PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

PT. P3B JAWA-BALI RAYON PLN KARANG ASEM

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Karangasem 1 MWp On-Grid, PLTS

Bangli 1 MWp On-Grid dan 6 Unit PLTS 15 kWp Off-Grid di Provinsi Bali diresmikan pada

tanggal 25 Februari 2013 oleh Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Jero

Wacik. Masing-masing PLTS 1 MWp terinterkoneksi dengan jaringan PLN tersebut akan

menghasilkan listrik sebesar 2.880.080,00 KWh, dengan masa operasi 20 tahun, juga sebagai

upaya untuk menurunkan  emisi CO2 sebesar 2.566 Ton CO2. PLTS adalah salah satu

pembangkit listrik yang sangat sederhana dan mudah dipasang baik dalam skala kecil seperti

di rumah maupun dalam skala besar, sehingga PLTS merupakan salah satu sarana untuk

memenuhi kebutuhan masyarakat akan listrik yang sangat  ramah lingkungan.

Sel surya atau fotovoltaik pada PLTS dapat berupa alat semikonduktor penghantar

aliran listrik yang dapat secara langsung mengubah energi surya menjadi bentuk tenaga listrik

secara efisien. Alat ini digunakan secara individual sebagai alat pendeteksi cahaya pada

kamera maupun digabung seri maupun paralel untuk memperoleh suatu harga tegangan listrik

yang dikehendaki sebagai pusat penghasil tenaga listrik. Bahan dasar silicon. Bahan ini

terbuat dari silikon berkristal tunggal. Bahan ini sampai saat ini masih menduduki tampat

paling atas dari urutan biaya pembuatan bila dibandingkan energi listrik yang diproduksi oleh

pesawat konvensional.

Komponen dalam PLTS

Pada umumnya komponen-komponen dalam sistem Fotovoltaik terdiri dari:

a. Panel surya

Panel surya merupakan alat yang berfungsi sebagai merubah cahaya matahari menjadi

listrik. Bentuk moduler dari panel surya memberikan kemudahan pemenuhan

kebutuhan pemenuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan. Berdasarkan jenis,

panel surya dibagi menjadi 2 yaitu :

1. Panel Surya Pollycristalline

Merupakan panel surya yang diman memiliki susunan krital acak. tipe polikristal

ini memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibanding monokristal untuk

menghasilkan daya listrik yang sama.

Gambar 1.1 Panel Surya Pollycristaline

Panel surya ini memiliki kelebihan yaitu dapat bekerja atau menghasilkan

daya pada saat cuaca sedang mendung atau itensitas cahaya yang kurang.

2. Panel surya Monocristalline

Merupakan panel surya yang paling efisien diantara yang lainnya,dengan ukuran

yang sama monokristal dapat menghasilkan daya 15% lebih besar dibandingkan

dengan polikristal.

Gambar 1.2 Panel Surya Tipe Monocristaline

Namun dibalik kelebihan yang dimiliki, panel surya ini juga memiliki

kekurangan, adapun itu adalah jika cuaca mendung maka tingkat efisiensinya akan

turun sangat drastis.

3. Panel Surya Amourphouse

Panel surya Amorphous dibuat dengan menyemprotkan silikon ke kaca di lapisan

sangat tipis, dan umumnya dikenal sebagai panel surya film tipis. panel surya ini

dapat bekerja di segala kondisi pencahayaan, termasuk lingkungan berawan atau

teduh.pengaplikasian panel surya ini biasanya terdapat pada mainan anak – anak

atau kalkulator.

Gambar 1.3 Panel Surya Tipe Amourphouse

4. Battery control regulator (BCR) :

Pada dasarnya di dalam 1 set panel surya anda akan mendapatkan battery control

regulator. fungsi dari battery control regulator ini adalah mengatur volt yang

keluar dari modul panel surya sehingga volt yang keluar dari panel surya tidak

melebihi batas.

Gambar 1.4 Battery Control Regulator

Sebagai contoh jika satu panel surya menghasilkan tegangan 17 Volt,

sedangkan baterai hanya bisa menerima tegangan 12 Volt,maka untuk

menghindari kerusakan pada saat charger baterai,digunakanlah BCR sebagai alat

dimana tegangan output panel surya disesuaikan dengan input battery.

5. Inverter

Inverter merupakan perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus

listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi

DC dari perangkat seperti batere, panel surya/solar cell menjadi AC. Penggunaan

inverter dari dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah untuk

perangkat yang menggunakan AC (Alternating Current).

Gambar 1.5 Inverter Arus DC ke AC

6. Baterai

Berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh Panel Surya (Solar Panel)

sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu

penerangan atau peralatan elektronik dan peralatan lainnya yang membutuhkan

listrik

Gambar 1.6 Baterai Penyimpan

Cara Kerja Sistem PLTS

Adapun cara kerja dari PLTS adalah yang pertama Tenaga Panas Matahari diserap

oleh Solar Cell ( Panel Surya ) yang diletakan di atas rumah, lalu dialirkan ke Control

Charger yang ada dalam BCR ( Box Control Re-charger) kemudian di simpan dalam battery .

Saat penggunaan Daya atau Energy Listrik yang tersimpan dalam Battery dapat di gunakan

langsung atau bisa berbarengan saat Solar Cell melakukan penyerapan panas matahari untuk

daya atau beban DC, tetapi untuk beban AC digunakan Inverter yang mengubah energi

Listrik.

Gambar 1.7 Cara Kerja PLTS

Perhitungan Daya

Dalam perhitungan daya dapat dibagi menjadi tiga blok perhitungan daya yaitu :

1. Input Daya,

2. Rugi Daya, dan

3. Output Daya

Diagram konversi daya pada PLTS dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 1.8 Diagram Alur Konversi Daya

Dari diagram diatas dapat ditentukan efisiensi dari sistem PLTS yaitu :

η=DayaOutputDaya Input

x 100 %

Daya Input( Radiasi Sinar Matahari )

Panel SuryaDaya Output

( Energi Listrik )

Rugi Daya

Daya Radiasi Matahari

Fusi termonuklir pada inti dari matahari membesaskan energi dalam bentuk radiasi

elektromagnetik dengan frekuensi tinggi.

Suatu teori yang akhir-akhir ini dapat diterima para ahli mengatakan bahwa radiasi

gelombang elektromagnetik merupakan kombinasi dari gelombang elktrik arus bolak-balik

berkecepatan tinggi dengan gelombang medan magnetik yang menumbuhkan partikel-

partikel energi dalam bentuk foton.

Gelombang energi yang memancar dari ruang angkasa memberikan pancaran radiasi

dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Radiasi gelombang elektromagnetik

dikelompokan berdasarkan panjang gelombang, yang memberikan rangsangan energi yang

lebih besar adalah semakin pendek panjang gelombangnya. Radiasi yang dipancarkan melalui

permukaan matahari mempunyai variasi panjang gelombang dari yang paling panjang

(gelombang radio) sampai yang paling pendek (gelombang sinar X dan sinar γ).

Meskipun matahari memancarkan gelombang cahaya pada berbagai panjang

gelombang, cahaya dari matahari yang tampak dari pandangan manusia hanya 46% dari

cahaya total yang dipancarkan, dengan panjang gelombang berkisar antara 0.35 sampai 0.75

mikron. Cahaya violet mempunyai panjang gelombang 0.35 mikron yang merupakan sinar

cahaya yang tidak tampak pandang. Demikian pula warna merah mempunyai panjang

gelombang 0.75 mikron. Inframerah mempunyai panjang gelombang lebih besar yang juga

tidak tampak pandang oleh manusia

Menentukan Besaran Radiasi Matahari

Jarak rata-rata antara bumi dan matahari R = 1,49 x 108 km dan rata-rata radiasi

matahari = 376 W/m2,

sedangkan besar rapat radiasi adalah :

= 2.0 kalori/cm2.meni

= 2,0 Langleys/menit

= 2 x 103 kalori/m2menit

= 1/3 x 103 kalori/m2s

Bila dikalikan dengan konstanta joule yang besarnya 4,184 joule/kal, akan menghasilkan

besaran rapat radiasi matahari (S) :

S = 1/3 x 103 x 4,186 = 1396 W/m2

S = 1396 W/m2 ~ 442 Btu/ft2jam.

S merupakan besaran dari konstanta rapat radiasi surya pada ruang hampa angkasa,

sedang besarnya S pada permukaan bumi hanya berkisar 947 W/m2 mendekati 300 Btu/ft2

jam.

Besaran rapat radiasi surya dapat menumbuhkan energi pada sel surya yang dipasang

pada satelit dan dengan efisiensi yang rendah, sekitar 6%-10% akan mampu menghasilkan

tenaga listrik sebesar 140 Watt pada luasan pancaran surya sebesar 1 m2.

Pengembangan PLTS

Penerapan PLTS di Indonesia dijadikan solusi bagi PLN untuk menekan angka ratio

elektrifikasi yang saat ini mencapai 55-60%. Untuk daerah-daerah pedalaman yang sulit

dijangkau bila dibangun jaringan listrik, maka PLN menjadikan PLTS sebagai solusi atas

permasalahan tersebut. Karena penerapan atau cara kerja PLTS yang cukup sederhana tanpa

membangun akses jaringan listrik dengan harga yang mahal.

Penerapan PLTS tidak hanya digunakan untuk kebutuhan rumah tangga dan

penerangan saja. Secara umum, aplikasi PLTS dapat dikategorikan untuk kebutuhan rumah

tangga, industri, komersil dan pemerintahan. Secara koneksinya, PLTS dapat dikoneksikan

secara off-grid ataupun on-grid.

Sistem off-grid

Sistem off-grid adalah sistem pembangkit yang tidak terhubung dengan jaringan

listrik AC dari PLN. Sistem ini biasanya terpasang karena belum adanya listrik jaringan,

dengan pertimbangan penyambungan jaringan PLN akan memakan biaya yang sangat mahal

karena faktor lokasi yang terlalu pedalaman. Bisa juga untuk alasan pribadi seperti

membangun sistem pembangkit mandiri untuk tujuan komersil. Pada bab ini akan dijelaskan

mengenai beberapa macam sistem energi surya fotofoltaik off-grid.

Permasalahan dalam Pengembangan PLTS di Indonesia

1. Tingginya biaya investasi

2. Harga modul surya (skala kecil) masih mahal sehingga biaya pembangkitan

yangdihasilkan juga mahal.

3. Modul surya memiliki efisiensi konversi yang rendah dibandingkan jenis pembangkit

lainnya.

4. Untuk bekerja dengan baik, modul surya harus cukup mendapatkan penyinaran

matahari (tergantung pada musim).

5. Memerlukan area yang luas untuk pemasangan modul surya untuk mendapatkan daya

keluaran yang tinggi.

6. Piranti utama PLTS yaitu modul fotovoltaik , batre (accu) masih diimpor dari negara

lain

Tugas Sistem Pembangkit

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Nama Kelompok :

1. Hilda Mega Marcella (03111004003)2. Risna Diana (03111004020)3. Laelatul Fatimah (03111004066)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2015