Halaman | 51
BAB IV
PROYEKSI KEBUTUHAN LISTRIK DI PULAU BRAS UNTUK
MENDUKUNG PENGEMBANGAN PARIWISATA
Proyeksi kebutuhan listrik atau demand dilakukan untuk mengetahui
berapa besar beban yang harus dipasok dari sistem PLTS Photovoltaic untuk
kawasan pulau Bras sebagai suatu kawasan wisata di pulau Bras. Pengembangan
pulau Bras sebagai pulau terluar dan strategis perlu dilakukan karena pulau Bras
menjadi garda terdepan dalam menjaga wilayah kedaulatan Indonesia khususnya
di daerah timur Indonesia. Posisinya sangat strategis untuk menarik garis Batas
Laut Teritorial, Zona Tambahan, Batas Landas Kontinen, dan zona ekonomi
Eksklusif. Hal tersebut menjadi salah satu alasan penting pemilihan pulau tersebut
sebagai studi kasus dalam penelitian tugas akhir ini.
Pengembangan Pulau Bras dirasa sangat penting karena pulau ini memiliki
potensi wisata, keanekaragaman terumbu karang, dan sumber daya perikanan
yang dapat dimaksimalkan manfaatnya. Selain itu pulau Bras juga harus
mendapatkan perhatian yang lebih serius karena posisi dan keberadaannya sangat
rentan dipengaruhi oleh negara-negara tetangga.[22][31]
Oleh karena itu, untuk mengembangkan potensi wisata di pulau Bras,
diperlukan infrastruktur pendukung pengembangan potensi kawasan wisata di
wilayah tersebut. Sarana infrastruktur yang dimaksud sesuai dengan paparan di
bab 3 adalah :
1. Hotel,
2. BTS (Base Transceiver Station), dan
3. Rumah penduduk.
4.1. Perkiraan Kebutuhan Energi Listrik di Pulau Bras
4.1.1. Hotel
Perkiraan kebutuhan energi listrik untuk hotel dalam satu tahun ditentukan
menggunakan persamaan 3.3.. Hasil perhitungan ditunjukkan di tabel 4.1. berikut:
Halaman | 52
Tabel. 4.1. Beban/Load Hotel
Jenis Beban Jumlah (n) Daya
(P)
Lama pemakaian
(t) Energi Harian (Ei)
Lampu TL 12 15 watt 10 jam 1800 Wh
Lampu HE/PLC 90 25 watt 12 jam 27000 Wh
Televisi LED 2 70 watt 10 jam 1400 Wh
Kipas angin 4 35 watt 7 jam 980 Wh
Kulkas 120 L 2 50 watt 24 jam 2400 Wh
Dispenser 2 500 watt 3 jam 3000 Wh
Total 36580 Wh
Total per tahun 13351700 Wh
Berdasarkan tabel 4.1. kebutuhan energi listrik pertahun untuk hotel
= 13,35 MWh/year. Sedangkan kebutuhan energi listrik perhari = 36,58 kWh/day.
4.1.2. BTS (Base Transceiver Station)
Perkiraan kebutuhan energi listrik untuk BTS dalam satu tahun ditentukan
menggunakan persamaan 3.3. Hasil perhitungan ditunjukkan di tabel 4.2. berikut:
Tabel. 4.2. Beban/Load 1 BTS
Jenis Beban Jumlah
(n)
Daya
(P)
Lama
pemakaian
(t)
Energi Harian
(Ei)
Antena Microwave 9 300 watt 24 jam 64800 Wh
Antena Sektoral 12 100 watt 24 jam 28800 Wh
AC 12 650 watt 24 jam 187200 Wh
Lampu HE/PLC 6 25 watt 12 jam 1800 Wh
Lampu Spotlight 3 150 watt 12 jam 5400 Wh
Alarm 3 40 watt 24 jam 2880 Wh
Rectifier 3 480 watt 24 jam 34560 Wh
Total 325440 Wh
Total per tahun 118785600 Wh
Berdasarkan tabel 4.2. kebutuhan energi listrik pertahun untuk BTS =
118,78 MWh/year. Sedangkan kebutuhan energi listrik perhari = 325,44 kWh/day.
Halaman | 53
4.1.3. Konsumsi Listrik Rumah Penduduk
Konsumsi listrik rumah penduduk di kawasan wisata bahari Pulau Bras
dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :
1. Konsumsi listrik rumah sejahtera, dan
2. Konsumsi listrik rumah prasejahtera.
4.1.3.1. Konsumsi listrik rumah sejahtera
Perkiraan kebutuhan energi listrik untuk rumah sejahtera dalam satu tahun
ditentukan menggunakan persamaan 3.3. Hasil perhitungan ditunjukkan dalam
tabel 4.3. berikut:
Tabel. 4.3. Beban/Load 1 Rumah Sejahtera
Jenis Beban Jumlah
(n)
Daya
(P)
Lama pemakaian
(t)
Energi
Harian (Ei)
Lampu HE 120 25watt 12 jam 36000 Wh
Televisi LED 15 70 watt 15 jam 15750 Wh
Kulkas 15 50 watt 24 jam 18000 Wh
Rice Cooker 15 150 watt 1 jam 2250 Wh
Dispenser 15 500 watt 3 jam 22500 Wh
Kipas angin 15 35 watt 7 jam 3675 Wh
Setrika 15 350 watt 2 jam 10500 Wh
Total 108675 Wh
Total per tahun 39666375 Wh
Berdasarkan tabel 4.3. kebutuhan energi listrik pertahun untuk rumah
sejahtera = 39,66 MWh/year. Sedangkan kebutuhan energi listrik perhari =
108,65 kWh/day.
4.1.3.2. Konsumsi listrik rumah prasejahtera
Perkiraan kebutuhan energi listrik untuk prasejahtera dalam satu tahun
ditentukan menggunakan persamaan 3.3. Hasil perhitungan ditunjukkan dalam
tabel 4.4. berikut:
Tabel. 4.4. Beban/Load 1 Rumah Prasejahtera
Jenis Beban Jumlah
(n)
Daya
(P)
Lama pemakaian
(t)
Energi Harian
(Ei)
Lampu HE 125 25 watt 12 jam 37500 Wh
Radio 25 40 watt 15 jam 15000 Wh
Halaman | 54
Setrika 25 350 watt 2 jam 17500 Wh
Total 70000 Wh
Total per tahun 25550000 Wh
Berdasarkan tabel 4.4. kebutuhan energi listrik pertahun untuk rumah
prasejahtera = 25,55 MWh/year. Sedangkan kebutuhan energi listrik perhari = 70
kWh/day.
4.1.4. Konsumsi Energi Listrik Total
Kebutuhan energi listrik total di Pulau Bras ditentukan dengan
menggunakan persamaan 3.1. Hasil perhitungan ditunjukkan di tabel 4.5.
berikut:
Tabel. 4.5. Demand total pulau Bras
Berdasarkan tabel 4.5. kebutuhan energi listrik pertahun untuk Pulau Bras
= 197,35 MWh/year. Sedangkan kebutuhan energi listrik perhari = 540,69
kWh/day.
4.2. Perkiraan Kebutuhan Listrik Infrastruktur Vital
4.2.1. Klasifikasi Beban
Selain pengklasifikasian berdasarkan jenis bangunan, demand konsumsi
listrik pengembangan kawasan wisata pulau terluar juga diklasifikasikan kedalam
5 tingkat kriteria, yaitu :
1. Sangat Penting, artinya peralatan yang tergolong kriteria ini tidak
boleh mati.
No Masukan Simbol
Matematis Unit Total Energi/Unit (Wh)
Total Energi Yang
dibutuhkan (Wh)
1 Hotel j 2 2j 18290 36580
2 BTS k 3 3k 108480 325440
3 Rumah
Prasejahtera m 25 25m 2800 70000
Sejahtera l 15 15l 7245 108675
Total 136815 540695
Total per tahun 49937475 197353675
Halaman | 55
2. Penting, artinya peralatan yang tergolong kriteria ini boleh mati
maksimal sebanyak 6 kali dalam satu tahun.
3. Netral, artinya peralatan yang tergolong kriteria ini boleh mati
maksimal sebanyak 12 kali dalam satu tahun.
4. Kurang penting, artinya peralatan yang tergolong kriteria ini boleh
mati sebanyak 18 kali dalam satu tahun.
5. Tidak penting, artinya peralatan yang tergolong kriteria ini boleh
mati diatas 24 kali dalam satu tahun.
Berdasarkan kriteria tersebut, beban di pulau Bras dikelompokkan seperti yang
ditunjukkan dalam tabel 4.6. dibawah ini.
Tabel. 4.6. Klasifikasi beban berdasarkan tingkat fungsinya
No Load/Beban
Kriteria Beban
Sangat
Penting Penting Netral
Kurang
Penting
Tidak
Penting
1. Hotel
Front Office
& Kamar
Hotel
2. BTS BTS Indoor
& Outdoor
3. Rumah Sejahtera
Rumah
4. Rumah Prasejahtera
Rumah
BTS termasuk kedalam kategori infrastruktur vital karena BTS tidak
dapat berfungsi lama kalau catuan listrik ke BTS mati. Jika listrik mati dalam
jangka waktu lama sehingga cadangan arus DC di Rectifier yang disimpan dalam
baterai akan habis. Dalam BTS, terdapat perangkat bernama Core Base/COBA,
perangkat ini yang akan menghandle trafik di BTS. Jika COBA ini hang, maka
BTS tidak berfungsi. Sehingga COBA ini perlu di-restore software dan di-
reconfigure lagi yang biasanya disebut proses Commissioning.[25]
Hotel tergolong penting karena hotel memainkan peran yang sangat
penting dalam mempopulerkan semua tujuan wisata. Jika wisatawan dapat
menikmati fasilitas yang nyaman di hotel saat berwisata maka akan menjadi suati
Halaman | 56
nilai tambah bagi kawasan wisata di daerah tersebut. Di sisi lain jika hotel dan
fasilitas akomodasi tidak memuaskan sangat mungkin wisatawan tidak akan
kembali ke tempat itu.
Berdasarkan tabel 4.6. maka yang termasuk infrastruktur vital adalah BTS
dan hotel. Maka kebutuhan energi total pertahun dari infrastruktur vital adalah
118.785,6 kWh/year + 13.351,7 kWh/year = 132.137,3 kWh/year.
4.2.2. Daya dan Energi Minimum yang diperlukan untuk tiap klasifikasi
beban.
Daya yang dibutuhkan oleh BTS di pulau Bras dibagi menjadi 2 bagian
yaitu BTS Indoor dan BTS Outdoor. Daya yang dibutuhkan oleh BTS Indoor
ditunjukkan dalam tabel. 4.7. berikut:
Tabel. 4.7. Daya yang dibutuhkan BTS Indoor
No Beban Daya (watt) Jumlah Total Daya
(watt)
1. AC 650 12 7800
2. Lampu HE 25 6 150
3. Alarm 40 3 120
4. Rectifier 480 3 1440
Total 9510
Sedangkan daya yang dibutuhkan oleh BTS Outdoor di tunjukkan dalam
tabel. 4.8. berikut:
Tabel.4.8. Daya yang dibutuhkan BTS Outdoor
No Beban Daya (watt) Jumlah Total Daya
(watt)
1. Antenna Microwave 300 9 2700
2. Antenna Sectoral 100 12 1200
3. Lampu Spotlight 150 3 450
Total
4350
Halaman | 57
Sedangkan energi harian dan tahunan yang dibutuhkan oleh BTS
ditunjukkan oleh tabel 4.2.
Kebutuhan energi listrik hotel dibagi menjadi 2 yaitu front office dan
kamar hotel. Daya yang dibutuhkan oleh 2 front office hotel ditunjukkan oleh
tabel 4.9. berikut:
Tabel 4.9. Daya yang dibutuhkan Front Office Hotel
No Beban Daya (watt) Jumlah Total Daya
(watt)
1. Lampu TL 15 12 180
2. Televisi LED 70 2 140
3. Kipas Angin 35 4 140
4. Kulkas 120 L 50 2 100
5. Dispenser 500 2 1000
Total 1560
Sedangkan tabel. 4.10.berikut menunjukkan daya yang dibutuhkan oleh
kamar hotel.
Tabel. 4.10. Daya yang dibutuhkan Kamar Hotel
No Beban Daya (watt) Jumlah
Total Daya
(watt)
1. Lampu He/PLC 650 90 58500
Total
58500
Energi harian dan tahunan hotel ditunjukkan dalam tabel 4.1.
Daya minimum yang dibutuhkan dari infrastruktur vital adalah 17670
Watt. Daya yang dibutuhkan oleh masing-masing kriteria beban ditunjukkan oleh
tabel 4.11. berikut.
Halaman | 58
Tabel. 4.11. Daya yang dibutuhkan masing-masing kriteria beban
Kriteria Load Daya Yang dibutuhkan
(Watt)
Sangat Penting BTS Indoor 9510
BTS Outdoor 4350
Total 13860
Penting Front Office 1560
Kamar Hotel 2250
Total 3810
Netral Rumah Sejahtera 31530
Kurang Penting Rumah Prasejahtera 53010
Halaman | 59
BAB V
DESAIN TEKNIS PLTS PHOTOVOLTAIC DI PULAU BRAS
5.1. ALTERNATIF DESAIN TEKNIS PLTS PHOTOVOLTAIC UNTUK
MEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI PULAU BRAS
Berdasarkan hasil analisis proyeksi kebutuhan listrik atau demand di pulau
Bras, maka dibutuhkan suatu pasokan listrik yang mampu memenuhi kebutuhan
listrik tersebut. Pada bab ini akan dibahas alternatif-alternatif desain teknis PLTS
Photovoltaic yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik di Pulau
Bras. Seperti yang diketahui dari hasil proyeksi kebutuhan listrik di pulau Bras,
untuk mendukung pengembangan kawasan wisata di wilayah tersebut dibutuhkan
energi listrik sebesar 540,695 kWh/day atau 197.353,675 kWh/tahun.
Untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut, maka dilakukan simulasi
desain alternatif yang mampu menyuplai energi dengan jumlah yang lebih besar
dari energi yang dibutuhkan. Simulasi awal dilakukan sebanyak 24 kali seperti
yang ditunjukkan dalam tabel. 5.1.
Tabel.5.1. Simulasi Awal Pasokan Listrik Pulau Bras
N
o Simulasi
Baterai Modul PV Pasokan Missing
Energy (∆x)
Energy
Supplied
(year)
Kapasitas Jumlah Jenis Kapasitas Jumlah x (kW)
min.
∆x
(%)
min. ∆x
(kWh)
x+∆x ≥ y
(kWh/m2)
1 Simulasi 1 12V
236Ah
8s
116p Si-Mono
105Wp
12V
9s
165p 215992 3,91 8447,2 207545
2 Simulasi 2 12V
26Ah
8s
200p Si-Mono
105Wp
12V
9s
168p 215992 23,88 51587,2 164405
3 Simulasi 3 2V
1700Ah
48s
16p Si-Mono
105Wp
12V
9s
167p 215992 3,35 7226,6 208766
4 Simulasi 4 2V
139Ah
48s
196p Si-Mono
105Wp
12V
9s
168p 215992 3,63 7838 208154
5 Simulasi 5 12V
236Ah
8s
116p Si-Poly
105Wp
12V
8s
198p 215992 1,54 3327 212665
6 Simulasi 6 12V
26Ah
8s
200p Si-Poly
105Wp
12V
8s
201p 215992 23,11 49914,2 166078
7 Simulasi 7 2V
1700Ah
48s
16p Si-Poly
105Wp
12V
8s
200p 215992 0,97 2091 213901
Halaman | 60
8 Simulasi 8 2V
139Ah
48s
196p Si-Poly
105Wp
12V
8s
200p 215992 1,21 2605,8 213387
9 Simulasi 9 2V
1700Ah
167s
16p
Si:H
Tripple
1632Wp
334V
1s
99p 215992 0,02 50,3 215942
10 Simulasi 10 2V
1700Ah
167s
5p Si-Mono
400Wp
61V
6s
66p 215992 3,87 8359,7 207633
11 Simulasi 11 2V
1700Ah
166s
5p Si-Mono 5Wp 14V
25s
1265p 215992 1,85 3994,8 211998
12 Simulasi 12 2V
1700Ah
166s
5p Si-Mono
100Wp
14V
25s
61p 215992 2,83 6105,1 209887
13 Simulasi 13 2V
1700Ah
166s
5p Si-Poly
10Wp
14V
25s
640p 215992 1,02 2196,4 213796
14 Simulasi 14 2V
1700Ah
166s
5p Si-Poly
100Wp
14V
26s
61p 215992 2,52 5447,6 210545
15 Simulasi 15 2V
1700Ah
166s
5p Si-Poly
100Wp
12V
29s
55p 215992 1,19 2575,4 213417
16 Simulasi 16 2V
1700Ah
174s
4p Si-Poly
250Wp
15V
24s
26p 206743 1,07 2208,9 204534
17 Hasil 1 2V
1700Ah
171s
4p
Si:H
Tripple
1632Wp
334V
1s
95p 206743 0,09 181,7 206562
18 Hasil 2 4V
225Ah
15s
187p Si-Poly
580Wp
67V
1s
263p 206743 3,13 7340,4 200279
19 Hasil 3 2V
139Ah
48s
188p Si-Poly
580Wp
67V
2s
262p 206743 0,13 264,2 206479
20 Hasil 4 4V
205Ah
32s
128p
Si:H
Tripple
744Wp
152V
1s
207p 206743 2,86 6789,9 200829
21 Hasil 5 4V
205Ah
35s
200p
Si:H
Tripple
744Wp
152V
1s
200p 206743 0,02 45,4 206698
22 Hasil 6 6V
332Ah
7s
161p
uCSi-
aSi:H
100Wp
40V
1s
1524p 206743 0,07 137,3 206606
23 Hasil 7 2V
1000Ah
23s
60p
uCSi-
aSi:H
100Wp
40V
1s
1522p 206743 0,07 149,3 206594
24 Hasil 8 2V
1700Ah
140s
35p
Si:H
Tripple
1632Wp
334V
1s
91p 206743 0,00 -0,4 206744
Dari hasil 24 simulasi diatas, diambil 5 simulasi yang memiliki losses atau
missing energy (∆x) terkecil dan energy supplied yang lebih besar dari
197.353,675 kWh/tahun. Simulasi dilakukan dengan melakukan variasi pada
beban, photovoltaic yang dipilih, jumlah rangkaian seri dan paralel modul
photovoltaic, baterai yang digunakan dan jumlah rangkaian seri dan paralel
baterai. Hasil simulasi dengan nilai losses terkecil ditunjukkan dari simulasi hasil
1, simulasi hasil 3, simulasi hasil 5, simulasi hasil 6 dan simulasi hasil 7.
Halaman | 61
Simulasi yang dipilih adalah simulasi yang memenuhi kriteria optimal
secara teknis yang telah ditetapkan pada bab sebelumnya. Perbandingan nilai dan
kriteria dari 5 simulasi yang dipilih ditunjukkan dalam tabel. 5.2. di bawah ini.
Tabel. 5.2. Perbandingan Hasil Simulasi yang Dipilih
Simulasi
Pasokan Missing Energy (∆x) Energy Supplied
Demand (y)
Stand-by (Pi)
x (kWh) min ∆x min ∆x
(kWh) x+∆x ≥ y (kWh) min Pi (kW)
Hasil 1 206743 0,09% 181 206562
1973
54
kW
h/y
17
,67
kW
Hasil 3 206743 0,13% 264 206479
Hasil 5 206743 0,02% 45 206698
Hasil 6 206743 0,07% 137 206606
Hasil 7 206743 0,07% 149 206594
Berdasarkan tabel. 5.2. di atas, simulasi yang dilakukan dapat dijelaskan
sebagai berikut :
5.1.1. Simulasi Hasil 1
Sistem ini menggunakan amourphous silicon sebagai modul photovoltaic
dengan jumlah modul photovoltaic 1 modul di pasang seri dan 95 di pasang
paralel. Total jumlah modul yang digunakan sebanyak 95 modul yang dihitung
dengan menggunakan persamaan 3.6. Daya per unit modul sebesar 1632 Wp,
maka daya yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan persamaan 3.7. yaitu
sebesar 155, 040 kWp.
Baterai yang digunakan adalah baterai dengan tegangan 2V dan kapasitas
1700Ah dengan 171 baterai di pasang seri dan 4 baterai di pasang paralel.
Tegangan total baterai dapat dihitung dengan persamaan 3.10. Tegangan total
baterai Vtot = 342 V. Sedangkan kapasitas total baterai dapat dihitung dengan
persamaan 3.10. yaitu 6800 Ah.
Energi yang dihasilkan sebesar 206743 kWh/tahun. Energi yang
disalurkan ke pengguna yaitu 206562 kWh/m2. Missing energy dalam sistem ini
Halaman | 62
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.14. Missing energy pada sistem
ini 181 kWh. Persentasi energi yang hilang pada sistem ini dihitung dengan
persamaan 3.15, persentase missing energy sistem ini adalah 0.09 %.
5.1.2. Simulasi Hasil 3
Sistem ini menggunakan Silicon Polychrystallin (Si-poly) sebagai modul
photovoltaic dengan jumlah modul photovoltaic 2 modul di pasang seri dan 262
paralel. Total jumlah modul yang digunakan sebanyak 524 modul yang dihitung
dengan menggunakan persamaan 3.6. Daya per unit modul sebesar 580 Wp, maka
daya yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan persamaan 3.7. yaitu sebesar
303,92 kWp.
Baterai yang digunakan adalah baterai 2V 139 Ah dengan 48 baterai seri
dan 188 baterai paralel. Tegangan total baterai dihitung dengan menggunakan
persamaan 3.10. adalah 96 V. Sedangkan kapasitas total baterai dihitung dengan
menggunakan persamaan 3.11. adalah 26132 Ah.
Energi yang dihasilkan sistem ini sebesar 206743 kW/tahun. Energi yang
disalurkan ke pengguna sebesar 206479 kWh/m2. Missing energy dalam sistem ini
dihitung dengan menggunakan persamaan 3.12. adalah 264 kWh. Persentasi
energi yang hilang pada sistem ini dihitung dengan persamaan 3.15. adalah 0.13
%.
5.1.3. Simulasi Hasil 5
Sistem ini menggunakan Amourphous Silicon sebagai modul photovoltaic
dengan jumlah modul photovoltaic 1 modul seri dan 200 paralel. Total jumlah
modul yang digunakan sebanyak 200 modul yang dihitung dengan menggunakan
persamaan 3.6. Daya per unit modul sebesar 744 Wp, maka daya yang dihasilkan
dapat dihitung menggunakan persamaan 3.7. yaitu sebesar 148,8 kWp.
Baterai yang digunakan adalah baterai 4V 205 Ah dengan 35 baterai seri
dan 200 baterai paralel. Tegangan total baterai dihitung dengan menggunakan
persamaan 3.10. adalah 140 V. Sedangkan kapasitas total baterai dihitung dengan
menggunakan persamaan 3.11. adalah 41.000 Ah.
Halaman | 63
Energi yang dihasilkan sistem ini sebesar 206743 kW/tahun. Energi yang
disalurkan ke pengguna sebesar 206698 kWh/m2. Missing energy dalam sistem ini
dihitung dengan menggunakan persamaan 3.14. adalah 45 kWh. Persentasi energi
yang hilang pada sistem ini dihitung dengan persamaan 3.15. adalah 0.02 %.
5.1.4. Simulasi Hasil 6
Rancangan sistem ini menggunakan micromorph (microcrhystallin
amourphous) sebagai lapisan modul photovoltaic dengan jumlah modul
photovoltaic 1 modul seri dan 1524 paralel. Total modul yang digunakan
sebanyak 1524 modul yang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.6. Daya
per unit modul sebesar 100 Wp, maka daya yang dihasilkan dapat dihitung
menggunakan persamaan 3.7. yaitu sebesar 152,4 kWp.
Baterai yang digunakan adalah baterai 6 V 332 Ah dengan 7 baterai seri
dan 161 baterai paralel. Tegangan total baterai dihitung dengan menggunakan
persamaan 3.10. adalah 42 V. Sedangkan kapasitas total baterai dihitung dengan
menggunakan persamaan 3.11. adalah 53.452 Ah.
Energi yang dihasilkan sistem ini sebesar 206743 kW/tahun. Energi yang
disalurkan ke pengguna sebesar 206606 kWh/m2. Missing energy dalam sistem ini
dihitung dengan menggunakan persamaan 3.14. adalah 137 kWh. Persentasi
energi yang hilang pada sistem ini dihitung dengan persamaan 3.15. adalah 0.07
%.
5.1.5. Simulasi Hasil 7
Rancangan sistem ini menggunakan micromorph (microcrhystallin
amourphous) sebagai lapisan modul photovoltaic dengan jumlah modul
photovoltaic 1 modul seri dan 1522 paralel. Total modul yang digunakan
sebanyak 1522 modul yang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.6. Daya
per unit modul sebesar 100 Wp, maka daya yang dihasilkan dapat dihitung
menggunakan persamaan 3.7. yaitu sebesar 152,2 kWp.
Baterai yang digunakan adalah baterai 2V 1000 Ah dengan 23 baterai seri
dan 60 baterai paralel. Tegangan total baterai dihitung dengan menggunakan
Halaman | 64
persamaan 3.10. adalah 46 V. Sedangkan kapasitas total baterai dihitung dengan
menggunakan persamaan 3.11. adalah 60.000 Ah.
Energi yang dihasilkan sistem ini sebesar 206743 kW/tahun. Energi yang
disalurkan ke pengguna sebesar 206594 kWh/m2. Missing energy dalam sistem ini
dihitung dengan menggunakan persamaan 3.14. adalah 149 kWh. Persentasi
energi yang hilang pada sistem ini dihitung dengan persamaan 3.15. adalah 0.07
%.
5.2. DESAIN OPTIMAL SECARA TEKNIS UNTUK MEMENUHI
KEBUTUHAN LISTRIK DI PULAU BRAS
Berdasarkan hasil simulasi perancangan sistem pasokan listrik, energi
yang disalurkan ke pengguna paling besar adalah rancangan sistem simulasi hasil
5 yaitu sebesar 206698 kWh/m2 dengan missing energy sebesar 0,02 % atau 45
kWh. Maka rancangan sistem yang paling memenuhi kriteria optimal secara
teknis di pulau Bras yang di pilih untuk mendukung pengembangan kawasan
wisata adalah rancangan simulasi hasil 5.
Dengan demikian maka dapat ditentukan spesifikasi peralatan yang
digunakan di PLTS Pulau Bras untuk mengembangkan potensi wisata bahari
adalah sebagai berikut :
5.2.1. Panel Surya
Tipe panel surya yang digunakan adalah lapisan tipis silikon amorf
terhidrogenasi (a-Si: H Tripple) dengan daya 744 Wp dan tegangan 152 V. Tipe
ini dipilih karena memiliki kelebihan yaitu teknologi relatif mudah dan murah,
menyerap lebih banyak energi daripada silikon kristal (sekitar 2,5 kali), bobot
yang lebih ringan dan lebih murah dan efisiensinya sekitar 10% lebih rendah dari
silikon kristal.
Untuk mendapatkan iradiasi surya yang optimal, maka panel surya diatur
dengan kemiringan 20° dan azimuth 43°. Dengan konfigurasi ini maka akan
didapatkan iradiasi surya maksimal di pulau Bras sebesar 2.008 kWh/m2 setahun.
Halaman | 65
Jumlah modul surya yang digunakan pada sistem ini tersusun dalam
konfigurasi 1 modul seri dan 200 paralel. Maka dapat diketahui jumlah total panel
dengan menggunakan persamaan 3.6. adalah sebanyak 200 modul.
Dengan menggunakan panel ini, daya yang dapat dihasilkan (pada saat
STC: suhu sel surya 25°C, massa udara 1,5 atm) dari konfigurasi panel yang telah
ditentukan dengan menggunakan persamaan 3.7. dihasilkan daya total keluaran
panel 149 kWp.
Dari hasil simulasi didapatkan tegangan maximum poin to poin (Vmpp)
panel adalah 174 Volt dan arus maximum poin to poin (I mpp) 818 Ampere. Daya
yang dihasilkan pada saat mencapai Maximum Power Point (suhu 50°, massa
udara 1,5 atm) dapat diketahui dengan persamaan 3.8. Maka Daya Maximum
Power Point yang dihasilkan adalah Pmpp = 142,332 kWp.
Penurunan daya dari PLTS Photovoltaic yang dirancang ini ditunjukkan
pada gambar grafik 5.1. dibawah ini.
Gambar 5.1. Grafik Penurunan Kapasitas PV
Luas sel surya dari PLTS Photovoltaic ini adalah 2042 m2. Total luas area
yang dibutuhkan oleh modul surya adalah 3324 m2 atau 0,11 % dari luas pulau
Bras yang memiliki luas 3.090.000 m2.
142
143
144
145
146
147
148
149
150
25 27 30 32 35 37 40 42 45 47 50
Kap
asit
as P
V
Suhu
Penurunan Kapasitas PV
Penurunan Kapasitas PV
Halaman | 66
5.2.2. Baterai
Baterai yang digunakan adalah baterai yang bertegangan 4 V dengan
kapasitas 205 Ah. Baterai yang digunakan tersusun dengan konfigurasi 35 seri
200 paralel. Jumlah baterai yang digunakan sebanyak 7000 baterai.
Tegangan total baterai setelah dirangkai dapat diketahui dengan
menggunakan persamaan 3.10, tegangan total baterai yaitu Vtot = 140 V.
Sedangkan kapasitas total baterai setelah dirangkai didapatkan dengan
menggunakan persamaan 3.11. Kapasitas total baterai yang dihasilkan yaitu
41.000 Ah.
Baterai yang digunakan dalam sistem diilustrasikan pada gambar 5.2.
berikut.
Gambar 5.2. Baterai yang digunakan dalam sistem
5.2.3. Inverter
Jumlah inverter yang digunakan sebanyak 1 buah. Tegangan masukan
inverter adalah 137 Volt . Frekuensi keluaran inverter adalah 50 Hz dan tegangan
Halaman | 67
keluaran inverter 230 Volt. Inverter yang digunakan dalam sistem diilustrasikan
oleh gambar 5.3. berikut.
Gambar 5.3. Inverter yang digunakan dalam sistem
5.2.4. Regulator
Tipe regulator yang digunakan adalah tipe regulator standar 1 buah.
Tegangan masukan regulator adalah 157 Volt. Regulator yang digunakan di dalam
sistem di ilustrasikan dalam gambar 5.4. berikut.
Gambar 5.4. Regulator yang digunakan dalam sistem PLTS Photovoltaic
Halaman | 68
5.2.5. Pembagi utilitas
Pembagi utilitas yang digunakan adalah tipe standar sejumlah 4 buah
dengan tegangan keluaran 230 V. Setiap pembagi utilitas membagi masing-
masing untuk kebutuhan energi listrik pengguna yang vital dan non vital. Yang
termasuk kedalam peralatan vital yaitu kebutuhan listrik BTS dan hotel.
Sedangkan yang termasuk kedalam peralatan non vital yaitu kebutuhan listrik
rumah sejahtera dan prasejahtera. Beban listrik yang harus di pasok yaitu 2 Hotel,
3 BTS , 15 rumah sejahtera dan 25 rumah prasejahtera.
5.2.6. MCB
MCB yang digunakan adalah MCB yang memiliki kemampuan membatasi
arus listrik yang dialirkan ke rumah. Total MCB yang diperlukan sebanyak 45
buah MCB. Tegangan masukan MCB adalah 230 V dengan tegangan keluaran
220 V.
5.2.7. Generator
Generator yang digunakan adalah generator AC yang mampu memenuhi
kebutuhan listrik yang vital. Berfungsi sebagai standy-unit atau backup-energy.
Berdasarkan hasil analisis demand didapatkan kebutuhan listrik beban
berdasarkan tingkat fungsinya. Generator ini difungsikan hanya memasok
kebutuhan listrik yang tergolong infrastruktur vital saja. Maka daya minimum
generator adalah Min. Pi = 17670 Watt atau Min. Pi = 21 kVa.
5.2.8. Kabel
Kabel yang digunakan dalam sistem adalah kabel tembaga Medium
Voltage tipe N2XSY/NA2XSY 1.8/3 (3.6) kV ukuran penampang 630 mm2 1 core
dengan kapasitas hantar arus di tanah 820 A dan di udara 1089 A. ilustrasi kabel
yang digunakan dalam sistem PLTS Photovoltaic ditunjukkan pada gambar 5.5
berikut.
Halaman | 69
Gambar 5.5. Kabel yang digunakan dalam sistem PLTS Photovoltaic[34]
5.3. Proteksi Petir/Grounding
Proteksi petir yang digunakan pada sistem PLTS Photovoltaic ini adalah
sistem franklin atau sistem konvensional. Air terminal pada proteksi petir ini
menggunakan konduktor tahan sambaran petir langsung dengan panjang 85 cm.
Konduktor kebawah menggunakan penghantar yang dapat mengalirkan arus listrik
ke grounding (Cu, Al atau Fe) dengan panjang 1100 cm. Untuk grounding atau
mengalirkan arus listrik ke bumi menggunakan batang penghantar yang ditanam
sedemikian sehingga resistans-nya < 3 ohm / titik.
Skema proteksi petir ditunjukkan oleh gambar 5.6. dibawah ini :
Halaman | 70
Gambar 5.6. Proteksi Petir di PLTS Photovoltaic Pulau Bras
Halaman | 71
Berdasarkan hasil analisis ini maka dapat digambarkan single line
diagram dari PLTS Photovoltaic di Pulau Bras seperti gambar 5.7. di bawah ini.
Gambar 5.7. Diagram dasar PLTS Pulau Bras (Single Line Diagram)
Halaman | 72
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan , maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut :
1. Hasil rancangan pasokan listrik isolated yang optimal secara teknis sebagai
pendukung pengembangan kawasan wisata bahari di pulau terluar dan
strategis di dapatkan :
a. Besarnya beban total di Pulau Bras adalah 540.695 Wh/day atau 197.353,675
kWh/tahun.
b. Jumlah Modul yang diperlukan yaitu 200 modul dengan konfigurasi 1 modul
seri dan 200 paralel.
c. Jenis Modul yang digunakan yaitu tipe lapisan tipis silikon amorf
terhidrogenasi (a-Si: H Tripple) dengan daya 744 Wp dan tegangan 152 V.
d. Posisi lintang lokasi perancangan Photovoltaic di Pulau Bras yaitu pada
koordinat 0° 55′57″ LU, 134° 20′30″ BT.
e. Baterai yang diperlukan bertegangan 4 V dengan kapasitas 205 Ah. Baterai
tersusun dengan konfigurasi 35 seri 200 paralel dengan jumlah 7000 baterai.
Tegangan baterai setelah dirangkai Vtot = 140 V dengan kapasitas baterai
setelah dirangkai 41.000 Ah.
f. Kabel yang digunakan adalah kabel tembaga Medium Voltage tipe
N2XSY/NA2XSY 1.8/3 (3.6) kV ukuran penampang 630 mm2 1 core dengan
kapasitas hantar arus di tanah 820 A dan di udara 1089 A.
g. Jumlah inverter yang digunakan sebanyak 1 buah. Tegangan masukan
inverter adalah 137 Volt . Frekuensi keluaran inverter adalah 50 Hz dan
tegangan keluaran inverter 230 Volt
h. Tipe regulator yang digunakan adalah tipe regulator standar 1 buah. Tegangan
masukan regulator adalah 157 Volt.
i. Pembagi utilitas yang digunakan adalah tipe standar sejumlah 4 buah dengan
tegangan keluaran 230 V.
Halaman | 73
j. Total MCB yang diperlukan sebanyak 45 buah MCB. Tegangan masukan
MCB adalah 230 V dengan tegangan keluaran 220 V.
k. Generator yang digunakan adalah generator AC yang berfungsi sebagai
standy-unit atau backup-energy dengan daya minimum generator 17670 Watt
atau 21 kVa.
l. Proteksi petir yang digunakan pada sistem PLTS Photovoltaic ini adalah
sistem franklin atau sistem konvensional, dengan panjang Air terminal 85 cm,
konduktor panjang 1100 cm dan grounding menggunakan batang penghantar
sehingga resistans-nya < 3 ohm / titik.
2. Hasil evaluasi kemungkinan pengembangan infrastruktur kelistrikan di pulau
terluar dan strategis di Indonesia menggunakan energi surya teknologi
photovoltaic dapat dilakukan dengan mengikuti langkah-langkah perencanaan
yang telah diuraikan diatas. Beberapa faktor pendukung dapat
dikembangkannya infrastruktur di Pulau Bras yaitu:
a. Besarnya potensi irradiasi matahari di pulau Bras, yaitu 2008 kWh/m2.
b. Total luas area panel surya yang hanya sebesar 0,11% dari luas pulau Bras.
6.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian, saran-saran yang dapat penulis sampaikan
adalah sebagai berikut:
1. Penelitian selanjutnya tidak hanya terbatas pada perancangan yang optimal
secara teknis saja tetapi juga dapat dilakukan penelitian perancangan
sistem photovoltaic yang optimal secara ekonomis, kehandalan dan policy.
2. Perlu adanya pemeliharaan berkala yang dilakukan pada masing-masing
komponen pada PLTS untuk menjaga lifetime dari sistem tersebut.
3. Adanya rencana pengembangan sangat dimungkinkan untuk menambah
daya keluaran sistem seperti menambah jumlah panel atau
mengkombinasikan dengan pembangkit listrik energi terbarukan lainnya.
Top Related