320. Kite Power : Saat Layang-layang Digunakan Sebagai Pembangkit Listrik

Penulis : Yuda Sukmana
Tema : Air
=========================================================================================================================================================

Kalau saya ditanya, “Pernah bermain layang-layang?” tentu saya akan menjawabnya dengan penuh percaya diri, “Pernah dong! Layang-layang itu permainan favorit saya waktu masih SD. Bahkan sekarang sudah kuliah pun saya masih suka memainkannya jika ada kesempatan.” Nah, bagaimana kalau kamu yang ditanya? Saya yakin kebanyakan laki-laki akan menjawab pernah memainkannya. Kalaupun ada yang menjawab belum pernah, sungguh dia telah melewatkan saat-saat riang gembira menerbangkan layang-layang tinggi di angkasa.

image001
Ilustrasi bermain layang-layang.
(sumber: www.contactnumbers.co.in)

Pada umumnya, orang mengetahui layang-layang hanya sebatas permainan yang dapat terbang dan biasa dimainkan oleh anak-anak sampai orang dewasa. Namun, tahukah kamu? Kalau ternyata layang-layang dapat dimanfaatkan sebagai penghasil energi alternatif yang memiliki manfaat jauh lebih penting dari hanya sekedar permaianan. Kita ketahui bersama bahwa energi yang kita gunakan saat ini masih mengandalkan energi yang dihasilkan dari bahan bakar fosil seperti minyak, batubara, dan gas yang perlahan-lahan mulai habis dan tidak ramah lingkungan. Menyadari hal itu, banyak negara yang mulai mencari sumber energi alternatif untuk menggantikan bahan bakar fosil tersebut. Salah satu negara yang banyak berinovasi untuk pengembangan energi alternatif adalah Belanda. Negara yang terkenal dengan sebutan “Negeri Kincir Angin” ini, sudah sejak lama memanfaatkan kincir angin sebagai salah satu pemasok kebutuhan energi listrik mereka. Belanda pun menjadi salah satu negara yang menjadi kiblat negara-negara lain dalam pemanfaatan angin sebagai sumber energi alternatif, salah satunya adalah negara kita tercinta Indonesia. Walaupun demikian, Belanda tidak begitu saja puas, mereka terus berinovasi untuk mengoptimalkan pemanfaatan angin sebagai sumber energi alternatif. Salah satu inovasi tersebut adalah dengan memanfaatkan layang-layang.

image002
Kincir angin raksasa berdiri kokoh di lepas pantai, Dronten, Belanda.
(sumber : www.windenergy.lr.tudelft.nl )

Kite Power adalah sebutan untuk sebuah teknologi pembangkit listrik tenaga angin dengan menggunakan layang-layang. Kemampuan layang-layang terbang tinggi, dimanfaatkan oleh para peneliti dari Delft University of Technology (TU Delft) untuk mengeksploitasi energi potensial angin pada ketinggian diatas 200 meter yang tidak dapat dicapai oleh kincir angin konvensional. Angin diatas ketinggian tersebut sangat kuat dan memiliki potensi untuk menghasilkan kapasitas energi listrik yang besar. Konsepnya pun cukup sederhana, saat layang-layang terbang terbawa angin, tali yang terhubung dengannya akan memutar genarator listrik yang berada di daratan (di atas tanah). Untuk menghasilkan energi listrik dengan kapasitas 10-20 kilowatt (kW), layang-layang cukup terbang dengan ketinggian dibawah 500 meter. Namun, jika ingin menghasilkan energi listrik dengan kapasitas mencapai satuan megawatt (MW), layang-layang harus terbang pada ketinggian 8 kilometer (km) untuk mendapatkan angin dengan kecepatan yang tinggi dan stabil.

image003
Ilustrasi kemampuan layang-layang untuk mengeksploitasii energi angin pada ketinggian yang tidak dapat dicapai oleh kincir angin.
(sumber : www.kitepower.eu )

Berbeda dengan layang-layang mainan yang dikontrol secara manual oleh manusia, layang-layang dalam teknologi Kite Power dikontrol secara otomatis menggunakan program komputer. Layang-layang terbang bermanuver membentuk angka delapan dengan kecepatan sekitar 70-90 km/h, tergantung dari kecepatan angin. Karena adanya daya tarik tinggi dari layang-layang tersebut, gulungan tali yang berada di daratan berputar dengan cepat. Sehingga, generator yang terhubung dengan gulungan tersebut ikut berputar dan menghasilkan energi listrik. Setelah panjang tali mencapai batas maksimal, posisi layang-layang berubah dari menangkap angin (melawan arah angin) menjadi sejajar dengan arah angin. Perubahan posisi tersebut dilakukan untuk mengurangi daya tarik layang-layang sehingga mempermudah proses penarikan. Penarikan layang-layang dilakukan dengan menggulung kembali tali menggunakan generator yang difungsikan sebagai motor. Seluruh proses tersebut merupakan sebuah siklus dan dilakukan secara terus menerus.

image004
Ilustrasi proses layang-layang terbang bermanuver membentuk angka delapan dan proses penarikannya kembali
(sumber: www.kitepower.eu)

Kite Power terdiri dari lima komponen utama yaitu, Kite (Layang-layang), Bridle System (Sistem Tali Kekang/Tali Timba), Kite Control (Pengontrol layang-layang), Tether (tali tambatan), dan Ground Station (Stasiun yang terletak di tanah/daratan). Kelima komponen tersebut harus ada, agar Kite Power dapat beroperasi dengan baik. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai komponen-kompoenen tersebut, saya akan coba membahasnya satu persatu.

1. Kite (Layang-layang)
Layang-layang yang digunakan dalam teknologi Kite Power adalah tipe mutiny yang didesain secara khusus untuk mengeksploitasi energi potensial angin hingga ketinggian 10 kilometer (km). Dengan luas mencapai 25 meter persegi (m2) dan terbuat dari bahan yang fleksibel, layang-layang ini mampu menghasilkan energi listrik rata-rata sebesar 6 kilowatt (kW) selama satu siklus penuh.

image005
Layang-layang mutiny dengan ukuran 25 meter persegi (m2)
(sumber : www.lr.tudelft.nl)

2. Bridle System (Sistem Tali Kekang/Tali Timba)
Bridle atau yang dikenal dengan tali kekang merupakan komponen penting dari sebuah layang-layang baik itu layang-layang untuk permainan ataupun layang-layang untuk Kite Power. Tanpa sistem tali kekang yang baik, layang-layang akan terbang tidak seimbang dan sulit untuk dikontrol. Dalam teknologi Kite Power, tali kekang didesain agar mampu mengubah posisi layang-layang dari menangkap angin (melawan arah angin) menjadi sejajar dengan arah angin, begitupun sebaliknya.

image006
Ilustrasi perubahan posisi layang-layang dengan menggunakan tali kekang (warna merah menangkap angin dan warna biru sejajar dengan arah angin)
(sumber : www.kitepower.eu )

3. Kite Control (Pengontrol Layang-layang)
Unit kontrol terletak antara tali kekang dan tali tambatan. Terhubung dengan layang-layang melalui empat jalur tali kekang. Dua tali untuk mengemudikan layang-layang saat bermanuver, dan dua tali untuk mengubah posisi layang-layang. Komponen ini ikut terbang bersama layang-layang dan dapat dikontrol secara manual melalui remot maupun secara otomatis menggunakan program komputer. Selain itu, komponen ini dibuat anti air karena terdapat komponen elektronik didalammya.

image007
Kite Control saat sedang diperbaiki
(sumber : www.kitepower.eu )

4. Tether (Tali Tambatan)
Dengan ukuran yang besar, layang-layang akan memiliki daya tarik yang kuat. Sehingga, tali yang digunakan sebagai penghubung antara layang-layang dengan Ground Station harus memenuhi spesifikasi tertentu. Misalnya untuk layang-layang dengan ukuran 25 meter persegi (m2) dan generator listrik berkapasitas 10-20 kW, spesifikasi tali yang dibutuhkan antara lain, terbuat dari material polyethylene fiber, berdiameter 4 milimeter (mm), panjang 1 kilometer (km), berat 0,91 kilogram (kg) per 100 meter (m), dan dapat menahan daya tarik hingga 13,5 kilonewton (kN).

2015-04-28_143553
Tether (Tali Tambatan) saat layang-layang sedang terbang
(Sumber : www.kitepower.eu )

5. Ground Station (Stasiun yang terletak di tanah/daratan)
Dalam stasiun inilah generator listrik diletakan. Selain itu, terdapat pula peralatan seperti baterai, sistem kontrol, sensor gaya, gulungan tali dan peralatan-peraltan mekanis. Ground Station berada diatas bak beroda, sehingga dapat dengan mudah berpindah dari satu tempat ke tempat lain.

image009
Ground Station
(Sumber : www.kitepower.eu )

Sampai saat ini, teknologi Kite Power masih terus dikembangkan dan belum diterapkan secara luas. Namun, dengan berbagai kelebihan yang dimiliki seperti harga yang lebih murah dan lebih ramah lingkungan dibanding kincir angin konvensional, sangat besar kemungkinan teknologi ini akan digunakan oleh banyak negara dimasa yang akan datang, termasuk oleh Indonesia.

Sampai disini saja tulisan tentang Kite Power ini, semoga dapat menjadi inspirasi untuk generasi muda Indonesia agar dapat membuat inovasi keren dan bermanfaat seperti inovasi yang dilakukan oleh generasi muda di “Negeri Van Oranje”. Terimakasih…

Referensi Penulisan :

http://www.kitepower.eu/

http://www.lr.tudelft.nl/nl/actueel/laatste-nieuws/artikel/detail/kite-power-systems-in-automatic-operation/

http://www.skysails.info/english/skysails-marine/skysails-propulsion-for-cargo-ships/

http://www.kitepowersolutions.com/