2. isi energi baru dan terbarukan.pdf

Upload: yonkky

Post on 09-Oct-2015

76 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    1/32

    1

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Bab. I PENDAHULUAN

    Kondisi bumi kita kian lama kian mengenaskan karena tercemarnya lingkungan dari efek

    rumah kaca (greenhouse effect) yang menyebabkan global warming, hujan asam, rusaknya

    lapisan ozon hingga hilangnya hutan tropis. Semua jenis polusi itu rata-rata akibat dari

    penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, uranium, plutonium, batu bara dan lainnya

    yang tiada hentinya. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil tidak dapat

    diperbaharui. Dengan kondisi yang sudah sedemikian memprihatinkan, gerakan hemat energi

    sudah merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan hemat bahan bakar dan

    menggunakan bahan bakar dari non-fosil yang dapat diperbaharui seperti tenaga angin, tenaga

    air, energi panas bumi, tenaga matahari, dan lainnya. Duniapun sudah mulai merubah tren

    produksi dan penggunaan bahan bakarnya, dari bahan bakar fosil beralih ke bahan bakar non-

    fosil, terutama tenaga surya yang tidak terbatas. .

    Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) akan lebih diminati karena dapat

    digunakan untuk keperluan apa saja dan di mana saja : bangunan besar, pabrik, perumahan, dan

    lainnya. Selain persediaannya tanpa batas, tenaga surya nyaris tanpa dampak buruk terhadap

    lingkungan dibandingkan bahan bakar lainnya.Di negara-negara industri 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. Tidak itu saja di

    negara-negara sedang berkembang seperti India, Mongol promosi pemakaian sumber energi

    yang dapat diperbaharui ini terus dilakukan. Untuk lebih mengetahui apa itu pembangkit listrik

    tenaga surya atau saya singkat dengan PLTS maka dalam tulisan ini akan dijelaskan secara

    singkat komponen-komponen yang membentuk PLTS, sistim kelistrikan tenaga surya dan trend

    teknologi yang ada.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    2/32

    2

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Bab. II ISI

    A. PENGERTIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

    A.1 Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

    Sejarah PLTS tidak terlepas dari penemuan teknologi sel surya berbasis silikon pada tahun

    1941. Ketika itu Russell Ohl dari Bell Laboratory mengamati silikon polikristalin akan

    membentukbuilt in junction, karena adanya efek segregasi pengotor yang terdapat pada leburan

    silikon. Jika berkas foton mengenai salah satu sisijunction, maka akan terbentuk beda potensial

    di antarajunction, dimana elektron dapat mengalir bebas. Sejak itu penelitian untuk

    meningkatkan efisiensi konversi energi foton menjadi energi listrik semakin intensif dilakukan.

    Berbagai tipe sel surya dengan beraneka bahan dan konfigurasi geometri pun berhasil dibuat.

    Gb. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (Photovoltaic Plants)

    A.2 Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

    Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) merupakan jenis pembangkit energi listrik alternatif

    yang dapat mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik. Secara umum, ada dua cara

    pembangkit listrik tenaga surya untuk dapat menghasilkan energi listrik, yaitu :

    - Pembangkit Listrik Surya Termal (Solar Thermal Power Plants) Dalam pembangkit ini,

    energi cahaya matahari akan digunakan untuk memanaskan suatu fluida yang kemudian fluida

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    3/32

    3

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    tersebut akan memanaskan air. Air yang panas akan menghasilkan uap yang digunakan untuk

    memutar turbin sehingga dapat menghasilkan energi listrik.

    - Pembangkit Surya Fotovoltaik (Solar Photovoltaic Plants) Pembangkit jenis ini

    memanfaatkan sel surya (solar cell) untuk mengkonversi radiasi cahaya menjadi energi listrik

    secara langsung.

    Berikut akan dijelaskan tentang keduanya :

    - Pembangkit Listrik Surya Termal (Solar Thermal Power Plants)

    Pembangkit Listrik Termal Surya dapat bekerja dalam berbagai cara. Pembangkit ini juga biasa

    dikenal sebagai pembangkit listrik surya terkonsentrasi (concentrated solar power plants). Tipe

    yang paling banyak digunakan adalah desain parabola cekung. Cermin parabola dirancang untuk

    menangkap dan memfokuskan berkas cahaya ke satu titik fokus, seperti seorang anak yang

    menggunakan kaca pembesar untuk membakar kertas. Pada titik fokus tersebut terdapat pipa

    hitam yang panjangnya sepanjang cermin tersebut. Didalam pipa tersebut terdapat fluida yang

    dipanaskan hingga temperatur yang sangat tinggi, seringkali diatas 300 derajad fahrenheit (150

    derajad celcius). Fluida panas tersebut dialirkan dalam pipa menuju ke ruang pembangkitan

    energi listrik untuk memasak air, menghasilkan uap air dan menghasilkan energi listrik.

    Gb. Pembangkit Listrik Surya Termal (Solar Thermal Power Plants)

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    4/32

    4

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Gb. Diagram Alir Pembangkit Listrik Termal Surya

    Versi lain dari pembangkit listrik surya termal adalah penggunaan tower listrik (power tower).

    Tower listrik ini membuat pembangkit listrik surya termal menuju ke arah baru. Cermin

    disituasikan untuk memfokuskan radiasi cahaya ke satu titik fokus, yaitu sebuah menara tinggi

    yang mana menara ini menerima cahaya untuk mendidihkan air dan menghasilkan uap air.

    Cermin-cermin yang digunakan biasanya dikoneksikan ke sebuah sistem penjejakan (tracking

    system) cahaya dimana sistem tersebut mengatur cermin agar selalu menghadap matahari. Tower

    listrik ini memiliki beberapa keuntungan, seperti waktu pembangunan yang relatif cepat.

    Gb. Power Tower

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    5/32

    5

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    - Pembangkit Surya Fotovoltaik (Solar Photovoltaic Plants)

    Pembangkit fotovoltaik ini sangatlah sederhana. Beberapa panel surya dipasang sehingga

    membentuk array. Masing-masing panel akan mengumpulkan energi cahaya dan

    mengkonversikannya secara langsung menjadi energi listrik. Energi listrik ini dapat dialirkan ke

    jaringan listrik. Saat ini, pembangkit surya fotovoltaik masih jarang ditemukan. Hal ini

    dikarenakan pembangkit listrik surya termal saat ini lebih efisien untuk memproduksi energi

    listrik dalam skala besar.

    Pembangkit Surya Fotovoltaik (Solar Photovoltaic Plants)

    Panel surya untuk Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) menghasilkan energi listrik

    dengan mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (di dalam solar cells atau

    sel surya) yang ada di panel surya (solar panel) disinari matahari/ surya, membuat photon

    bergerak menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah solar cells/ sel

    surya menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi panel surya 12 Volt terdiri dari kurang

    lebih 36 sel surya (Untuk menghasilkan tegangan maksimum 17 Volt).

    A.3 Perbedaan dari Sel Surya dan Materi Pembuatannya

    Polikristal (Poly-Crystalline)

    Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan

    luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan

    daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    6/32

    6

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Monokristal (Mono-Crystalline)

    Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang

    paling tinggi. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang

    cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.

    Amorphous

    Amorphous atau juga disebut thin film, adalah jenis yang paling tidak efisien. Untuk

    menghasilkan daya yang sama dengan crystalline, memerlukan permukaan sebesar dua kali

    Arus dan tegangan yang dihasilkan oleh panel surya dialirkan melalui kabel ke solar

    charge controller. Fungsi charge controller adalah untuk mengatur pengaturan pengisian baterai.

    Tegangan maksimun yang dihasilkan panel surya pada hari yang terik akan menghasilkan

    tegangan tinggi dan dapat merusak baterai. Inverter, diperlukan apabila kita menggunakan

    perangkat Alternating Current (AC). Inverter adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan

    tegangan searah (DC - direct current) dari baterai menjadi tegangan bolak balik (AC - alternating

    current).

    B. PRINSIP KERJA PLTS

    Prinsip Kerja PLTS sederhana, yakni 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

    Bandingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan

    bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang

    dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat

    merusak ekosistem planet bumi kita.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    7/32

    7

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    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 hubungan seri dan

    paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul

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

    dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari.

    Rangkaian kontroler pengisian aki dalam sistem sel surya itu merupakan rangkaian

    elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler ini dapat mengatur tegangan aki

    dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10 persen. Bila tegangan turun sampai 10,8 volt, maka

    kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya. Tentu saja proses

    pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunantegangan itu terjadi pada malam hari, maka kontroler akan memutus pemasokan energi listrik.

    Setelah proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila

    tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu.

    Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya

    rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler

    itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan system sel surya itu hanya

    dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai. Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket

    lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri.

    Biasanya panel surya itu 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.

    Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus

    dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel

    surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    8/32

    8

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan

    menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana,karena terdiri dari bagian

    perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap

    belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar

    matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroler macam ini cukup mahal.

    Gb . Prinsip kerja PLTS (Skema)

    B.1 Cara Menghitung Kebutuhan PLTS

    Sebagian besar orang selalu menanyakan kapasitas PLTS dengan ukuran listrik PLN, seperti

    450W, 900 W dan seterusnya. Kapasitas terpasang tersebut dalam PLTS sering disebut sebagai

    Wp (Watt Peak) yang menunjukkan kapasitas dari modul surya pada saat matahari dalam kondisi

    terik/puncak. Kapasitas modul surya yang tersedia sangat banyak: 10 Wp, 30 Wp, 40 Wp, 50

    Wp, 65 Wp, 70 Wp, 80 Wp, 100 Wp, 125 Wp, 150 Wp, dan 160 Wp. Untuk menghitung berapa

    PLTS yang dibutuhkan, dapat diikuti tahapan sebagai berikut:

    Modul surya akan menghasilkan listrik sesuai dengan tingkat radiasi matahari yang

    diterimanya. Tingkat radiasi ini berbeda dari satu tempat ke lainnya, dipengaruhi olehletak lokasi dari khatulistiwa (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), awan,

    tingkat polusi, kelembaban, dan suhu. Namun demikian untuk memudahkan, di Indonesia

    dapat dipakai patokan 1 modul surya kapasitas 50Wp dapat menghasilkan listrik sebesar

    150 Wh (Watt hour atau Watt Jam) per hari.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    9/32

    9

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Untuk menghitung berapa listrik yang akan diperlukan untuk mengoperasikan peralatan

    elektronik (Wh), kalikan Watt (AC ataupun DC) peralatan dengan lamanya (Jam)

    peralatan tersebut akan dipakai setiap hari (kumulatif). Misal, jika 1 buah lampu 10 watt,

    ingin dinyalakan dalam satu hari kumulatif selama 15 jam, maka akan dibutuhkan listrik

    sebanyak 10 Watt x 1 buah x 15 Jam = 150 Wh (Watt Jam-Watt Hour). Masukkan

    peralatan lainnya berikut: Lampu Teras 10watt 1buah 15jam menyala perhari 150Wh

    (Watt Hour) Lampu Kamar 6watt 3 buah 5jam menyala perhari 90Wh (Watt Hour)

    Radio/Tape 15watt 2Buah 2Jam menyala perhari 30Wh (Watt Hour) ds t

    . . . .JUMLAH (Wh) 270 Maka akan dibutuhkan PLTS

    sebesar: 270 Wh 150 Wh = 1.8 buah, dibulatkan menjadi 2 buah PLTS dengan modul

    surya @ 50 Wp.

    C. JENIS SISTEM PLTS

    Jenis system PLTS terdiri dari beberapa jenis diantaranya ialah :

    1. STAND ALONE PHOTOVOLTAIC

    Stand Alone PV system atau Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terpusat (PLTS-

    Terpusat) merupakan sistem pembangkit listrik alternatif untuk daerah-daerah terpencil/pedesaan

    yang tidak terjangkau oleh jaringan PLN. Sistem PLTS Sistem Terpusat disebut juga Stand-

    Alone PV system yaitu sistem pembangkit listrik yang hanya mengandalkan energi matahari

    sebagai satu-satunya sumber energi utama dengan menggunakan rangkaian photovoltaic module

    untuk menghasilkan energi listrik sesuai dengan kebutuhan.

    Secara umum Konfigurasi PLTS Sistem Terpusat dapat dilihat seperti terlihat blok diagram

    dibawah :

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    10/32

    10

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Gb . Prinsip Kerja PLTS Terpusat

    Prinsip Kerja PLTS Sistem Terpusat dapat diuraikan sebagai berikut :

    Pada PLTS Sistem Terpusat ini, sumber energi energi listrik yang dihasilkan oleh Modul

    Surya (PV) pada siang hari akan disimpan dalam baterai. Proses pengisian energi listrik

    dari PV ke baterai diatur oleh Solar Charge kontroler agar tidak terjadi over charge. Besar

    energi yang dihasilkan oleh PV sangat tergantung kepada intensitas penyinaran matahari

    yang diterima oleh PV dan efisiensi cell. Intensitas matahari maksimum mencapai 1000

    Watt/m2, dengan efisiensi cell 14% maka daya yang dapat dihasilkan oleh PV adalah

    sebesar 140 Watt/m2.

    Selanjutnya energi yang tersimpan dalam baterai digunakan untuk menyuplai beban

    melalui Inverter saat dibutuhkan. Inverter mengubah tegangan DC pada sisi baterai

    menjadi tegangan AC pada sisi beban.

    2. GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM

    Grid Connected PV System merupakan solusi Green Energy bagi penduduk perkotaan baik

    perumahan ataupun perkantoran. Sistem ini menggunakan Modul Surya (Photovoltaic Module)

    untuk menghasilkan listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Dengan adanya sistem ini

    akan mengurangi tagihan listrik rumah tangga, dan memberikan nilai tambah pada pemiliknya.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    11/32

    11

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Gb 2. Prinsip Kerja PLTS On Grid

    Sesuai namanya, Grid Connected-PV, maka sistem ini akan tetap berhubungan dengan

    jaringan PLN dengan mengoptimalkan pemanfaatan Energi PV untuk menghasilkan energi listrik

    semaksimal mungkin.

    Pada siang hari, Modul Surya yang terpasang pada atap akan mengkonversi sinar

    matahari menjadi Energi listrik Arus Searah (DC). Selanjutnya sebuah komponen yang disebut

    Grid-inverter merubah listrik arus searah (DC) dari PV menjadi listrik arus bolak-balik (AC)

    yang kemudian dapat digunakan untuk mensuplai berbagai peralatan rumah tangga seperti

    Lampu, TV, Kulkas, Mesin Cuci, dll. Jadi pada siang hari, kebutuhan energi listrik berbagai

    peralatan disuplai langsung oleh Modul Surya. Jika pada kondisi ini terdapat kelebihan energi

    dari PV maka kelebihan energi ini dapat dijual ke PLN (tergantung kebijakan).

    Pada malam hari atau jika kondisi cuaca mendung maka peralatan akan disupport oleh

    jaringan PLN. Hal ini dimungkinkan karena sistem ini tetap terkoneksi dengan jaringan PLN.

    Ilustrasi penggunaan Grid Connected dapat dilihat pada grafik berikut :

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    12/32

    12

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Gb. Grafik Penggunaan Grid Connected Photovoltaic System

    Keuntungan menggunakan Energi Surya (Grid-Connected PV) :

    Mereduksi penggunaan bahan bakar fosil sehingga mengurangi polusi/emisi bahan bakar Bersih, tidak berisik, menggunakan energi gratis dari matahari sepanjang tahun

    Tidak memerlukan biaya operasional sepeserpun

    Pengoperasian dan Perawatan sistem yang sangat mudah

    Membantu menstabilkan tegangan PLN pada sisi beban

    Membantu mengurangi biaya tagihan listrik bulanan

    Meningkatkan nilai prestise pada rumah/perkantoran

    Kelebihan Listrik yang dihasilkan PV dapat dijual kepada PLN (tergantung kebijakan)

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    13/32

    13

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    3. GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM WITH BATTERY BACKUP

    Grid-connected PV with battery backup adalah solusi energi hijau untuk penduduk perkotaan

    baik perumahan, perkantoran, atau fasilitas publik. Sistem ini menggunakan Modul Surya

    (Photovoltaic Module) sebagai penghasil listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Dengan

    adanya sistem ini akan mengurangi tagihan listrik PLN dan sekaligus turut andil dalam

    penyelamatan lingkungan dengan pengurangan penggunaan bahan bakar fosil untuk

    pembangkitan energi listrik.

    Sistem ini juga berfungsi sebagai backup energi listrik untuk menjaga kontinuitas operasional

    peralatan-peralatan elektronik. Jika suatu saat terjadi kegagalan pada suplai listrik PLN

    (Pemadaman listrik) maka peralatan-peralatan elektronik dapat beroperasi secara normal dalam

    jangka waktu tertentu tanpa adanya gangguan.

    Gb. Prinsip Kerja PLTS On Grid With Battery Backup

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    14/32

    14

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Keuntungan :

    Menghasilkan energi listrik mandiri dan mengurangi tagihan listrik PLN anda

    Mereduksi penggunaan bahan bakar fosil sehingga mengurangi polusi/emisi bahan bakar

    Bersih, tidak berisik, menggunakan energi gratis dari matahari sepanjang tahun

    Menyediakan cadangan (backup) listrik untuk beban-beban peralatan penting apabila

    terjadi gangguan PLN pada periode waktu tertentu

    Meningkatkan nilai (prestise) pada bangunan/perusahaan anda.

    Tidak memerlukan biaya operasional yang besar (low maintenance)

    Pengoperasian dan Perawatan sistem yang sangat mudah

    Kelebihan energi listrik yang dihasilkan PV dapat dijual kepada PLN (tergantung

    kebijakan)

    4. HYBRID PHOTOVOLTAIC POWER SYSTEM

    Pengertian Hybrid pada tulisan ini adalah penggunaan 2 atau lebih pembangkit listrik dengan

    sumber energi yang berbeda, umumnya digunakan untuk captive genset,sehingga diperoleh

    sinergy yang memberikan keuntungan ekonomis maupun teknis(=keandalan system supply).

    Tujuan utama dari system hybrid pada dasarnya adalah berusaha menggabungkan dua atau

    lebih sumber energi (system pembangkit) sehingga dapat saling menutupi kelemahan masing-

    masing dan dapat dicapai keandalan supply dan efisiensi ekonomis pada type load (Load profile)

    tertentu.

    Type load (Load profile) adalah keyword penting dalam system hy brid. Untuk setiap load

    profile yang berbeda, akan diperlukan system hybrid dengan komposisi tertentu, agar dapat

    dicapai system yang optimum. Oleh karenanya, system design dan system sizing (lihat publikasi

    pt Azet tentang topik ini), memegang peranan penting untuk mencapai target dibuatnya systemhybrid. Sebagai contoh, load profile yang relatif konstan selama 24 jam dapat dicatu secara

    efisien dan ekonomis oleh genset (dengan kapasitas yang sesuai), akan tetapi load profile dimana

    penggunaan listrik pada siang hari berbeda jauh dibandingkan dengan malam hari, akan

    membuat penggunaan genset saja tidak optimum.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    15/32

    15

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    System Hybrid dapat melibatkan 2 atau lebih system pembangkit listrik, umumnya system

    pembangkit yang banyak digunakan untuk hybrid adalah genset, PLTS, mikrohydro, Tenaga

    Angin. Sehingga system hybrid bisa berarti PLTS-Genset, PLTS-Mikrohydro, PLTS-Tenaga

    Angin dst. Di indonesia system hybrid telah banyak digunakan, baik PLTSGenset, PLTS-

    Mikrohydro, maupun PLTS-Tenaga Angin-Mikro Hydro. Namun demikian hybrid PLTS-Genset

    yang paling banyak dipakai. Umumnya digunakan pada captive genset/isolated grid (stand alone

    genset, yakni genset yang tidak di interkoneksi).

    Tujuan dari Hybrid PV-Genset adalah mengkombinasikan keunggulan dari setiap

    pembangkit (dalam hal ini genset & PLTS) sekaligus menutupi kelemahan masing-masing

    pembangkit untuk kondisi-kondisi tertentu, sehingga secara keseluruhan system dapat beroperasi

    lebih ekonomis dan efisien. Photovoltaic memerlukan investasi awal yang besar tetapi tidakmemerlukan operation & maintenance (O&M) cost, dan lebih murah untuk jangka panjang, oleh

    karenanya ideal untuk mencatu base load, yang umumnya tidak terlalu besar. Apabila digunakan

    untuk mencatu peak load, investasi awal yang dibutuhkan akan terlalu besar. Dilain pihak,

    Investasi awal genset tidak besar tetapi O&M cost tinggi dan mahal untuk jangka panjang,

    sehingga efektif dan efisien untuk mencatu load besar pada saat peak load, tetapi tidak efisien

    pada base load, karena jauh dibawah kapasitas optimumnya. Kombinasi Hybrid PV-Genset akan

    mengurangi jam operasi genset (misalnya dari 24 jam per hari menjadi hanya 4 jam per hari pada

    saat peak load saja) sehingga biaya O&M dapat lebih efisien, sementara PLTS digunakan untuk

    mencatu base load, sehingga tidak dibutuhkan investasi awal yang besar. Dengan demikian

    Hybrid PV-Genset akan dapat menghemat O&M cost, mengurangi inefisiensi penggunaan

    genset, serta sekaligus menghindari kebutuhan investasi awal yang besar.

    4.A Konfigurasi Hybrid PV-Genset

    System Hybrid PV-Genset terdiri dari empat komponen utama, sebagai berikut :

    1. Genset

    Membangkitkan listrik AC, untuk system hybrid umumnya dilengkapi dengan automatic

    starter, agar nyala-mati nya genset dapat diatur otomatis dari electronic controller.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    16/32

    16

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    2. PLTS (Photovoltaic)

    Mengkonversi sinar matahari menjadi listrik DC. Mengingat system hybrid menggunakan

    modul surya (Solar module/Solar panel) dalam jumlah yang cukup banyak dan semuanya

    disambungkan baik seri maupun paralel, maka modul surya dengan kapasitas per panel yang

    besar (> 100 Wp/panel) lebih disukai, dengan demikian dapat mengurangi kebutuhan kabel

    koneksi. Listrik yang dihasilkan oleh modul surya, sebelum masuk ke jaringan distribusi

    dikonversi menjadi listrik AC (alternating current), oleh karena itu output dari solar modul

    diusahakan dengan voltage >12VDC (system voltage 48V ~ 120 VDC umum dipakai). Untuk

    kebutuhan ini, BP Solar mengeluarkan modul surya 160Wp dengan system voltage 24V DC, hal

    ini memudahkan koneksi untuk mengejar DC voltage yang tinggi. Koneksi seri/paralel antar

    modul surya juga disertai dengan diode-diode pengaman (Bypass Diode & Blocking Diode)untuk mencegah short circuit, hot spot, dan reverse current.

    3. Electronic Controller/Bi directional Inverter

    Sering juga disebut sebagai power conditioner. Pada hakekatnya berfungsi sebagai : (a).

    Voltage conditioning sebelum di catu ke load, (b). Berfungsi sebagai inverter dengan

    mengkonversi listrik DC yang dihasilkan solar pv system menjadi listrik AC yang akan dicatu ke

    load, (c). Berfungsi sebagai charger untuk mencharge battery dengan memanfaatkan kelebihanlistrik dari genset, (d).

    Berfungsi mengatur charging battery dari solar module, (e). Mengatur dan mengelola

    pembangkit mana yang harus bekerja sesuai dengan kebutuhan load, termasuk mematikan dan

    menyalakan genset.

    4. Battery

    Berfungsi sebagai buffer daya untuk mengatasi time lag antara dihasilkannya listrik oleh

    pembangkit (PV ataupun genset) dengan waktu digunakannya listrik oleh load. Ukuran battery

    yang dipakai sangat tergantung pada ukuran genset, ukuran solar panel, dan load pattern. Ukuran

    battery yang terlalu besar baik untuk efisiensi operasi tetapi mengakibatkan kebutuhan investasi

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    17/32

    17

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    yang terlalu besar, sebaliknya ukuran battery terlalu kecil dapat mengakibatkan tidak

    tertampungnya daya berlebih dari pembangkit dan genset terlalu sering menyala.

    System hybrid secara skematis disajikan pada diagram berikut ini :

    Gb. Skema Hybrid Photovoltaic Power System

    Cara Kerja System Hybrid

    Terdapat beragam system hybrid, tergantung pada system design dan pilihan peralatan.

    Pada system hybrid tertentu, peralihan PLTS atau genset yang dioperasikan dilakukan secara

    manual. System ini tidak disarankan karena sangat tergantung pada ketelitian operator dalam

    mengamati perilaku load. System hybrid yang baik dilengkapi dengan automatic engine starter

    pada gensetnya dimana mati-hidupnya genset di atur secara elektronis. Perkembangan teknologi

    system control untuk hybrid sudah sangat baik akhir-akhir ini.

    Apabila load dapat di catu oleh PLTS dan battery, maka SMD akan mengkonversi listrik

    DC dari PLTS atau battery menjadi listrik AC, lalu di catu ke jaringan. Apabila PLTS dan

    battery tidak mampu lagi mencatu load, maka genset akan di nyalakan untuk membantu mencatu

    listrik. Tergantung pada system sizing dan system designnya, hal ini berarti pada dasarnya base

    load akan dicatu oleh PLTS (dan battery), sedangkan peak load akan dicatu oleh genset.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    18/32

    18

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Battery akan di isi (charge) oleh dua sumber, yakni PLTS pada siang hari, dan genset

    yang berasal dari daya berlebih (excessive power) pada saat genset mencatu peak load, yakni

    ketika peak load mulai menurun (dan genset masih menyala). Perilaku hybrid tersebut di atas

    dapat di set pada SMD, dan dasar set up nya adalah pada saat penentuan system sizing dan

    system design berdasarkan data load profile. Oleh Battery Modul Surya SMD (Solar Mains

    Diesel) Controller, Bi-directional Inverter Jaringan Distribusi Genset karena itu, seperti telah

    dijelaskan di bab sebelumnya, load profile sangat menentukan perilaku system hybrid dalam

    mencatu listrik.

    Apabila system sizing dan system designya tidak baik, genset dapat sering menyala atau

    menyala pada jam-jam yang tidak diinginkan (misalnya tengah malam), sehingga persediaan

    BBM tidak dapat diprediksi. Hal ini akan menjadi masalah besar apabila system hybrid ditempatkan di wilayah dimana supply BBM relatif sulit.

    4. B System Sizing dan Design

    1. System sizing

    System sizing adalah proses menentukan kapasitas (ukuran) system berdasarkan load

    profile yang ingin di catu dengan memperhatikan kemampuan output masing-masing

    pembangkit.

    2. System Design

    System Design adalah proses menentukan design peralatan yang akan dipakai agar dapat

    dicapai tujuan yang telah ditetapkan, dan agar peralatan satu dengan lainnya dapat berinteraksi

    dengan baik. Sebagai contoh, system hybrid dapat saja menggunakan genset dengan manual

    starter atau automatic starter, dan genset manapun yang dipilih maka harus disesuaikan dengan

    system control yang akan dipakai. System Hybrid yang digunakan pada jaringan captive

    genset/isolated genset (off grid system), dapat juga dilengkapi dengan system pra bayar, dimana

    masyarakat dapat membeli listrik untuk kebutuhan satu minggu/bulan.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    19/32

    19

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    D. ALATALAT YANG TERPADAT PADA PLTS

    Beberapa komponen yang terdapat pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) diantaranya :

    1. Modul Sel Surya ( Photovoltaics)

    Sel surya atau sel photovoltaic merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi radiasi

    matahari secara langsung menjadi energi listrik. Pada dasarnya sel

    tersebut berjenis diode yang tersusun atas P N junction. Sel surya

    photovoltaic yang dibuat dari bahan semi konduktor yang diproses

    sedemikian rupa, yang dapat menghasilkan listrik arus searah (DC).

    Dalam penggunaannya, sel-sel surya itu dihubungkan satu sama lain,

    sejajar atau seri, tergantung dari penggunaannya, guna menghasilkan

    daya dengan kombinasi tegangan dan arus yang dikehendaki.

    2. Baterai

    Baterai adalah alat yang menyimpan daya yang dihasilkan

    oleh panel surya yang tidak segera digunakan oleh beban.

    Daya yang disimpan dapat digunakan saat periode radiasi

    matahari rendah atau pada malam hari. Komponen baterai

    kadang-kadang dinamakan akumulator (accumulator). Baterai

    menyimpan listrik dalam bentuk daya kimia. Baterai yang

    paling biasa digunakan dalam aplikasi surya adalah baterai

    yang bebas pemeliharaan bertimbal asam (maintenance-free

    lead-acid batteries), yang juga dinamakan baterai recombinant

    atau VRLA (klep pengatur asam timbal atau valve regulated

    lead acid).

    Baterai memenuhi dua tujuan penting dalam sistem fotovoltaik, yaitu untuk memberikan

    daya listrik kepada sistem ketika daya tidak disediakan oleh array panel-panel surya, dan untuk

    menyimpan kelebihan daya yang ditimbulkan oleh panel-panel setiap kali daya itu melebihi

    beban. Baterai tersebut mengalami proses siklis menyimpan dan mengeluarkan, tergantung pada

    ada atau tidak adanya sinar matahari. Selama waktu adanya matahari, array panel menghasilkan

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    20/32

    20

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    daya listrik. Daya yang tidak digunakan dengan segera dipergunakan untuk mengisi baterai.

    Selama waktu tidak adanya matahari, permintaan daya listrik disediakan oleh baterai, yang oleh

    karena itu akan mengeluarkannya.

    Siklus menyimpan dan mengeluarkan ini terjadi setiap kali daya yang dihasilkan oleh panel

    tidak sama dengan daya yang dibutuhkan untuk mendukung beban. Kalau ada cukup matahari

    dan bebannya ringan, baterai akan menyimpan daya. Tentunya, baterai akan mengeluarkan daya

    pada malam hari setiap kali sejumlah daya diperlukan. Baterai juga akan mengeluarkan daya

    ketika penyinaran tidak cukup untuk menutupi kebutuhan beban (karena variasi alami kondisi

    keikliman, awan, debu, dan lain-lain).

    3. Regulator / Controller

    Regulator (atau lebih formalnya pengatur penyimpanan daya

    surya atau Solar power charge regulator) memastikan bahwa

    baterai berkerja dalam kondisi yang seharusnya. Pengatur ini

    menghindari penyimpanan (charge) atau pengeluaran

    (discharge) baterai yang berlebihan, yang keduanya sangat

    merusak umur baterai. Untuk menjamin charging dan

    discharging baterai yang baik, pengatur tersebut menjaga

    informasi kondisi penyimpanan daya (State of Charge atau SoC) baterai. SoC diukur berdasarkan

    pada tegangan sebenarnya dari baterai. Dengan mengukur tegangan baterai dan diprogram

    dengan tipe teknologi penyimpanan yang digunakan oleh baterai, pengatur bisa mengetahui titik

    tepat di mana baterai akan mengalami charge atau discharge yang berlebihan.

    4. Konverter (Inverter)

    Listrik yang disediakan oleh sekumpulan panel dan baterai

    adalah DC pada tegangan yang tetap. Tegangan yangdisediakan mungkin tidak sesuai dengan apa yang diperlukan

    oleh beban anda. Sebuah konverter DC/AC, yang juga dikenal

    sebagai inverter, mengubah arus DC dari baterai anda menjadi

    AC. Ini diikuti dengan kehilangan suatu daya selama konversi.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    21/32

    21

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    5. Beban

    Beban adalah peralatan yang mengkonsumsi daya yang

    dihasilkan oleh sistem daya anda. Beban mungkin termasuk

    peralatan komunikasi nirkabel, lampu jalan, lampu penerangan

    rumah atau gedung, TV, radio, dan lain-lain.

    E. Manfaat PLTS

    Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) mempunyai berbagai macam manfaat antara lainadalah :

    1. PLTS di daerah pedesaan

    Di daerah pedesaan yang belum tersentuh listrik PLN masyarakat sangat membutuhkan

    penerangan di malam hari, dengan hadirnya teknologi terbaru aplikasi pembangkit tenaga surya

    yang merupakan solusi terbaik untuk diterapkan di daerah pedesaan. Berikut ini adalah manfaat

    PLTS di daerah terpencil:

    Tersedianya mutu penerangan yang baik bagi masyarkat, dengan jumlah biaya

    pengeluaran yang terjangkau.

    Memperkokoh system pertahanan keamanan di lingkungan pedesaan.

    Menunjang usaha untuk mempercepat pemerataan di daerah pedesaan.

    2. PLTS didaerah perkotaan

    Di daerah perkotaan yang para warganya cenderung memakai listrik dari PLN, karena

    banyaknya permintaan akan listrik di berbagai kota di Indonesia sementara pihak PLN tidak

    dapat memenuhi kebutuhan listrik masyarakat. Akibatnya PLN mengadakan pemadaman listrik

    bergilir. Hal ini tentu akan mengganggu kegiatan masyarakat perkotaan yang memiliki mobilitas

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    22/32

    22

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    tinggi dengan hadirnya teknologi terbaru aplikasi terbaik untuk diterapkan di daerah-daerah yang

    mengalami krisis listri. Berikut ini manfaat PLTS di daerah perkotaan :

    Berperan serta dalam penghematan energi listrik PLN, yang berarti ikut menghemat

    pemakaian bahan baker minyak bumi.

    Meningkatnya mutu sumber daya manusia, karena proses belajar bisa dilakukan kapan

    saja tenpa harus terhalang oleh pemadaman listrik dari PLN.

    Mutu penerangan yang cukup baik dengan jumlah biaya pengeluaran yang terjangkau.

    F. KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN PLTS

    Kelebihan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) adalah :

    Cahaya matahari merupakan energi yang dapat diperbaharui dan tidak akan habis. Oleh

    karena melimpahnya ketersediaan cahaya inilah, pembangkit listrik tenaga surya dapat

    menjadi pembangkit listrik alternatif yang dapat menggantikan energi-energi lainnya

    yang tidak dapat diperbarui, seperti gas alam, batubara, minyak, nuklir dll.

    Gb. Green Power Plant

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    23/32

    23

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Pembangkit listrik tenaga surya merupakan pembangkit listrik yang bersih dan ramah

    lingkungan. Pembangkit ini hanya membutuhkan cahaya matahari sebagai komponen

    utama penghasil energi listriknya. Selain itu, tidak ada limbah keluaran dari hasil proses

    pembangkitannya. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) dapat

    menggantikan pembangkit listrik lain untuk mengurangi jumlah limbah keluaran yang

    memiliki dampak negatif bagi lingkungan, seperti nuklir dan batubara.

    Umur pemakaian dari komponen penyusunnya, seperti sel surya, relatif panjang.

    Sehingga dapat dikatakan bahwa membangun pembangkit listrik tenaga surya merupakan

    suatu investasi jangka panjang.

    Karena bentuknya yang sederhana dan ringkas, maka pembangkit listrik tenaga surya

    mudah dalam pemasangan dan juga mudah dalam perawatannya.

    Jika dipasang secara individual (satu rumah satu sistem). Rumah yang berjauhan

    sekalipun tidak memerlukan jaringan kabel distribusi. Selin itu, gangguan pada satu

    sistem tidak mengganggu sistem lainnya.

    Kerugian pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) :

    Proses pembangkitan hanya dapat dilakukan pada siang hari. Lebih buruk lagi bila proses

    pembangkitan dilakukan pada musim penghujan. Langit sering kali ditutupi oleh awan.

    Sehingga besarnya cahaya matahari yang akan dikonversi ke energi listrik tidak optimal.

    Bahan pembuatan komponen pembangkit listrik tenaga surya masih berharga mahal.

    Terutama untuk tipe sel fotovoltaik.

    G. DAMPAK PLTS TERHADAP LINGKUNGAN

    1. Gas Rumah Kaca

    Siklus hidup emisi gas rumah kaca pembangkit listrik tenaga surya saat ini berada di kisaran

    25-32 g/kWh dan ini bisa turun menjadi 15 g/kWh di masa yang akan datang. Sebagai

    perbandingan, PLTGU batubara menghasilkan 400-599 g/kWh, pembangkit listrik berbahan

    bakar minyak menghasilkan 893 g/kWh, pembangkit listrik batu bara menghasilkan 915-994

    g/kWh atau dengan penangkapan dan penyimpanan karbon sekitar 200 g/kWh, dan pembangkit

    listrik panas bumi temperatur tinggi menghasilkan 91-122 g/kWh. Hanya pembangkit listrik

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    24/32

    24

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    tenaga angin dan panas bumi temperatur rendah yang menghasilkan lebih baik, yaitu 11 g/kWh

    dan 0-1 g/kWh.

    Untuk beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir, siklus hidup beberapa emisi gas rumah

    kaca yang dihasilkan, termasuk energi yang dibutuhkan untuk menambang uranium dan energi

    pembangunan pembangkit listrik serta dekomisioning, adalah di bawah 40 g/kWh, namun

    beberapa pembangkit nuklir lainnya menghasilkan jauh lebih tinggi.

    2. Kadmium

    Salah satu isu yang sering menjadi keprihatinan adalah penggunaan kadmium dalam sel surya

    cadmium telurida (CdTe). Kadmium dalam bentuk logam adalah zat beracun yang memiliki

    kecenderungan untuk terakumulasi dalam rantai makanan ekologi. Jumlah kadmium yang

    digunakan pada film tipis modul Photovoltaic (PV) relatif kecil, yaitu 5-10 g/m. Dengan teknikkontrol emisi yang tepat, emisi kadmium dari produksi modul dapat ditekan menjadi nol. Saat ini

    teknologi PV menyebabkan emisi kadmium sebesar 0,3-0,9 mikrogram/kWh dalam satu siklus

    hidup. Sebagian besar emisi tersebut muncul melalui penggunaan pembangkit listrik tenaga

    batubara dalam pembuatan modul. Pembakaran batubara dan lignit menyebabkan emisi

    kadmium jauh lebih tinggi. Kadmium dari batubara adalah 3,1 mikrogram/kWh, lignit 6,2

    mikrogram/ kWh dan gas alam 0,2 mikrogram/kWh.

    Jika listrik yang dihasilkan oleh panel fotovoltaik digunakan untuk pembuatan modul, bukan

    listrik yang berasal dari pembakaran batubara, emisi kadmium dari penggunaan batu bara dalam

    proses produksi dapat dihilangkan seluruhnya.

    H. CONTOH PENGGUNAAN PLTS

    Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Skala Rumah Tangga

    Komponen-Komponen

    Untuk memasang pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) skala rumah tanggal, komponen-

    komponen yang digunakan adalah :

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    25/32

    25

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Gb. Komponen-Komponen PLTS

    - Solar Panel/ Panel Surya : alat untuk mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi

    listrik. Sebuah sel surya dapat menghasilkan tegangan kurang lebih 0.5 volt. Jadi sebuah panel

    surya / solar cell 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel.

    - Charge Controller : alat untuk mengatur arus dan tegangan yang akan masuk ke baterai.

    Tegangan dan arus yang masuk ke baterai harus sesuai dengan yang diinginkan. Bila lebih besar

    atau lebih kecil dari range yang ditentukan, maka baterai atau peralatan yang lain akan

    mengalami kerusakan. Selain itu, charge controller juga berfungsi sebagai penjaga agar daya

    keluaran yang dihasilkan tetap optimal. Sehingga dapat tercapaiMaximum Power Point

    Tracking (MPPT).

    Charge controllersecara umum melindungi dari gangguan-gangguan seperti diterangkan

    berikut:

    LVD,Low voltage disconnect, apabila tegangan dalam battery rendah, ~11.2 V,

    maka untuk sementara beban tidak dapat dinyalakan. Apabila tegangan battery sudah

    melewati 12V, setelah di charge oleh modul surya, maka beban akan otomatis dapat

    dinyalakan lagi (reconnect).

    HVD,High Voltage disconnect, memutus listrik dari modul surya jika battery/accu sudah

    penuh. Listrik dari modul surya akan dimasukkan kembali ke battery jika voltage battery

    kembali turun.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    26/32

    26

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Short circuit protection, menggunakan electronic fuse (sekering) sehingga tidak

    memerlukan fuse pengganti. Berfungsi untuk melindungi sistem PLTS apabila terjadi

    arus hubung singkat baik di modul surya maupun pada beban. Apabila terjadi short

    circuit maka jalur ke beban akan dimatikan sementara, dalam beberapa detik akan

    otomatis menyambung kembali.

    Reverse Polarity, melindungi dari kesalahan pemasangan kutub (+) atau (-).

    Reverse Current, melindungi agar listrik dari baterai atau aki tidak mengalir ke modul

    surya pada malam hari.

    PV Voltage Spike, melindungi tegangan tinggi dari modul pada saat baterai tidak

    disambungkan ke controller.

    Lightning Protection, melindungi terhadap sambaran petir (s/d 20,000 volt).

    - Inverter : alat elektronika daya yang dapat mengkonversi tegangan searah (DC direct

    current) menjadi tegangan bolak-balik (ACalternating current).

    - Baterai, adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga surya. Tanpa

    baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari.

    Berikut adalah diagram instalasi pembangkit listrik tenaga surya skala rumah tangga

    Gb. Diagram Instalasi PLTS

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    27/32

    27

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Dari diagram pembangkit listrik tenaga surya diatas dapat diketahui bahwa beberapa panel

    surya di paralel untuk menghasilkan arus yang lebih besar. Combinerdigunakan untuk

    menghubungkan kaki positif panel surya satu dengan yang lainnya. Begitu pula untuk kaki

    negatifnya. Ujung kaki positif panel surya dihubungkan ke kaki positifcharge controllerdan

    begitu pula untuk kaki negatifnya. Tegangan panel surya yang dihasilkan akan digunakan

    oleh charge controlleruntuk mengisi baterai. Untuk menghidupkan beban perangkat dengan arus

    AC, seperti : Televisi, Radio, komputer, dll, arus baterai yang merupakan arus DC harus diubah

    terlebih dahulu menjadi AC dengan menggunakan inverter. Untuk mengukur jumlah energi

    listrik yang telah dihasilkan oleh panel surya dapat digunakan kWh meter. Untuk melindungi

    panel surya dan perangkat lainnya dari gangguan, maka digunakanlah panel pemutus AC.

    Pada pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) skala rumah tangga, biasanya sering

    terjadiIslanding.Islanding adalah terjadinya pemutusan aliran listrik pada jaringan distribusi

    yang dimiliki oleh perusahaan listrik ketika PLTS tetap bekerja. Hal ini dapat terjadi karena

    adanya kerusakan pada jaringan distribusi listrik. Agar tidak merusak PLTS, digunakanlahpower

    conditioner. Alat ini berfungsi untuk mendeteksi terjadinya Islanding dan dengan segera

    menghentikan kerja PLTS. Power conditionerbiasanya menjadi satu dengan inverter.

    Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Skala Rumah Tangga

    Sebelum menentukan kapasitas sel surya yang sesuai dengan kebutuhan suatu rumah,

    alangkah baiknya sebelumnya untuk melakukan perhitungan terlebih dahulu. Langkah-langkah

    sebelum menentukan sel surya yang tepat untuk dibeli adalah

    Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (watt).

    Berapa besar arus yang dihasilkan solar cells panel (dalam ampere hour), dalam hal ini

    memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.

    Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan

    penggunaan tanpa sinar matahari. (ampere hour).

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    28/32

    28

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Berikut adalah contoh perhitungan untuk mendapatkan jumlah panel sel surya yang sesuai

    dengan kebutuhan rumah tangga.

    Perhitungan Keperluan Daya

    Penerangan rumah: 10 lampu CFL @ 15 watt x 4 jam sehari = 600 watt hour.

    Televisi 21: @ 100 watt x 5 jam sehari = 500 watt hour

    Kulkas 360 liter : @ 135 watt x 24 jam x 1/3 (karena compressor kulkas tidak selalu

    hidup, umumnya mereka bekerja lebih sering apabila kulkas lebih sering dibuka pintu) =

    1080 watt hour

    Komputer : @ 150 Watt x 6 jam = 900 watt hour

    Perangkat lainnya = 400 watt hour

    Total kebutuhan daya = 3480 watt hour

    Perhitungan Jumlah Panel Surya

    Jumlah solar cells panel yang dibutuhkan, satu panel kita hitung 100 watt (perhitungan

    adalah 5 jam maksimum tenaga surya):

    Kebutuhan solar cells panel : (3480 / 100 / 5) = 7 panel surya.

    Perhitungan Jumlah Baterai

    Jumlah kebutuhan baterai 12 Volt dengan masing-masing 100 Ah:

    Kebutuhan baterai minimun (baterai hanya digunakan untuk 50% pemenuhan kebutuhan

    listrik), dengan demikian kebutuhan daya kita kalikan 2 x lipat : 3480 x 2 = 6960 watt

    hour = 6960 / 12 volt / 100 Amp = 6 batere 100 Ah.

    Kebutuhan baterai (dengan pertimbangan dapat melayani kebutuhan 3 hari tanpa sinar

    matahari) : 3480 x 3 x 2 = 20880 watt hour = 20880 / 12 volt / 100 Amp = 17 batere 100

    Ah.

    Contoh lain penggunan PLTS diwilayah pedesaan dan pulau-pulau terpencil, PLTS

    merupakan system catu daya listrik yang paling ekonomis dibandingkan pembangkit listrik

    lainnya. Keunggulan ekonomi PLTS disebabkan oleh tidak dibutuhkannnya suplai bahan bakar

    dan jaringan distribusi listrik. Semakin terpencil sebuah wilayah, biaya suplai bahan bakar dan

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    29/32

    29

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    pembangunan jaringan distribusi listrik akan semakin mahal. Dibawah ini adalah beragam paket

    aplikasi PLTS yang dirancang untuk memenuhi beragam kebutuhan PLTS:

    Solar Home System untuk Penerangan Rumah

    Dirancang untuk memenuhi kebutuhan listrik minimum untuk rumah tangga pedesaan

    meliputi penerangan, catu daya untuk TV dan radio.

    TVRO untuk TV Umum

    Aplikasi ini digunakan untuk daerah-daerah yang tidak dapat menangkap siaran televise

    dengan baik (daerah blank spot). Dilengkapi dengan parabola TVRO dapat digunakan sebagai

    TV Umum yang dapat membantu penyebaran informasi & pengetahuan dan memberikan hiburan

    hingga ke daerah terpencil sekalipun.

    Lampu Bagang

    Lampu Bagang dirancang untuk memecahkan masalah yang dihadapi para nelayan untuk

    meningkatkan produktifitas. Lampu dapat dinyalakan kapan saja sesuai dengan pola kerja

    nelayan.

    Telpon Satelit Pedesaan/Wartel Pedesaan/Base Camp Terpencil

    Dirancang dengan menggunakan telepon satelit Pasti yang mudah digunakan oleh

    masyarakat pedesaan/daerah terpencil dimana saja

    PLTS untuk Puskesmas Pedesaan ( Vaccine Refrigerator, Lampu Bidan dan Penerangan)

    Digunakan untuk mengoperasikan Vaccine storage (alat penyimpan vaksin), Lampu

    Penerangan untuk Bidan Desa , Puskesmas dan Rumah Dokter

    Sound System untuk Rumah Ibadah

    Pengembangan dari SHS ini disamping memberikan penerangan juga dilengkapi dengan

    fasilitas sound system yang sangat bermanfaat untuk rumah ibadah. Sehingga aktifitas

    keagamaan tidak hanya dapat berlangsung siang hari namun juga hingga malam hari.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    30/32

    30

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    Lampu Jalan/Lampu Lingkungan Pedesaan

    Dirancang untuk menerangi fasilitas umum, jalan lingkungan di pedesaan, penerangan di

    lingkungan wisata alam, penerangan di pelabuhan nelayan tradisional dll.

    Pompa Air Bersih / Irigasi

    Tersedia juga beragam jenis pompa air tenaga surya yang efisien dan tahan lama, merk

    MONO dari Australia. Produk pompa tenaga surya dapat juga dikombinasikan dengan teknologi

    irigasi terkini, seperti irigasi splinker dan Irigasi tetes (Drip Irrigation). Tersedia juga pompa AC

    yang digerakkan dengan listrik PLN atau di couple langsung dengan mesin diesel/bensin.

    PLTS Rancangan Khusus

    PLTS RANCANGAN KHUSUS Navaids (Alat bantu Navigasi), Telekomunikasi Grid

    Interractive, Hybrid PV-Genset, PV Back up, Building Integration PV (BIPV)

    Gb. Contoh panel surya pada halte bus

    Gb. Contoh panel surya pada helipad

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    31/32

    31

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    BAB. III KESIMPULAN

    Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubahcahaya 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 selsurya. 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.

  • 5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf

    32/32

    32

    PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

    DAFTAR PUSTAKA

    http://panel-surya.blogspot.com/2011/06/komponen-pembangkit-listrik-tenaga.html

    didownload pada tanggal 12 desember

    http://rhazio.wordpress.com/2007/09/12/pembangkit-listrik-tenaga-surya/

    didownload pada tanggal 3 januari

    http://rakhman.net/2013/04/jenis-sistem-plts.html

    didiwnload pada tanggal 7 januari

    http://rakhman.net/2013/04/prinsip-kerja-plts.html

    didiwnload pada tanggal 7 januari

    http://cvaristonkupang.com/news-and-education/informasi-umum-pembangkit-listrik-tenaga-

    surya/

    didownload pada tanggal 10 Januari

    http://rickipoltek.blogspot.com/2011/05/plts.html

    didownload pada tanggal 10 Januari

    http://jendeladenngabei.blogspot.com/2012/11/pembangkit-listrik-tenaga-surya-plts.html

    didownload pada tanggal 10 Januari

    http://jendeladenngabei.blogspot.com/p/blog-page.html

    didiwnload pada tanggal 7 januari

    Buku Sumber Daya Energi Alternatif, Ir. Unggul Wibawa, MSc, Malang, 2001