analisis kelayakan teknik dan ekonomi penggunaan ... · analisis kelayakan teknik dan ekonomi...

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

ANALISIS KELAYAKAN TEKNIK DAN EKONOMI PENGGUNAAN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DI KAMPUS

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SKRIPSI

Oleh:

RUBEN BAYU KRISTIAWAN

K2514056

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN


SURAKARTA

Juli 2018

commit to user


ii

commit to user


iii

ANALISIS KELAYAKAN TEKNIK DAN EKONOMI PENGGUNAAN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DI KAMPUS


Oleh:

RUBEN BAYU KRISTIAWAN

K2514056

Skripsi

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Pendidikan pada Progam Studi Pendidikan Teknik Mesin

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN


SURAKARTA

Juli 2018

commit to user


iv

commit to user


v

commit to user


vi

MOTTO

“ The fear of the Lord is the start of knowledge: but the foolish have no use for

wisdom and teaching. “

( Proveb 1 : 7 )

“ When my father and my mother are turned away from me, then the Lord will be

my support. “

( Psalms 27 : 10 )

The LORD is my strength and my shield; in Him my heart trusts, and i am helped;

my heart exults, and with my song i give thanks to Him.

( Psalms 28 : 7 )

I can do all things through Christ who strengthens me.

(Phillipians 4 : 13)

commit to user


vii

PERSEMBAHAN

Segala Pujian dan ucapan syukur bagi Tuhan Yesus Kristus karena dengan

kasih dan karuniaNya, akhirnya dapat kupersembahkan karya ini untuk:

Ayah

Terimakasih untuk setiap impian yang telah dititipkan dan pelajaran untuk

berjuang sampai garis akhir.

Ibu dan adik

Terimakasih untuk setiap motivasi dan doa yang selalu diberikan.

Ibu dosen Indah Widiastuti.

Terimakasih untuk motivasi dan bimbingan yang tidak hentinya.

Keluarga besar Pendidikan Teknik Mesin 2014

Terimakasih atas segala hal yang telah dilalui selama masa studi, semangat

dan kerjasama yang telah dipupuk bersama untuk memperjuangkan

impian.

Almamaterku

Terimakasih atas kesempatan untuk dapat menimba ilmu sehingga saya

dapat menyelesaikan studi dan semoga bermanfaat untuk kedepannya.

Sahabatku

Terimakasih untuk doa dan dukungan seluruh sahabat yang kukasihi.

Nadia Hana C.

Terimakasih atas dukungan dan semangat yang diberikan selama ini.

commit to user


viii

ABSTRAK

Ruben Bayu Kristiawan. K2514056. ANALISIS KELAYAKAN TEKNIK DAN EKONOMIS PENGGUNAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DI

KAMPUS UNIVERSITAS SEBELAS MARET. Skripsi, Surakarta : Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Juli 2018.

Institusi pendidikan tinggi harus berkontribusi dalam mengatasi masalah

permintaan energi berbasis fosil di Indonesia. Institusi pendidikan tinggi dapat

berkontribusi dalam mengurangi konsumsi energi dengan menerapkan kebijakan

green campus dan mengembangkan sistem energi terbarukan, termasuk

menciptakan instalasi tenaga surya/photovoltaic skala menengah di kampus.

Penelitian ini menganalisis kelayakan pengembangan pembangkit listrik photovoltaic (PV) di Kampus V UNS Pabelan. Analisis techno-economic dari

sistem energi surya yang diusulkan dianalisis menggunakan perangkat lunak

HOMER. Parameter yang digunakan sebagai analisis kelayakan teknis adalah

profil beban listrik, PV area, serta spesifikasi komponen yang digunakan. Aspek

ekonomi dari rancangan proyek dianalisis berdasarkan parameter standar, yaitu

metode NPC (Net Present Cost) dan IRR (Internal Rate of Return). Studi

kelayakan dari pembangkit energi photovoltaic dilakukan berdasarkan umur

proyek yaitu 25 tahun.

Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa profil kebutuhan listrik di

kampus V UNS Pabelan adalah sebesar 543kWh/hari dengan beban puncak

81,62kWh. Area yang dapat dimanfaatkan sepenuhnya sebagai luas modul adalah

seluas 946 . Sistem pembangkit yang paling efisien dan layak secara teknis dikembangkan di wilayah kampus V UNS Pabelan adalah sistem pembangkit

listrik tenaga surya yang terhubung dengan jaringan listrik konvensional atau yang

biasa disebut sistem PV-Grid dengan kapasitas 150kW. Namun, secara ekonomis

saat ini sistem PV-Grid tidak lebih ekonomis dari pembelian listrik dari jaringan

konvesional dengan harga listrik Rp.900,00/kWh. Sistem PV-Grid menjadi paling

ekonomis pada harga listrik Rp.1.400,00/kWh. Akhirnya, hasil penelitian ini dapat

digunakan sebagai preferensi oleh pemangku kepentingan dan pembuat kebijakan

yang relevan dalam mengembangkan sistem energi terbarukan yang terhubung

dengan jaringan konvensional di kampus.

Kata Kunci : Kelayakan teknis, kelayakan ekonomi, photovoltaic, sistem energi

terbarukan, grid-connected.

commit to user


ix

ABSTRACT

Ruben Bayu Kristiawan. K2514056. TECHNICAL AND ECONOMICAL FEASIBILITY ANALYSIS OF PHOTOVOLTAIC POWER INSTALLATION IN

SEBELAS MARET UNIVERSITY CAMPUSES. Thesis, Surakarta: Teacher

Training and Education Faculty, Sebelas Maret University, July 2018.

Higher education institutions should contribute those address the

challenge of fossil-based energy supply in Indonesia. Institutions can take

position to reduce energy consumption by applying green campus policies and

developing renewable energy system, including creating medium-scale solar

power installations on campus. The research presents the feasibility analysis of photovoltaic power

generation plants development in Sebelas Maret University Campuses. The

techno-economic analysis of the proposed solar energy system is analyzed using

HOMER software. Parameters used as technical feasibility analysis are electrical

load profile, PV area, and specification of components used. The economic

aspects of the plant are analyzed based on standard parameters, the NPC (Net

Present Cost) and IRR (Internal Rate of Return) methods. The feasibility study of

photovoltaic energy generation is based on the project's age of 25 years.

The results of this study indicate that the profile of electricity needs on

campus V UNS Pabelan is 543kWh / day with a peak load of 81.62kWh. The area

that can be fully utilized as a modules area is 946 . The most efficient and technically feasible generating system developed in the campus area of V UNS

Pabelan is a 150kW PV-Grid System. However, the current economical PV-Grid

system is not more economical than purchasing electricity from utility grid with

electric price IDR 900 / kWh. The PV-Grid system becomes the most economical

at the price of electric IDR 1,400 / kWh. Finally, results of the research can be

used as the preference for the relevant stakeholders and policymakers in

developing the grid-connected renewable energy system in a campus.

Keywords: Technical feasibility, economical feasibility, photovoltaic, renewable

energy system, grid-connected.

commit to user


x

KATA PENGANTAR

Pujian dan ucapan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus

Kristus yang telah memberikan kasih karuniaNya berupa akal budi, hikmat, ilmu

pengetahuan, kesehatan dan keselamatan, sehingga karena kehendak dan

perkenanaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Analisis

Kelayakan Teknik dan Ekonomi Penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga

Surya di Kampus Universitas Sebelas Maret.”

Skripsi ini disusun untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peneliti menyadari bahwa

terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari doa, bantuan, bimbingan dan arahan

berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada

:

1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Suharno, ST., MT., Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret

Surakarta. Serta selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu memberikan

pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

3. Dr. Indah Widiastuti, ST., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing Akademik

sekaligus Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan motivasi dan

bimbingan tanpa henti dalam penyusunan skripsi ini.

4. Seluruh dosen Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan

dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah

memberikan ilmu yang berguna bagi saya.

5. Bapak Yakobus Widodo dan Ibu Maria Sri Wahyuni, selaku orang tua yang

selalu memberi doa dan menjadi motivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.

6. Cahyo, Yuniar, Bayu, Dixky dan Sholikun, selaku teman satu tim bimbingan

skripsi yang selalu saling memberikan bantuan, kerja sama, masukan dan

motivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.

commit to user


xi

7. Teman-teman mahasiswa PTM FKIP UNS angkatan 2014 yang selalu saling

menguatkan dan saling mendukung untuk terus semangat dalam mengerjakan

dan menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan dan masih

jauh dari sempurna dikarenakan keterbatasan peneliti. Oleh karena itu, peneliti

berharap saran, kritik dan masukan yang membangun dari para pembaca sekalian

demi lebih baiknya penelitian selanjutnya. Akhirnya, penulis berharap semoga

skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan tambahan wawasan dan ilmu

pengetahuan bagi pembaca sekalian. Amin.

Surakarta, Juli 2018

Penulis

commit to user


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN ............................. Error! Bookmark not defined.

HALAMAN PERSETUJUAN ............................. Error! Bookmark not defined.

HALAMAN PENGESAHAN .............................. Error! Bookmark not defined.

MOTTO........................................................................................................... iii

PERSEMBAHAN ........................................................................................... vii

ABSTRAK .................................................................................................... viii

ABSTRACT ...................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ....................................................................................... x

DAFTAR ISI .................................................................................................. xii

DAFTAR TABEL ...........................................................................................xiv

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................xv

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................xvi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1

A. Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ................................................................................. 3

C. Pembatasan Masalah ................................................................................ 3

D. Rumusan Masalah .................................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4

F. Manfaat Penelitian ................................................................................... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS ...... 6

A. Kajian Pustaka ......................................................................................... 6

B. Kerangka Berpikir ...................................................................................15

C. Hipotesis .................................................................................................16

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................17

A. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................17

B. Metode Penelitian....................................................................................17

C. Teknik Pengumpulan Data .......................................................................18

D. Prosedur Penelitian ..................................................................................29

commit to user


xiii

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....................................31

A. Hasil Penelitian .......................................................................................31

1. Profil Beban Listrik ...............................................................................31

2. Photovoltaic Area .................................................................................32

3. Spesifikasi Komponen ...........................................................................35

4. Hasil Simulasi HOMER .........................................................................38

B. Pembahasan ............................................................................................42

1. Analisis Teknik .....................................................................................43

2. Analisis Ekonomi ..................................................................................44

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ............................................46

A. Simpulan.................................................................................................46

B. Implikasi .................................................................................................46

C. Saran ......................................................................................................47

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................48

LAMPIRAN ....................................................................................................51

commit to user


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Komponen Sistem PV ..................................................................... 36

Tabel 4. 2 Hasil Optimasi Sistem ..................................................................... 38

Tabel 4. 3 NPC pada Sistem PV-Grid menggunakan Baterai ............................. 41

Tabel 4. 4 Komparasi Ekonomi ........................................................................ 41

Tabel 4. 5 Hasil Optimasi Sistem dengan Harga Listrik Rp.1.400,00/kWh ........ 46

Tabel 4. 6 Komparasi Ekonomi Listrik Harga USD 0.1/kWh ........................... 46

commit to user


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1 Susunan sel surya ........................................................................... 8

Gambar 2.2 Grid-Connected dengan jaringan konvensional ................................ 9

Gambar 2.3 Hybrid-Connected dengan pembangkit EBT .................................. 10

Gambar 2.4 Stand Alone system ....................................................................... 10

Gambar 3.1 Diagram Alur Permodelan HOMER .............................................. 23

Gambar 3.2 Input Lokasi ................................................................................. 24

Gambar 3.3 Input Desain Pembangkit .............................................................. 25

Gambar 3.4 Contoh desain On-grid tanpa baterai. ............................................ 25

Gambar 3.5 Input spesifikasi komponen (Panel) ............................................... 26

Gambar 3.6 Input spesifikasi komponen (Baterai) ............................................ 26

Gambar 3.7 Memilih hasil analisis yang akan di tampilkan ............................... 27

Gambar 3.8 Contoh hasil diagram produksi listrik bulanan ............................... 27

Gambar 3.9 Contoh hasil diagram Cash Flow................................................... 28

Gambar 3.10 Contoh hasil tabel analisis sensitivitas dan optimalisasi sistem ..... 28

Gambar 3.11 Diagram Alur Penelitian ............................................................. 29

Gambar 4. 1 Profil Beban Listrik Harian .......................................................... 32

Gambar 4. 2 Profil Beban Listrik Bulanan ........................................................ 32

Gambar 4. 3 Denah Kampus V UNS ................................................................ 33

Gambar 4. 4 Sudut Kemiringan Modul ............................................................. 34

Gambar 4. 5 Susunan Array. ............................................................................ 34

Gambar 4. 6 Tampak Samping Pemasangan Modul .......................................... 35

Gambar 4. 7 Pemasangan Modul Pada Gedung Atap Radius ............................. 35

Gambar 4. 8 Spesifikasi Baterai ....................................................................... 38

Gambar 4. 9 Produksi Harian Panel Surya ........................................................ 39

Gambar 4. 10 Pembelian Listrik dari Jaringan .................................................. 40

Gambar 4. 11 Penjualan Listrik ke Jaringan...................................................... 40

Gambar 4. 12 Produksi Energi Bulanan ............................................................ 40

Gambar 4. 13 NPC Setiap Komponen .............................................................. 42

Gambar 4. 14 NPC Jaringan Listrik Konvensional ............................................ 44

commit to user


xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

Lampiran 1: HOMER Energy Licenses ............................................................ 51

Lampiran 2 Input Lokasi Penelitian................................................................. 51

Lampiran 3 Input Profil Beban Listrik ............................................................. 51

Lampiran 4 Profil Beban Listrik Kampus V UNS ............................................ 52

Lampiran 5 Biaya Kebutuhan Listrik Kampus V Tahun 2017 .......................... 53

Lampiran 6 Pemilihan Jenis Modul PV ........................................................... 53

Lampiran 7 Spesifikasi Modul Trina Duomax PEG 14 .................................... 54

Lampiran 8 Spesifikasi Modul Trina Duomax PEG 14 .................................... 54

Lampiran 9 Input Spesifikasi Modul PV.......................................................... 55

Lampiran 10 Pemilihan Jenis Baterai .............................................................. 55

Lampiran 11 Input Spesifikasi Baterai ............................................................. 55

Lampiran 12 Input Spesifikasi Converter / Inverter ......................................... 56

Lampiran 13 Input Spesifikasi Jaringan Konvensional / Grid ........................... 56

Lampiran 14 Input Parameter Ekonomi ........................................................... 56

Lampiran 15 Input System Optimization Parameter ......................................... 57

Lampiran 16 Daftar Biaya Komponen dan Jasa ............................................... 57

Lampiran 17 Biaya Pemasangan PV per-Baris (1.6kW) ................................... 58

Lampiran 18 Output Time Series 1 .................................................................. 58



Lampiran 21 Proyeksi Pemasangan Panel Surya .............................................. 60

Lampiran 22 Susunan Modul PV..................................................................... 60

Lampiran 23 Denah Pemasangan PV di Kampus V UNS Pabelan .................... 61

Lampiran 24 Kebutuhan Listrik Tahun 2017 ................................................... 62

Lampiran 25 Report Simulasi HOMER ........................................................... 63

Lampiran 26 Surat Permohonan Izin Penyusunan Skripsi ................................ 74

Lampiran 27 Surat Permohonan Izin Penelitian ............................................... 75

Lampiran 27 Surat Izin Penyusunan Skripsi ...................................................756

analisis kelayakan teknik dan ekonomi penggunaan ... · analisis kelayakan teknik dan ekonomi...

Documents