Teknologi Modern Fisika Mekanika Angin

Ada benda nan tak dapat dilihat namun dapat kita rasakan gerakannya. Benda ini paling kita sukai ketika udara panas dan mudah kita temukan di pantai atau pegunungan. Benda nan tidak berwujud itu ialah angin. Jika dilihat dari fungsi praktisnya, angin memang tidak bergitu terlihat manfaatnya. Namun, tahukah Anda bahwa energi angin dapat menjadi salah satu energi nan sangat membantu dalam kehidupan manusia?

Gerakan angin merupakan perwujudan fisika mekanika nan bisa dimanfaatkan buat menghasilkan energi. Energi nan disediakan oleh alam ini bisa dimanfaatkan sebagai energi listrik nan sangat berpotensi dikembangkan di berbagai negara.

Tenaga angin nan diolah menjadi energi listrik ini disebut juga dengan pembangkit listrik tenaga angin. Meski di berbagai negara energi listrik nan berasal dari angin ini masih termasuk dalam sumber energi minor, hasil tenaga angin dari tahun ke tahun semakin mengalami peningkatan.

Energi angin ini memiliki kelebihan dibandingkan dengan sumber energi lain sebab jumlahnya nan banyak dan melimpah. Selain itu, sifatnya juga higienis dan tersebar luas. Bahkan, sumber energi alam nan besar ini juga bisa mengurangi imbas rumah kaca. Pada tahun 2004, energi angin juga menjadi sumber penghasil energi baru nan laing murah.

Tenaga angin sangat membantu kehidupan manusia dalam skala nasional, hingga mampu menjangkau daerah-daerah nan terisolir. Lalu, sebenaranya bagaimana angin itu terbentuk dan seperti apakah pemanfaatannya sebagai tenaga listrik di berbagai negara? Selain itu, penerapan fisika mekanika seperti apakah nan sudah dilakukan? Ini dia informasinya buat Anda.

Setiap hari matahari menyinari bumi. Akibatnya, permukaan bumi menjadi panas. Namun, sinar matahari nan diterima oleh permukaan bumi tak merata. Bagian khatulistiwa umumnya mendapat sinar matahari lebih banyak daripada di daerah kutub, sehingga temperatur udara di khatulistiwa lebih hangat daripada udara kutub.

Temperatur nan hangat juga akan membuat kerapatan (densitas) dan tekanan udara menjadi rendah. Disparitas temperatur, kerapatan, dan tekanan antara bagian bumi di khatulistiwa dan kutub itulah nan menyebabkan terjadinya gerakan atau mekanika angin.

Berbicara tentang kincir angin, pikiran Anda mungkin langsung mengarah pada negara Belanda nan dijuluki sebagai negara kincir angin. Nah, rupanya kincir angin inilah nan mampu mengolah energi angin menjadi energi nan bermanfaat buat kehidupan manusia.

Kincir angin rupanya sudah dikenal sejak sebelum abad ke-9 Masehi. Negara pertama nan menggunakannya ialah Iran dan Afganistan. Setelah itu Cina memanfaatkannya sebagai mesin buat menguapkan air bahari menjadi garam. Baru pada abad ke-19, kincir angin ini digunakan sebagai pembangkit listrik.

Tokoh nan memanfaatkan kincir angin sebagai pembangkit tenaga listrik buat pertama kalinya ialah seseorang berkebangsaan Denmark bernama P. La Cour. Pada masa berikutnya yaitu pada tahun 1940, kembali dilakukan eksperimen kincir angin di Amerika Serikat. Hingga sampai saat ini, Amerika dan Eropa merupakan daerah nan menggunakan kincir angin terbanyak.

Lalu, bagaimana kincir angin itu dapat bergerak? Gerakan angin merupakan salah satu bentuk energi yaitu energi kinetik. Energi kinetik dari angin tersebut diubah menjadi energi mekanik. Perubahan tersebut terjadi dengan dampak angin memutar kincir. Selanjutnya kincir dipakai buat menggerakkan mesin sederhana berupa penggiling atau semacam pompa. Tanpa menggunakan listrik, mesin-mesin tersebut bisa bekerja sepanjang hari selama angin terus bertiup.

Berdasarkan bentuk baling-balingnya, kincir angin bisa dibagi menjadi kincir angin vertikal dan kincir angin horizontal. Sampai sekarang, kedua bentuk kincir angin tersebut masih bisa kita temukan di negara-negara Eropa dan Timur Tengah.

Kincir angin vertikal memiliki beban menara nan lebih ringan sebab generator dan gearbox diletakkan di bagian bawah. Selain itu, porosnyapun berputar secara vertikal. Sedangkan kincir angin horizontal memiliki generator listrik di bagian atas menara.

Di Indonesia, belum banyak kincir angin nan dibangun. Hanya saja, sejak dulu kala kerajaan-kerajaan antik nan pernah ada di Indonesia telah memanfaatkan tenaga angin buat berlayar mengarungi bahari dan samudera. Sebenarnya, Indonesia memiliki beberapa daerah nan berpotensi dapat menjadi lokasi pemanfaatan energi angin.

Daerah-daerah nan berpotensi menjadi lokasi pemanfaatan energi angin memiliki kecepatan angin nan konstan. Selain itu, arahnyapun tak berubah-ubah dan dan stabil. Lokasi nan berpotensi buat pemanfaatan kincir angin ialah di daerah berbukit, laut, atau garis pantai. Pemilihan lokasi juga mempengaruhi jenis dan jeda pemasangan.

Berbagai penelitian terus dikembangkan buat memanfaatkan fisika mekanika angin lebih lanjut. Salah satu negara nan mengembangkan tenaga angin tersebut ialah Amerika Serikat. Sejak 1930-an setidaknya telah berdiri 600.000 kincir angin di Amerika Serikat. Kincir Angin tersebut memenuhi kebutuhan listrik dan air di daerah pedalaman dan pedesaan Amerika. Selain buat daerah pedesaan, listrik-listrik tersebut juga dilairkan ke kota-kota kecil di sekitar kincir angin berada.

Sayangnya, pemanfaatan fisika mekanika angin buat menghasilkan listrik tersebut terhenti setelah berkembangnya mesin-mesin berbahan bakar minyak bumi dan bahan bakar fosil lainnya. Ketika krisis minyak bumi terjadi pada 1970-an, seruan buat kembali memanfaatkan tenaga angin buat memenuhi kebutuhan listrik didengungkan lagi oleh berbagai pihak. Pada pertengahan 1980-an, kincir angin telah mampu menghasilkan listrik sebesar 150 kW. Pada 2006, kincir angin nan dijual secara bebas mampu menghasilkan listrik lebih dari 1 MW, bahkan mencapai 4 MW.

Salah satu negara nan memanfaatkan ladang kincir angin buat mencukupi kebutuhan energi masyarakatnya ialah Cina. Hingga saat ini, Cina memiliki 80 ladang kincir angin nan mampu menghasilkan energi hingga 45 Giga Watt. Pada beberapa tahun mendatang, Cina masih berencana akan meningkatkan jumlah ladang dan jumlah energi nan dihasilkan. Hal ini dipengaruhi oleh tingginya taraf kebutuhan energi masyarakat Cina dan juga lokasi nan memang berpotensi.

Selain Cina, India juga menjadi salah satu negara nan memanfaatkan energi angin terbesar ialah India. Berbeda dengan Cina, India justru tak banyak memiliki lokasi nan berpotensi besar buat pemanfaatan kincir angin. Kincir angin banyak terletak di daerah pertanian dan pegunungan.

Spanyol juga termasuk negara nan banyak memanfaatkan energi angin sebagai energi listrik buat memenuhi kebutuhan listrik nasional. Ada juga Jerman nan mendirikan lebih dari 20 ribu kincir angin nan mampu mencukupi 9% kebutuhan listrik rakyatnya. Bahkan, di Jerman juga terdapat kincir angin terbesar nan mampu menghasilkan energi hingga 7 MW.

Berbagai perangkat buat menghasilkan energi dari tenaga angin terus dikembangkan. Perangkat tersebut dirancang ekonomis biaya, namun menghasilkan energi dalam jumlah besar. Salah satu cara buat menghemat biaya dan menghasilkan energi besar ialah pembuatan kincir angin nan bisa melayang pada ketinggian tertentu.

Semakin tinggi suatu tempat, semakin kencang juga kecepatan anginnya. Di permukaan tanah, kecepatan angin seringkali terhambat pegunungan, pohon, dan bentuk tanah nan tak rata sehingga menghasilkan gaya gesekan nan besar.

Di loka tinggi, gaya gesekan ini mengecil sehingga tiupan angin lebih kencang. Selain jumlah energi nan dihasilkan cukup besar, energi dari tenaga angin juga bebas polusi sehingga sangat pantas dijadikan sebagai salah satu bentuk energi masa depan.

Tak ada salahnya jika Indonesia mulai memanfaatkan energi angin ini secara maksimal seperti negara-negara lainnya. Selain melimpah dan sifatnya nan bersih, energi angin juga dapat menjadi jawaban buat mengurangi imbas rumah kaca. Jika dimanfaatkan dengan baik dan semaksimal mungkin, Indonesia juga dapat menjadi negara penghasil energi ramah lingkungan nan mampu mencukupi energi masyarakatnya dengan cara nan bijaksana.