk memberikan kontribusi kecil ke catu daya domestik sambil menjual daya yang tidak terpakai kembali ke pemasok utilitas melalui jaringan listrik . Susunan turbin besar, yang dikenal sebagai ladang angin , telah menjadi sumber energi terbarukan yang semakin pentingdan digunakan di banyak negara sebagai bagian dari strategi untuk mengurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar fosil .

Desain turbin angin adalah proses mendefinisikan bentuk dan spesifikasi turbin angin untuk mengekstrak energi dari angin . Instalasi turbin angin terdiri dari sistem yang diperlukan untuk menangkap energi angin, mengarahkan turbin ke angin, mengubah rotasi mekanis menjadi tenaga listrik , dan sistem lain untuk memulai, menghentikan, dan mengendalikan turbin.

Pada tahun 1919 fisikawan Jerman Albert Betz menunjukkan bahwa untuk mesin ekstraksi energi angin ideal hipotetis, hukum dasar kekekalan massa dan energi memungkinkan tidak lebih dari 16/27 (59%) energi kinetik angin untuk ditangkap. Batas Betz ini dapat didekati dalam desain turbin modern, yang dapat mencapai 70 hingga 80% dari batas Betz teoretis.

aerodinamis dari turbin angin tidak langsung. Aliran udara pada sudu-sudu tidak sama dengan aliran udara yang jauh dari turbin. Sifat alami bagaimana energi diekstraksi dari udara juga menyebabkan udara dibelokkan oleh turbin. Ini mempengaruhi objek atau turbin lain di hilir, yang dikenal sebagai efek Wake. Juga, aerodinamika turbin angin di permukaan rotor menunjukkan fenomena yang jarang terlihat di bidang aerodinamis lainnya. Bentuk dan dimensi sudu turbin angin ditentukan oleh kinerja aerodinamis yang diperlukan untuk mengekstrak energi dari angin secara efisien, dan oleh kekuatan yang dibutuhkan untuk menahan gaya pada sudu.

Selain desain baling-baling yang aerodinamis , desain sistem tenaga angin yang lengkap juga harus memperhatikan desain hub rotor instalasi , nacelle , struktur menara , generator , kontrol, dan pondasi.

Sejarah

Tenaga angin telah digunakan selama manusia telah menempatkan layar ke angin. Codex Raja Hammurabi (memerintah 1792 - 1750 SM) telah menyebutkan kincir angin untuk menghasilkan energi mekanik.Mesin bertenaga angin yang digunakan untuk menggiling biji-bijian dan memompa air, kincir angin dan pompa angin , dikembangkan di tempat yang sekarang disebut Iran , Afghanistan , dan Pakistan pada abad ke-9.

Tenaga angin tersedia secara luas dan tidak terbatas pada tepi sungai yang berarus cepat, atau yang lebih baru, yang membutuhkan sumber bahan bakar. Pompa bertenaga angin menguras polder Belanda , dan di daerah kering seperti barat tengah Amerika atau pedalaman Australia , pompa angin menyediakan air untuk ternak dan mesin uap.

Kincir angin pertama yang digunakan untuk produksi tenaga listrik dibangun di Skotlandia pada Juli 1887 oleh Prof James Blyth dari Anderson's College , Glasgow (pendahulu dari Strathclyde University ).Blyth setinggi 10 meter (33 kaki), turbin angin berlayar kain dipasang di taman pondok liburannya di Marykirk di Kincardineshire dan digunakan untuk mengisi akumulator yang dikembangkan oleh orang Prancis Camille Alphonse Faure , untuk menyalakan penerangan di pondok, sehingga menjadikannya rumah pertama di dunia yang tenaga listriknya dipasok oleh tenaga angin. 

Blyth menawarkan kelebihan tenaga listrik kepada orang-orang Marykirk untuk penerangan jalan utama, namun, mereka menolak tawaran itu karena mereka pikir tenaga listrik adalah "pekerjaan iblis."Meskipun ia kemudian membangun turbin angin untuk memasok daya darurat ke Rumah Sakit Jiwa, Rumah Sakit, dan Apotik Montrose setempat , penemuan itu tidak pernah benar-benar berhasil karena teknologinya tidak dianggap layak secara ekonomi.

Di seberang Atlantik, di Cleveland, Ohio , mesin yang lebih besar dan dirancang dengan berat dirancang dan dibangun pada musim dingin 1887–1888 oleh Charles F. Brush . Ini dibangun oleh perusahaan tekniknya di rumahnya dan dioperasikan dari tahun 1886 hingga 1900.Turbin angin Brush memiliki rotor berdiameter 17 meter (56 kaki) dan dipasang pada menara 18 meter (59 kaki). Meskipun besar menurut standar saat ini, mesin ini hanya memiliki rating 12 kW. Dinamo yang terhubung digunakan untuk mengisi baterai atau mengoperasikan hingga 100 bola lampu pijar , tiga lampu busur, dan berbagai motor di laboratorium Brush.

Dengan perkembangan tenaga listrik, tenaga angin menemukan aplikasi baru di gedung-gedung penerangan yang jauh dari daya yang dihasilkan secara terpusat. Sepanjang abad ke-20 jalur paralel mengembangkan stasiun angin kecil yang cocok untuk pertanian atau tempat tinggal.  

1973 krisis minyak memicu penyelidikan di Denmark dan Amerika Serikat yang menyebabkan generator angin utilitas-skala yang lebih besar yang dapat terhubung ke jaringan listrik listrik untuk menggunakan remote kekuasaan. Pada tahun 2008, kapasitas terpasang AS telah mencapai 25,4 gigawatt, dan pada tahun 2012 kapasitas terpasang adalah 60 gigawatt.Saat ini, generator bertenaga angin beroperasi dalam berbagai ukuran antara stasiun kecil untuk pengisian baterai di tempat tinggal yang terisolasi, hingga pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai berukuran hampir gigawatt yang menyediakan tenaga listrik ke jaringan listrik nasional.

Lihat juga

• 100% energi terbarukan
• Turbin angin udara
• Biaya listrik menurut sumber
• Hari Angin Sedunia
• Ekonomi hidrogen
• Daftar negara berdasarkan produksi listrik dari sumber terbarukan
• Daftar produsen turbin angin
• Daftar ladang angin lepas pantai menurut negara
• Daftar ladang angin menurut negara
• Garis besar energi angin
• Energi terbarukan menurut negara
• Penilaian sumber daya angin

Catatan

1. ^ "Laporan Angin Global 2014 – Pembaruan Pasar Tahunan" (PDF) . laporan . GWEC. 22 April 2016. hal. 9 . Diakses pada 23 Mei 2016 . Tahun 2015 adalah tahun yang belum pernah terjadi sebelumnya bagi industri angin karena instalasi tahunan melewati batas 60 GW untuk pertama kalinya, dan lebih dari 63 GW kapasitas tenaga angin baru dibawa online. Rekor terakhir dibuat pada tahun 2014 ketika lebih dari 52 GW kapasitas baru dipasang secara global. Pada tahun 2015 total investasi di sektor energi bersih mencapai rekor USD 329 miliar (EUR 296,6 miliar). Total global baru untuk tenaga angin pada akhir 2015 adalah 433 GW
2. ^ Misalnya, turbin 1 MW dengan faktor kapasitas 35% tidak akan menghasilkan 8.760 MW·h dalam setahun (1 × 24 × 365), tetapi hanya 1 × 0,35 × 24 × 365 = 3.066 MW·h, rata-rata menjadi 0,35 MW
3. ^ Operator Sistem Inggris, National Grid (UK) telah mengutip perkiraan biaya penyeimbangan untuk 40% angin dan ini berada dalam kisaran £500-1000M per tahun. "Biaya penyeimbangan ini mewakili tambahan £6 hingga £12 per tahun pada tagihan listrik konsumen rata-rata sekitar £390." "Tanggapan National Grid terhadap Komite Pemilihan Urusan Ekonomi House of Lords yang menyelidiki ekonomi energi terbarukan" (PDF) . Jaringan Nasional . 2008. Diarsipkan dari versi asli (PDF) pada tanggal 25 Maret 2009.
4. ^ California adalah pengecualian
5. ^ Diesendorf, Mark (2007), Solusi Rumah Kaca dengan Energi Berkelanjutan , hlm. 119, Graham Sinden menganalisis lebih dari 30 tahun data kecepatan angin per jam dari 66 situs yang tersebar di Inggris. Dia menemukan bahwa koefisien korelasi tenaga angin turun dari 0,6 pada 200 km menjadi 0,25 pada jarak 600 km (korelasi sempurna akan memiliki koefisien sama dengan 1.) Tidak ada jam dalam kumpulan data di mana kecepatan angin di bawah batas -dalam kecepatan angin turbin angin modern di seluruh Inggris Raya, dan peristiwa kecepatan angin rendah yang memengaruhi lebih dari 90 persen Inggris Raya memiliki tingkat pengulangan rata-rata hanya satu jam per tahun.

Sumber : wikipedia