Laporan Kerja Praktek : Analisis losses pada inverter kayubihi bangli

43
1 BAB I PENDHULUAN 1.1 PLTS Kayubihi Bangli Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Kayubihi Bangli diresmikan pada tanggal 25 Februari 2013 oleh Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) pada saat itu yaitu Jero Wacik. Dalam acara peresmian tersebut Menteri ESDM di dampingi Gubernur Bali, Inspektur Jenderal KESDM, Direktur Jenderal EBTKE, Direktur Jenderal Ketenagalistrikan, Direktur Utama PT PLN (Persero). PLTS Kayubihi Bangli dikelola Perusda Bangli bernama Perusda Bhukti Mukti Bhakti. Dalam pengelolaanya, Bupati sudah menunjuk I Gusti Made Satria Wira Tenaya asal Tabanan sebagai direktur utama di perusda tersebut. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dibangun di atas lahan dengan luas tanah 1.2 ha dan menghasilkan 1MWp. Listrik yang dihasilkan dari PLTS tersebut nantinya akan langsung disalurkan ke jaringan PLN. Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Jero Wacik, Senin 7 april, melakukan Peresmian Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Bangli yang dibiayai APBN Kementerian ESDM Tahun Anggaran (TA) 2013. Peresmian PLTS dilaksanakan secara simbolis dengan penandatanganan prasasti.

description

Laporan Kerja Praktek : Analisis losses pada inverter kayubihi bangli

Transcript of Laporan Kerja Praktek : Analisis losses pada inverter kayubihi bangli

1

BAB I

PENDHULUAN

1.1 PLTS Kayubihi Bangli

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Kayubihi Bangli diresmikan

pada tanggal 25 Februari 2013 oleh Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral

(ESDM) pada saat itu yaitu Jero Wacik. Dalam acara peresmian tersebut Menteri

ESDM di dampingi Gubernur Bali, Inspektur Jenderal KESDM, Direktur Jenderal

EBTKE, Direktur Jenderal Ketenagalistrikan, Direktur Utama PT PLN (Persero).

PLTS Kayubihi Bangli dikelola Perusda Bangli bernama Perusda Bhukti Mukti

Bhakti. Dalam pengelolaanya, Bupati sudah menunjuk I Gusti Made Satria Wira

Tenaya asal Tabanan sebagai direktur utama di perusda tersebut.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dibangun di atas lahan dengan

luas tanah 1.2 ha dan menghasilkan 1MWp. Listrik yang dihasilkan dari PLTS

tersebut nantinya akan langsung disalurkan ke jaringan PLN.

Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Jero Wacik, Senin 7

april, melakukan Peresmian Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Bangli

yang dibiayai APBN Kementerian ESDM Tahun Anggaran (TA) 2013. Peresmian

PLTS dilaksanakan secara simbolis dengan penandatanganan prasasti.

1.1.1 Gambaran Umum

Secara geografis Indonesia terletak di daerah garis khatulistiwa sehingga

sumber energi surya sangat berlimpah sehingga memiliki potensi yang sangat

besar untuk dimanfaatkan sebagai pembangkitan energi listrik. Intensitas radiasi

matahari di Indonesia cukup tinggi dengan rata-rata sekitar 4.8 kWh/m2 per hari

diseluruh wilayah Indonesia. Ini Berarti tiap 1 kW photovoltaic (PV) dapat

menghasilkan 4,8 kWh energi listrik setiap harinya. Berlimpahnya energi surya di

negara kita ini merupakan potensi yang seharusnya dapat dimanfaatkan untuk

menghasilkan energi listrik secara optimal.

Di masa yang akan datang, penggunaan pembangkit listrik berbahan

bakar fosil, seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) semakin lama akan

1

2

semakin berkurang ketersediaan bahan bakarnya. Diperlukan teknologi energi

terbarukan (Renewable Energi) seperti photovoltaic (PV) yang memiliki reputasi

sebagai sumber energi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. Oleh karena itu

pemanfaatan energi terbarukan berpotensi sebagai sumber alternatif dalam

mereduksi penggunaan bahan bakar fosil sehingga mampu menjaga dan

melindungi lingkungan dari berbagai dampak negatif yang beresiko yang

ditimbulkan akibat penggunaan bahan bakar fosil.

Dengan memanfaatkan energi matahari sebagai sumber utama dalam

pembangkitan energi listrik memiliki kelebihan tertentu dibandingan pembangkit

listrik berbahan bakar fosil seperti penggunaan energi matahari yang tidak akan

habis sehingga dari segi ekonomis akan dapat menghemat biaya operasi

penggunaan bahan bakar. Selain itu output dari proses pembangkitannya tidak

akan menghasilkan limbah yang dapat merugikan lingkungan.

Namun dalam pengoperasiannya tidak jarang juga ditemukan

permasalahan-permasalahan teknis yang terjadi pada pembangkit listrik tenaga

surya oleh karena itu diperlukan suatu penelitian untuk mengetahui faktor apa saja

yang berpotensi menyebabkan gangguan sehingga dapat dilakukan

penyempurnaan untuk memperoleh kualitas listrik yang diharapkan.

1.1.2 Gambaran Khusus

Pada PLTS Kayubihi terdiri dari komponen-komponen dalam konversi

energinya yaitu seperti bagian rangkaian panel surya, inverter, panel distribusi,

transformator dan komputer sebagai operator pada PLTS Kayubihi. Bagian yang

penulis pilih adalah pada bagian inverter. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui seberapa besar losses yang terjadi pada inverter pada saat running dan

juga mengetahui faktor apa saja yang menyebabkan terjadinya fault pada inverter.

3

1.1.3 Struktur Organisasi PLTS Kayubihi Bangli

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Kayubihi Bangli terbagi

menjadi beberapa bidang yang masing-masing memiliki fungsi, tugas dan

tanggung jawab yang berbeda. Berikut adalah gambar bagan struktur organisasi

dari bidang-bidang yang ada di Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Kayubihi Bangli.

Gambar 1.1 Bagan Struktur Organisasi PLTS Kayubihi Bangli

1. Direktur memiliki wewenang sebagai berikut :

a. Menjamin, merencanakan, mengendalikan, mengkoordinasikan dengan

mengatur tugas-tugas struktural dan fungsional sistem dalam mengelola

kehandalan sistem kontinuitas penyaluran tenaga .

b. Membuat kebijakan operasional terhadap kegiatan perencanaan,

penyambungan, mengatasi gangguan, pemeliharaan dan mengelola sarana

kerja, IT, keuangan, dan SDM.

2. Kepala Staff Keuangan

Bertanggung jawab terhadap perencanaan dan pengelolaan anggaran untuk

memenuhi kebutuhan unit selama satu tahun anggaran serta bertanggung jawab

atas pencatatan sampai dengan pelaporan transaksi keuangan sehingga tercapai

pelaporan keuangan yang benar dan akurat.

3. Kepala Staff Pemeliharaan

Bertanggung jawab dalam pelaksanaan perawatan peralatan-peralatan demi

menjamin mutu kehandalan sistem.

DIREKTUR PLTS KAYUBIHI BANGLI

KEPALA STAFF PEMELIHARAAN

KEPALA STAFF KEUANGAN

SDM

4

4. SDM

Bertanggung jawab atas pelaksanaan fungsi sumberdaya manusia dan

administrasi kepegawaian serta kesejahteraan pegawai sehingga program SDM

di unit tercapai.

1.2 Tujuan

Tujuan dari pelaksanaan kerja praktek ini adalah untuk menambah

wawasan, pengetahuan dan pengalaman bagi mahasiswa khususnya untuk

mengetahui seberapa besar losses yang terjadi pada inverter pada saat running dan

juga mengetahui faktor apa saja yang menyebabkan terjadinya fault pada inverter.

1.3 Ruang Lingkup

Pelaksanaan kerja praktek dibatasi dalam ruang lingkup untuk

menjelaskan lingkup bahasan yang akan disusun pada laporan. Adapun

lingkupannya adalah sebagai berikut :

a. Sifat Kegiatan

Kerja praktek merupakan kegiatan yang wajib dilakukan oleh mahasiswa

semester VII untuk memenuhi kebutuhan kurikulum S1 Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

b. Waktu Kegiatan

Pelaksanaan kerja praktek dilakukan pada masa liburan akhir semester VI

selama satu bulan mulai dari tanggal 6 Juli sampai dengan 6 Agustus 2015

di Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Kayubihi, Bangli.

c. Bidang Kegiatan

Kegiatan kerja praktek yang dilakukan penulis lebih berkonsentrasi pada

pembelajaran mengenai pemanfaatan energi matahari sebagai energi

terbarukan yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik yang ramah

lingkungan.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem PLTS On-Grid

Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya terinterkoneksi jaringan (On-

Grid) adalah pembangkitan energi listrik hasil konversi dari energi matahari yang

terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN. Listrik yang dihasilkan pada

PLTS melalu proses konversi energi tidak disimpan dahulu melainkan langsung

disalurkan ke jaringan PLN untuk menyuplai kebutuhan konsumen.

Pada sistem ini dilengkapi juga dengan sistem monitoring yang bertujuan

untuk memonitor atau mengawasi proses konversi energi matahari ke energi

listrik dari berbagai parameter mulai dari tegangan, arus, daya aktif, daya reaktif,

frekuensi, dan temperatur. Serta sistem ini juga berfungsi untuk memonitor

jalannya proses penyaluran energi listrik dari PLTS ke jaringan PLN.

2.1.1 Komponen Utama PLTS Kayubihi On-Grid dan Spesifikasinya

Pada istem PLTS On-Grid ini memiliki komponen utama yaitu :

2.1.1.1 Photovoltaic Array

Photovoltaic array adalah rangkaian dari beberapa modul photovoltaic,

yang merupakan energi terbarukan (Renewable Energi) yang ramah lingkungan.

Photovoltaic array ini pada siang hari atau ketika terkena cahaya matahari akan

menghasilkan energi listrik dalam bentuk DC yang kemudian disalurkan ke

inverter untuk dikonversikan menjadi dalam bentuk AC. Jumlah photovoltaic

modul yang digunakan pada sistem ini adalah 5000 buah modul dengan kapasitas

200 Wp per modul. Untuk 1 Photovoltaic array terdiri dari 100 buah modul

dengan total kapasitas 20 kWp. Dengan demikian dari 5000 buah modul akan

tersusun 50 Photovoltaic array dengan total kapasitas 1 MWp.

Tipe sel dari photovoltaic modul ini yaitu jenis monocristaline dengan

tegangan nominal 24 V. Temperatur operasi dari photovoltaic ini berkisar antara -

40OC sampai +85OC.

5

6

2.1.1.2 Inverter 3 Fasa

Inverter merupakan peralatan elektronik untuk mengubah tegangan DC

menjadi tegangan AC. Inverter memiliki kemampuan melakukan proses

sinkronisasi dengan jaringan. Inverter ini beroperasi dengan mensinkronisasikan

daya listrik AC output dari inverter dengan jaringan listrik utama yang langsung

disalurkan ke jaringan listrik utama. Inverter ini dilengkapi fasilitas sistem kontrol

untuk regulasi tegangan dan frekuensi sistem.

Setiap photovoltaic array memerlukan grid inverter untuk mengubah ke

bentuk AC sehingga inverter yang digunakan berjumlah 50 unit. Inverter ini akan

memulai proses konversi ketika menerima teganga DC dari PV berkisar 480 – 800

Vdc. Tegangan output dari inverter ini yaitu 400Vac 3 fasa dengan frekuensi 50

Hz. Temperatur operasi dari inverter ini berkisar antara -25OC sampai +60OC.

2.1.1.3 Array Protetiction Panel.

Komponen ini merupakan panel yang digunakan untuk mengisolasi

setiap string array dari solar modul yang dimaksudkan untuk kemudahan dalam

perawatan. Panel array dilengkapi dengan circuit breaker (CB), lightning arrester

dan penangkal petir.

2.1.1.4 Panel Distribusi

Ouput dari inverter akan disalurkan ke panel distribusi terlebih dahulu.

Pada sistem PLTS ini terdapat 5 unit panel distribusi dimana 1 panel distribusi

melingkupi 10 unit inverter.

Panel distribusi dibuat dari bahan pelat besi dengan tebal minimum 1

mm. dan dicat dengan menggunakan Polyester Epoxy Powder, sehingga

mempunyai sifat mekanik yang cukup baik. Panel distribusi terdiri dari busbar

positif, negatif, netral dan ground. Dilengkapi saklar utama / pemisah, circuit

breaker (CB), fuse, lampu indikator, volt-meter, ampere-meter, kWh-meter, dan

frekuensi meter. Data-data pengukuran tegangan, arus dan frekuensi (display

dalam bentuk digital) harus dapat dibaca oleh remote monitoring system.

7

2.1.1.5 Step Up Transformator

Step up transformator merupakan suatu alat yang digunakan untuk

menaikkan tegangan. Setelah dari panel distribusi, kemudian akan disalurkan ke

step up trafo untuk dinaikkan tegangannya dari 400 Vac ke 20 kV dengan

kapasitas 250kVa.

Transformator jenis ini dilengkapi dengan sistem proteksi motorized

pole-mounted outdoor Load-Break Switch (LBS) dengan kapasitas yang sesuai.

Serta dilengkapi dengan electricity meter (kWh Meter) untuk mengukur net-

energi yang masuk ke jaringan transmisi.

2.1.1.6 Remote Monitoring Sistem

Komponen ini merupakan peralatan elektrtonik untuk menampilkan

parameter-parameter, data-data dan informasi-informasi dari sebuah sistem PLTS

sangat diperlukan untuk menganalisis kehandalan fungsi (performance ratio) dan

jumlah energi yang diproduksi (harian, bulanan, dan tahunan) yang dapat diakses

melalui Ethernet atau Internet.

Parameter yang dapat dimonitoring yaitu AC Voltage, AC Current, DC

Voltage, DC Current, Temperatur, Daily generated kWh, total generated kWh,

fault information of inverter, AC frekuensi, Power factor.

2.1.1.7 Support Module

Penyangga PV array yang berfungsi sebagai alas / dudukan susunan

modul surya photovoltaic yang bahannya terbuat dari besi / metal yang digalvanis

dengan metoda hot deep galvanized. Untuk penyangga photovoltaic memiliki

ketinggian antara modul dan permukaan tanah pada titik terendah sebesar 70 cm,

serta sudut kemiringan antara 10-15 derajat sehingga diperoleh energi

penyinaran yang maksimum.

8

2.1.2 Diagram Blok Sistem PLTS Kayubihi On-Grid

Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem PLTS Kayubihi On-Grid

2.2 Definisi Inverter

Inverter adalah Rangkaian elektronika daya yang digunakan untuk

mengkonversikan tegangan searah (DC) ke suatu tegangan bolak-balik (AC). Ada

beberapa topologi inverter yang ada sekarang ini, dari yang hanya menghasilkan

tegangan keluaran kotak bolak-balik (push-pull inverter) sampai yang sudah bisa

menghasilkan tegangan sinus murni (tanpa harmonisa). Inverter satu fasa, tiga

MVLBS Motorized & System Control

50 Buah STRING

INVERTER

Array Panel 50

Array Panel 4

Array Panel 3

Array Panel 2

Array Panel 1

Photovoltaic groupArray 50 (20 kWp)

Photovoltaic groupArray 4 (20 kWp)

Photovoltaic groupArray 3 (20 kWp)

Photovoltaic groupArray 2 (20 kWp)

Photovoltaic groupArray 1 (20 kWp)

Gardu Portal

Step UpTransformator

MONITORING SYSTEM ON SITE

(LOCAL)

9

fasa sampai dengan multifasa dan ada juga yang namanya inverter multilevel

(kapasitor split, diode clamped dan susunan kaskade).

Dalam industri, inverter merupakan alat atau komponen yang cukup

banyak digunakan karena fungsinya untuk mengubah listrik DC menjadi AC.

Meskipun secara umum kita menggunakan tegangan AC untuk tegangan masukan

/ input dari inverter tersebut.

Dalam sistem PLTS peran inverter sangatlah penting. Kita ketahui bahwa

listrik AC lebih sering digunakan oleh konsumen oleh karena itu diperlukan

inverter untuk mengubah output dari photovoltaic modul yang berupa tegangan

DC menjadi tegangan AC yang kemudian akan langsung disalurkan ke konsumen

melalui jaringan PLN. Selain sebagai pengubah tegangan DC ke AC, inverter juga

berfungsi untuk menyesuaikan output frekuensi dari inverter dengan frekuensi

dari jaringan yaitu sebesar 50 Hz.

Dalam sistem PLTS kayubihi, menggunakan inverter dengan output 3

phase. Berdasarkan cara pengaturan tegangannya, inverter ini tergolong Voltage

Fed Inverter (VFI) yaitu inverter dengan tegangan output yang diatur konstan.

2.3.1 Karakteristik Tegangan dan Arus DC

Listrik DC (Direct Current) merupakan listrik yang kuat arus maupun

tegangannya tidak berupa fungsi periodik terhadap waktu, dalam artian besar arus

maupun tegangan dari listrik ini merupakan bilangan tetap atau konstan.

Tegangan DC memiliki polaritas yang tetap yakni positif (+), nol (0), dan

negatif (-). Tegangan DC tidak memiliki phase dan arus yang mengalir pun selalu

dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah yakni dari positif ke

negatif, dari positif ke nol, atau dari nol ke negatif karena polaritas nol lebih tinggi

dari polaritas negatif.

Gambar 2.2 Bentuk Gelombang Tegangan DC

10

2.3.2 Karakteristik Tegangan dan Arus AC

Listrik AC (Alternating Current) merupakan listrik yang kuat arus

maupun tegangannya merupakan fungsi periodik terhadap waktu, artinya besar

arus maupun tegangan dari listrik ini berubah-ubah secara periodik.

Tegangan AC memiliki dua polaritas yang berubah-ubah dari polaritas

yang paling tinggi ke polaritas yang lebih rendah dalam satuan waktu. Dengan

demikian tegangan AC memiliki phase dan frekuensi 50 Hz atau 60 Hz.

Berdasarkan penggunaan jumlah phase-nya, tegangan AC terdiri dari

a. Tegangan AC satu phase yang terdiri dari Phase, Neutral, dan Ground.

b. Tegangan AC tiga phase yang terdiri dari Phase R, Phase S, Phase T,

Neutral, dan Ground.

Gambar 2.3 Bentuk Gelombang Tegangan AC 1 Fasa

Gambar 2.4 Bentuk Gelombang Tegangan AC 3 Fasa

11

2.3 Inverter On-Grid Pada PLTS Kayubihi

Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Kayubihi ini

menggunakan inverter 3 fasa jenis Sungrow SG20KTL. Inverter ini akan bekerja

ketika menerima teganga DC dari PV berkisar 480 – 800 Vdc. Tegangan output

dari inverter ini yaitu 400Vac 3 fasa dengan frekuensi 50 Hz. Temperatur operasi

dari inverter ini berkisar antara -25OC sampai +60OC.

Inverter jenis Sungrow SG20KTL merupakan string inverter 3 fasa tanpa

menggunakan transformator. Inverter ini sebagai komponen yang paling penting

di antara PV array dan jaringan PLN. Inverter memiliki fungsi untuk

mengkonversi arus DC yang telah dihasilkan pada PV modul menjadi arus AC

yang tentunya parameter-parameter yang disesuaikan dengan jaringan yang ada.

Secara umum alur dari PLTS Kayubihi ini dapat dilihat pada gambar sebagai

berikut :

Gambar 2.5 Diagram Blok Sistem PLTS Kayubihi

Pada bagian A merupakan serangkain PV array, bagian B merupakan inverter,

bagian C merupakan panel distribusi, dan bagian D merupakan jaringan PLN.

Inverter jenis ini di desain sesuai dengan standar internasional dan telah

teruji dengan tingkat efisiensi yang tinggi dan juga telah memenuhi syarat-syarat

keselamatan. Sebagai peralatan elektronik selain performa yang optimal,

keselamatan harus diperhatikan pada saat melakukan pemasangan (installation),

commissioning, operasi (operation), dan perawatan (maintenance). Jika tidak

demikian maka akan berpotensi mengganggu performa inverter itu sendiri dan

juga dapat mengancam keselamatan pekerja. Untuk meminimalisasi terjadinya

kecelakaan kerja, kerusakan inverter, maupun pencemaran lingkungan, instruksi-

12

instruksi keselamatan harus dibaca terlebih dahulu dan selalu berpedoman pada

instruksi tersebut saat melakukan pekerjaan pada inverter tersebut.

Untuk semua pemasangan atau instalasi selain instruksi-instruksi

keselamatan, diperlukan juga pekerja yang berkompeten. Pekerja harus sudah

mengerti petunjuk-petunjuk instalasi dan juga selalu menggunakan alat-alat

pelindung diri untuk sistem kelistrikan. Hal-hal teknis yang perlu diperhatikan

oleh pekerja antara lain :

a. Pemasangan inverter.

b. Menghubungkan (connecting) inverter dengan photovoltaic (PV).

c. Melakukan commissioning inverter.

d. Melakukan perawatan dan perbaikan pada inverter.

2.3.1 LCD Display Panel

Tampilan depan pada inverter terdapat LED indikator, tombol, dan layar

LCD.

Gambar 2.6 LCD Display Panel

Pada bagian “1” yang merupakan LED indikator akan menampilkan

status kerja dari inverter apakah dalam kondisi “RUN” atau “FAULT” ataupun

tidak keduanya, deskripsi detail dari status inverter akan ditampilkan pada gambar

di bawah. Tombol pada inverter berfungsi sebagai navigator LCD menu

sedangkan layar LCD berfungsi menampilkan status inverter, informasi running,

dan data output yang tercatat dari awal inverter bekerja.

13

Tabel 2.1 Deskripsi Status Inverter

Status LED Deskripsi

“RUN” : on

“FAULT” ; off

Inverter berfungsi normal dengan mengasilkan AC power dan

menyalurkan langsung ke jaringan.

“RUN” : off

“FAULT” ; on

Terjadi malfungsi pada inverter atau terjadi gangguan proteksi

pada inverter yang menyebabkan AC power yang dihasilkan

tidak dapat disalurkan ke jaringan.

“RUN” : off

“FAULT” ; off

Inverter tidak berfungsi, terjadi gangguan hubungan antara PV

dengan inverter yang menyebakan inverter tidak menerima DC

power sebagai input atau terjadi gangguan internal pada

peralatan inverter itu sendiri.

2.3.2 Deskripsi Fungsi

Fungsi dari inverter dapat digolongkan dalam beberapa kategori sebagai

berikut :

a. Fungsi Konversi

Inverter mengkonversi Direct current (DC) power menjadi alternating

current (AC) power, dengan parameter yang disesuaikan dengan

kebutuhan jaringan.

b. Tampilan dan Penyimpana Data

Inverter dapat menampilkan dan menyimpan data termasuk data running

dan data fault dari inverter.

c. Konfigurasi Parameter

Parameter-parameter dari inverter dapat dikonfigurasi untuk operasi yang

optimal sesuai dengan kebutuhan.

d. Communication Interface

Inverter menggunakan standard RS485 interface untuk menghubungkan

peralatan monitoring dengan sistem yang ada.

e. Fungsi Proteksi

Proteksi pada inverter meliputi proteksi polaritas terbalik, proteksi short

circuit, pengawasan insulasi tahanan ke tanah, pengawasan output

14

tegangan, pengawasan output frekuensi, proteksi arus, pengawasan

komponen DC terhadap output AC, proteksi anti-islanding, dan

pengawasan Temperatur.

2.3.3 Derating

Derating pada output inverter merupakan langkah untuk memproteksi

inverter dari kelebihan beban atau overload yang berpotensi menyebabkan

malfungsi operasi. Derating inverter akan aktif apabila :

a. Input DC yang dihasilkan PV overload.

Ketika input DC overload, inverter akan mengurangi penggunaan daya

DC sesuai dengan batas maksimum daya input (total input power max)

yaitu sebesar 21000 Watt atau 21 kW.

b. Tegangan jaringan terlalu rendah.

Ketika tegangan dari jaringan dibawah dari tegangan nominalnya,

inverter akan mengurangi daya outputnya.

c. Temperatur inverter yang sangat tinggi.

Over-Temperatur Derating akan memproteksi inverter dari kerusakan.

Temperatur inverter yang sangat tinggi dapat disebabkan karena

tingginya temperatur lingkungan, kondisi ventilasi udara yang kurang

baik, atau terjadi kerusakan pada kipas inverter.

15

2.3.4 Electrical Connection

Menghubungkan inverter pada sistem PLTS meliputi menghubungkan

dengan PV array dan menghubungkan dengan jaringan PLN.

Gambar 2.7 Electrical Connection Diagram

Tabel 2.2 Deskripsi Electrical Connection Diagram

Item Deskripsi

A PV Array

B Solar Info Logger

C PC

D AC Circuit Breaker

E Jaringan

2.3.5 Commissioning

Sebelum commissioning dilakukan, cek dahulu persyaratan-persyaratan

yang di perlukan antara lain :

16

a. Cek apakah inverter sudah sungguh-sungguh terpasang dengan kuat pada

dinding atau penyangga.

b. Ruang ventilasi harus teredia untuk unit inverter.

c. Pastikan inverter terlindung dari panas matahari atau hujan.

d. Inverter dan perlengkapan-perlengkapan lainnya sudah terpasang dengan

benar.

e. Kabel-kabel diletakkan di tempat yang aman atau terlindung dari bahaya

mekanis.

Jika semua pengecekan persyaratan di atas sudah dilakukan, ikuti

langkah-langkah berikut ini untuk menghidupkan (starting) inverter :

1. Lepaskan AC circuit breaker eksternal.

2. Putar saklar DC ke posisi “ON”.

Jika ada sinar matahari sehingga dapat dihasilkan daya DC. PV array

akan menyuplay daya DC ke inverter dan layar LCD akan aktif untuk memeriksa

validitas inverter terlebih dahulu

3. Pilihan bahasa akan tampil pada layar inverter. Lakukan pengaturan

bahasa dengan dua tombol di sebelah kanan.

Gambar 2.8 Tampilan Konfigurasi Bahasa

4. Atur waktu dengan benar, sangat penting untuk melakukan pengaturan

waktu karena secara langsung dapat mempengaruhi data pada inverter.

17

Gambar 2.9 Tampilan Konfigurasi Waktu dan Tanggal

5. Pilihlah kode Negara.

Gambar 2.10 Tampilan Konfigurasi Kode Negara

6. Konfigurasi kode grid pada layar. Dimana, LV merupakan “Low Voltage

Grid Code”, dan MV merupakan “Middle Voltage Grid Code”.

Gambar 2.11 Tampilan Konfigurasi Grid-code

18

7. Setelah melakukan konfigurasi kode grid “Grid Code”, pada layar akan

muncul tampilan menu “Pro-Param”. Informasi detail dapat dilihat pada

user manual bagian “Protective Parameter Setting”.

Gambar 2.12 Tampilan Konfigurasi Pro-param

8. Pilih mode inverter pada menu PV strings configuration mode yang

tampil pada layar. Informasi detail dapat dilihat pada user manual bagian

“Configuration Mode Setting”.

Gambar 2.13 Tampilan Konfigurasi Mode PV

9. Setelah semua parameter selesai dikonfigurasi, maka akan muncul

tampilan konfirmasi pengaturan pada layar. Cek semua parameter apakah

sudah dikonfigurasi dengan benar. Konfirmasi pengaturan dengan

menekan tombol ENTER. Batalkan Konfirmasi pengaturan dengan

menekan tombol ESC.

19

Gambar 2.14 Tampilan Konfirmasi Pengaturan

10. Inverter akan masuk ke tampilan utama. Amati status indikator pada

LCD. Jika Commissioning inverter berhasil, maka akan muncul indikator

“RUN” yang tampil pada menu ”State”.

Gambar 2.15 Tampilan Informasi Inverter Saat Running

2.3.6 Disconnecting

Untuk melakukan suatu pemeliharaan, inverter harus di non-aktifkan

(disconnect) terlebih dahulu. Ketika inverter dalam kondisi normal, me non-

aktifkan inverter tidak perlu dilakukan. Untuk menon-aktifkan (disconnect)

inverter harus mengikuti beberapa langkah di bawah ini :

1. Disconnect atau lepaskan AC circuit breaker eksternal.

2. Putar saklar DC ke posisi ”OFF”.

3. Tunggu selama 10 menit.

4. Tarik keluar konektor AC dari inverter.

20

5. Lepaskan penguncian konektor DC.

2.3.7 Prosedur Pengecekan Rutin

1. Periksa LED indikator apakah inverter dalam kondisi “RUN” atau

“FAULT”.

2. Jika LED indikator menyatakan “RUN” artinya inverter berfungsi

dengan normal.

3. Jika LED indikator menyatakan “FAULT” artinya inverter sedang

mengalami gangguan yang menyebabkan output dari inverter tidak dapat

disalurkan ke jaringan.

4. Perlu dilihat berapa nilai fault-code pada inverter untuk mengetahui

masalah apa yang terjadi pada inverter.

5. Untuk mengetahui fault-code yang terjadi pada inverter dapat diperoleh

dari history record inverter fault seperti pada gambar di bawah :

Gambar 2.16 Tampilan Kode Fault pada Inverter

6. Amati fault-code yang terjadi. Untuk mengetahui penjelasan nilai fault-

code dapat dilihat pada user manual Sungrow SG20KTL bagian

“Troubleshooting of Fault in LCD Screen” dengan total 77 jenis (0001 –

0077).

2.3.8 Maintenance

Perawatan secara rutin sangat perlu dilakukan agar kondisi inverter tetap

dalam keadaan baik sehingga dapat bekerja dengan optimal. Kerusakan peralatan

21

akibat kurangnya perawatan terhadap komponen-komponen yang terkandung

dalam inverter berpotensi mengganggu performa dari inverter.

Sebelum melakukan perawatan pada inverter, lepaskan terlebih dahulu

koneksi antara inverter dengan PV dan antara inverter dengan jaringan.

Komponen-komponen dari inverter yang perlu dilakukan perawatan meliputi

a. Perawatan kabel.

b. Perawatan kipas.

c. Perawatan ventilasi udara.

d. Perawatan batre.

2.3.9 Monitoring

Pengawasan secara rutin untuk mengetahui seberapa besar tingkat

kehandalan kinerja inverter. Seiring dengan berjalannya waktu inverter juga akan

mengalami perubahan performa dengan kata lain berbeda ketika pada saat

pertama kali bekerja.

Parameter-parameter yang perlu dilakukan pengawasan meliputi

tegangan DC, arus DC, total daya DC sebagai input, tegangan AC tiap fasa, arus

AC tiap fasa, output daya aktif dan reaktif, serta frekuensi. Berdasarkan

sepesifikasi teknis yang tercantum pada inverter, tertulis bahwa efisiensi dari

inverter ini sangat tinggi yaitu sebesar 98% namun tidak tertutup kemungkinan

pada kenyataannya dilapangan tidak sesuai dengan spesifikasi teknisnya. Untuk

mengetahui tingkat efisiensi dari inverter dapat dilakukan dengan membandingan

input yang diteria dari PV array dengan output dari inverter.

22

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Pengamatan Status Inverter

Dari total 50 unit inverter yang terpasang pada sistem PLTS Kayubihi ini

digolongkan berdasarkan lokasi inverter terpasang yaitu menjadi lima bagian

antara lain bagian A, B, C, D, dan E dengan masing-masing bagian terdiri dari 10

unit inverter.

Pengamatan ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui status dari

inverter apakah “RUN’ atau “FAULT” yang nantinya apabila inverter “RUN”

akan dianalisis seberapa besar efisiensi sehingga diketahui losses yang terjadi

pada inverter tersebut, sebaliknya apabila inverter dalam keadaan “FAULT” akan

dianalisis faktor apa saja yang menyebabkan hal tersebut terjadi.

Setelah melakukan pengamatan diketahui bahwa dari 50 unit inverter

hanya 20 unit inverter yang berada dalam kondisi “RUN” antara lain 6 unit pada

bagian A, 8 unit pada B, dan 6 unit pada bagian C. 30 unit sisanya mengalami

“FAULT”

3.2 Analisis Losses

Dari 20 unit inverter yang berada dalam kondisi “RUN” yang dibedakan

menjadi 3 group berdasarkan letak lokasi terpasangnya inverter yaitu group

inverter A, group inverter B, dan group inverter C dilakukan pengamatan rutin

selama 10 hari dimulai pada tanggal 22 Juni 2015 sampai tanggal 1 Juli 2015

dengan rentang waktu yang berbeda yaitu pada pukul 9.00, pukul 12.00, dan

pukul 15.00. Dalam pengamatan, parameter-parameter yang dicatat yaitu meliputi

daya DC sebagai input dari inverter dan daya DC output dari inverter. Dari kedua

data yang dicatat akan dilakukan perhitungan efisiensi dengan membandingkan

kedua data tersebut. Dari perhitungan tingkat efisiensi yang dilakukan maka akan

diperoleh besar losses yang dialami oleh inverter. Dari data hasil pengamatan

yang telah diperoleh sehingga dapat dilakukan analisis sebagai berikut :

22

23

4.1 Perbandingan Daya DC dengan Daya AC pada pukul 9.00

Tabel 3.1 Perbandingan Daya DC dengan Daya AC pada pukul 9.00

Hari keGroup Inverter A Group Inverter B Group Inverter C

Pdc (W) Pac (W) Pdc (W) Pac (W) Pdc (W) Pac (W)

1 13197.17 13090.00 1381.33 1373.00 7320.83 7160.00

2 3763.50 3650.67 2368.33 2320.33 3284.67 3210.00

3 7045.33 6903.83 2560.50 2491.83 4572.10 4457.50

4 8959.33 8784.00 3373.00 3305.00 6184.17 6058.67

5 9393.50 9123.33 2526.33 2475.17 6699.83 6554.00

6 9501.50 9310.83 3622.67 3549.50 6298.17 6150.83

7 2201.67 2136.83 893.00 867.83 2171.50 2121.33

8 9338.83 9092.17 3932.00 3852.67 5747.33 5589.33

9 1656.83 1611.33 3824.17 3745.50 2798.50 2741.83

10 9404.17 9215.33 4136.50 4053.00 6315.83 6170.17

Untuk menghitung efisiensi dari masing-masing group inverter dapat

dilakukan dengan menggunakan persamaan yang sama sehingga diperoleh

efisiensi dari masing-masing group seperti pada tabel berikut ini :

Tabel 3.2 Efisiensi inverter pada pukul 9.00

Hari ke Group Inverter A (%) Group Inverter B (%) Group Inverter C (%)

1 99.19 99.40 97.80

2 97.00 97.97 97.73

3 97.99 97.32 97.49

4 98.04 97.98 97.97

5 97.12 97.97 97.82

6 97.99 97.98 97.66

7 97.05 97.18 97.69

8 97.36 97.98 97.25

9 97.25 97.94 97.97

10 97.99 97.98 97.69

Rata-rata 97.70 97.97 97.71

24

Berdasarkan tabel di atas, dapat dilihat bahwa rata-rata tingkat efisiensi

dalam 10 hari pada pukul 9.00 antara lain group inverter A sebesar 97.70 %,

group inverter B sebesar 97.97 %, dan group inverter C sebesar 97.71 %.

4.2 Perbandingan Daya DC dengan Daya AC pada pukul 12.00

Tabel 3.3 Perbandingan Daya DC dengan Daya AC pada pukul 12.00

Hari ke Group Inverter A Group Inverter B Group Inverter C

Pdc (W) Pac (W) Pdc (W) Pac (W) Pdc (W) Pac (W)

1 3875.33 3786.50 3122.83 3074.67 4197.33 4143.00

2 6033.00 5910.67 8027.00 7780.50 9159.33 8975.50

3 6824.00 6685.67 11415.50 10846.00 11035.83 10828.83

4 5837.00 5812.50 7267.50 7121.50 6514.50 6383.67

5 9565.67 9218.33 4942.00 4925.83 4824.00 4727.00

6 5767.67 5670.83 10470.67 10188.33 5273.67 5172.50

7 8557.83 8384.50 14318.83 13850.50 11181.50 10791.00

8 8953.33 8763.83 10755.00 10524.33 9501.00 9305.00

9 13815.17 11274.50 9322.17 8963.83 12457.83 11772.00

10 15822.83 15501.83 14068.67 13786.00 13527.83 13011.67

Untuk menghitung efisiensi dari masing-masing group inverter dapat

dilakukan dengan menggunakan persamaan yang sama sehingga diperoleh

efisiensi dari masing-masing group seperti pada tabel berikut ini :

Tabel 3.4 Efisiensi inverter pada pukul 12.00

Hari ke Group Inverter A (%) Group Inverter B (%) Group Inverter C (%)

1 97.71 98.46 98.71

2 97.97 96.93 97.99

3 97.97 95.01 98.12

4 99.58 97.99 97.99

5 96.37 99.67 97.99

6 98.32 97.30 98.08

7 97.97 96.73 96.51

8 97.88 97.86 97.94

9 81.61 96.16 94.49

10 97.97 97.99 96.18

25

Rata-rata 96.34 97.41 97.40

Berdasarkan tabel di atas, dapat dilihat bahwa rata-rata tingkat efisiensi

dalam 10 hari pada pukul 12.00 antara lain group inverter A sebesar 96.34 %,

group inverter B sebesar 97.41 %, dan group inverter C sebesar 97.40 %.

4.3 Perbandingan Daya DC dengan Daya AC pada pukul 15.00

Tabel 3.5 Perbandingan Daya DC dengan Daya AC pada pukul 15.00

Hari ke Group Inverter A Group Inverter B Group Inverter C

Pdc (W) Pac (W) Pdc (W) Pac (W) Pdc (W) Pac (W)

1 3842.33 3760.17 4734.92 4670.00 6598.67 6496.83

2 3042.33 2692.33 6355.83 6333.33 4023.50 3943.00

3 2546.50 2502.17 8408.17 8229.17 2960.17 2900.50

4 3532.83 3450.00 4640.50 4551.67 4447.67 4348.33

5 2100.00 1611.33 6057.17 5950.50 7676.33 7438.50

6 3332.50 3244.83 4844.33 4814.00 3970.17 3870.83

7 3607.17 3526.50 3745.67 3737.50 4143.00 4057.50

8 12137.83 11235.17 12188.17 11943.50 12875.67 12584.00

9 11647.33 11413.50 11098.83 10881.00 12783.00 12511.50

10 11249.00 11021.83 12176.17 11811.33 10764.00 10550.33

Untuk menghitung efisiensi dari masing-masing group inverter dapat

dilakukan dengan menggunakan persamaan yang sama sehingga diperoleh

efisiensi dari masing-masing group seperti pada tabel berikut ini :

Tabel 3.6 Efisiensi inverter pada pukul 15.00

Hari ke Group Inverter A (%) Group Inverter B (%) Group Inverter C (%)

1 97.86 98.63 98.46

2 88.50 99.65 98.00

3 98.26 97.87 97.98

4 97.66 98.09 97.77

5 76.73 98.24 96.90

6 97.37 99.37 97.50

7 97.76 99.78 97.94

26

8 92.56 97.99 97.73

9 97.99 98.04 97.88

10 97.98 97.00 98.01

Rata-rata 94.27 98.47 97.82

Berdasarkan tabel di atas, dapat dilihat bahwa rata-rata tingkat efisiensi

dalam 10 hari pada pukul 15.00 antara lain group inverter A sebesar 94.27 %,

group inverter B sebesar 98.47 %, dan group invertet C sebesar 97.82 %.

4.4 Efisiensi dan Losses

Dari ketiga hasil perhitungan efisiensi yang diperoleh berdasarkan waktu

yang berbeda-beda dapat disimpulkan bahwa sebagai berikut :

Tabel 3.7 Efisiensi dan Losses dari Masing-masing Unit Inverter

Group Inverter A Group Inverter B Group Inverter C

Efisiensi

(%)

Losses

(%)

Efisiensi

(%)

Losses

(%)

Efisiensi

(%)

Losses

(%)

Pukul 9.00 97.70 2.30 97.97 2.03 97.71 2.29

Pukul 12.00 96.34 3.66 97.41 2.59 97.40 2.60

Pukul 15.00 94.27 5.73 98.47 1.53 97.82 2.18

Rata-rata 96.10 3.90 97.95 2.05 97.64 2.36

Berdasarkan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa selama sepuluh hari

pengamatan diketahui group inverter A mengalami rugi-rugi daya sebesar 3.90 %,

group unit inverter B mengalami rugi-rugi daya sebesar 2.05 %, dan group

inverter C mengalami rugi-rugi daya sebesar 2.36 %. Hal ini dapat dikategorikan

bahwa unit inverter masih beroperasi dengan optimal karena memiliki tingkat

efisiensi yang sangat tinggi dan losses yang rendah. Namun tak menutup

kemungkinan untuk melakukan perbaikan demi mencapai hasil yang lebih baik

yaitu meningkatkan tingkat efisiensi sehingga besar losses yang dialami oleh

inverter dapat diminimalisasi.

27

3.3 Analisis Terjadinya FAULT pada Inverter

Unit inverter pada pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) Kayubihi yang

berada dalam kondisi fault berjumlah 30 unit tercatat lebih banyak dibandingkan

dengan unit inverter yang berada dalam kondisi “RUN”.

Terdapat sejumlah 77 penyebab fault yang mungkin terjadi berdasarkan

user manual dari inverter jenis Sungrow SG20KTL. Untuk mengetahui faktor apa

saja yang menyebabkan hal tersebut terjadi dapat dilakukan pengamatan fault-

code pada masing-masing inverter. Fault-code yang tercatat pada inverter secara

otomatis berupa angka. Setiap fault-code memiliki deskripsi yang berbeda-beda.

Data fault-code yang didapatkan setelah melakukan pengamatan

berdasarkan langkah-langkah yang diinstruksikan diperoleh bahwa ke-30 unit

inverter yang berada dalam kondisi fault memiliki fault-code yang sama yaitu

0005, 0009, 0010. Ketiga fault-code yang tercatat tersebut memiliki deskripsi

yang berbeda-beda yang dijelaskan pada tabel berikut :

Tabel 3.8 Deskripsi Fault-code pada inverter

Fault-

codeDeskripsi

0005Tegangan output dari inverter terlalu rendah sehingga inverter tidak dapat

menyalurkan daya.

0009Output frekuensi dari inverter berubah-ubah secara drastik dan cenderung berada

dibawah frekuensi jaringan nominal sebesar 50Hz.

0010Islanding. Output dari inverter tidak dapat disalurkan ke jaringan secara keseluruhan

dan dibuang dalam bentuk energi panas.

Berdasarkan ketiga jenis fault yang dialami ke-30 unit inverter ini dapat

disimpulkan bahwa terjadinya fault disebabkan karena output tegangan dan

frekuensi dari inverter terlalu rendah sehingga inverter tidak dapat

mensinkronisasikan dengan jaringan yang mengakibatkan daya yang dihasilkan

oleh inverter tidak dapat disalurkan melainkan dibuang sebagai energi panas.

28

29

BAB IV

PENUTUP

4.1 Simpulan

Dari pembahasan yang telah dilakukan maka dapat diperoleh simpulan

sebagai berikut :

1. Dari 50 unit inverter yang terpasang pada sistem Pembangkit Listrik

Tenaga Surya (PLTS) Kayubihi terdapat 20 unit yang berada dalam

kondisi “RUN” antara lain group inverter A sejumlah 6 unit, group

inverter B sejumlah 8 unit, dengan rata-rata tingkat efisiensi masing-

masing sebesar 96.10%, 97.95 %, 97.64 % sehingga diketahui bahwa

losses yang terjadi pada group inverter A sebesar 3.90 %, group inverter

B sebesar 2.05 %, dan group inverter C sebesar 2.36 %.

2. Dari ke-30 unit inverter yang mengalami fault diperoleh data fault-code

dari unit inverter tersebut antara lain :

- 0005

Tegangan output dari inverter terlalu rendah.

- 0009

Output frekuensi dari inverter berubah-ubah secara drastik dan

cenderung berada dibawah frekuensi jaringan nominal sebesar 50Hz.

- 0010

Islanding. Output dari inverter tidak dapat disalurkan ke jaringan

secara keseluruhan dan dibuang dalam bentuk energi panas.

4.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan guna peningkatan efisiensi sehingga

dapat meminimalisasi terjadinya losses serta perbaikan terhadap inverter yang

megalami fault yaitu :

1. Diharapkan ketelitian dalam pengambilan data yang akan dianalisis untuk

memperoleh hasil yang lebih akurat.

28

30

2. Diharapkan melakukan perbaikan terhadap inverter yang mengalami fault

berdasarkan penyebab yang telah diketahui.

3. Pelaksanaan kegiatan analisis besar losses dan penyebab terjadinya fault pada

inverter yang sesuai dengan jadwal yang ada akan meningkatkan keandalan

dari inverter dan keandalan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Kayubihi Bangli dan juga sistem jaringan listrik di wilayah Bangli.

4. Untuk pengembangan pembahasan mengenai faktor apa saja berpotensi

menyebabkan losses pada inverter dan perbaikan terhadap inverter yang

mengalami fault dapat dibuat suatu analisis yang lebih spesifik terhadap

kedua masalah tersebut untuk memperoleh hasil yang lebih detail sehingga

sangat membantu dalam perbaikan sistem pada Pembangkit Listrik Tenaga

Surya (PLTS) Kayubihi Bangli.