KINCIR ANGIN - APA DIA?

KINCIR ANGIN (WindMill) adalah sejenis mesin yang dapat menukar kuasa angin kepada tenaga putaran melalui bilah yang dikenali sebagai layar kincir angin atau kipas. Pada asalnya kincir angin dibangunkan bagi mengisar bijiran bagi penghasilan makanan akan tetapi kini ia telah diperluaskan penggunaannya terutama sebagai Janakuasa Eletrik di beberapa negara maju yang sesuai. Penulis blog yang dapat lihat beberapa negara Eropah dan Jepun melihat Kincir Angin ini dibangunkan bagi membekalkan tenaga eletrik. Disepanjang sejarah pula diperlihatkan dimana kincir angin telah diterima untuk banyak kegunaan pengilangan lain dimana di Belanda ia telah beratus tahun digunakan sebagai alat mengepam air dari tanah 'dike' ke laut. Kincir angin moden kini telah pun  digunakan bagi menjana eletrik tercanggih yang dikenali sebagai turbin angin. Penulis blog yang ke Belanda dapat melihat sendiri bagaimana struktur dan sistem penggunaan kincir angin yang banyak terdapat di negara tersebut (Sila lihat foto diatas). Apa pun pada asasnya alat kincir angin pernah dicipta untuk ianya digunakan bagi melakukan kerja-kerja pemotongan. Mata pisau (kipas yang berputar laju) lazimnya akan dapat mengisar sebarang objek yang keras seperti kayu, batu dan sebagainya. Negara Belanda atau Netherlands (the orange!) merupakan negara yang menggunakan kincir angin sebagai untuk melindingi negara itu dari ditenggelami air. Ini adalah disebabkan negara mereka sudah berada diparas bawah laut dan banyak tanahnya adalah termasuk dalam saliran-saliran sungai berada dibawah paras laut dengan dikelilingi ban yang kukuh. Ini menjadikan Netheland merupakan sebuah negara yang mempunyai tanah subur dan pengeluar makanan utama dunia sehingga kini. Sebut sahaja tomato dan bunga tulip orang akan mengenali Netherlands sebagai sebuah negara moden dalam sektor pertanian. Penggunaan kincir angin sejak beratus tahun dulu membolehkan negara ini maju dalam bidang pertanian. Artikel subuh ini dalam "Anim Agro Technology" saya menulis lagi mengenai Kincir Angin dan kepentingannya dalam kehidupan manusia.

Terdapat banyak jenis Kincir Angin dibina diseluruh dunia dan ia bergantung kepada kegunaanya, rekabentuk, kadar tiupan angin dan juga. Di Netherlands walau pun usia kincir angin ini sudah beratus tahun akan tetapi ia masih berfungsi dengan baik dalam sektor pertanian sebagaimana yang penulis bloh lihat sendiri (Sila lihat foto disebelah). Kini apa pun kebanyakan turbin-turbin angin moden mempunyai tiga mata pisau dimana ia lazimnya akan beroperasi menghadapi arah angin dengan pelaras dibelakangnya. Menara-menara yang tinggi mampu menerima aliran udara kuat yang malar. Angin yang melalui mata pisau akan menyebabkan kipas tersebut akan berpusing dimana ini seterusnya akan dapat memutarkan sebuah lubang dimana ia dihubungkan kepada sebuah penjana dan membuat bekalan elektrik. Mata pisau tersebut uniknya boleh dikawal kelajuannya dimana lazimnya ia akan menyebabkan kadar pusingan sentiasa pusing pada kadar sama. Bergantung kepada saiz turbin sama ada jenis besar, sederhana atau kecil menyebabkan jenis turbin cekap boleh menjana sehingga 3.6 megawatt eletrik setiap masa. Dalam kejuruteraan eletrik dilaporkan dimana satu megawatt (1mw) kuasa eletrik sudah cukup menyediakan kuasa untuk kira-kira 300 atau lebih banyak tenaga letrik untuk satu keluarga. Dari segi fungsi pula penulis blog diberitahu dimana orang Netherlands dimana kincir angin dibagi menjadi dua jenis iaitu kincir angin untuk Kepentingan Industri dan kincir angin untuk Penyaluran Air. Kedua-duanya mempunyai fungsi yang berguna kepada kehidupan manusia.

Bagi jenis Kincir Angin untuk kegunnan industri ada banyak jenis. Jenis-jenis ini mereka diberi nama sesuai dengan penggunaan mereka seperti Jenis Kincir angin untuk Menggergaji (sawmill red.) atau Kincir Angin untuk Menggiling Jagung (cornmill red) atau pun untuk Penghasilan Tenaga Eletrik. Jenis kincir angin yang paling tua adalah kincir angin standard seperti  Jenis Standardmolen atau Postmill dalam bahasa English). Kincir angin ini dapat menangkap dan mengalihkan banyak angin dan terlebih lagi dengan kincir air seperti juga yang terpasang di dalamnya dimana ia dilaporkan dapat juga membantu proses pengalihan dan pengeringan air lebih cepat. Oleh sebab itu biasanya jenis kincir angin seperti ini banyak dibuat dekat Belanda yang amat bermanfaat sekali untuk proses pengalihan angin dan air.  Memang juga masih banyak jenis-jenis lain dari kincir angin seperti Kincir Angin Kecil (wipmolen, red.) dan Struktur Menara Kincir Angin (torenmolen). Kincir angin juga digunakan untuk membantu proses irigasi (pemotongan), menggiling hasil tuaian bijirin menuai dan juga digunakan sebagai medan bekal informasi (mesej). Dilaporkan di Belanda dimana dahulu kalau ada anggota keluarga si pemilik kincir angin mati, maka kedudukan poisisi kincir akan menyimpang dari biasanya. Fungsi dari kincir angin pun sekarang bertambah iaitu untuk mengalihkan air dan angin, mengasah kayu, memproses kertas, mengeluarkan minyak dari biji dan sebagainya. Terkini kincir angin telah dimodenkan sebagai Penjana Kuasa Elektrik (Sila lihat foto disebelah). Penjana yang elektrik bekerja di kincir angin cukup banyak dimana ia akan disambung mengunakan dynamo). Magnet dilampirkan aci dikelilingi oleh gegelung dawai dimana apabila kipas berpusing makan aci berpusing dengan ada magnet yang menghasilkan medan magnet atau tenaga eletrik yang akan dihantar bergerak dalam wayar. Medan magnet yang mana ia bergerak menghasilkan arus elektrik yang bergerak dalam kabel eletrik dan kemudiannya boleh digunakan untuk semua perkakasan yang perlukan tenaga eletrik.

Penngurusan air amat penting dalam sektor pertanian terutamanya untuk tanaman. Proses penyaluran air keluar dan masuk kekawasan tanaman perlu dikawal dengan baik. Kawalan air juga memudahkan proses pengaliran air untuk tanaman seperti padi sawah, jagung dan sayur-sayuran yang memerlukan kuantiti air yang banyak. Apa pun di Netherlands kincin angin beratus-ratus tahun digunakan untuk mengeluarkan air dari dalam saliran keluar kelaut (Sila lihat foto disebelah). Kedudukan tanah pertanian di negara tersebut yang rendah daripada paras laut memerlukan pengeluaran air dari dike dilakukan sentiasa menggunakan kincir angin dan pam air moden. Apa yang penting ialah cara penyusunan bangunan kincir angin itu dan sistem perparitan yang tersusun. Dalam padai itu jurutera disama sentiasan memikirkan bagaimana kincir angin mengatasi masalah banjir.  Rupanya didalam bangunan kincir angin itu di dalamnya terdapat kincir air. Teknologi dengan menggunakan kincir air yang ada di dalam bangunan kincir angin tersebut maka sebenarnya air yang ada di tanah akan dialihkan dan ianya disalurkan dan dibendung. Proses seterusnya maka tanah yang masih sedikit basah tersebut dikeringkan dengan kincir angin dan boleh bercucuk tanam.

Kenapa di Malaysia kurang dibangunkan kincir angin untuk pelbagai tujuan?. Adakah angin di Malaysia tidak cukup kuat untuk menjana elektrik melalui kincir angin ini? . Apa pun dilaporkan dimana telah ada projek kincir angin di Pulau Perhentian yang telah berfungsi dengan baik (Sila anda lihat foto disebelah). Penulis blog yang beberapa kali berkunjung ke pulau tersebut juga dapat melihat sendiri bagaimana kincir angin untuk menjana eletrik ini dengan dekat. Sebenarnya perkara asas yang perlu kita tahu adalah tentang berapa kelajuan angin di Malaysia. Selepas itu barulah kita boleh berbincang sejauh mana potensi untuk penjanaan kuasa elektrik melaui kincir angin ini di Malaysia. Penulis blog difahamkan dimana secara purata, Malaysia dilanda angin dengan kelajuan kira-kira 2 meter sesaat sepanjang tahun. Berapa laju 2 meter sesaat ini boleh juga dikira dengan kelajuan  sekitar 7.2 kilometer sejam. Cuba bayangkan, laju mana 7 kilometer sejam ini. Kepada yang memandu kenderaan anda cuba pandu 10 kilometer sejam. Pelari pecut dunia iaitu Usain Bolt pun berjaya merekodkan kelajuan lariannya dengan larian 100 meter pada kelajuan sekitar 40 kilometer sejam. atau 4 kali ganda dari purata kelajuan tiupan angin di Malaysia. Difikirkan sama ada agaknya bolehkah kelajuan 2 meter sesaat itu untuk pusingkan bilah kincir angin dan seterusnya menjana tenaga. Kalau kita menjawab “Tidak Boleh” adalah tanggapan yang agak kurang baik masa kini. Mungkin suatu hari nanti akan ada teknologi dan reka bentuk kincir angin yang boleh digerakkan dengan kelajuan ini. Jawapan yang lebih molek adalah “Agak Sukar” kerana masa ini untuk kincir angin besar seperti di Albany Wind Farm, Netherlands ini diperlukan tahap kelajuan angin sekurang-kurangnya sekitar 10 meter sesaat (sekitar 36 kilometer sejam) sepanjang tahun diperlukan untuk menggerakkan bilah dan menjana kuasa elektrik. Ia hampir menyamai kelajuan larian Usain Bolt kelajuannya.

Mungkin kita kurang berpuashati dengan potensi menggunakan kincir angin untuk negara kita. Ramai juga bertanya kalau begitu hujan lebat bersama ribut ketika monsun adakah ia boleh membantu bagi meningkatkan kelajuan angin. Dilaporkan dimana ketika monsun kelajuan angin boleh mencecah 15 meter sesaat (54 kilometer sejam). Namun begitu isunya adalah kelajuan angin setinggi itu tidak kekal sepanjang hari atau pun sepanjang tahun yang mana ia tidak sesuai digunakan sebagai kiraan. Tiupan angin ini akan terjadi apabila terdapat perbezaan tekanan dan suhu di udara yang berhampiran dengan permukaan bumi dengan udara yang jauh daripada permukaan. Udara yang berbeza suhu dan tekanan ini akan bergerak daripada kawasan udara  panas (berhampiran permukaan) kepada kawasan udara sejuk (jauh daripada permukaan). Kitaran ini lazimnya akan menghasilkan angin. Biasanya pada waktu siang akan berlaku dimana permukaan tanah adalah panas dan kesannya berlaku laju kitaran ini lebih aktif dan meningkatkan laju angin. Pada sebelah malam pula berlaku dimana kelajuan angin menjadi kurang daripada laju angin ketika siang oleh kerana fenomena ini. Selain itu rupabentuk topografi permukaan bumi juga memainkan peranan. Jika ada banyak halangan di atas permukaan seperti rumah, bangunan, pokok dan hutan, bukit dan gunung, atau tiada halangan seperti di padang yang luas dan lautan akan menganggu laluan angin. Bidang tenaga angin ini dinamakan “surface roughness” dan ini memainkan peranan penting di mana ketiadaan halangan seperti di lautan luas boleh lagi meningkatkan kelajuan angin pada ketinggian yang tertentu. Kita beralih kepada aspek ketinggian dimana ia mungkin akan memainkan peranan. Kelajuan angin adalah berbeza pada ketinggian yang berbeza dimana kelajuan angin akan meningkat apabila ketinggian meningkat. Kajian di Pulau Perhentian telah didapati kelajuan angin di sekitar kawasan tersebut adalah pada purata 6 - 9 meter sesaat iaitu sudah cukup untuk menjana kuasa eletrik melalui kincir angin.

Pihak berkaitan perlu lagi menjalankan banyak kajian bagi mengkaji potensi kincir angin dimasa akan datang. Kini penulis blog pernah diberitahu dimana kajian telah telah menunjukkan beberapa tempat di Malaysia seperti di Langkawi, Mersing dan Kudat mempunyai purata laju angin yang lebih tinggi daripada purata kelajuan angin bagi di keseluruhan Malaysia. Walau sudah ada terdapat banyak usaha daripada pihak kerajaan mahupun swasta di dalam menjalankan kajian dan pengukuran laju angin di tempat-tempat ‘berangin’ di Malaysia bagi tujuan penuaian tenaga angin akan tetapi masih belum lengkap. Antara beberapa cabaran kincir angin di Malaysia adalah menentukan tiupan angin yang konsistent sepanjang tahun buka sesekali berlaku untuk pastikan kincir angin terus bergerak dan beroperasi. Kajian mendapati memang tidak dapat dinafikan bahawa kelajuan angin di Malaysia rendah untuk kincir angin. Mungkin ada terfikir atau menyangka kita tiada kincir angin. Ini adalah cabaran bagi penyelidik di negara kita untuk membangunkan kincir angin yang berkecekapan tinggi untuk kelajuan angin yang minimal. Terdapat beberapa rekabentuk yang dapat membantu meningkatkan kecekapan kincir untuk laju angin yang minimal. Sebaiknya ramaikan jurutera dan pakar untuk membuat kajian dan mengenali jenis dan rekabentuk kincir angin yang ada yang sesuai untuk negara kita. Apa pun kincir angin adalah satu teknologi serta sains dan fizik di sebalik pergerakan angin melalui kincir tersebut yang boleh dikaji. Semuga satu hari nanti penggunaan teknologi kincir angin di Malaysia akan menjadi kenyataan. Negara jiran seperti Indonesia dan Filipina sudah mengorak langkah lebih jauh mengenai penggunaan kincir angin. Semua artikel dalam anim agro technology kali ini memberi  info berguna kepada anda semua. Wasallam!!!...

KINCIR ANGING... IA MEMANG BERGUNA...
DINETHERLAND... BERATUS TAHUN GUNA...
MENGHASILKAN LETRIK... TEKNOLOGINYA...
SEMUGA DIGUNA... DI NEGARA MALAYSIA...

By,
M Anem,
Senior Agronomist,
Precint 11, Putrajaya,
WP Putrajaya,
Malaysia.
(27 Rejab 1440H).