TUGAS TEKNIK TENAGA LISTRIK

“Pembangkit Listrik Tenaga Surya”

Oleh :

FANDI AULIA SYOFYAN

1201459

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

I. Pendahuluan

Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit yang memamfaatkan sinar

matahari sebagai sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan

pengahasil listrik adalah Photovoltaic yang disebut secara umum Modul/Panel Solar

Cell. Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah menjadi listrik melalui proses aliran-

aliran electron negative dan positif di dalam cell modul tersebut karena perbedaan

electron. Hasil dari aliran electron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung

dimamfaatkan untuk mengisi battery/aki sesuai tegangan dan ampere yang diperlukan.

Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Surya tidak lepas dari penemuan Edmund

Becquerel, seorang pemuda prancis berusia 19 tahun menemukan efek yang sekarang

dikenal dengan efekvoltaik ketika tengah bereksperimen menggunakan sel larutan

elektrolisis yang dibuat dari dua elektroda. Becquerel menemukan bahwa beberapa

jenis material tertentu memproduksi arus listrik dalam jumlah kecil ketika terkena

cahaya. Di Indonesia sejarah perkembangan PLTS sudah dimulai sejak 1987 pada

awal itu, BPPT dimulai dengan pemasangan 80 unit PLTS (Solar Home System),

system pembangkit listrik tenaga tata surya untuk lampu penerang rumah di desa

sukatani Jawa Barat.

Pembangkit energy fotovoltaik atau lebih dikenal dengan Pembangkit Listrik

Tenaga Surya (PLTS) adlah metoda yang relative baru dalam pembangkitan listrik

dengan memamfaatkan energy surya. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

akan lebih diminati karena dapat digunakan untuk keperluan apa sajah dan dimana saja

seperti bangunan besar, pabrik dan perumahan. Selain persediaanya tanpa batas,

tenaga surya nyaris tanpa dampak buruk terhadap lingkungan dibandingkan dengan

bahan bakar lainnya. Di negara-negara industry maju seperti Jepang, Amerika Serikat,

dan beberapa Negara di Eropa dengan bantuan subsidi dari pemerintah telah

diluncurkan program-program untuk memasyarakatkan listrik tenaga surya ini. Di

Indonesia Sistem Listrik Tenaga Surya (LTS) sebagai pembangkit listrik diarahkan agar

dapat dimamfaatkan oleh para pemakai di daerah terpencil yang tidak mungkin

dijangkau jaringan PLN. Untuk lebih mengetahui apa itu pembangkit Listrik Tenaga

Surya maka dalam tulisan ini akan dijelaskan secara singkat komponen-komponen

Utama yang membentuk PLTS, Prinsip Kerja dan permasalahannya.

II. Peralatan Utama

1. Panel Surya (Photovoltaic)

Komponen penting dalam sistim ini yang berfungsi sebagai perubah energi

cahaya matahari menjadi energi listrik. Listrik tenaga matahari dibangkitkan

oleh komponen yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 ~ 15 cm

persegi. Komponen ini mengkonversikan energi dari cahaya matahari

menjadi energi listrik. Solar cell merupakan komponen vital yang umumnya

terbuat dari bahan semikonduktor. multicrystalline silicon adalah bahan yang

paling banyak dipakai dalam industri solar cell. Berfungsi merubah cahaya

matahari menjadi listrik. Bentuk pipih dari panel surya memberikan

kemudahan pemenuhan kebutuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan.

Bahan sel surya terdiri dari:

a. kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi

bahan sel surya dari keadaan lingkungan

b. material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan

mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan

c. semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon)

untuk menghasilkan medan listrik

d. saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim

ke perabot listrik

2. Alat Pengatur Daya (Charge Controllet)

Adalah alat untuk mengatur aliran listrik dari panel surya ke Batre/ACCU dan

aliran listrik dari barerai/ACCU ke lampu, TV atau Radio. Juga berfungsi

melindungi dari konsleting atau pengiriman muatan arus berlebih ke input

terminal.

Voltage regulator digunakan sebagai peralatan proteksi battery dari

kemungkinan:

a. Over Charging pada saat sinar matahari sangat terik dalam waktu

bersamaan pemakaian beban sangat kecil.

b. Excessive discharge, pada saat kondisi cuaca sangat jelek.

Kondisi over charging dan Excessive discharge dapat merusak cell

battery, oleh karena itu perlengkapan Voltage Regulator adalah mutlak

diperlukan.

Pada prisnsipnya, voltage

regulator adalah mengatur

tegangan keluaran dari panel

surya yang akan digunakan

untuk pengisian battery,

regulator akan membuka dan

mengalirkan tegangan ke

battery pada saat tegangan

battery drop dan akan

membuka atau memutus tegangan dari solar panel ketika bettery full. Ketika

output solar panel equal atau lebih besar dari beban dan battery telah terisi

penuh, maka regulator akan melakukan by-pass dengan menyalurkan daya

listrik langsung ke beban, tanpa melalui battery.

3. ACCU/Baterai

Berfungsi menyimpan arus listrik yang

dihasilkan oleh panel surya sebelum

dimamfaatkan untuk menggerakkan beban

beban dapat berupa lampu penerangan dan

alat elektronik lainnya yang membutuhkan

listrik.

Tipe baterai dalam PLTS terdiri dari

a. FLA (Flooded Lead Acid)

Battery ini jika akan dilakukan recharge, maka

sebelum recharge battery harus dilakukan discharge secara penuh

(muatan Listriknya dibuang). Dan battery tipe ini memerlukan

perawatan secara konsisten dengan menjaga air aki didalam cell.

b. GEL (Sealed Gel Cell) dan AGM (Sealed Absorbed Glass Mat)

Battery tipe ini disebut sebagai battery kering, dan

battery ini tidak memerlukan perawatan seperti menambahkan air

aki (distilled water). Tetapi sangat sensitive terhadap over charging.

c. Alkaline (seperti NiFe dan NoCad

Battery tipe ini dapat digunakan sebagai inverter

tetapi memiliki kelemahan yaitu memerlukan charger yang besar

untuk charging dan discharge.

4. Inverter

Berfungsi mengubah arus DC menjadi arus AC.

Seperti yang telah diterangkan diatas module adalah

komponen yang merubah energi cahaya matahari

menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan adalah DC. Untuk dapat

dimanfaatkan lebih banyak lagi biasanya listrik DC ini dirubah menjadi AC.

III. Prinsip Kerja/Blog Diagram

Yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari

merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam

matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit

komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik

dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada

bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel

surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan.     

     

Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel

surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt

yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa

sel surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran

dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya

20 watt atau 30 watt. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang

proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari.

Panel surya biasanya diletakkan dengan posisi statis menghadap

matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh

bumi berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena

matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel

surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar

dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan

selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya.

Pada siang hari panel surya menerima cahaya (sinar) matahari yang

kemudian diubah menjadi energilistrik oleh sel-sel Kristal melalui proses

photouoitatic. Listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung disalurkan

ke beban ataupun disimpan dalam batterai ACCU, sebelum disalurkan ke beban

(lampu, radio, TV, dll)

Pada malam hari,dimana panel surya tidak menghasilkan listrik. Listrik yang

sudah terkumpul (tersimpan) dalam batre ACCU akan dapat digunakan. Untuk

menyalakan peralatan listrik terutama lampu penerangan dll.

Secara sederhana, blog digram cara kerja PLTS adalah :

Sinar Matahari

Panel Charge

Controler

BatteryInverter

Listrik ArusAC

IV. Permasalahan (Kelebihan dan Kelemahan)

1. Kelebihan

Sumber energy yang dipakai tidak pernah habis. Pembangkit Listrik

tenaga Surya yang hanya membutuhkan energy matahari sebagai

sumber energy. Apalagi untuk Negara Indonesia yang memiliki iklim

tropis dimana waktu siang lebih banyak dari malam hari dan hanya

memiliki dua musim sehingga PLTS akan lebih optimal.

Hemat karena tidak memerlukan bahan bakar. PLTS merupakan salah

satu Pembangkit Listrik Terbarukan yang hanya membutuhkan energy

matahari yang bisa di dapatkan secara Cuma-Cuma.

Tidak memerlukan perawatan khusus sehingga bebas dari segala

biaya perawatan dan memiliki umur penggunannya yang panjang.

Satu panel surya dapat digunakan lebih kurang dalam 25 tahun.

Tanpa suara sehingga tidak mengganggu ketertiban umum.

Kapasitas listrik yang dihasilkan dapat sesuai dengan kebutuhan

Pemasangannya sangat mudah. Karena memiliki komponen utama

yang sedikit seperti panel surya, charger control, battery dan inverter.

Tidak memerluakn konstruksi yang berat dan menetap, sehingga

dapat di pasang dimana saja dan dapat dipindahkan bilamana

dibutuhkan karena ukuran dari komponen – kompenen PLTS yang

ukurannya memungkinkan untuk dibawa-bawa.

Dapat dioperasikan secara otomatis (Unattendable) maupun

menggunakan operator (attendable) menggunakan kontroler.

Dapat diterabkan secara sentralisasi ( PLTS ditempatkan di suatu

area dan listrik yang dihasilkan disalurkan melalui jaringan distribusi ke

tempat tempat yang membutuhkan) maupun desentralisasi ( Sistem

PLTS dipasang pada setiap rumah, dengan demikian tidak diperlukan

jaringan distribusi. Ini sangat bermamfaat untuk penyaluran listrik di

daerah terpencil, yang tidak dimungkinkan penyalurannya melalui

kabel oleh PLN dari pembangkit listrik tenaga lain seperti PLTA dan

PLTU.

2. Kelemahan/Kendala

- Memiliki ketergantungan terhadap cuaca. Saat mendung kemampuan

panel surya menangkap sinar matahari tentu akan

berkurang.Akibatnya PLTS tidak bisa di gunakan secara optimal.

Karena saat mendung kemampuan PLTS menyimpan energy

berkurang sekitar 30%.

- Harga modul surya (skala kecil) masih mahal sehingga biaya

pembangkitan yang dihasilkan juga mahal. Yaitu mencapai Rp. 11

Milyar per MegaWatt.

- Teknologi PLTS dikhawatirkan menjadi sumber pencemar udara baru.

- Memerlukan area yang luas untuk pemasangan modul surya untuk

mendapatkan daya keluaran yang tinggi.

- Modul surya memiliki efesiensi konfersi yang rendah dibandingkan

jenis pembangkit lainnya.

- Masih kurangnya sosialisasi mengenai pemanfaatan panel surya

terhadap masyarakat.

V. Kesimpulan

1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya dalah suatu adalah suatu pembangkit listrik yang memamfaatkan energy sinar matahari yang di terima oleh Panel Surya (Photovolataic) untk mengkonversi sinar matahari secara langsung menjadi listrik DC.

2. Peralatan utama yang digunakan untuk Pemabngkit LIstrik Tenaga Surya adalah Panel Surya (Photovoltaic), Alat pengatur daya (charge controllet), ACCU dan Inverter DC ke AC.

3. Prinsip kerja PLTS secara sederhana adalah sinar matahari diterima oleh panel surya kemudian arus listrik yang masuk diatur kemudian diterima oleh baterai (arus dc) dan diubah menjadi arus ac oleh inverter.

4. Keuntungan utama memakai PLTS adalah sumber energy yang tidak akan habis serta ramah lingkungan.

5. Kendala Utama PLTS adalah harga modul surya yang mahal (dalam skala kecil) dan membutuhkan area yang luas serta bergantung terhadap cuaca.

VI. Daftar Pustaka

Marsudi, Djiteng. 2005. Pembangkit Energi Listrik. Pernerbit Erlangga. Jakarta: Erlangga.

http://id.wikipedia.org title Pembangkit Listrik Tenaga Surya, diakses pada 5 Oktober 2014

http://godamaiku.blogspot.com/2013/03/pembangkit-listrik-tenaga-surya.html diakses pada 5 oktober 2014

http://tlts.wordpress.com/ title “Teknologi Listrik Tenaga Surya”. diakses pada 16 oktober 2014

http://www.litbang.esdm.go.id title “Pembangkit Listrik Tenaga Surya”, diakses pada 16 oktober 2014

http://www.listriktenagasurya.com title “Listrik Tenaga Surya”, diakses pada 5 oktober 2014