Jenis-jenis Kincir Angin Untuk Kegunaan Rumah

Penjanaan angin dan solar dapat menghasilkan tenaga yang lebih untuk rumah.

Masih lagi berkisar mengenai penghasilan tenaga elektrik untuk rumah secara individu. Kali ini kita ingin melihat jenis-jenis penjanaan tenaga elektrik menggunakan kincir angin untuk kegunaan domestik yang boleh didapati. Walaupun seperti yang kita sedia maklum, kincir angin (penjana kuasa angin) biasa berbentuk kipas, namun terdapat banyak bentuk-bentuk lain yang telah diolah oleh pereka-pereka kreatif dengan kelebihan-kelebihan tertentu. Tajuk kali ini adalah lebih menarik kerana kita akan melihat bagaimana bentuk-bentuk penjanaan kuasa menggunakan angin moden begitu berbeza daripada bentuk asalnya.

Sumber kuasa amat penting bagi membolehkan peralatan-peralatan tertentu berfungsi. Antara peralatan paling asas yang memerlukan kuasa elektrik adalah lampu. Ia membolehkan, kita meneruskan aktiviti apabila hari mulai gelap menjelang malam hari. Penggunaan bahanapi tidak lagi sesuai, selain harganya juga adalah lebih mahal pada hari ini. Malah dalam keadaan tertentu, penggunaan cahaya (pelita atau lilin) menggunakan bahanapi boleh mendatangkan bahaya kebakaran serta keracunan (sekiranya tertelan). Dengan kemajuan teknologi, teknik penghasilan tenaga boleh dihasilkan dengan lebih mudah daripada sumber-sumber seperti air, angin, cahaya matahari, bahan kimia (bateri), biogas, ombak dan lain-lain lagi (di sini kita menumpukan untuk penghasilan tenaga berskala kecil).

Tenaga angin berskala kecil jarang digunakan walaupun, penjanaan tenaga angin secara besar-besaran bukanlah satu perkara yang asing lagi. Sehubungan itu, penjanaan kuasa angin perlu dilihat sebagai satu potensi yang sesuai untuk digunakan bagi memenuhi keperluan tenaga bagi mereka yang tinggal jauh dari punca bekalan tenaga elektrik. Selain penjanaan kuasa secara individu (sumber angin sahaja), penjanaan kuasa angin ini boleh digabungkan dengan sistem-sistem penjanaan kuasa lain bagi memastikan sumber kuasa yang berterusan. 

Untuk memahami topik ini dengan lebih lanjut anda boleh merujuk kepada video ini yang menerangkan topik-topik berkaitan dengan kincir angin dengan ih terperinci.

Bentuk-bentuk Kincir Angin 

Bentuk kincir angin amat penting bagi memastikan ianya mampu menghasilkan pusingan yang maksimum dengan jumlah angin yang minima. Bentuk-bentuk kincir angin kini tidak lagi hanya menggunakan reka bentuk klasik dengan paksi mendatar (seperti kincir-kincir angin lama), malah kincir angin paksi menegak lebih banyak digunakan bagi kincir angin kecil, kerana ia berfungsi dengan lebih baik untuk kekuatan angin yang rendah. Walaubagaimanapun, bagi keseluruhan prestasi, kincir angin paksi menegak adalah lebih efektif dalam menukarkan tenaga angin kepada tenaga kenetik (putaran bilah kincir angin). Ini bermakna kincir angin dengan paksi mendatar menerima tolakan angin yang lebih kuat dan memerlukan sokongan tiang yang lebih kuat, kerana tiupan angin yang kuat boleh merosakkan kincir angin paksi mendatar dengan lebih mudah.

1. Kincir Angin Dengan Paksi Mendatar (Horizontal)

Kincir angin mendatar adalah reka bentuk yang paling popular.

Kincir angin dengan paksi mendatar adalah merujuk kepada paksi pusingan yang selari dengan permukaan bumi. Ia adalah bentuk asal rekaan kincir angin sepertimana yang biasa kita lihat semenjak dahulu lagi. Untuk memastikan kincir angin jenis ini boleh berfungsi dengan baik, ia juga memerlukan kincir angin menghadap kepada arah angin bagi membolehkan ia berputar dengan berkesan. Ini memerlukan mekanisma yang memutarkan kincir untuk sentiasa menghadap ke arah yang berlawanan dengan tiupan angin. Selain itu, bahagian ekor juga adalah penting untuk memandu arah kincir ini untuk berada pada arah yang betul.

Kemajuan sistem rekabentuk moden banyak membantu untuk menghasilkan rekaan kincir angin yang lebih baik selain bahan yang juga ringan dan tahan dengan tekanan angin yang kuat. Berbanding kincir-kincir angin mendatar klasik, kini rekaan-rekaan baru adalah jauh lebih baik dengan reka bentuk bilah yang efisyen dan bilangan bilah yang turut memberi kesan kepada prestasi kincir-kincir angin ini.

2. Kincir Angin Dengan Paksi Menegak (Vertical)

Kincir angin menegak dapat berfungsi dengan baik dengan kekuatan angin yang sederhana.

Kincir angin dengan paksi menegak merujuk kepada paksi putaran kipas yang berkedudukan menegak dengan permukaan tanah/bumi. Ia juga dikenali sebagai vertical-axis wind turbine (VAWT). Walaupun dari segi efisyensinya kincir jenis menegak tidaklah sebaik kincir angin mendatar, namun ia mempunyai kelebihan tersendiri. Ia lebih efektif bagi kincir angin bersaiz kecil, dan mampu menghasilkan tenaga elektrik pada kelajuan angin yang lebih rendah.

Terdapat banyak rekaan kincir angin jenis menegak. Malah dengan keupayaan teknologi reka bentuk digital, betuk rekaan ini menjadi semakin meluas menerokai bentuk-bentuk yang sebelum ini sukar untuk dihasilkan. Kincir angin menegak, walaupun tidak digunakan secara komersial, namun ia digunakan semakin meluas kerana faedah-faedahnya yang tidak terdapat pada kincir angin jenis mendatar.

i) Savonius - Mempunyai reka bentuk dengan bilah-bilah yang berbeza dan aci (shaft) yang juga berbeza.

ii) Darrieus - Mempunyai bilah-bilah yang melengkung dan berputar pada paksinya.

iii) Mixed turbine - Mempunyai reka bentuk gabungan daripada kedua-dua jenis rekaan di atas.

iii) Giromill - Mempunyai lelengan mendatar dengan bilah-bilah menegak yang bersambung ke aci (shaft).

Bentuk-bentuk asas kincir angin menegak.

Reka bentuk gabungan Savonius dan Darrieus pada satu kincir.

Banyak lagi pengkelasan bagi kincir-kincir angin yang menghasilkan tenaga elektrik secara komersial. Ini kerana penghasilan tenaga secara komersial perlu mengambil kira banyak faktor dari segi efisyensi, ekonomi, penyelenggaraan, keselamatan, geo politik, alam sekitar dan sebagainya.

Berbalik kepada tujuan kita iaitu melihat potensi penggunaan kincir angin dalam menghasilkan tenaga elektrik di kawasan-kawasan terpencil, faktor yang paling utama adalah menentukan kaedah yang paling mudah bagi kegunaan kecil (untuk sebuah atau beberapa buah rumah sahaja). Maka dengan itu, apa sahaja kaedah yang boleh menghasilkan elektrik dengan kos yang mampu dimiliki merupakan kaedah yang berguna.

Perlu diingatkan penghasillan tenaga menggunakan angin secara komersial adalah jauh berbeza berbanding penghasilan tenaga untuk kegunaan individu. Namun kita perlu sentiasa melihat teknologi-teknologi baru yang berkaitan bagi mendapatkan hasil yang terbaik. Terdapat banyak sumbeer-sumber rujukan yang boleh kita rujuk bagi memahami perkara ini dengan lebih lanjut.

Penghasilan tenaga merupakan satu perkara penting bagi membolehkan peralatan-peralatan penting boleh digunakan di kawasan-kawasan pendalaman. Peralatan-peralatan penting yang boleh membolehkan peralatan komunikasi, atau peralatan keperluan asas untuk berfungsi merupakan satu kepentingan yang perlu dinikmati oleh semua tidak kira di mana kita berada.

Memandangkan teknologi-teknologi lain juga kini boleh dinikmati di kawasan-kawasan pendalaman seperti internet satelit (Starlink dan operator-operator lain), maka keperluan tenaga di kawasan pendalaman juga merupakan keperluan asas yang perlu diusahakan. 

Unit Generator Kuasa Kecil Untuk Keperluan Persendirian

Penjanaan tenaga kecil dapat menjimatkan kos disamping menjaga ekosistem.

Keperluan tenaga elektrik merupakan keperluan penting untuk kehidupan hari ini. Ini kerana peralatan yang digunakan banyak menggunakan tenaga elektrik untuk memastikan ianya dapat berfungsi. Kebergantungan ini menjadi masalah kepada mereka yang tinggal jauh daripada kemudahan sumber tenaga atau kawasan-kawasan yang mempunyai kemudahan sumber tenaga ini - seperti kawasan-kawasan yang berhampiran dengan bandar.

Selain daripada itu, penjanaan tenaga elektrik dan kerja-kerja penyediaan kemudahan tenaga ini memerlukan perbelanjaan yang banyak (sekiranya ingin di salurkan ke kawasan yang jauh di pendalaman). Sehubungan itu, kaedah penjanaan tenaga persendirian adalah merupakan kaedah yang lebih praktikal untuk digunakan. Ia juga boleh disediakan dalam unit yang kecil, untuk keperluan beberapa biji rumah misalnya. Dengan ini, ia bukan sahaja menjimatkan malah dapat mengelakkan sumber alam lain dalam kerja-kerja penyediaan talian sumber kuasa dari bandar.

Walaupun mampu menjana kuasa pada kapasiti tinggi, empangan hidro seperti memberi banyak impak kepada manusia dan alam sekitar. Ia perlu dikaji semula untuk kebaikan jangka panjang.

Perbincangan kita pada kali ini adalah untuk melihat sejauh manakah kita boleh mengelakkan daripada bergantung sumber kuasa yang dihasilkan secara besar-besaran (menggunakan tenaga hidro elektrik, arang batu, nuklear dan sebagainya), yang sememangnya memberikan impak kepada alam sekitar (hanya berbeza dari segi jenis pencemaran atau kerosakan yang diakibatkannya). Melalui penggunaan unit tenaga kecil, kita dapat menikmati sumber kuasa elektrik bagi kawasan yang jauh dari sumber kuasa tanpa mengakibatkan kerosakan yang ketara.

Melalui penjanaan tenaga kecil-kecilan ini, impak-impak lain dapat dikurangkan seperti kerosakan alam sekitar dalam menyediakan talian sumber kuasa ke kawasan pendalaman, pengendalian sumber secara lokal - tidak menyebabkan putus bekalan di kawasan lain, sekiranya satu janakuasa kecil bermasalah. Kemudahan pengurusan, kerana sistem yang kecil lebih mudah untuk dikendalikan. Kos yang lebih murah, kerana ia hanya memerlukan kos pembinaan dan kos penyelenggaraan, tidak memerlukan bayaran bulanan yang tinggi.

Kaedah Penjanaan Hidro Kecil

Penjanaan hydro lebih stabil selagi terdapatnya bekalan air.

Penjanaan hidro kecil boleh dilakukan di kawasan dengan sumber air yang berterusan seperti punca sungai kecil. Selain daripada punca air tersebut digunakan untuk penjanaan tenaga, ia juga boleh digunakan untuk pengairan sawah atau tanaman juga sebagai bekalan air biasa. Apa yang penting penjanaan tenaga hidro kecil tidak memerlukan pemindahan haiwan dan penduduk atau kerosakan kepada ekosistem semulajadi. Malah dalam membina sistem tadahan kecil (sekiranya perlu) mungkin membolehkan takungan untuk pembiakan hidupan akuatik serta sumber air berterusan untuk keperluan flora dan fauna di persekitaran kawasan penjanaan. Ini seperti juga kolam-kolam kecil yang dibina oleh memerang (beaver) yang juga memberikan banyak impak positif kepada ekosistem.

Penjanaan tenaga kaedah ini bukan sahaja memanfaatkan sumber sedia ada. Ia juga meningkatkan semula kesedaran mengenai penjagaan sumber alam bagi memastikan punca air terpelihara. Pembukaan hutan dan pembakaran terbuka boleh menyebabkan terganggunya sumber mata air. Begitu juga dengan pembuangan sampah ke dalam sungai yang boleh menyebabkan pencemaran sumber air minuman. 

Terdapat banyak contoh projek penjanaan tenaga kecil hidro yang dibangunkan di seluruh dunia oleh syarikat-syarikat kecil mahupun individu. Apa yang berbeza adalah dari segi pembangunan peralatan yang lebih efisyen bagi peralatan yang dihasilkan oleh syarikat-syarikat yang dapat menjalankan pembangunan yang terperinci. Namun begitu, potensi penjanaan tenaga seperti ini perlu diberikan penekanan terutamanya bagi pembangunan kawasan-kawasan yang jauh daripada bekalan sumber elektrik bagi memastikan kawasan-kawasan ini juga dapat menikmati pembangunan teknologi, terutamanya bagi tujuan pendidikan.

Tiada rekaan khusus bagi menghasilkan kaedah penjanaan hydro. Rekaan adalah mengikut kesesuaian punca air dan persekitaran.

Antara syarikat yang terkenal dengan pembangunan pembinaan hidro kecil ini adalah Turbulent dari Belgium. Syarikat yang membangunkan sistem hidro ini bukan sahaja terkenal di negara asalnya malah, turut membangunkan sistem ini di seluruh dunia, di mana kepakarannya diperlukan. Untuk mengenali lebih dekat mengenai Turbulent, anda bolehlah mengikuti pautan lawan syarikatnya di sini.

Namun begitu terdapat juga sistem-sistem hidro kecil yang dibina secara persendirian, dan ianya juga dapat berfungsi dalam membekalkan kuasa dengan baik. Antaranya adalah seperti sistem yang dibina oleh pereka seperti yang ditunjukkan di dalam video ini. Dengan kemudahan teknologi hari ini, sistem-sistem seperti ini lebih mudah dibangunkan. Ia juga boleh dipadankan dengan sumber-sumber kuasa lain seperti solar dan bateri. Anda juga mungkin berminat untuk mengikuti sitem yang diabangunkan oleh Jonesville dari Wisconsin, US di sini.

Penjanaan Menggunakan Sumber Angin

Penjanaan kuasa angin persendirian boleh dipasang berhampiran rumah.

Walaupun sistem penjanaan sumber angin kecil jarang dibangunkan dengan berjaya. Ia tidak bermakna sistem ini tidak boleh digunakan. Apa yang berbeza adalah kaedah bagaimana ianya dikendalikan. Bagi sistem yang tidak dapat membekalkan tenaga yang sekata kaedah penyimpanan kuasa boleh digunakan sebelum ianya diagihkan semula sebelum digunakan. Ini bermakna, tenaga yang dihasilkan perlu dikumpulkan terlebih dahulu, sebelum digunakan untuk kegunaan.

Penjanaan tenaga angin secara kecil-kecilan tidak mendatangkan impak yang tinggi kepada persekitaran seperti kecederaan kepada burung-burung, kesan bunyi kipas yang boleh mengganggu atau penyediaan kawasan yang memerlukan pembersihan tumbuh-tumbuhan asal di kawasan tersebut. 

Kini lebih banyak penjanaan kuasa angin kecil yang dibina untuk kegunaan persendirian. Sistem penjanaan kuasa angin ini, kini boleh dibeli dengan lebih mudah. Antara contoh yang paling mudah boleh dilihat melalui video di pautan ini. Seperti juga penghasilan tenaga solar, penghasilan tenaga angin menjadi lebih efektif dengan penggunaan magnet yang lebih baik iaitu neodymium. Penggunaan magnet ini meningkatkan kadar penghasilan tenaga elektrik bagi tenaga angin yang digunakan.

Rekaan unik PowerPods meningkatkan kuasa yang dihasilkan.

Selain itu terdapat juga penjana angin yang dihasilkan dengan reka bentuk baru bagi meningkatkan lagi efisyensi selain ciri-ciri keselamatan dan mudah digunakan. Ini bermakna, banyak lagi ruang untuk diperbaiki bagi menjadikan teknologi penghasilan tenaga menggunakan angin untuk kegunaan persendirian bagi memenuhi keperluan pengguna. Antara rekaan unik penjana kuasa angin ini adalah seperti yang dihasilkan oleh Halcium Energy dari Salt Lake City, Utah dengan rekaan yang dikenali sebagai PowerPods. Ia merupakan datu lagi rekaan yang digunakan di serata dunia termasuk di Eropah dan Asia.

Kini, kincir-kincir angin moden juga tidak lagi terhad kepada penjana berbentuk kipas malah ia memanfaatkan pelbagai bentuk termasuk menegak, mendatar, berbentuk skru, helix dan sebagainya. Dengan kemajuan sistem komputer, AI (Artificial Intelligence), kejuruteraan bahan dan teknik pencetakan 3D, pembangunan teknologi-teknologi seperti ini dapat berkembang dengan lebih pantas. Maka dengan itu jurang pembangunan antara kawasan bandar dan luar bandar dapat dikurangkan.

Penggunaan Tenaga Solar

Penghasilan elektrik menggunakan kuasa solar merupakan kaedah paling mudah pada masa ini.

Penjanaan tenaga solar adalah lebih efisien berbanding beberapa dekat lalu. Ini menjadikan penjanaan tenaga solar juga adalah merupakan kaedah yang sesuai untuk dimanfaatkan untuk penjanaan tenaga secara kecil-kecilan. Penggunaan kaedah ini adalah sesuai bagi kawasan-kawasan yang memperoleh sumber tenaga cahaya matahari yang banyak untuk sepanjang tahun. 

Seperti juga tenaga yang dihasilkan oleh angin, tenaga solar mungkin memerlukan kaedah penyimpanan tenaga sebelum ianya boleh digunakan bagi menghasilkan tenaga yang lebih stabil. Namun sistem ini adalah kaedah yang biasa digunakan untuk sistem tenaga solar yang dibangunkan.

Penggunaan solar amat berkesan di kawasan yang menerima jumlah cahaya matahari yang banyak sepanjang tahun. Ia juga digunakan di mana kawasan yang tidak mempunyai sumber air yang mengalir untuk pembinaan janakuasa hidro kecil seperti di atas. Pembinaan sistem tenaga solar adalah lebih mudah, namun ia memerlukan sel-sel suria yang dihasilkan secara industri. Manakala untuk penghasilan tenaga yang efisyen juga, penggunaan sel solar dengan efisyensi yang tinggi juga perlu digunakan.

Penghasilan tenaga menggunakan sel suria ini digunakan lebih meluas hari ini. Daripada yang bersaiz mini, sehinggalah untuk keperluan bagi seluruh isi rumah. Ini menjadikan penggunaan tenaga di kawasan pendalam lebih mudah untuk dihasilkan. Faktor yang menentukan ianya boleh digunakan hanyalah jenis dan kos yang diperlukan. Modul-modul tenaga solar kecil lebih mudah untuk didapati hari ini. Bagi kegunaan yang lebih efisyen pastikan modul tenaga solar yang digunakan sesuai untuk kegunaan jangka panjang. Anda perlu meneliti spesifikasi peralatan ini dengan lebih terperinci atau dapatkan nasihat mereka yang lebih arif mengenai penjanaan tenaga solar ini.

Sistem Bekalan Kuasa Mudah Alih

Sistem penjanaan kuasa mudah alih memudahkan pelbagai aktiviti luar dijalankan.

Sistem bekalan kuasa mudah alih ini juga adakalanya amat membantu, terutamanya bagi mereka yang memerlukan bekalan kuasa untuk lokasi-lokasi berbeza seperti peniaga, aktiviti perkelahan atau aktivi luar yang lain yang memerlukan sumber kuasa semasa berada jauh di kawasan pendalaman.

Dengan adanya sumber kuasa, peralatan-peralatan elektronik dan komunikasi dapat digunakan. Ini membolehkan banyak perkara dilakukan, di mana pada suatu masa dahulu agak sukar ataupun mustahil untuk dilakukan. Kemudahan-kemudahan seperti ini juga banyak membantu para penyelidik, petani, peniaga, pengembara dan juga orang persendirian dalam memperoleh manfaat daripada teknologi ini. Apa yang penting adalah, penggunaan teknologi yang turut memberi impak kepada alam yang minima. Ini kerana penggunaan teknologi tidak semestinya mengorbankan apa yang lebih penting, iaitu kehidupan itu sendiri.

Sistem bekalan kuasa mudah alih in juga boleh didapati dengan mudah pada hari ini. Apa yang penting adalah memastikan keperluan anda, iaitu sejauh manakah bekalan kuasa yang diperlukan. Bagi pengembara ke kawasan pendalaman contohnya, anda mungkin tidak mampu untuk membawa unit kuasa yang terlalu besar, namun cukup untuk membekalkan kuasa untuk peralatan-peralatan penting serta mengecas peralatan, komunikasi dan kecemasan.

Buruk dan Baik Penjanaan Persendirian

Peralatan penjanaan kecil seperti ini semakin mudah untuk didapati. Apa yang penting adalah mengenalpasti keperluan sebenar sebelum anda membelinya. 

Walaupun ianya praktikal namun pembangunan dan penyelengaraan penjana ini memerlukan kemahiran yang mungkin tidak dimiliki oleh semua orang. Bukanlah bermakna ianya mustahil, seperti juga pengenalan teknologi-teknologi lain, ianya memakan masa untuk pengguna menyesuaikan diri sebelum dapat menggunakannya dengan baik.

Terdapat banyak modul-modul untuk penjanaan tenaga kecil ini di pasaran. Penggunaannya adalah penting bagi membolehkan mereka yang tinggal di kawasan pendalaman atau yang jauh dari sumber kuasa masih boleh mendapat kemudahan penggunaan sumber tenaga, bagi memanfaatkan kemudahan teknologi - seperti penggunaan mesin, atau teknologi untuk tujuan komunikasi. Ini menjadikan kawasan yang jauh di pendalaman lebih selesa untuk didiami tanpa memutuskan hubungan dengan dunia moden. Ia juga memudahkan kawasan di pendalam untuk memberikan sumbangan lebih banyak kepada masyarakat luar.

Sudah tiba masanya untuk kita memanfaatkan teknologi bagi mengelakkan kerosakan alam sekitar yang serius. Sebagai pengguna yang bertanggungjawab, perkara ini perlulah diberikan perhatian sama juga dengan kemudahan yang ingin digunakan. Manakala, perkara ini tidak akan menjadi kenyataan selagi kita tidak memulakan nya.