Post on 22-Jan-2021
Energi Fotovoltaik untuk SPKLU Pintar
Cepat Hibrida
Bandung, 26 Agustus 2020
Ganesha Tri Chandrasa*1, Mohammad Mustafa Sarinanto2 dan Adisa Larasati3
Balai Besar Teknologi Konversi Energi Badan Pengkajiandan Penerapan Teknologi, Kawasan PUSPIPTEK, Klaster
Energi Gedung 625, Tangerang Selatan 15314
ganesha.tri@bppt.go.id, mm.sarinanto@bppt.go.id, adisa.larasati@bppt.go.id
01.PENDAHULUANMencakup latar belakang, tujuan, ruanglingkup penelitian, rangkuman kajianteoritik
03.HASIL DAN PEMBAHASANData atau fakta yang diperoleh daripenelitian
04.KESIMPULAN DAN SARANRingkasan dari uraian mengenai hasildan pembahasan
02.BAHAN DAN METODEPenjelasan mengenai bahan, metode, rancangan penelitian, rancangan analisis data, waktu dan tempat penelitian
PENDAHULUAN 01.
Meningkatnya imporminyak bumi maupun
bahan bakar untuksektor transportasi di
Indonesia Kesadaran akanlingkungan dan
bahaya polusi udara
Perpres No.55 tahun 2019
BAHAN DAN METODE 02.
BAHAN
CRemote
Monitoring System BPPT (Smart Grid)
DkWh Meter Digital
AKBL uji,
Mitsubhisi Miev(DC-CHAdeMO Socket & Plug)
BSPKLU multi-plug
dan rooftopmodul PV
Gambar 1. Bahan Penelitian (a) KBL Uji, (b) SPKLU Multi-plug, (c) Remote Monitoring System BPPT, (d) kWh Meter Digital
(a) (b)
(c)
(d)
METODE
Menentukan lokasi SPKLU
Mendirikan bangunan SPKLU
Uji operasi SPKLU
01 03
02
Merekam data konsumsi energi
SPKLU
04
Pemilihan tempat untuk mendirikan SPKLU untuk penelitian ini adalah pada halamanparkir, dikawasan Serpong dengan koordinat sedikit dibawah lintang Selatan/garistropis (LS 6.35°, dan BT 106.67°).
Dari berbagai penelitian yang pernah dilakukan di BPPT, maka sudut kemiringan yangideal adalah 15° dengan panel menghadap ke utara. Dan besaran radiasi mataharirata-rata tahunan yang bisa diperoleh untuk wilayah serpong adalah 4.45 kWh/m2/hari.
Gambar 2. Lokasi SPKLU BPPT (a) B2TKE-BPPT, Serpong, (b) BPPT, Thamrin
(a) (b)
Gambar 3. Rancangan Skematik SPKLU Hibrida PV-Grid
(a) (b)Pada rancanganskematik dari sistemSPKLU hibrida, padapanel listrik utamaterdapat titik yangdapat digunakanuntuk penelitiandengan melakukanpemasangan kWhmeter digital, data-data ini selanjutnyadikirim melaluimodem ke serverCSMS (chargingstation managementsystem).
HASIL DAN PEMBAHASAN 03.
HASIL PENGUKURAN PADA PLTS DAN SPKLU
Dari panel surya yang terpasang pada kanopi SPKLU, terbaca energi maksimumyang diperoleh pada hari pengamatan adalah sebesar 12,56 kWh (E1), peak poweryang didapat adalah sekitar 4 kWp, dimana kapasitas maksimum pada desain iniadalah 5 kWp.Pengamatan pada sistem 100 kW, terbaca radiasi matahari dibawah 1000 W/m2,pada saat puncaknya, PLTS 10 kWp dapat mengeluarkan daya hingga 9.67 kWp,sedangkan pada PLTS 90 kWp, dapat mengeluarkan output hingga mendekati 80 kWpada puncaknya. Energi yang diperoleh dari pagi hingga pukul 4 sore hari tercatatsebesar 379.22 kWh (E2).
Etot = E1 + E2Dengan persamaan diatas, maka diperoleh Etot
sebesar 391.78 kWh ≈ 400 kWh
(a) (b)
Gambar 4a. Unjuk Kerja Sistem PLTS 100 kWp
Gambar 4b. Unjuk KerjaSistem PLTS 5 kWp
0
200
400
600
800
1000
1200201
9-1
2-0
1 0
6:2
5:0
5201
9-1
2-0
1 1
5:2
5:5
4201
9-1
2-0
2 0
8:3
8:3
3201
9-1
2-0
2 1
1:5
4:2
9201
9-1
2-0
2 1
4:5
0:2
8201
9-1
2-0
2 1
9:1
4:0
6201
9-1
2-0
3 0
3:3
0:3
1201
9-1
2-0
3 0
7:2
9:1
8201
9-1
2-0
3 1
0:0
9:0
8201
9-1
2-0
3 1
2:3
6:4
4201
9-1
2-0
3 1
5:1
1:3
2201
9-1
2-0
3 1
8:0
6:4
3201
9-1
2-0
4 0
0:5
5:1
6201
9-1
2-0
4 0
6:4
4:1
1201
9-1
2-0
4 0
9:1
9:0
7201
9-1
2-0
4 1
2:4
0:2
8201
9-1
2-0
4 1
5:1
1:3
9201
9-1
2-0
4 1
7:5
6:4
0201
9-1
2-0
5 0
2:0
8:2
5201
9-1
2-0
5 0
7:2
9:3
1201
9-1
2-0
5 1
0:1
4:2
9201
9-1
2-0
5 1
3:0
0:3
3201
9-1
2-0
5 1
5:4
4:3
7201
9-1
2-0
5 1
9:4
6:0
8201
9-1
2-0
6 0
6:2
5:1
3201
9-1
2-0
6 0
9:1
0:3
6201
9-1
2-0
6 1
2:0
0:4
0201
9-1
2-0
6 1
4:4
8:0
2201
9-1
2-0
6 1
7:4
6:2
0201
9-1
2-0
7 0
1:3
0:5
7201
9-1
2-0
7 0
7:0
3:2
3201
9-1
2-0
7 0
9:3
9:0
1201
9-1
2-0
7 1
2:1
3:1
9201
9-1
2-0
7 1
4:4
7:1
1201
9-1
2-0
7 1
7:3
6:0
1201
9-1
2-0
8 0
0:2
6:0
6201
9-1
2-0
8 0
6:1
6:1
0201
9-1
2-0
8 0
8:5
3:2
4201
9-1
2-0
8 1
1:2
9:5
1201
9-1
2-0
8 1
4:0
4:3
9201
9-1
2-0
8 1
6:4
1:3
1201
9-1
2-0
8 2
2:1
9:2
1201
9-1
2-0
9 0
5:2
1:2
4201
9-1
2-0
9 0
8:1
6:5
9201
9-1
2-0
9 1
0:4
3:1
3201
9-1
2-0
9 1
3:1
3:3
9201
9-1
2-0
9 1
5:4
2:2
8201
9-1
2-0
9 1
9:4
3:5
3201
9-1
2-1
0 0
3:2
2:1
8201
9-1
2-1
0 0
7:2
9:5
9201
9-1
2-1
0 1
0:1
7:0
0201
9-1
2-1
0 1
2:5
1:5
8201
9-1
2-1
0 1
5:3
2:3
1201
9-1
2-1
0 1
9:0
6:3
5201
9-1
2-1
1 0
2:3
8:1
4201
9-1
2-1
1 0
7:1
0:4
0201
9-1
2-1
1 0
9:4
7:4
3201
9-1
2-1
1 1
2:2
2:2
6201
9-1
2-1
1 1
4:5
8:5
9201
9-1
2-1
1 1
9:0
2:3
3201
9-1
2-1
2 0
2:1
9:1
6201
9-1
2-1
2 0
7:1
3:3
2201
9-1
2-1
2 0
9:3
7:5
5201
9-1
2-1
2 1
2:1
3:1
6201
9-1
2-1
2 1
4:5
5:0
7201
9-1
2-1
2 1
7:4
6:3
5201
9-1
2-1
3 0
8:2
5:1
1201
9-1
2-1
3 1
1:0
7:0
0201
9-1
2-1
3 1
3:4
3:1
9201
9-1
2-1
3 1
6:1
3:1
6201
9-1
2-1
3 2
0:2
4:5
2201
9-1
2-1
4 0
6:4
8:4
0201
9-1
2-1
4 0
9:1
7:2
2201
9-1
2-1
4 1
1:4
2:3
1201
9-1
2-1
4 1
4:1
0:1
6201
9-1
2-1
4 1
6:3
7:1
7201
9-1
2-1
4 2
1:2
7:4
5201
9-1
2-1
5 0
4:5
9:1
8201
9-1
2-1
5 0
8:1
2:0
2201
9-1
2-1
5 1
0:4
1:4
1201
9-1
2-1
5 1
3:0
4:5
1201
9-1
2-1
5 1
5:4
2:4
1201
9-1
2-1
5 2
0:2
7:1
7201
9-1
2-1
6 0
7:4
5:4
9201
9-1
2-1
6 1
0:2
0:5
9201
9-1
2-1
6 1
2:5
9:1
4201
9-1
2-1
6 1
5:3
1:2
6
W/m2
(a) (b)
Gambar 5. Radiasi Matahari di Serpong, 1-16 Desember 2019
POLA RADIASI MATAHARI HARIAN
11,011.67 kWhTotal energi selama 3 bulan yang telah disalurkan untuk pengisian ulang KBL
di SPKLU BPPT, Thamrin sampai dengan 31 Desember 2019, dapat dilihatpada Gambar 6
674.177 kWhTotal energi yang disalurkan untuk pengisian ulang KBL di SPKLU B2TKE-BPPT,
Serpong sampai dengan 31 Desember 2019, dapat dilihat pada Gambar 7
(a) (b)
Gambar 6. Energi dan Pengisian SPKLU, BPPT-Thamrin
ENERGI DAN JUMLAH PENGISIAN TRIWULAN 4, 2019
(a) (b)
Gambar 7. Energi dan Pengisian SPKLU, B2TKE-Serpong
ENERGI DAN JUMLAH PENGISIAN TRIWULAN 4, 2019
HASIL PENGUKURAN BEBAN UJI KBL
PLTSDari semua PLTS yang terpasang yaitu 5 kWp dan 100 kWp, dapat dihasilkan 391.78 kWh energi listrik/harinya , pada saat pengamatan
SPKLURange tegangan pengisian 50-500 V DC, dengan plug tipe CHAdeMO dengan ouput current max. 60 A
Mitsubishi MievTegangan baterai Miev adalah 330 V DC, dengan kapasitas energi 16 kWhJarak jelajah sekali pengisian 160 km
(b)(a)
Gambar 7. Unjuk Kerja Pengisian KBL Uji Miev, Serpong (a) Kurva Daya Pengisian, (b) Profil Energi
Gambar 7. Status Baterai Miev (a) Kapasitas Baterai 12.5%, (b) Kapasitas Baterai 100%
KESIMPULAN DAN SARAN 03.
KESIMPULAN● Instalasi PLTS dibuat terkoneksi dengan grid PLN, dan tidak
ditambahkan baterai untuk backup karena dapat diatasi oleh listrik PLN saat diperlukan.
● Atap kanopi SPKLU hanya cukup untuk penempatan PLTS 5 kWp, terbuktikurang dan kekurangannya ditambahkan secara smart dengan listrikdari grid PLN.
● Interkoneksi dengan PLTS rooftop sebesar 100 kWp, yang menghasilkanlistrik kurang dari 400 kWh/hari menjadikan sistem SPKLU ini berlebih, karena rata-rata kebutuhan perhari untuk mengisi ulang KBL hanya 7.49 kWh/hari.
KESIMPULAN (lanjutan)
● Kelebihan listrik dari PLTS disalurkan ke grid untuk kebutuhan listrikkantor harian.
● Penggunaan SPKLU di Serpong lebih sedikit dibandingkan penggunaandi BPPT, Thamrin, hal ini karena posisi lebih strategis
● Penggunaan mode fast charge untuk pengisian baterai KBL hanyadianjurkan hingga 80% kapasitas baterai maksimum, untuk mencapai100% kapasitas selanjutnya dilakukan mode normal atau slow untukkeamanan dari baterai lithium.
SARAN
Diperlukan ruang yang cukup untuk
penempatan modulfotovoltaik, disarankanpada rooftop atau bisa
juga pada kanopilahan parkir
Untuk daerah yang tidak tersedia grid PLN
(off-grid), diperlukanbattery bank, jika
dikehendaki suatumode fast charging
yang stabil
SPKLU yang inginmenggunakan modul
fotovoltaik , dayaminimal yang
dianjurkan adalah 10 kWp, dengan asumsi
KBL mempunyaibaterai 16 kWh
02 0301
DAFTAR PUSTAKA
1. Sunarti et al., Kajian Penyediaan dan Pemanfaatan Migas, Batubara, EBT, danListrik. Pusat Data dan Teknologi Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral,Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2017.
2. “How to Calculate the Annual Solar Energy Output of a Photovoltaic System.”https://photovoltaic-software.com/principle-ressources/how-calculate-solar-energy-power-pv-systems (accessed Jul. 01, 2020).
3. C. Oko, O. Diemuodeke, N. F. Omunakwe, and E. Nnamdi, “Design and EconomicAnalysis of a Photovoltaic System: A Case Study,” International Journal ofRenewable Energy Development, vol. 1, pp. 65–73, 2012, doi: 10.14710/ijred.1.3.65-73.
4. A. Abu-Jasser, “A Stand-Alone Photovoltaic System, Case Study: A Residence inGaza,” Journal of Applied Sciences in Environmental Sanitation, vol. 5, 2010.
DAFTAR PUSTAKA
5. A. E.-S. Nafeh, “Design and Economic Analysis of a Stand-Alone PV System toElectrify a Remote Area Household in Egypt,” The Open Renewable Energy Journal,vol. 2, pp. 33–37, 2009, doi: 10.2174/1876387100902010033.
6. T. M. I. Alamsyah, K. Sopian, and S. Abdullah, “Technoeconomics Analysis of aPhotovoltaic System to Provide Electricity for a Household in Malaysia,”Proceedings of the International Symposium on Renewable Energy: EnvironmentProtection & Energy Solution for Sustainable Development, pp. 387–396, 2003.
7. S. R. Wenham, Applied Photovoltaics. Earthscan, 2011.8. Balai Besar Teknologi Konversi Energi, “Laporan Akhir Inovasi Teknologi Smart
Grid,” Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi.
DAFTAR PUSTAKA
9. E. Nurdiana, R. Riza, I. Ifanda, and A. Basharah, “Performance of 10 kWp PV RooftopSystem Based on Smart Grid in Energy Building PUSPIPTEK,” 2019, pp. 193–200,doi: 10.1109/ICSEEA47812.2019.8938615.
10. E. Figenbaum, “Battery Electric Vehicle Fast Charging–Evidence from the NorwegianMarket,” World Electric Vehicle Journal, vol. 11, no. 2, 2020, doi:10.3390/wevj11020038.
11. Sudirman Palaloi, Ganesha Tri Chandrasa, Wulan K, "Inovasi Teknologi ChargingStation Mobil Listrik ", Laporan Akhir Kegiatan 2018 , Balai Besar TeknologiKonversi Energi, Tangsel 18 Januari 2019
TERIMAKASIH