Pendahuluan
Turbin angin telah berkembang pesat dalam beberapa dekade terakhir, namun tantangan utama masih ada: keandalan operasional dan biaya pemeliharaan yang tinggi. Dalam tesisnya, Símon Einarsson mengembangkan Reliability Block Diagram (RBD) untuk memodelkan keandalan turbin angin dan mengevaluasi pengaruhnya terhadap biaya operasional serta ketersediaan energi.
Metodologi
Model RBD yang dikembangkan menggunakan perangkat lunak BlockSim dari Reliasoft Inc. Model ini didasarkan pada data keandalan dari National Renewable Energy Laboratory (NREL) dan divalidasi dengan membandingkan estimasi biaya operasional dengan negara-negara OECD.
Pendekatan utama dalam penelitian ini meliputi:
- Analisis kegagalan komponen turbin angin.
- Evaluasi biaya operasi dan pemeliharaan (O&M).
- Simulasi Monte Carlo untuk memprediksi dampak keandalan terhadap uptime dan biaya.
Hasil dan Temuan Utama
- Biaya Pemeliharaan Signifikan terhadap OPEX
- Biaya pemeliharaan mencakup 26% dari total biaya operasional turbin angin.
- OPEX berkisar antara 11%–30% dari Levelized Cost of Energy (LCoE).
- Sensitivitas model menunjukkan bahwa kegagalan komponen besar dapat meningkatkan OPEX secara drastis.
- Komponen yang Paling Sering Gagal
- Sistem kelistrikan memiliki tingkat kegagalan tertinggi.
- Gearbox meskipun lebih jarang gagal, tetapi menyebabkan downtime yang paling lama.
- Dampak Keandalan terhadap Produksi Energi
- Model menunjukkan bahwa preventive maintenance lebih efektif dibandingkan corrective maintenance.
- 90 turbin angin dalam satu ladang menunjukkan perbedaan uptime yang signifikan berdasarkan strategi O&M yang diterapkan.
- Korelasi dengan Lingkungan
- Cuaca ekstrem meningkatkan risiko kegagalan turbin.
- Kecepatan angin tinggi dikaitkan dengan peningkatan kegagalan sistem pitch dan generator.
Kesimpulan & Implikasi Industri
Model yang dikembangkan dalam penelitian ini sangat berharga dalam mengevaluasi strategi O&M untuk meminimalkan biaya dan memaksimalkan uptime turbin angin. Selain itu, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa reliability-centered maintenance (RCM) dapat digunakan untuk mengoptimalkan strategi pemeliharaan guna meningkatkan keandalan turbin angin.
Rekomendasi & Arah Penelitian Masa Depan
- Peningkatan Model Keandalan
- Menambahkan lebih banyak variabel lingkungan untuk meningkatkan akurasi prediksi.
- Optimasi Manajemen O&M
- Penggunaan data real-time dari SCADA untuk meningkatkan sistem pemantauan kondisi turbin.
- Integrasi dengan Energi Lain
- Studi lebih lanjut tentang kombinasi tenaga angin dan tenaga air sebagai solusi penyimpanan energi.
Sumber Asli : Símon Einarsson (2016). Wind Turbine Reliability Modeling. Master’s Thesis, Reykjavík University, Iceland.