445. EWICON: Energy Converter With No Moving Parts

Penulis : Puji Eka Lestari
Tema : Air
=========================================================================================================================================================

“Innovation is the total set of activities leading to the production of something new.”
(Van der Meer, 2007: 192)

image002
Ilustrasi 1. Sumber-sumber energi alternatif

Ketika isu mengenai energi terbarukan semakin mengemuka di ranah global, green environment yang telah menjadi poin terkuat dalam sejarah pengembangan Belanda sejak tahun 1989 melalui NEPP membuat negara ini menjadi penjaga garda terdepan dalam bidang inovasi hijau. Belanda, sebagai negara yang dikenal dengan ikon kincir anginnya, muncul sebagai inovator dalam bidang energi konverter dengan sistem EWICON.

Inovasi Electrostatic Wind Energy Converter (EWICON)
EWICON atau Electrostatic Wind Energy Converter adalah sistem yang mampu mengubah energi angin menjadi energi listrik secara langsung tanpa menggunakan baling-baling seperti dalam turbin kincir angin konvensional. Sistem ini diteliti dan dikembangkan oleh D. Djairam, A.N. Hubacz, P.H.F. Morshuis, J.C.M. Marijnissen, dan J.J. Smit, yang merupakan tim peneliti dari Delft University of Technology. EWICON akan menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan pergerakan tetesan air yang dibebankan pada angin. Output energi yang dihasilkan akan bergantung pada kecepatan angin, jumlah tetesan, jumlah muatan ditempatkan pada tetesan, dan juga kekuatan medan listrik.

image004
Ilustrasi 2. Diagram Pergerakan Tetesan Air

Dalam proses konversinya, EWICON tidak bekerja secara mandiri. Ada pula sistem yang mendukungnya, yakni Electro Hydro-Dynamic Atomisation (EHDA) atau yang dikenal sebagai electrospray. Sistem inilah yang akan menyemprotkan tetesan air yang nantinya akan diterbangkan oleh angin. EWICON yang juga dikenal sebagai blideless windmill alias kincir tanpa baling-baling, mempunyai kelebihan tersendiri jika dibandingkan dengan kincir angin konvensional. Ketidakhadiran baling-baling dalam sistem EWICON membuat energi konverter ini ‘bekerja dalam diam’ sehingga tidak menimbulkan suara dan goncangan.

image006
Ilustrasi 3. EHDA melepaskan tetesan air untuk dikonversi menjadi energi listrik

image008
Ilustrasi 4. Energi yang dikonversi dapat digunakan sebagai energi listrik

Konsep EWICON mulai diperkenalkan pada publik melalui model yang dipamerkan di depan gedung Fakultas Teknik Elektro, Matematika, dan Ilmu Komputer di Delft University of Technology (TU Delft) sejak Maret 2013. Model sistem yang dirancang oleh Mecanoo ini dikembangkan sebagai hasil dari konsorsium antara TU Delft dengan Wagenigen UR dan beberapa perusahaan di bidang bisnis komersial seperti Nuon, Medspray, Stanmax, dan Volker Wessels, sebagai bagian dari program Ekonomi/Ekologi/Teknologi yang dilaksanakan oleh pemerintah Belanda.

image010
Ilustrasi 5. Sistem EWICON di TU Delft

Hingga tulisan ini diturunkan, hasil percobaan dari EWICON yang dilakukan TU Delft masih berpusat pada titik 7%. Itu artinya, tingkat efisiensi yang dihasilkan hanya mampu mengkonversi sekitar 7% dari energi angin menjadi energi listrik. Hal tersebut menjadi salah satu kekurangan dari EWICON karena turbin kincir angin konvensional mencapai efisiensi energi di titik 45% pada kecepatan rata-rata. Berdasarkan hasil tersebut, tim peneliti dari TU Delfth masih melakukan uji coba untuk mengimprovisasi hasil output dari EWICON. Mereka optimis bahwa hasil konversi EWICON mampu mendekati titik konversi dari turbin konvensional.

image012
Ilustrasi 6. The Dutch Windwheel, salah satu rancangan konsep arsitektur berskala besar yang menggunakan EWICON

Inovasi EWICON berhasil menarik minat sebuah perusahaan yang berdomisili di Rotterdam untuk menjadikan EWICON sebagai sumber energi dalam konsep arsitektur yang sedang mereka susun yaitu The Dutch Windwheel. Selain EWICON, aspek sustainabilty lainnya yang diusung oleh konsep ini adalah photovoltaic thermal hybrid yang akan digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik. Photovoltaic (PVT) atau yang lebih dikenal dengan sel surya adalah suatu sistem untuk mentransfer energi cahaya menjadi energi listrik secara langsung (direct). Dengan kehadiran EWICON dan PVT, The Dutch Windwheel digadang-gadang akan menjadi akselerator dalam bidang inovasi, energi terbarukan, dan juga sebagai pusat perputaran ekonomi. Ikon arsitektur ini pun akan menjadi salah satu program percontohan untuk Dutch Clean Technology yang menjadi platform berkelanjutan dalam bidang inovasi dan teknologi.

image014
Ilustrasi 7. Sumber energi dalam konsep The Dutch Windwheel

Namun demikian, pihak TU Delft sendiri masih menyangsikan keberlanjutan konsep The Dutch Windwheel sebab EWICON tidak terlalu efisien untuk digunakan (mengingat sistem ini hanya mampu mengkonversi sekitar 7%). Saat ini, EWICON masih diteliti untuk penggunaan skala kecil dan bukan untuk penggunaan skala besar seperti konsep The Dutch Windwheel.

Meski masih memiliki kekurangan, terutama rendahnya angka konversi energi, terobosan Belanda dalam bidang energi konverter ini tidak bisa diabaikan begitu saja. Sebab penelitian terhadap sistem EWICON masih terus dilaksanakan dan tim peneliti dari EWICON menyatakan bahwa sistem ini mampu mengubah energi angin menjadi energi listrik dengan efisiensi setinggi 25-30% dengan beberapa perbaikan. Salah satu perbaikan yang akan dilakukan adalah mengoptimalkan proses penyemprotan EHDA sehingga mendekati efisiensi rata-rata dari angin yang dihasilkan oleh turbin konvensional.
Pernyataan Van der Meer yang menjadi pembuka tulisan kali ini menjadi salah satu poin yang patut direnungkan. Inovasi adalah serangkaian kegiatan yang mengarah pada sebuah produksi terhadap sesuatu yang baru. EWICON sebagai salah satu sistem untuk mengkonversi energi angin menjadi energi listrik mampu membawa ‘angin segar’ bagi dunia inovasi Belanda. Kincir angin yang sejak lama menjadi ikon kota Belanda, diinovasikan dengan teknologi sehingga menghasilkan EWICON—sistem yang lebih sederhana dan juga mampu diaplikasikan di masa modern. Keberhasilan TU Delft dalam menggabungkan sistem tradisional dengan sistem teknologi mutakhir patut diapresiasi.

Semoga saja sistem EWICON ini dapat direalisasikan secara intensif, bertahap, dan berkelanjutan. Dunia menanti keberadaanmu, EWICON.

How long must we wait for the bladeless windmill?
A few years, at least. But the future is bright.
-Henry Grabar, CityLab Writer

Sumber Referensi
Grabar, Henry. April 4, 2013. “How Long Must We Wait for the Bladeless Windmill?”

http://www.citylab.com/tech/2013/04/how-long-must-we-wait-bladeless-windmill/5183/

Lombardo, Tom. February 22, 2015. “How Much Energy Can The Dutch Windwheel
Harness?” Diakses pada Minggu, 26 April 2015 pukul 21.07 melalui website http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/9659/How-Much-Wind-Energy-Can-the-Dutch-Windwheel-Harness.aspx.

Menocal, Cat Garcia. March 28, 2013. “Mecanoo Architecten + TU Delft Unveil A Windmill
Without Moving Blades.” Diakses pada Minggu, 26 April 2015 pukul 20.55 http://www.designboom.com/technology/mecanoo-architects-tu-delft-unveil-a-windmill-without-moving-blades/

Robarts, Stu. February 25, 2015. “Windwheel Concept Combines Tourist Attraction With
‘Silent Turbine’”. http://www.gizmag.com/dutch-windwheel-concept/36166/

Staedter, Tracy. February 26, 2015. “Windwheel Roller Coaster Generates Electricity”.

http://news.discovery.com/tech/alternative-power-sources/windwheel-roller-coaster-generates-electricity-150226.htm

The Dutch Windwheel Concept. Diakses pada Minggu, 26 April 2015 pukul 22.32 melalui
website http://dutchwindwheel.com/en/sustainable-icon

TU Delft Website. “EWICON Wind Energy Converter Unveiled: Wind-’Mill’ Without Moving
Parts.” Diakses pada Minggu, 26 April 2015 pukul 19.48. http://www.ewi.tudelft.nl/en/current/ewicon-wind-energy-converter-unveiled-wind-mill-without-moving-parts/

Wind Energy Converter (EWICON) Animation. Diakses pada Minggu, 26 April 2015 pukul
20.46 https://www.youtube.com/watch?v=tqksCHWROBU