Miscellaneous Wind and wind turbines

Turbin angin 

   

Turbin angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.

Wind turbine components : 1-Foundation, 2-Connection to the electric grid, 3-Tower, 4-Access ladder, 5-Wind orientation control (Yaw control), 6-Nacelle, 7-Generator, 8-Anemometer, 9-Electric or Mechanical Brake, 10-Gearbox, 11-Rotor blade, 12-Blade pitch control, 13-Rotor hub.

 

 

Components of a horizontal-axis wind turbine

 

 

Inside view of a wind turbine tower, showing the tendon cables.

 

 

2kW Dynamic braking resistor for small wind turbine.

 

 

Wind turbine foundations

 

 

Kini turbin angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Walaupun sampai saat ini pembangunan turbin angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional (Contoh: PLTD,PLTU,dll), turbin angin masih lebih dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui (Contoh : batubara, minyak bumi) sebagai bahan dasar untuk membangkitkan listrik.
Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengan diameter kipas r adalah :
dimana adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan adalah kecepatan angin pada waktu tertentu.
Umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah turbin angin hanya sebesar 20%-30%. Jadi rumus di atas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cukup eksak.
Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik.
Sebenarnya prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam sub-sistem yang dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu :
1. Gearbox
Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran tinggi. Biasanya Gearbox yang digunakan sekitar 1:60.
2. Brake System
Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin di luar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak di atasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.
3. Generator
Ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.
4. Penyimpan energi
Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki mobil memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.5 jam pada daya 780 watt.
Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC (Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC (Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini. Rectifier-inverter akan dijelaskan berikut.
5. Rectifier-inverter
Rectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusodal(AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi(aki/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh aki akan berbentuk gelombang DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya AC , maka diperlukan inverter untuk mengubah gelombang DC yang dikeluarkan oleh aki menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh rumah tangga.



   

  

Jenis turbin angin

Jenis turbin angin ada 2, yaitu :

1. Turbin angin sumbu horizontal
2. Turbin angin sumbu tegak (misalnya turbin angin Darrieus)

Turbin angin sumbu horizontal

Turbin angin megawatt pertama di dunia berada di Castleton, Vermont

Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling-baling angin (baling-baling cuaca) yang sederhana, sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.
Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan.
Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind (melawan arah angin). Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind (menurut jurusan angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang, bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah-bilah itu.

Kelebihan TASH

• Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.

Kelemahan TASH

• Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin angin.
• TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil.
• Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox, dan generator.
• TASH yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
• Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan lansekap.
• Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
• TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.

Turbin Angin Sumbu Vertikal

Turbin angin Darrieus30 m di Kepulauan Magdalen

Turbin angin sumbu vertikal/tegak (atau TASV) memiliki poros/sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah.
Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut. Drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.
Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal.

Kelebihan TASV

• Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
• Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
• Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
• TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
• Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
• TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10 km/jam (6 m.p.h.)
• TASV biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.
• TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
• TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),
• TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
• Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.

Kekurangan TASV

• Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
• TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
• Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
• Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.

   Macam macam Angin 


Apakah angin itu?

Angin adalah gerak udara. Dalam meteorologi, bila tidak ada penjelasan lain, angin adalah gerak udara dalam arah horizontal. .Gerak tersebut timbul karena perbedaan suhu dan tekanan udara di suatu tempat dan di tempat lain yang berdekatan.
“Mata angin”, bukan matanya angin.
Angin dicirikan dengan arah datangnya, misalnya angin utara adalah angin yang bertiup dari arah utara, angin timur adalah angin yang bertiup dari timur. Untuk menatakan arah angin digunakan ukuran “derajat”. Angin dari utara arahnya dinyatakan 360 derajat; dari timur 90 derajat; dari selatan 180 derajat; dari barat 270 derajat. 0 derajat tidak digunakan untuk menyatakan arah tetapi digunakan untuk menyatakan angin yang sangat lemah atau tidak ada angin. Susunan arah angin tersebut dinamakan “mata angin”.

Angin – angin itu punya nama.
Adanya angin memberi kesan yang bermacam-macam. Oleh karena itu orang membedakan angin dengan memberi nama. Berbagai cara dan dasar digunakan untuk memberi nama angin antara lain : berdasarkan arah bertiupnya, kecepatan atau kekuatannya, waktu bertiupnya, sifat dan dampaknya, dan masih banyak lagi..
Berasarkan kebiasaan arah datangnya dikenalangin baratan, angin timuran :
Angin baratan adalah angin yang arahnya selalu dari barat, tetapi berbeda dengan angin barat..
Angin timuran adalah angin yang arahnya selalu dari timur tetapi berbeda dengan angin timur.
Dari arahnya dan sekaligus dari tempatnya dikenal angin baratan khatulistiwa, angin baratan subtropik, angin timuran kutub.
Angin baratan khatulistiwa adalah angin baratan yang terdapat di sekitar khatulistiwa yang memisahkan angin pasat belahan bumi utara dan pasat belahan bumi selatan..
Angin baratan subtropik, adalah angin baratan yang terdapat di pinggiran menghadap kutub dari kawasan subtropik. ,
Angin timuran kutub adalah angin timuran yang terdapat di kawasan kutub.
Angin pasat, adalah nama angin di kawasan tropik yang berasal dari daerah tekanan tinggi subtropik yang berpusat di sekitar 30^o – 40^o lintang utara dan di sekitar 30^o – 40^o lintang selatan. Angin tersebut bertiup dari suatu arah hampir sepanjang tahun. Di bagian belahan bumi utara arah umumnya dari timur laut, dan di bagian belahan bumi selatan dari arah tenggara. Angin pasat timbul karena adanya daerah dengan tekanan tinggi luar tropik di belahan bumi utara dan selatan dan yang lebih tinggi dari pada tekanan udara di kawasan tropik. Angin pasat terlihat jelas di atas lautan Pasifik dan di atas lautan Atlantik.

Dari perubahan arahnya dikenal angin menganan dan angin mengiri.
Angin menganan adalah angin yang arahnya berubah ke arah kanan atau searah dengan arah putaran jarum jam. Angin tersebut terdapat di kawasan tropik belahan bumi utara ketika angin dari daerah tekanan tinggi subtropik menuju ke arah kawasan tropik Selain itu juga terdapat di sekitar daerah siklon atau siklontropis di belahan bumi selatan.
Angin mengiri adalah angin yang arahnya berubah ke arah kiri atau berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Angin tersebut terdapat di kawasan tropik belahan bumi selatan ketika angin dari daerah tekanan tinggi subtropik menuju ke arah kawasan tropik Selain itu juga terdapat di sekitar daerah siklon atau siklontropis di belahan bumi utara.
Dari tempatnya, dikenal banyak nama angin :
Angin lokal.. Nama angin yang biasa bertiup di suatu tempat disebut “angin lokal atau angin setempat”.
Angin lorong, angin lokal kencang diujung terowongan atau celah diantara dua bukit, Angin laut, angin lokal di kawasan pantai yang terjadi pada siang hari; arahnya dari laut menuju daratan karena perbedaan suhu ketika permukaan darat lebih tinggi dari pada suhu di atas laut yang bersebelahan. Umumnya angin laut lebih kuat dibandingkan angin darat. Angin laut dapat memasuki daratan sampai sekitar 30 km dari pantai, sedangkan angin darat hanya mencapai sekitar 10 km dari pantai ke arah laut.
Angin darat, angin lokal di kawasan pantai yang terjadi pada malam hari; arahnya dari daratan menuju lautan karena perbedaan suhu ketika permukaan laut suhunya lebih tinggi dari pada suhu di atas daratan yang bersebelahan.
Angin gunung, angin lokal di pegunungan yang terjadi pada malam hari dari puncak gunung menuju lembah ketika udara di puncak gunung menjadi dingin dan rapat massanya lebih besar dibandingkan dengan yang ada di lembah. Angin gunung juga disebut angin katabatik.
Angin lembah, angin lokal yang di pegunungan yang terjadi pada siang hari dari lembah ke arah puncak gunung ketika lereng gunung mendapat banyak penyinaran matahari, sehingga udara naik sepanjang lereng gunung. Angin lembah disebut pula angin anabatik.
Angin permukaan, adalah angin yang bertiup di dekat permukaan bumi. Pengukuran angin tersebut dilakukan pada ketinggian 10 meter dari permukaan bumi di kawasan terbuka.

Berdasarkan waktu terjadinya, dikenal angin musim,
Angin musim adalah nama angin yang bertiup secara musiman. Dalam sebagian tahun bertiup dari satu arah, dan sebagian tahun lainnya bertiup dari arah yang berlawanan. Angin musim tersebut terdapat di banyak daerah, misalnya di Afrika, Arab, India, Indonesia. Di Indonesia bagian tengah dan timur pada umumnya dikenal angin musim barat dan angin musim timur. Angin musim barat berlangsung mulai sekitar bulan Oktober dan berakhir sekitar bulan Maret; angin musim timur berlangsung sekitar bulan April sampai sekitar bulan September. Di sebagian Indonesia bagian barat, di India, dikenal angin musim barat daya dan angin musim timur laut. Angin musim barat daya berlangsung dari sekitar bulan Mei sampai sekitar bulan September, dan angin musim timur laut berlangsung sekitar bulan Oktober sampai sekitar bulan April. Pergantian arah angin tersebut berkaitan dengan musim panas dan musim dingin di benua Asia. Musim angin timur laut berkaitan dengan musim dingin di Asia, dan musim angin barat daya berkaitan dengan musim panas di Asia.

Dari sifat udara yang dibawa dikenal nama-nama angin :
Angin jatuh (fohn), angin lokal yang terdapat di tempat-tempat tertentu di balik gunung. Angin tersebut sering sangat kencang, panas dan kering yang timbulnya pada musim tertentu. Angin tersebut timbul ketika udara yang dibawah dingin dan di atas panas melewati gunung. Setelah melewati gunung udara turun dengan kencang seperti angin jatuh. Angin jatuh tersebut bertiup kencang dan berlangsung terus-menerus sampai berhari-hari sehingga menimbulkan dampak yang sangat terasa di daerah yang dilewati. Biasanya terjadi pada musim kemarau yang sangat kering. Karena dampak yang sangat terasa tersebut penduduk setempat memberi nama menurut kesan yang dirasakan. Di Indonesia angin jatuh yang terkenal adalah
angin bohorok di Tapanuli Sumatra Utara;
angin kumbang di daerah Cirebon Jawa Barat,
angin gending di daerah Pasuruhan Jawa Timur,
angin barubu di Sulawesi Selatan,
angin wambraw di daerah Manokwari.
angin taku yakni angin timur-timur laut kuat di Juneau Alaska yang biasanya bertiup dalam waktu antara bulan Oktober dan Maret
Angin anabat, adalah angin lokal yang bertiup naik sepanjang lereng gunung yang panas karena sinar matahari.
Angin gravitas, adalah gerak udara dingin dari tempat yang tinggi ke arah pantai laut di dekatnya yang panas. Angin gravitas juga sering diserupakan dengan “angin jatuh” atau angin katabat.
Angin hitam, adalah angin yang kuat, sangat bergolak-galik, kering yang bertiup ke bawah di lereng gunung; angin tersebut terkenal di Kurdistan selatan, Persia, dan dinamai juga dengan angin reshabar.
Angin katabat adalah angin turun sepanjang lereng gunung yang timbul karena dalam arah horizontal kerapatan udara di sepanjang lereng lebih besar daripada kerapatan udara di sekitarnya. Perbedaan kerapatan tersebut karena pendinginan permukaan lereng mendinginkan udara di sekatnya.
Angin krakatao adalah lapisan angin timuran di atas wilayah tropik pada ketinggian 18 – 24 km. Lapisan tersebut menempati puncak dari angin baratan troposfer tengah yang tebalnya sampai 6 km dan kira-kira 2 km di atas tropopauze. Nama angin tersebut dikenali ketika adanya debu letusan gunung Krakatao pada tahun 1883.

Di kalangan pelayaran dan penerbangan dikenal nama-nama angin yang diberikan menurut kesan pada pelayaran atau penerbangan, misalnya:
Angin buritan adalah nama angin yang bertiup dari arah belakang searah dengan arah gerak kapal atau pesawat terbang; disebut pula angin turutan.
Angin haluan atau angin sakal adalah angin yang bertiup dari depan arah kapal atau pesawat terbang. Baik angin buritan maupun angin sakal keduanya disebut angin membujur.
Angin lambung adalah angin yang bertiup dari arah samping kapal atau pesawat terbang; disebut pula angin silang yalah angin yang mempunyai komponen berarah tegaklurus terhadap arah gerakan kapal atau pesawat terbang.

Mengapa angin dapat menumbangkan pohon?
Angin mempunyai kecepatan dan energi yang dapat mendorong benda-benda yang dilewatinya. Kecepatan angin dinyatakan dalam km/jam, m/detik, atau dalam knot ( 1 knot = 1 mil/jam = 1,8 km/jam ). Dalam pelayaran lazimnya menggunakan ukuran kecepatan knot dan dalam penerbangan selain knot juga digunakan ukuran km/jam atau m/detik.
Angin mempunyai energi yang besarnya setara dengan kecepatannya; makin kencang makin besar energi yang dibawanya. Berkaitan dengan energi tersebut oleh Admiral Beaufort dari angkan laut Inggris pada awal abad-19 angin dibedakan tingkatnya menurut dampak yang ditimbulkan, dan menyusunnya dalam skala yang selanjutnya dikenal dengan “skala Beaufort”. Kenudian pada tahun 1906 G.C. Simpson dalam Meteorological Office Publication no. 180, London, mengemukakan hubungan antara skala Beaufort dan kecepatan angin dalam rumus : V = 0,836 B³ /2, dengan V = kecepatan angin dinyatakan dalam m/dt, dan B besarnya skala. Dengan skala Beaufort dikenali tanda-tanda seperti berikut :
Skala Beaufort 0 : Keadaan tenang; asap dari cerobong industri kelihatan
Skala Beaufort 12: Angin sangat kencang yang kecepatannya lebih dari 60 knot. Di darat banyak menimbulkan pohon tumbang dan di laut menimbulkan gelombang sangat tinggi.
Berdasarkan kecepatannya angin diberi tingkatan yang diberi nama:
Angin teduh, adalah angin yang kecepatannya kurang dari 1 knot.
Angin ribut, adalah angin yang luar biasa kekuatannya lebih dari 28 knot.
Angin ribut kuat, adalah angin ribut yang kecepatannya 41 sampai 47 knot.
Angin ribut hebat, adalah angin ribut yang kecepatannya lebih dari 48 knot.
Angin ribut lemah, adalah angin ribut yang kecepatannya 25 sampai 33 knot.
Angin ribut sedang, adalah angin ribut yang kecepatannya 25 sampai 33 knot.
Bebagai nama angin juga diberikan berdasarkan sifat fisis dan berdasarkan teori atau disebut angin teoritik, antara lain :.
Angin geostrofik adalah angin mendatar yang secara teori dihasilkan dari adanya keseimbangan antara gaya Corioli dan landaian mendatar tekanan. Dalam fisika keseimbangan tersebut dinyatakan dengan rumus : V_g = – g/f Әp/Әn; dengan g = percepatan gravitas bumi, f = faktor Corioli, p = tekanan atmosfer, dan Әp/Әn = landaian tekanan sepanjang arah garis n tegaklurus isobar. Angin geostrofikk arahnya hampir sejajar dengan arah isobar.
Angin alobar adalah (1). Komponen angin yang secara teori dihasilkan oleh ketidak seragaman perubahan lokal dari tekanan mengikut waktu. (2). Kecepatan angin yang timbul dari adanya keseimbangan antara gaya Corioli dan percepatan angin geostrofik.
Angin isalobar, adalah angin yang secara teori ditimbulkan oleh perubahan lokal tekanan mengikut waktu.
Angin landaian adalah komponen kecepatan angin yang tegaklurus garis kontur tekanan tetap di suatu titik pada peta ketinggian. Secara teori angin landaian (V_gr) dihasilkan dari adanya keseimbangan antara gaya Corioli dan gaya sentripetal dengan landaian mendatar tekanan, dan dinyatakan dengan rumus : V_gr²/R + f V_gr = – g Әp/Әn; dengan R = jejari lengkungan lintasan, f = faktor Corioli, g = percepatan gravitas bumi, Әp/Әn = landaian tekanan tegaklurus isobar.
Angin langkisau adalah angin kuat yang mendadak terjadi dalam waktu singkat yang kemudian diikuti keadaan tenang (ta ada angin); umumnya hanya disebutkan langkisau saja.
Angin membujur setara adalah angin khayalan, dalam penerbangan, yang diwujudkan seperti angin sebenarnya dengan kecepatan seragam sebesar kecepatan rata-rata pesawat terbang terhadap bumi dan selalu sejajar dengan lintasannya.
Angin pilin adalah badai angin kecil dengan udara di dalamnya berputar mengelilingi pusat yang bertekanan rendah; kadang-kadang putaran udara menjulur ke atas sampai beberapa ratus meter dan menimbulkan pilin debu bila terjadi di padang pasir.
Angin puyuh, adalah putaran kuat turus udara berbentuk juntaian yang terdapat pada bagian bawah awan Kumulonimbus dan hampir selalu tampak sebagai awan corong. Pusarnya bergaris tengah beberapa ratus meter. Biasanya berputar siklonal (mengiri bila dilihat dari atas) dengan kecepatan sekitar 150 – 500 km/jam. Angin puyuh termasuk fenomena atmosfer skala lokal yang mempunyai potensi kekuatan sangat merusak. Di Indonesia angin puyuh disebut juga “puting beliung”.
Angin semu, adalah angin yang arah dan kecepatannya diukur dari benda yang bergerak. Besar arah dan kecepatannya sama dengan beda vektor antara angin sebenarnya dan kecepatan benda yang bergerak.
Angin sakal setara, sama dengan angin membujur setara.
Angin termal adalah angin yang secara teori diturunkan dari perbedaan suhu dan tekanan dalam lapisan atmosfer yang rumusnya :
\
.
Dalam praktik angin termal dinyatakan sebagai beda vektor angin di suatu paras dan vektor angin paada paras dibawahnya. Misalkan pada paras 500 mb vektor angin V₅ dan pada paras 700 mb V₇ maka angin termal dalam lapisan antara paras 700 mb dan 500 mb ditulis :

V_T = V₅ – V₇
Di lintang tengah dan tinggi belahan bumi utara, di sekitar daerah dingin, arah angin termal adalah siklonik (mengiri), dan di sekitar daerah panas antisiklonik (menganan). Sebaliknya di belahan bumi selatan, di sekitar daerah dingin arah angin termal adalah antisiklonik (mengiri), dan di sekitar daerah panas siklonik (menganan). Meskipun penaksiran tersebut hanya untuk lintang tengah dan tinggi, tetapi dapat digunakan untuk menaksir imbasnya di kawasan tropik atau Indonesia.
Dengan angin termal dapat ditaksir adanya lataan suhu atau energi dan arah penjalarannya. Dalam lapisan batas (dari permukaan sampai sekitar 3 km atau paras 700 mb) , proyeksi ujung vektor angin termal membentuk garis spiral yang disebut spiral Ekman. Bila bentuk spiral sangat lengkung dalam lapisan tersebut udara bergolak-galik besar.


Angin sebagai petunjuk cuaca.
Dari angin dapat dikenali bebagai fenomena cuaca. Misalnya, di daerah mengumpulnya angina di dekat permukaan bumi udara cenderung bergerak ke atas sehingga menimbulkan banyak awan dan hujan. Sebaliknya di daerah angina menyebar udara cenderung bergerak ke bawah sehingga di atas daerah tersebut awan sulit tumbuh. Bila ngin kencang terus-menerus bertiup di atas lautan dapat menimbulkan gelombang besar. Bila di suatu daerah arah angina sejajar tetapi kearah samping kecepatannya banyak berbeda menimbulkan gesekan sehingga udara berputar; demikian pula dapat menimbulkan putaran bila arah angina di suatu sisi berlawanan arah dengan angina di sisi sebelahan.

Pola Aliran Angin Global di Bumi

Seperti yang kita ketahui bersama terdapat dua jenis angin di dunia, yaitu angin global dan angin lokal. Nah, untuk menjawab pertanyaan,"Mengapa di daerah sub tropis banyak terdapat gurun, padahal rata-rata suhu tahunan tertinggi berada di daerah tropis ?" kita perlu membahas pola aliran Angin Global. Mau tahu ?

Gambaran Pola Aliran Angin Global adalah sebagai berikut :

Nah, dari gambar tersebut kita ketahui terdapat tiga sel peredaran angin di muka bumi, yaitu sel Hadley (di ekuator), sel Ferrel (di Lintang Sedang), dan sel Polar (di daerah kutub). Lihat dan amati arah dan pergerakan panah yang menunjukan kemana angin bergerak. Sekarang akan saya jelaskan sedikit mengenai pergerakan udara dari gambar di atas.

1.  Karena adanya Gradien Tekanan maka angin akan selalu bertiup dari tempat yang memiliki tekanan udara tinggi ke tempat dengan tekanan udara rendah. Sehingga menyebabkan angin bertiup dari Lintang sedang ke daerah Ekuator.
2. Adanya Efek Coriolis yang menyebabkan angin di belahan bumi utara akan dibelokkan ke kanan dan angin di belahan bumi selatan akan dibelokkan ke arah kiri.
3. Nah, karena Ekuator adalah tempat bertemunya antara dua buah angin dari LIntang Utara dan Selatan maka kedua angin tersebut akan saling bertumbukan dan akhirnya akan bergerak keatas membentuk hujan yang sering dikenal dengan sebutan hujan Zenital.
4. Jika kita amati pula pertemuan antara sel Polar dan sel Ferrel juga menyebabkan angin akan bergerak ke arah atas. Nah, di bagian ini selain kita kenal akan menyebabkan Jetstream polar selain itu fenomena lain yang dapat terbentuk akibat pertemuan ini adalah terjadinya hujan yang sering disebut Hujan Frontal.
5. Dari gambar di atas akan saya jelaskan macam-macam angin global yang dapat kita amati, di antaranya :
• Angin Pasat : Angin yang bergerak dari daerah LIntang sedang ke daerah Ekuator
• Angin Anti Pasat : Angin yang bergerak dari daerah Ekuator ke Lintang Sedang
• Angin pasat dan anti pasat dapat kita amati pada sel Hadley
• Angin Timur : Angin yang bergerak dari Timur Laut ke Barat Daya
• Angin Barat : Angin yang bergerak dari Barat Laut ke Tenggara

Sekarang mari kita jawab pertanyaan minggu lalu. Mengapa di daerah sub tropis banyak terdapat gurun, padahal rata-rata suhu tahunan tertinggi berada di daerah tropis ? Hal ini berhubungan dengan ada atau tidaknya hujan, karena tanpa adanya air tentu vegetasi takkan dapat tumbuh dengan baik di suatu tempat, dan ketersediaan air sangat berhubungan dengan hujan. Seperti pembahasan sebelumnya (di atas), kita ketahui bersama bahwa intensitas hujan terbesar adalah di daerah Ekuator dan daerah Lintang Tinggi, maka tak heran jika di kedua tempat tersebut banyak terdapat hutan. Di Ekuator bernama Hutan Hujan Tropis dan di Lintang Tinggi bernama Hutan Tundra. Sedangkan di daerah Lintang Sedang walaupun tidak terlalu panas namun suplai air di daerah ini sangat sedikit (tidak ada hujan) sehingga di daerah ini banyak ditemukan gurun-gurun besar, diantaranya Gurun Gobi, Gurun Sahara, Gurun di Australia. Semuanya terletak di Lintang Sedang.

Faktor Mempengaruhi Laju Angin

Untuk dapat menjawab pertanyaan mengapa layang-layang lebih stabil terbang tinggi daripada terbang rendah ? terlebih dahulu marilah kita kaji bersama mengenai faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi laju angin.

Faktor-faktor yang mempengaruhi angin adalah sebagai berikut :

• Keadaan topografi
• Daratan atau lautan
• Adanya pepohonan

Ketiga  hal di atas sangat berpengaruh terhadap kerja laju angin. Keadaan topografi sangat berpengaruh, karena jika angin menerpa pada topografi berupa gunung ia akan cenderung naik, berbeda jika ia menerpa pada topografi berupa dataran, ia akan cenderung lurus-lurus saja. Kedua, saat angin bergerak di atas daratan dan lautan juga sangat berbeda. Walau bagaimanapun angin yang bergerak di daratan akan cenderung mengikuti keadaan permukaan daratan, berbeda jika angin yang berhembus di atas lautan maka ia akan ikut mempengaruhi bentuk muka air laut, bahkan pergerakan arus di atas laut. Sehingga ia lebih bebas bergerak di atas lautan daripada di daratan. Ketiga, adanya pepohonan sangat berpengaruh jika pohon tersebut cukup tinggi dan menggangu laju angin.

Nah, dari ketiga pembahasan di atas kita dapat menyimpulkan mengapa layang-layang lebih stabil jika ia terbang tinggi adalah karena ketiga faktor di atas akan di anggap 0 (nol) / tidak ada. Iya kan ?  sehingga laju angin di atas sana lebih stabil yang membuat layang-layang terbang stabil pula.