China kembali membuat terobosan di sektor energi terbarukan. Sebuah perusahaan teknologi energi asal Beijing, Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology, berhasil menguji turbin angin terbang kelas megawatt pertama di dunia. Perangkat inovatif ini berupa balon udara raksasa berisi helium yang mampu menghasilkan listrik dari langit.
Teknologi ini dinamakan S2000 Airborne Wind Energy System (AWES)—sistem energi angin udara yang dirancang untuk memanfaatkan kecepatan angin yang lebih stabil di ketinggian.
**Konsep Turbin Angin yang Melayang di Udara**
Berbeda dengan turbin angin konvensional yang berdiri di darat atau laut, S2000 melayang di udara seperti kapal udara (airship). Struktur raksasa ini memiliki panjang 60 meter, tinggi 40 meter dan lebar 40 meter. Dalamnya diisi gas helium agar dapat terbang stabil, dan dilengkapi 12 turbin angin kecil di dalamnya.
Saat beroperasi, S2000 diterbangkan hingga ketinggian 6.560 kaki (2.000 meter). Di ketinggian ini, angin bertiup lebih konsisten dan lebih kuat dibandingkan di permukaan tanah.
**Cara Kerja Sistem Energi Udara**
Angin tersebut memutar turbin di dalam balon udara, menghasilkan listrik yang kemudian dialirkan ke darat melalui kabel penambat (tethering cable) sepanjang 2 kilometer. Dari sana, listrik bisa masuk ke jaringan (grid) dan digunakan masyarakat.
Dalam uji coba di atas Provinsi Sichuan, S2000 berhasil menghasilkan 385 kilowatt-jam (kWh) listrik. Sebagai gambaran, menurut data konsumsi listrik rumah tangga di Amerika Serikat, jumlah energi tersebut cukup untuk menyalakan satu rumah rata-rata selama sekitar 13 hari atau hampir dua minggu.
Secara total, sistem ini memiliki kapasitas daya 3 megawatt, menjadikannya turbin angin terbang kelas megawatt pertama yang berhasil diuji.
**Dua Target Utama Penggunaan**
Pengembang melihat setidaknya dua kegunaan utama dari teknologi ini.
Pertama, untuk wilayah terpencil yang tidak terhubung ke jaringan listrik utama. “Salah satunya adalah untuk lokasi off-grid seperti pos perbatasan, di mana sistem ini bisa menjadi sumber energi konvensional yang relatif stabil,” jelas Weng Hanke, Chief Technology Officer Linyi Yunchuan Energy Technology.
Kedua, sebagai pelengkap turbin angin konvensional di darat. “Yang lainnya adalah melengkapi sistem tenaga angin berbasis darat tradisional, menciptakan pendekatan tiga dimensi terhadap pasokan energi.”
**Potensi untuk Negara dengan Keterbatasan Lahan**
Konsep “tiga dimensi” ini berarti produksi energi tidak hanya memanfaatkan daratan dan laut, tetapi juga lapisan udara di atasnya.
Jika dikembangkan secara massal, teknologi ini berpotensi menjadi solusi bagi negara-negara yang memiliki keterbatasan lahan untuk turbin angin darat, seperti banyak negara di Eropa daratan. Selain itu, negara yang tidak memiliki dasar laut dangkal untuk turbin lepas pantai—seperti Jepang—juga bisa diuntungkan.
**Keunggulan Angin di Ketinggian Tinggi**
Kunci utama teknologi ini adalah wind power density atau kepadatan daya angin—ukuran seberapa besar energi angin yang bisa dimanfaatkan pada ketinggian tertentu.
Secara umum turbin angin lepas pantai (offshore) lebih efisien karena angin di laut lebih konsisten. Turbin offshore juga jauh lebih besar. Misalnya, turbin Dongfang Electric DEW-26 MW-310 memiliki ketinggian hub 185 meter.
**Efisiensi Berlipat di Ketinggian Ribuan Meter**
Namun, di ketinggian yang lebih tinggi lagi—ratusan hingga ribuan meter—potensi energinya meningkat drastis.
Menurut estimasi kelompok kedirgantaraan Omnidea, pada ketinggian antara 100 hingga 2.500 meter, kepadatan daya angin bisa meningkat hingga enam kali lipat, dengan kecepatan angin rata-rata mencapai 15 meter per detik pada 2.500 meter.
Sebagai perbandingan, kecepatan angin rata-rata yang dianggap layak untuk ladang angin lepas pantai di Amerika Serikat pada ketinggian 90 meter adalah sekitar 7 meter per detik.
**Tantangan Keselamatan Penerbangan**
Meski menjanjikan, turbin angin terbang seperti S2000 masih menghadapi sejumlah tantangan serius.
Risiko pertama adalah terhadap penerbangan. Kabel sepanjang 2 kilometer yang menghubungkan balon udara ke darat berpotensi menjadi hambatan berbahaya bagi pesawat.
Sebagai contoh, di Inggris, otoritas penerbangan sipil mewajibkan izin khusus untuk menerbangkan balon tertambat di atas 60 meter demi menghindari risiko terhadap lalu lintas udara.
**Masalah Teknis dan Ekonomis**
Tantangan kedua menyangkut keandalan kabel dan distribusi listrik. Stabilitas pasokan listrik melalui kabel penambat masih perlu pengujian lebih lanjut. Sistem harus mampu menyalurkan daya secara konsisten tanpa gangguan, terutama saat kondisi cuaca berubah.
Tantangan ketiga adalah biaya dan perawatan. Turbin angin konvensional saja membutuhkan perawatan rutin. Untuk S2000, setiap perbaikan mengharuskan balon udara diturunkan ke darat, yang berpotensi meningkatkan biaya operasional.
**Revolusi Energi Angin di Udara**
Turbin angin terbang S2000 menunjukkan bahwa masa depan energi terbarukan tidak hanya berada di darat atau laut, tetapi juga di udara.
Dengan kapasitas 3 megawatt dan kemampuan menghasilkan ratusan kilowatt-jam dalam satu penerbangan uji coba, China telah membuka babak baru dalam eksploitasi energi angin di ketinggian.
Jika tantangan teknis dan regulasi bisa diatasi, teknologi ini berpotensi menjadi solusi revolusioner bagi negara-negara dengan keterbatasan lahan dan kebutuhan energi yang terus meningkat.
Pertanyaannya kini bukan lagi apakah angin bisa menjadi sumber energi utama—melainkan seberapa tinggi kita berani menerbangkannya untuk memanen energi yang lebih besar dari langit.
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait:
Pergulatan Transisi Energi Berkeadilan: Satu Isu Beragam Dilema
Perencanaan Pembangunan, Keuangan, dan Transisi Energi Daerah