PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Angin) dari Botol Air Mineral

Perancangan Turbin Angin bersumbu vertikal, di awali oleh insinyur Finlandia, S.J. Savonius pada tahun 1922.  Idenya adalah dengan membelah silinder menjadi 2 dan memasangnya pada sebuah poros tegak (vertikal). Pada simulasi nanti, kita membuat turbin angin dari botol air mineral 1,5 liter yang dibelah dua. Pembuatannya sangat sederhana dan bisa menerima angin dari arah manapun.

Turbin angin akan memutar magnet di atas gulungan kawat halus dan akan membangkitkan arus listrik AC. Setiap kali magnet berputar melewati kumparan, kumparan akan  menghasilkan energi listrik. Dengan 4 kumparan terhubung bersama-sama secara seri, menghasillan 4x lipat tegangan. Ini adalah cara paling sederhana, efisien untuk menghasilkan listrik dan sebagai prinsip dasar di hampir semua turbin angin, bahkan pada turbin besar skala komersial.

Pada kondisi nyata, turbin angin yang menghasilkan listrik harus disimpan ke dalam baterai agar bisa digunakan pada saat tidak ada angin. Pada kondisi tertentu seperti tiupan angin kencang sehingga menghasilkan tegangan yang tinggi, diperlukan baterai control unit yang berfungsi memutus arus jika tegangan melebihi batas dan menjaga kestabilan tegangan dan arus yang masuk ke baterai. Biasanya, listrik dari turbin angin dikonversi dari AC ke DC agar bisa mengisi baterai. Cara mengkonversinya bisa anda dapatkan di internet dengan membuat jembatan rectifier terdiri dari 4 dioda seperti rangkaian adaptor dari listrik PLN untuk mencharger Laptop atau HP anda. 

Kali ini penulis menyajikan artikel cara membuat PLTA dengan cara sederhana untuk menghasilkan arus AC kecil tanpa rectifer, juga tanpa baterai control unit dan terhubung ke sebuah lampu LED. Ikuti langkah-langkahnya !

Peralatan

Peralatan terdiri dari:

1. Penggaris
2. Gunting
3. Obeng Plus (Positif)
4. Jangka.
5. Cutter.
6. Pensil.
7. Paku.
8. Isolasi (Electrical Tape), Merk 3M yang bagus.
9. Amplas,
10. Rautan Pensil.
11. AVO meter.
12. Glue Gun (Penembak Lem) kalo ada (ini tidak wajib).

Bahan

• 1 botol mineral bekas berukuran 1,5 liter, contoh merk AQUA.
• 1 papan berbahan baku plywood, particle board berukuran 25 cm x 14 cm dengan ketebalan 2 cm.
• 120 meter (kira-kira) kabel magnet. Beli di toko elektronik atau gulung dinamo pompa air atau jet pump. 
• 1 Lampu LED.
• 4 buah magnet berbentuk pipih kecil, kalo bisa berbentuk bundar.
• 4 buah cincin yang biasanya berpasangan dengan mur dan baut. Beli di toko sepeda atau sepeda motor.
• 1 kayu berbentuk stick kotak (bahasa inggris = dowel) berukuran 2 x 30cm untuk tepi kanan dan kiri dan pengait tepi kanan dan kiri untuk penyangga poros turbin angin bagian atas.
• 1 kayu berbentuk stick bundar mirip pensil tetapi panjang berukuran 30 cm (round wooden dowel) sebagai poros putar dari turbin angin.
• Screw Eye, kalo di Indonesia-kan adalah pengait untuk gantungan baju yang mirip kail ikan, sesuaikan dengan stick bundar mirip pensil, diameternya harus lebih lebar agar stick bundar yang berfungsi sebagai poros turbin bisa berputar di dalam Screw eye. Screw eye adalah penyangga poros turbin bagian atas.
  
• Mur runcing untuk di pasang ke papan kayu. Cari mur plus (+) agak besar, nanti dipasang pakai obeng plus (+). Mur ini sebagai penyangga poros turbin bagian bawah.
• Kardus apa saja, sedikit kok, misal kardus indomie, dipakai sebagai penutup turbin bagian atas dan bawah serta untuk membuat gulungan kabel.
• Lem plastik/kayu.

Hati-hati ! (Peringatan)

1. Cutter dan gunting bisa menyebabkan tangan anda berdarah !
2. Lem plastik/pipa/kayu bisa menyebabkan luka bakar serius pada kulit !
3. Magnet bisa merusak perangkat elektronik dan media penyimpanan magnetik. Jauhkan magnet dari kartu kredit, CD/DVD komputer, kaset, flashdisk.

Bagian ke-1, Desain Kerangka Poros Turbin Angin.

1) Gambar pada kertas, ini adalah rancangan papan tempat turbin di pasang di tengah, dengan poros tegak/vertikal dari stick bulat (mirip pensil) dipasang di tengah-tengah lingkaran. 2 Kotak bujur sangkar di tepi kanan-kiri adalah tempat stick kotak di pasang untuk menyanggah poros pada bagian atas.

2) Pasang mur pada titik tengah lingkaran. Mur sebagai landasan dari poros bawah saat berputar. Mur menjaga agar poros berputar pada tempatnya, tidak sampai bergerak ke kanan ke kiri, apalagi sampai selip keluar dari mur.

3) Stick kotak 30 cm, di pasang vertikal di sebelah kiri dan kanan papan sebagai penyanggah poros tengah.

4) Stick kotak 30 cm harus vertikal terhadap papan dan di bantu 3 siku kayu penyanggah agar kuat menahan saat turbin berputar.

5) Hasil konstruksi stick kotak 30 cm vertikal dengan 3 siku kayu penguat, di pasang di sisi kanan dan kiri papan.

6) Setelah 2 stick 30 cm terpasang vertikal, lalu siapkan stick 20 cm dan tandai tengah-nya sebagai tempat poros turbin pada bagian atas.

7) Lalu ambil poros dengan bentuk bulat. Coba masukan screw eye (kait gantungan baju) ke dalam poros. Ketika di masukkan, ukuran diameter screw eye harus lebih besar tapi jangan terlalu longgar juga agar poros turbin bisa berputar dengan baik.

8) Pasang screw eye pada stick kayu sudah ditandai titik tengahnya. Stick kayu ini nantinya akan diletakan di atas untuk menyanggah poros turbin bagian atas.

9) Raut salah satu ujung poros dengan rautan pensil. Ujung poros yang lancip di pasang di bagian bawah, persis di atas mur plus (+).

10) Ukur posisi tinggi stick kotak kayu penghubung antara penyanggah kanan dan kiri, kira-kira tingginya 28 cm.

11) Rekatkan stick kayu pada titik yang telah ditandai pada ujung penyanggah kanan dan kiri.

12) Kerangka Turbin angin telah selesai dibuat. Pastikan poros berbentuk spt pensil dengan ujung bawah lancip bisa berputar dengan lancar. Selanjutnya adalah bagian instalasi Coil dan Stator.


Prosedur lengkap pembuatan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Angin) dari Botol air mineral (sumber: http://www.re-energy.ca)

• Persiapan Alat, Bahan dan Instalasi kerangka
• Instalasi Coil/Gulungan Kabel dan bagian Stator
• Instalasi Turbin/Baling-baling dan bagian Rotor
• Pengujian PLTA