Energi Dari Langit: Bagaimana Drone Dapat Menghasilkan Listrik
Penelitian baru mengenai Sistem Energi Angin di Udara, yang didanai oleh hibah besar EPSRC, berupaya memanfaatkan energi angin di ketinggian dengan menggunakan drone, yang bertujuan untuk mengatasi tantangan dalam stabilitas sistem dan meningkatkan kelayakan komersial, sehingga mendukung tujuan net-zero di Inggris. Gambar prototipe drone Kitemill sedang beraksi. Kredit: Kitemill
Dr. Duc H. Nguyen telah menerima dana untuk meneliti Sistem Energi Angin Udara, yang bertujuan untuk meningkatkan keselamatan dan efisiensi untuk potensi komersialisasi dan peran penting dalam mencapai emisi nol bersih di Inggris.
Drone bisa menjadi sangat penting dalam mencapai tujuan net-zero di Inggris dengan memanfaatkan energi angin. Duc H. Nguyen, Dosen Dinamika dan Kontrol Penerbangan di Universitas Bristol, telah menerima hibah sebesar £375,000 dari Dewan Penelitian Teknik dan Ilmu Fisika (EPSRC) untuk mengeksplorasi lebih jauh Sistem Energi Angin Lintas Udara (AWES).
Dengan menambatkan drone ke stasiun bumi, AWES memanen tenaga angin di ketinggian yang lebih tinggi dibandingkan turbin angin konvensional. Angin kencang menarik drone menjauh dari stasiun bumi, menggerakkan generator, dan menghasilkan listrik.
Teknologi ini dapat memberikan manfaat bagi sektor energi Inggris dengan mengurangi jejak karbon, memberikan fleksibilitas lepas pantai dan darat, dan meningkatkan kemampuan untuk beroperasi di daerah terpencil.
Untuk menghasilkan tenaga paling besar, AWES harus terbang dalam pola yang rumit sambil terkena gaya aerodinamis yang kuat. Pengaturan ini menciptakan sistem yang kompleks dengan karakteristik penanganan yang rumit – sedikit kesalahan perhitungan dapat membuat drone jatuh ke tanah.
Ini adalah tantangan yang ingin diselesaikan oleh Dr Nguyen dan kolaboratornya dalam proyek ini. Dengan meningkatkan keselamatan dan efisiensi AWES, ia berharap proyek ini akan membuka jalan bagi komersialisasi AWES.
Potensi dan Jebakan AWES
Dr Nguyen, dari Fakultas Teknik Sipil, Dirgantara dan Desain, menjelaskan: “Energi angin di udara memiliki potensi yang sangat besar dan diperkirakan akan menghasilkan listrik senilai €70 miliar per tahun pada tahun 2050. Namun, teknologi ini masih merupakan teknologi baru. Dalam banyak kasus, trade-off telah dilakukan: desain baru telah dengan cepat dikerahkan untuk uji penerbangan sebelum karakteristik terbangnya dipahami sepenuhnya. Hal ini menghalangi banyak prototipe AWES untuk mencapai kapasitas penuh dalam pengoperasiannya, sehingga menyebabkan penghentian program lebih awal dan menghambat komersialisasi. Proyek ini berupaya mengatasi tantangan ini melalui penggunaan metode bifurkasi dan kelanjutan.”
Duc Nguyen bersama pendiri Kitemill, Jon Gjerde (kiri) dan Thomas Hårklau (kanan), pada konferensi Airborne Wind Power 2024. Kredit: Kitemill/Dr Duc Nguyen
Teknik numerik ini telah berhasil digunakan dalam studi dinamika pesawat untuk memprediksi perilaku berbahaya seperti osilasi, kepakan, dan putaran yang disebabkan oleh pilot.
Nguyen menyimpulkan: “Dengan mengganti teknik yang ada dengan metode bifurkasi, AWES dapat mencapai penghematan biaya yang signifikan dan peningkatan kinerja yang pada akhirnya akan membawa teknologi ini lebih dekat ke komersialisasi.”
Selain pendanaan EPSRC, proyek ini juga mendapat manfaat dari kolaborasi dengan dua pemain terkemuka di sektor ini, startup Norwegia Kitemill dan College Carlos the III of Madrid.
Thomas Hårklau, salah satu pendiri dan Chief Govt Officer Kitemill, menambahkan: “Inisiasi dan keberhasilan pendanaan proyek AWES ini merupakan perkembangan penting dalam sektor energi terbarukan. Teknologi AWES, dengan efisiensi materials yang luar biasa dan hasil energi yang lebih tinggi, berpotensi menjadi kekuatan dominan dalam industri energi. Kami sangat antusias untuk berkolaborasi dengan Duc Nguyen dan Universitas Bristol dalam inisiatif ini. Proyek ini tidak hanya memajukan misi net-zero Inggris namun juga menjamin kompetensi Inggris di sektor yang sedang berkembang ini. Bersama-sama, kami bertujuan untuk mengatasi tantangan saat ini dan membuka jalan bagi komersialisasi AWES.”
