STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIKTENAGA SURYA (PLTS) TERPUSAT DI TALANG DABUK

KABUPATEN BANYUASIN

Yogi Gustriansyah1, Hairul Alwani2

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Jl. Raya Palembang-Pabumulih KM. 32 Inderalaya, 30662, Ogan Ilir, Sumatera Selatan, Indonesia

Email : yogindonesia@gmail.com

ABSTRAK

Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan masyarakat yang sangat penting dan vital. Ketiadaan energi listrikdapat mengganggu aktifitas manusia. Talang Dabuk yang berada di Kabupaten Banyuasin merupakan salah satudaerah yang belum teraliri listrik. Adanya potensi energi matahari sebagai sumber penghasil energi listrikmenunjukkan bahwa akan sangat layak jika Talang Dabuk didorong untuk memanfaatkan pembangkit listriktenaga surya (PLTS) sebagai energi alternatif.Penelitian yang dilaksanakan di Talang Dabuk dan BMKG Kenten Palembang ini dilakukan dengan menghitungtotal daya listrik yang digunakan warga dan mengetahui intensitas radiasi matahari di Kabupaten Banyuasin.Talang Dabuk memiliki profil energi listrik total sebesar 203,52 kWh. Sistem PLTS yang direncanakan untukmensuplai energi listrik warga mulai pukul 18.00-06.00 WIB, dengan sistem PLTS terpusat. Berdasakan hasilperhitungan besar daya PLTS yang akan dibangkitkan untuk mensuplai energi listrik yang direncanakan adalah149 kWp, yang dihasilkan dari panel surya sebanyak 450 panel dengan kapasitas panel surya per-unitnya sebesar330 Wp. Lahan yang dibutuhkan untuk pemasangan rangkaian panel tersebut seluas 733,4054 m2. Pemasanganpanel surya di Talang Dabuk diorientasikan ke Utara dengan sudut kemiringan 12,84 o. Energi yang dihasilkanoleh rangkaian panel surya saat intensitas radiasi matahari terendah adalah sebesar 228,957 kWh. Selain ituKomponen lain seperti Baterai Charge Controller direncanakan sebesar 3000 A, baterai dengan kapasitas totalsebesar 48 Volt, 5600 Ah dan inverter dengan kapasitas total sebesar 150 kW.

Kata kunci : Perencanaan PLTS, PLTS Terpusat, Energi Matahari, Sel Surya

ABSTRACT

Electricity is one of the most important things for society neccessary. Without electricity it self, we can’t doanything as our main daily activities. Talang Dabuk is apart of region of Banyuasin is one the areas that hasn’thad own electricity from their governance. Based on potential for solar energy as a source of electricity couldencourage it for utilizing the solar power plants as its alternative electrical energy.This research was conducted in The Talang Dabuk and BMKG Kenten Palembang. As a research, we had checkedand counted the total of the electrical power used by society with the radiation intensity in Region of Banyuasin.Talang Dabuk has profile of the electrical power about 203,52 kWh. Solar power plants system should be plannedfor supply electric energy from 18.00 pm until 06.00 am, with stand-alone solar power plants system. Based on thecalculation, the developed power of solar power plant will be 149 kWp which consist of 450 solar panel withcapacity of 330 Wp each. To make these arrays, we need a wide space to build as a center of solar panels as wideas about 733,4054 m2. The installation of that arrays in Talang Dabuk orientate to the north in 12,84 degrees. Andthe energy which spread out from that arrays will be 228,957 kWh. Out of that, the battery charge controller willbe planned about 3000 A, battery in 48 volt, 5600 Ah and the total capacity of inverter in 150kW.

Keywords : Planing of Solar Power Plants, Stand Alone Solar Power Plants, Solar Energy, Solar Cell

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan akan energi semakin besar seiring dengan pertambahan penduduk dan meningkatnya aktifitasmasyarakat. Pertambahan ini harus diimbangi dengan penambahan sumber-sumber energi baru. Sebagian besarenergi yang kita gunakan sekarang berasal dari fosil, tidak bisa diperbaharui dan akan habis jika kita gunakansecara terus menerus. Sehingga manusia dituntut untuk mencari sumber-sumber energi lain yang sedapat mungkinsumber energi tersebut dapat diperbaharui atau terbarukan.[13]

Indonesia sebagai negara tropis mempunyai potensi energi matahari yang tinggi dengan radiasi rata-rata (insolasi)sebesar 4,5 kWh/m2/hari.[16] Potensi ini dapat di manfaatkan sebagai sumber energi alternatif yang murah dantersedia sepanjang tahun. Salah satu teknologi pemanfaatan energi matahari menjadi listrik adalah pembangkitlistrik tenaga surya yang sering disingkat PLTS. Kelebihan dari pembangkit listrik tenaga surya adalah bebas daripolusi lingkungan dan bersifat terbarukan. Disamping itu, kondisi geografis Indonesia yang terdiri dari ribuanpulau menyebabkan banyaknya daerah terpencil yang belum terjangkau listrik PLN.

PLTS adalah metode yang relatif baru dalam pembangkitan listrik dengan memanfaatkan energi surya. Sistemlistrik tenaga surya (LTS) sebagai pembangkit listrik diarahkan agar dapat dimanfaatkan oleh para pemakai didaerah terpencil yang tidak mungkin dijangkau oleh jaringan PLN. Sasaran pemanfaatan Listrik Surya yangdicanangkan oleh pemerintah dengan sistem fotovoltaik adalah :[12]

1. Elektrifikasi untuk daerah terpencil sebagai pemerataan hasil pembangunan.2. Pemanfaatan energi lokal sebagai pelaksanaan kebijaksanaan pemerintah tentang diversifikasi penggunaan

energi terutama non BBM.

Di Kabupaten Banyuasin penyaluran energi listrik masih belum optimal. Berdasarkan data Dinas Pertambangandan Energi (Distamben) Kabupaten Banyuasin, terdapat sekitar 30% desa di Banyuasin yang belum berlistrik PLN.Berarti masih menyisahkan 72 desa yang gelap gulita di Banyuasin. Salah satunya adalah Talang Dabuk yangberada di Desa Sungai Rengit.

Talang Dabuk terletak di Desa Sungai Rengit Kecamatan Talang Kelapa Kabupaten Banyuasin, kurang lebih 10kilometer dari jalan Raya Lintas Sumatera. Jalan menuju Talang Dabuk cukup luas untuk dilalui kendaraan baikroda dua maupun roda empat. Akan tetapi Talang Dabuk tergolong belum dicapai oleh jaringan listrik PLN. Hal inimenyebabkan pada malam hari Talang Dabuk gelap gulita dan hanya beberapa rumah warga yang tergolongmampu membeli genset untuk penerangan.

Jika ditinjau dari letak Geografis, Talang Dabuk terletak pada posisi antara 2,84° Lintang Selatan dan 104°58’Bujur Timur.[8] Merupakan daerah berada dekat dengan garis Khatulistiwa, relatif memiliki energi mataharisepanjang hari dan berkesinambungan. Dengan tersedianya energi matahari, maka di Talang Dabuk sangatpotensial untuk pembuatan pembangkit listrik tenaga surya.

1.2 Rumusan Masalah

Perancangan Pembangkit listrik tenaga surya dikhususkan untuk rumah yang berada di Talang Dabuk,secara spesifik rumusan masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah Bagaimana merencanakan pembangkitlistrik tenaga surya di daerah yang belum terjangkau listrik PLN, khususnya di Talang Dabuk, mulai dariperhitungan komponen penyusun PLTS sampai dengan pengarahan panel surya.

1.3 Tujuan Penelitian

Sesuai dengan permasalahan yang dirumuskan, maka tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah :1. Dapat merencanakan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) bagi masyarakat yang belum terjangkau

jaringan listrik PLN khususnya di Talang Dabuk2. Dapat menghitung besar kapasitas komponen penyusun PLTS sampai dengan pengarahan panel surya

Kegiatan penelitian perencanaan pembangkit listrik tenaga surya diharapkan dapat memberikan manfaat sebagaiberikut:

1. Membantu mengurangi beban dari PT. PLN dalam pelayanan masyarakat dibidang energi listrik2. Sumbangan pemikiran untuk pertimbangan dalam pembangunan pembangkit tenaga listrik tenaga surya3. Menambah referensi mengenai pembangkit listrik tenaga surya.

2. DASAR TEORI

2.1 Gambaran Umum Radiasi Matahari

Energi matahari merupakan sumber energi utama untuk proses–proses yang terjadi di Bumi. Energi mataharisangat membantu berbagai proses fisis dan biologis di Bumi. Radiasi adalah suatu proses perambatan energi(panas) dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang tanpa memerlukan zat perantara.

Radiasi matahari dapat digunakan untuk menghasilkan energi termal untuk air, bisa juga digunakan sebagaisumber pemanas pada siklus pemanas mesin sebagai tenaga gerak. Kegunaan yang lain dari energi matahari adalahmenghasilkan listrik dari melalui penggunaan sel photovoltaic.

Radiasi yang diterima di permukaan bumi saat cuaca berawan sekitar sepersepuluh dari yang diterima di bawahsinar matahari penuh. Pada saat tengah hari yang cerah radiasi sinar matahari mampu mencapai 1000 watt permeterpersegi. Jika sebuah piranti semikonduktor seluas satu meter persegi memiliki efisiensi 10 persen, maka panel selsurya ini mampu memberikan tenaga listrik sebesar 100 watt. Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antaratenaga listrik yang dihasilkan oleh peranti sel surya dibandingkan dengan jumlah energi cahaya yang diterima daripancaran sinar matahari.

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya[11]

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah peralatan pembangkit listrik yang merubah cahaya mataharimenjadi listrik. PLTS sering juga disebut solar cell, atau solar photovoltaic, atau solar energy. PLTS padadasarnya adalah pencatu daya (alat yang menyediakan daya), dan dapat dirancang untuk mencatu kebutuhan listrikyang kecil sampai dengan besar, baik secara mandiri, maupun dengan hybrid (dikombinasikan dengan sumberenergi lain, seperti PLTS-genset, PLTS mikrohidro, PLTS-Angin), baik dengan metoda Desetralisasi (satu rumahsatu pembangkit) maupun dengan metoda sentralisasi (listrik didistribusikan dengan jaringan kabel). Komponen-Komponen PLTS antara lain :2.3 Sel Surya ( photovoltaic )[16]

Prinsip kerja sel surya adalah Cahaya yang jatuh pada sel surya menghasilkan elektron yang bermuatanpositif dan hole yang bermuatan negative kemudian elektron dan hole mengalir membentuk arus listrik. Prinsipini di kenal sebagai prinsip photoelectric. Sel surya dapat tereksitasi karena terbuat dari semikonduktor yangmengandung unsur silikon. Silikon ini terdiri atas dua jenis lapisan sensitif: lapisan negatif (tipe-n) dan lapisanpositif (tipe-p). Karena sel surya ini mudah pecah dan berkarat sehingga sel ini dibuat dalam bentuk panel-paneldengan ukuran tertentu yang dilapisi plastik atau kaca bening yang kedap air dan panel ini dikenal dengan panelsurya.

2.4 Panel Surya[9][18]

Panel surya merupakan komponen yang berfungsi untuk mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik.Panel ini tersusun dari beberapa sel surya yang dihubungkan secara seri maupun paralel. Sebuah panel suryaumumnya terdiri dari kurang lebih 36 sel surya, tergantung ukuran panel.

Panel Surya tersusun dari beberapa sel surya mempunyai ukuran 10 cm x 10 cm yang dihubungkan secara seri atauparalel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat panel sel surya sekitar 60% dari biaya total perancangan PLTS.

Efisiensi panel surya dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

η =PMPP

PSI × A× 100% (1)

Dimana :η adalah efisiensi panel suryaPMPP adalah maksimum keluaran (output) panel surya (Wattpeak)PSI adalah peak sun insolation (1000 W/m2)A adalah luas dari panel surya (m2)

Pengoperasian maksimum panel surya sangat tergantung pada hal-hal sebagai berikut :1. SuhuSebuah panel surya dapat beroperasi secara maksimum jika suhu yang diterimanya tetap normal pada suhu 25°C.Kenaikan suhu lebih tinggi dari suhu normal pada panel surya akan melemahkan tegangan (Voc) yang dihasilkan.Setiap kenaikan suhu panel surya 1°C (dari 25°C) akan mengakibatkan berkurang sekitar 0,5% pada total tenaga(daya) yang dihasilkan.[6] Untuk menghitung besarnya daya yang berkurang pada saat suhu di sekitar panel suryamengalami kenaikan °C dari suhu standarnya, dipergunakan rumus sebagai berikut :

P saat t naik ° C = 0,5 % × PMPP × Kenaikan suhu°C (2)Dimana :P saat t naik ° C adalah daya pada saat suhu naik °C dari suhu standarnya

PMPP adalah daya keluaran maksimum panel surya

Daya keluaran maksimum panel surya pada saat suhunya naik menjadi t°C dari suhu standarnyadiperhitungkan dengan rumus sebagai berikut :

PMPP saat t naik ° C = PMPP - P saat t naik ° (3)

Dimana :PMPP saat t naik ° C adalah daya keluaran maksimum panel surya pada saat suhu di sekitar panel suryanaik menjadi t°C dari suhu standarnya

Faktor koreksi suhu (Temperature Correction Factor) diperhitungkan dengan rumus sebagai berikut :

TCF =PMPP saat t naik ° C

PMPP(4)

2. Intensitas Cahaya MatahariIntensitas cahaya matahari akan berpengaruh pada daya keluaran panel surya. Semakin rendah intensitas cahayayang diterima oleh panel surya maka arus (Isc) akan semakin rendah. Hal ini membuat titik Maximum Power Pointberada pada titik yang semakin rendah.3. Orientasi Panel Surya (Array)Misalnya, untuk lokasi yang terletak di belahan bumi Utara maka panel surya (array) sebaiknya diorientasikan keSelatan. Begitu pula untuk lokasi yang terletak di belahan bumi Selatan maka panel surya (array) diorientasikan keUtara.4. Sudut Kemiringan Panel Surya (Array)Mempertahankan sinar matahari jatuh ke sebuah permukaan panel surya secara tegak lurus akan mendapatkanenergi maksimum ± 1000 W/m2 atau 1 kW/m2. Menurut Mark Hankins (2010 : 153) cara praktis dalampemasangan panel surya adalah menghadapkannya ke khatulistiwa pada sudut yang sama ditambah 10°.5. Kecepatan angin bertiupKecepatan tiupan angin disekitar lokasi sel surya akan sangat membantu terhadap pendinginan suhu padapermukaan sel surya sehingga suhunya dapat terjaga dikisaran 25 derajat Celsius.6. Keadaan Atmosfir BumiKeadaan atmosfir bumi berawan, mendung, jenis partikel debu udara, asap, uap air udara, kabut dan polusi sangatmenentukan hasil maksimum arus listrik dari sel surya.

Perhitungan kapasitas panel surya dapat dihitung dengan persamaan-persamaan sebagai berikut :1. Menghitung Area Array (PV Area)Area array (PV Area) diperhitungkan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

PV Area =EL

GAV × ηPV × TCF × ηOut

(5)

Dimana :E adalah pemakaian energi (kWh/hari).G adalah insolasi harian matahari rata-rata (kWh/ /hari).η adalah efisiensi panel surya.TCF adalah temperature correction factor.η adalah efisiensi komponen PLTS

2 Menghitung Daya yang Dibangkitkan PLTS (Watt peak)Dari perhitungan area array, maka besar daya yang dibangkitkan PLTS (Watt peak) dapat diperhitungkan denganrumus sebagai berikut :

Pwattpeak = PV Area × PSI × ηPV (6)

Dimana :Pwattpeak adalah Daya yang mampu dibangkitkan PLTSPSI (Peak Solar Insolation) adalah 1000 W/m2.

adalah efisiensi panel surya.

Selanjutnya berdasarkan besar daya yang akan dibangkitkan (Wattpeak), maka jumlah panel surya yangdiperlukan, diperhitungkan dengan rumus sebagai berikut :

Jumlah Panel Surya =Pwattpeak

PMPP(7)

Dimana :Pwattpeak adalah daya yang dibangkitkan (Wattpeak).PMPP adalah maksimum keluaran (output) panel surya (Wattpeak).

3. Menghitung Energi Keluaran dari Panel Surya

Energi keluaran yang dihasilkan oleh panel surya adalah energi yang dihasilkan panel surya pada saat PSI (PeakSun Insolation) 1000 W/m2 dikali dengan insolasi harian matahari. Energi keluaran panel surya dapat dirumuskansebagai berikut :

Eout =Pwattpeak

PSI× insolasi harian matahari (8)

Dimana :Eout adalah energi keluaran panel surya (Wh)PSI adalah 1000 W/m2

2.5 Baterai Charge Controller (BCC)

Charge controller adalah suatu alat sebagai penerima arus dan tegangan dari solar cell yang berfungsi sebagaipengatur atau penyetara tegangan dan arus. Yang kemudian tegangan tersebut diisikan ke accu sebagai mediapenyimpanan yang kemudian diterima oleh inverter. Change-Discharge pengontrol melindungi baterai daripengisian berlebihan dan melindungi dari pengiriman muatan arus berlebihan keinput terminal. BCC jugamempunyai beberapa indikator yang akan memberikan kemudahan kepada pengguna PLTS dengan memberikaninformasi mengenai kondisi baterai sehingga pengguna PLTS dapat mengendalikan konsumsi energi menurutketersediaan listrik yang terdapat didalam baterai. BCC sebagai pengatur sistem agar penggunaan listriknya amandan efektif, sehingga semua komponen-komponen sistem aman dari bahaya perubahan level tegangan. BCC yangdigunakan kapasitasnya tergantung dari kapasitas daya panel surya. Pemilihan kapasitas BCC ditentukan denganTegangan Nominal dan Arus Input/Output Sistem. Kapasitas Charge Controller dapat dihitung menggunakanArus short circuit pada panel surya dikalikan dengan jumlah panel yang dipasang bisa digunakan sebagai acuanuntuk menghitung kapasitas dari baterai charge controller.[9]

2.6 Baterai (Aki)[5][9]

Baterai berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebelum dimanfaatkan untukmenggerakan beban. Ukuran baterai yang dipakai sangat tergantung pada ukuran panel dan load pattern. Ukuranbaterai yang terlalu besar baik untuk efisiensi operasi tetapi mengakibatkan kebutuhan investasi yang terlalu besar.Sebaliknya ukuran baterai terlalu kecil dapat mengakibatkan tidak tertampungnya daya yang lebih. Baterai tersebutmengalami proses siklus menyimpan dan mengeluarkan, tergantung pada ada atau tidak adanya sinar matahari.Selama waktu adanya matahari, array panel menghasilkan daya listrik. Daya yang tidak digunakan dengan segeradipergunakan untuk mengisi baterai. Selama waktu tidak adanya matahari, permintaan daya listrik disediakan olehbaterai. Kapasitas baterai tergantung dari daya panel yang dikeluarkan dengan tegangan maksimal 1 buah bateraiyang dikeluarkan adalah sebesar 24 VDC.

Suatu ketentuan yang membatasi tingkat kedalaman pengosongan maksimum, diberlakukan pada baterai. Tingkatkedalaman pengosongan (Depth of Discharge) baterai biasanya dinyatakan dalam persentase. Misalnya, suatubaterai memiliki DoD 80%, ini berarti bahwa hanya 80% dari energi yang tersedia dapat dipergunakan dan 20%tetap berada dalam cadangan. Pengaturan DoD berperan dalam menjaga usia pakai (life time) dari baterai tersebut.Semakin dalam DoD yang diberlakukan pada suatu baterai maka semakin pendek pula siklus hidup dari bateraitersebut.Besar kapasitas baterai yang dibutuhkan untuk memenuhi konsumsi energi harian, dapat dihitung dengan rumussebagai berikut :

C =d × EL

Vs × DoD × η(9)

Dimana :C adalah Kapasitas baterai (Ah).d adalah Hari-hari otonomiEL adalah Konsumsi energi harian (kWh).V adalah Tegangan baterai (Volt).DoD adalah Kedalaman maksimum untuk pengosongan baterai.η adalah efisiensi baterai.

Hari otonomi yang ditentukan adalah satu hari, jadi baterai hanya menyimpan energi dan menyalurkannya padahari itu juga. Besarnya depth of discharge (DoD) pada baterai adalah 80%.

2.7 Inverter[9]

Inverter berfungsi untuk merubah arus dan tegangan listrik DC (direct current) yang dihasilkan array PV menjadiarus dan tegangan listrik AC (alternating current) sehingga dapat digunakan oleh pengguna yang sebelumnyadisalurkan melalui jaringan distribusi sebelum sampai kerumah warga. Inverter yang digunakan adalah inverterdengan kapasitas tergantung dari kapasitas daya panel surya dengan tegangan keluaran AC 220 Volt. Pemilihaninverter yang tepat untuk aplikasi tertentu, tergantung pada kebutuhan beban dan juga tergantung pada apakahinverter akan menjadi bagian dari sistem yang terhubung ke jaringan listrik atau sistem yang berdiri sendiri.Menurut Efisiensi inverter pada saat pengoperasian adalah antara 60-95%, Akan tetapi hampir rata- rata inverteryang dijual di pasaran memiliki efisiensi 95% tergantung harganya. Spesifikasi inverter harus sesuai denganBattery Charge controller (BCC) yang digunakan. Arus yang mengalir melewati inverter juga harus sesuai denganarus yang melalui BCC. Pada pemilihan inverter, diupayakan kapasitas kerjanya mendekati kapasitas daya yangdilayani, hal ini agar efisiensi kerja inverter menjadi maksimal.

2.8 PLTS Terpusat (Stand- Alone)

Sistem PLTS yang terpusat (Stand-Alone) dirancang beroperasi mandiri untuk memasok beban DC atau AC. Jenissistem ini dapat diaktifkan oleh array photovoltaic saja, atau dapat menggunakan sumber tambahan energi lainseperti : air, angin dan mesin diesel. Baterai digunakan pada kebanyakan sistem PLTS yang berdiri sendiri untukpenyimpanan energi.

PLTS terpusat merupakan sistem pembangkit listrik dengan menggunakan energi matahari berskala menengahsampai besar yang keluaran energi yang sama dengan jaringan listrik PLN, PLTS terpusat merupakan solusi untukmengatasi kelangkaan listrik pada daerah terpencil dan terisolasi. Kapasitas listrik PLTS terpusat ini biasanyamulai dari kapasitas 1.000 - 500.000 Watt (sesuai ukuran panel PV) mampu melayani dan memenuhi kebutuhanlistrik rumah-rumah warga sebanyak 10-200 rumah. Dalam perencanaan pembangunan PLTS terpusat adalahpemakaian energi listrik pada setiap konsumen harus dibatasi pemakaian energi listrik per hari dalam satuanwatthour (Wh). Yang perlu diperhitungkan adalah adanya keseimbangan antara jumlah pelanggan (total pemakaianWh harian) dan kapasitas total energi yang dihasilkan panel surya (total produksi Wh harian). Pembatasanpemakaian energi listrik perlu dilakukan sebagai upaya untuk menjaga baterai dalam kondisi SOC (State ofCharge) yang tinggi sehingga batere tidak cepat rusak.

Gambar 1. Diagram Blok PLTS Terpusat[11}

3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian tentang Studi Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dilaksanakan di Talang DabukKecamatan Talang Kelapa Kabupaten Banyuasin dan Badan Meteorologi, klimatologi dan Geofisika (BMKG)Sumatera Selatan. Waktu penelitian dilakukan mulai Bulan Juli 2014.

3.2 Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara sebagai berikut :1. Metode Observasi, yaitu pengumpulan data dengan mengadakan survey lapangan dan pengamatan secara

langsung di Talang Dabuk Kabupaten Banyuasin2. Studi literatur, yaitu mengumpulkan data-data dari buku referensi (e-books) dan jurnal-jurnal yang relevan

dengan topik penelitian.3. Wawancara, yaitu pengumpulan data dengan melakukan tanya jawab langsung terhadap pegawai di

lingkungan BMKG Kenten Palembang mengenai insolasi matahari dan temperatur maksimum di KabupatenBanyuasin.

4. Pemberian kuisioner, yaitu menyebarkan kertas yang berisi pertanyaan mengenai peralatan elektronik yangdipakai oleh warga (yang memiliki genset) di Talang Dabuk dan berapa daya serta berapa jam pemakaianperhari untuk penggunaan alat tersebut.

3.3. Langkah-langkah Penelitian

1. Pengambilan DataData beban yang diperoleh dari pengambilan data di Talang Dabuk, serta Insolasi matahari di BMKGSumsel

2. Pengolahan DataData yang telah diperoleh kemudian dihitung dengan menggunakan rumus-rumus yang berhubungandengan penentuan kapasitas komponen PLTS.

3. Pembahasan Hasil Pengolahan DataData yang telah diolah kemudian dibahas satu per-satu, meliputi kapasitas komponen PLTS, sertaorientasi dan kemiringan sudut panel surya berdasarkan letak geografis Kabupaten Banyuasin.

4. HASIL PERHITUNGAN DAN ANALISA

4.1 Gambaran Umum Daerah Talang Dabuk

Jika ditinjau dari letak Geografis, Talang Dabuk terletak pada posisi antara 2,84° Lintang Selatan dan 104°58’Bujur Timur.[9]

Talang Dabuk terletak di Desa Sungai Rengit Kecamatan Talang Kelapa Kabupaten Banyuasin, kurang lebih 10kilometer dari jalan Raya Lintas Sumatera. Jalan menuju Talang Dabuk cukup luas untuk dilalui kendaraan baikroda dua maupun roda empat. Talang Dabuk terdiri dari 4 RT dan ditempati oleh 83 kepala keluarga. Wilayahnyaberupa dataran rendah sehingga mayoritas pekerjaan dari penduduk setempat adalah petani kebun.

Gambar 2. Posisi Talang Dabuk Kabupaten Banyuasin[9]

4.2 Data Suhu Maksimum dan Insolasi Matahari Kabupaten BanyuasinBerikut adalah tabel suhu maksimum dan insolasi matahari di Kabupaten Banyuasin :

Tabel 1. Suhu maksimum (°C)[19] Tabel 2. Insolasi harian matahari (kWh/m2/hari)[19]

Bulan Tahun2011 2012 2013

Januari 3,95 4,93 5,02Februari 4,56 6,14 4,83Maret 5,24 5,80 6,30April 2,04 5,87 4,54Mei 2,90 5,63 3,78Juni 3,18 6,03 3,96Juli 3,75 5,05 4,67

Agustus 2,30 4,88 3,87September 1,54 4,95 4,05Oktober 3,92 5,95 3,87

November 3,43 5,20 3,32Desember 3,34 4,92 3,19Rata-Rata 3,34 5,45 4,29

Berdasarkan tabel diatas, Kondisi wilayah Kabupaten Banyuasin yang letaknya di dekat garis khatulistiwa,menjadikan daerah ini mempunyai suhu udara yang cukup panas. Dalam periode 3 tahun terakhir (2011, 2012 dan2013) suhu maksimum terjadi di bulan September dengan suhu 36,5° C. Insolasi harian matahari terendah terjadipada bulan September tahun 2011, yaitu sebesar 1,54 kWh/m2 sedangkan insolasi harian matahari tertinggi terjadipada bulan Maret tahun 2013, yaitu 6,30 kWh/m2.

4.3 Hasil Perhitungan dan Analisa Kinerja PLTS

PLTS yang akan direncanakan di Talang Dabuk Kabupaten Banyuasin adalah untuk mensuplai semua energilistrik yang dipakai oleh sebanyak 83 rumah. Satu rumah dibatasi penggunaan energi listriknya sebesar 2452 Wh.Jadi total pemakaian energi listrik yang digunakan warga adalah sebesar 203,52 kWh per hari.

Secara umum untuk nilai intensitas radiasi matahari akan dipergunakan nilai intensitas radiasi matahari terendahdari hasil pengukuran pada yaitu sebesar 1,54 kWh/m2/hari. Dengan tujuan pemilihan nilai terendah dari intensitasradiasi matahari, agar pada saat radiasi matahari berada pada nilai yang paling rendah, dengan harapan PLTS akantetap dapat memenuhi besar kapasitas yang dibangkitkan. Selain itu suhu yang digunakan adalah yang palingmaksimum di Kabupaten Banyuasin yaitu 36,5°C. Dari hasil perhitungan didapat nilai TCF sebesar 0,945 danefisiensi panel surya sebesar 20,24 %. Sehingga PV area (luas lahan untuk pemasangan panel surya) sebesar733,4054 m2.

PLTS yang direncanakan di Talang Dabuk Kabupaten Banyuasin menggunakan panel surya SunForte modelPM096B00 yang memiliki kapasitas daya 330 Wp per panel, dengan jumlah panel yang digunakan sebanyak 450panel. Sehingga kapasitas photovoltaic array terpasang sebesar 149 kWp. Pemasangan panel surya (array) untukwilayah Talang Dabuk berorientasi mengarah ke Utara dengan sudut kemiringan berdasarkan dengan besarnyalintang wilayah ditambah 10 o, yaitu 12,84o.

Sistem PLTS dirancang dengan menggunakan penyimpanan energi (storage system) oleh baterai (aki) dengankapasitas total 48 Volt, 5600 Ah. Pada baterai yang digunakan terdapat batas tegangan kerja sistem yang diaturoleh Baterai Charge Controller (BCC) dengan kapasitas 3000 A, yaitu indikator waktu sistem kerja PLTS dalammensuplai listrik ke beban. Sistem PLTS akan bekerja (on) apabila tegangan baterai mencapai batas bawahrekoneksi dan tidak bekerja (off) apabila tegangan baterai mencapai batas bawah. Baterai akan terisi penuh sampaipada tegangan batas atas.

Untuk keluaran PLTS dalam bentuk arus bolak-balik (AC) 220V, maka dipasang inverter dengan kapasitas total150 kWh. Kemudian listrik disaluran melalui jaringan transmisi. Jaringan ini menggunakan kabel twisted(SPLN) dengan kabel sambungan ke rumah juga menggunakan kabel twisted (SPLN). Masing-masing rumah akanmendapatkan suplai sebesar 2452 Watt perhari dengan sistem 220V dengan menggunakan pembatas arus (MCB)dan kWh limiter untuk menjaga penggunaan energi listrik setiap harinya tidak melebihi 2452 Wh.

Bulan Tahun2011 2012 2013

Januari 33,5 32,4 31,5Februari 34,5 32,0 32,1

Maret 35,1 32,9 32,9April 34,8 33,0 32,9Mei 34,4 33,1 33,2Juni 35,1 33,0 33,7Juli 34,5 32,2 31,8

Agustus 35,7 33,3 32,4September 36,5 34,6 32,5

Oktober 35,0 34,1 33,1November 34,3 32,7 32,7Desember 33,4 31,9 31,3Rata-Rata 34,73 32,93 32,51

Tabel 3. Hasil perhitungan komponen PLTS secara keseluruhan

Komponen KapasitasPer-Unit

Kapasitasyang

Dibutuhkan

Kapasitasyang bisadipasang

TotalKomponen yang

dibutuhkan

Carapemasangan

Panel Surya 330 W 148 kWp 149 kWp 450Unit ParalelBCC 150 A 2934,52 A 3000 A 20 Unit Paralel

Baterai 2 Volt DC,800 Ah

5520, 83 Ah 5800 Ah 168 Unit 24 Seri, 7String Paralel

Inverter 10 kW 149 kW 150 kW 15 Unit Paralel

Pada kondisi hari yang cerah panel dapat bekerja optimal dan dapat menyuplai daya yang lebih banyak untukmengisi baterai atau menyuplai daya ke beban. Kerena saat kondisi cerah insolasi matahari akan lebih besardibandingkan dengan kondisi berawan. Energi yang dihasilkan panel pada kondisi insolasi terendah (1,54 kWh/m2)adalah 228,957 kWh sedangkan bila data yang digunakan adalah data insolasi matahari tertinggi (6,30 kWh/m2),Maka energi yang dihasilkan panel pada kondisi insolasi tertinggi adalah 936,646 kWh.

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanBerdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah dilakukan pada bab-bab sebelumnya, dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut:1. Energi Listrik yang dibutuhkan oleh 83 rumah yang berada Talang Dabuk adalah sebesar 203,52 kWh2. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik sebesar 203,52 kWh, maka harus dipasang sebanyak 450 unit

panel surya dengan kapasitas per-unit sebesar 330 Wp. Saat insolasi terendah energi yang dihasilkansebesar 228,957 kWh sedangkan pada saat insolasi tertinggi energi yang dihasilkan bisa mencapai936,646 kWh. Lahan yang dibutuhkan untuk pemasangan rangkaian panel surya tersebut adalah seluas733,4054 m2.

3. Perencanaan PLTS di Talang Dabuk juga membutuhkan, 20 unit BCC dengan kapasitas per-unit sebesar150 A dengan kapasitas total sebesar 3000 A, 168 unit Baterai dengan kapasitas per-unit sebesar 2 VoltDC dan 800 Ah dengan kapasitas total 48 Volt, 5600 Ah dan 10 unit inverter dengan kapasitas per-unitsebesar 15.000 Watt dengan kapasitas total 150.000 Watt

4. Pemasangan panel surya (array) untuk wilayah Talang Dabuk berorientasi mengarah ke utara dengansudut kemiringan berdasarkan dengan besarnya lintang wilayah ditambah 10 o, yaitu 12,84

5.2 Saran1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai pemasangan dan orientasi panel surya agar energi yang

dihasilkan panel lebih maksimal, selain itu penempatan dan peletakkan komponen PLTS juga harusdiperhatikan agar rugi (losses) daya tidak besar.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Ariani, Wisna Dwi. 2013. Analisis Kapasitas dan Biaya Pembangit Listrik Tenaga Surya (PLTS) KomunalDesa Kaliwungu Kabupaten Banjarnegara. Semarang: Universitas Diponegoro.

[2] Astrawan Putra, Putu Yudi. 2007. Perancangan dan Pembuatan Simulasi Pembangkit Listrik TenagaSurya (PLTS). Singaraja: Universitas Pendidikan Ganesha.

[3] Au Optronics. 2014. Benq Solar SunForte PM096B00 Monocrystalline Photovoltaic Module.http://www.benqsolar.com/download.php?..%2Fupload. Diunduh 20 September 2014.

[4] Badan Penerapan dan Pengkajian Teknologi. 2013. Outlook Energy Indonesia 2013. Jakarta: PTPSE.[5] Bien, Ek. Liem. dkk, 2008. Perancangan System Hibrid Pembangkit Listrik Tenaga Surya Dengan Jala-Jala

Listrik PLN Untuk Rumah Perkotaan. JETri, Agustus 8 (1): 37-56.[6] Foster, R. dkk. 2010. Solar Energy Renewable Energy and The Environment. Boca Raton, Florida: CRC

Press.[7] Global Dimensi Mandiri Energy. 2014. Potensi dan Pemanfaatan Solar Cell di Indonesia dan Bagaimana

Cara PLTS Terpusat Bekerja ?. http://www.gdmenergy.com/plts- mega- watt-on-grid.html. Diakses 20Juli 2014.

[8] Google Maps. 2014. Peta Dari Masjid Agung ke Sungai Rengit Kabupaten Banyuasin.https://www.google.co.id/maps/dir/Masjid+Agung,+Kota+Palembang,+Sumatera+Selatan/Sungai+Rengit,+Talang+Kelapa,+Banyu+Asin,Sumatera+Selatan. Diakses 8 September 2014.

[9] Hankins, Mark. 2010. Stand Alone Electric Solar Systems. Washington DC, London: Earthscan.

[10] Hasnawiya, Hasan. 2012. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Di Pulau Saugi. Jurnal Risetdan Teknologi Kelautan, 10 (2): 169-180. Makassar: Universitas Hasanuddin

[11] Jati, I Nengah. 2011. Studi Pemanfaatan PLTS Hibrid Dengan PLN di Villa Adleson Ubud. Denpasar:Program Pascasarjana Universitas Udayana.

[12] Kementerian ESDM. 2011. Energi Surya dan Angin Dalam Mendukung Visi dan Kemandirian Energi.Balai Kartini, Jakarta : Seminar & Exhibition.

[13] Leksono, E. 2010. Majalah Energi : Industri Sel Surya Menanti Keberanian Pada Pemerintah. EdisiDesember 2010.

[14] Muchammad & Eflita Yohana. 2010. Pengaruh Suhu Permukaan Photovoltaic Module 50 Watt PeakTerhadap Daya Keluaran Yang Dihasilkan Menggunakan Reflektor Dengan Variasi Sudut Reflektor 0o,50o, 60o, 70o, 80o. Jurnal 12 (4): 14-18. Semarang: Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro.

[15] Peraturan Menteri ESDM. 2003. Kementerian Energi Sumber Daya Mineral. Indonesia.[16] Riyadi, Awang. 2008. Pentingnya Pengembangan Industri Sel Surya Dalam Negeri.

http://www.alpensteel.com/article/115-102-energi-matahari--surya--solar/200-pentingnyapengembangan-industri-sel-surya-dalam-negeri. Diakses 18 Juli 2014

[17] Saladin, Isfah. 2009. Simulasi Pengontrolan Sistem PLTS 50 Wp Dengan Matlab. Depok: Program StudiTeknik Elektro Universitas Indonesia.

[18] Santiari, I Dewa Ayu Sri. 2011. Studi Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Sebagai Catu DayaTambahan Pada Industri Perhotelan Di Nusa Lembongan Bali. Denpasar: Program PascasarjanaUniversitas Udayana.

[19] Stasiun Klimatologi Klas I Kenten Palembang BMKG. 2014. Informasi Unsur Iklim Rata-Rata Bulanan.Palembang : BMKG.

[20] Syukri, Mahdi dan Suriadi. 2010. Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) TerpaduMenggunakan Software PVSYST Pada Komplek Perumahan di Banda Aceh.Jurnal Rekayasa Elektrika,Jurnal 9 (2): 77-80. Banda Aceh: Universitas Syiah Kuala.

[21] __________. Tanpa Tahun. C150SVM 150 Amp Solid State PWM Charge Controller 12, 24, 48 VoltBattery Based System. http://www.colemanair.us/vp_asp/scripts/shopexd.asp?bc=no&ccode=C150-SMA. Di Unduh 16 Oktober 2014

[22] ___________. Tanpa Tahun. Datasheet Whisper Power 2 Volts cell VRLA OpZv – Gell Powerhttp://www.whisperpower.com/4/9/221/products/batteries/files/datasheet2volts/Diunduh Tanggal 20September 2014.

[23] ___________. Tanpa Tahun. Spec Sheet Global LF Series Pure Sine Wave Inverter/Chargers 5-12 kWUser Manual. http://www.aimscorp.net/documents/PICOGLF10W12V120V. Di Unduh 16 Oktober2014

[24] ___________. Tanpa Tahun. Panel Surya Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya.http://www.panelsurya.com/index.php/id/panel-surya-solar-cells/. Diakses 18 Juli 2014.