BAB III

STUDI POTENSI PEMBANGKIT ENERGI

3.1 Ketersediaan Sumber Energi Lokal

3.1.1 Potensi Energi

Sinar matahari adalah sumber energi yang tak pernah habis

dalam ukuran perubahan dimensi ruang dan waktu. Tanpa sinar

matahari, kehidupan bumi tidak pernah ada. Energi matahari

merupakan pemicu terciptanya sumber energi yang lain.

Misalnya, energi angin, energi air dan seterusnya. Berdasarkan

hasil study potensi di lapangan, untuk daerah pulau harapan sendiri

memiliki potensi energi yang cukup berpotensial untuk dibangun suatu

pembangkit energi terbarukan terutama Pembangkit Listrik Tenaga

Surya (PLTS), serta kondisi masyarakat di daerah tersebut yang

membutuhkan suatu energi terbarukan sebagai penunjang sektor

perekonomian maupun sosial.

Untuk itu sebagai seorang mahasiswa kita harus bisa berorientasi

dan peka tehadap kondisi masyarakat sekitar, khususnya kita sebagai

mahasiswa Politeknik Negeri Ujung Pandang yang memiliki

kompetensi dalam bidang tenaga pembangkitan energi harus bisa

memanfaatkan potensi tersebut agar dapat mengaplikasikan ilmu

pengetahuan yang didapatkan selama dibangku perkuliahan kepada

masyarakat.

3.1.2 Energi Surya

Energi dari matahari tiba dibumi dalam bentuk radiasi

elektromagnetik yang mirip dengan gelombang radio tetapi mempunyai

kisaran frekwensi yang berbeda. Energi dari matahari tersebut dikenal

di Indonesia sebagai energi surya. Energi surya diukur dengan

kepadatan daya pada suatu permukaan daerah penerima dan dikatakan

sebagai radiasi surya. Rata-rata nilai dari radiasi surya diluar atmosfir

bumi adalah 1353 W/m2, dinyatakan sebagai konstanta surya. Total

energi yang sampai pada permukaan horisontal dibumi adalah konstanta

Kelompok 3

surya dikurangi radiasi akibat penyerapan dan pemantulan atmosfer

sebelum mencapai bumi dan nilai tersebut disebut sebagai radiasi

surya global. Radiasi surya global terdiri dari radiasi yang langsung

memancar dari matahari (direct radiation) dan radiasi sebaran yang

dipencarkan oleh molekul gas, debu dan uap air di atmosfer (diffuse

radiation).

Gambar 3.1 Radiasi Langsung dan Radiasi Sebaran pada Permukaan

Horisontal

Insolasi surya adalah intensitas radiasi surya rata-rata yang diterima

selama satu jam, dinyatakan dengan lambang I dan satuan W/ m2. Nilai

insolasi surya dipengaruhi oleh waktu siklus perputaran bumi, kondisi cuaca

meliputi kualitas dan kuantitas awan, pergantian musim dan posisi garis

lintang. Variasi insolasi surya secara kualitatif dapat dilihat seperti pada

gambar 3.2.

Kelompok 3

Gambar 3.2: Variasi insolasi surya (intensitas radiasi surya rata-

rata yang diterima selama 1 jam)

Intensitas radiasi surya pada kondisi cerah (clear day) akan

bertambah dari pagi, sejak terbit sampai siang hingga tercapainya

kondisi puncak dan turun sampai matahari terbenam pada sore hari.

Lamanya matahari bersinar cerah dalam satu hari dinyatakan sebagai

jam surya.

Untuk Indonesia, jumlah jam surya adalah sekitar 4 - 5 jam per

hari. Jumlah intensitas radiasi / insolasi surya yang diterima dalam satu

hari dinyatakan dengan satuan kilowatt-hours/m2 (kWh/m2). Produksi

energi surya pada suatu area dapat dihitung sebagai berikut :

Energi surya yang dihasilkan (Watt) = Insolasi surya (W/m2) x

luas area (m2)

3.1.3 Pengukuran Radiasi Surya

Besarnya radiasi surya pada permukaan bumi dapat diukur dengan

piranometer. Piranometer digunakan untuk mengukur intensitas radiasi

surya pada permukaan horisontal. Besarnya radiasi surya pada

permukaan miring dipengaruhi oleh karakteristik dari permukaan

sekitarnya dan berbeda untuk setiap tempat/ lokasi. Karena itu pada

umumnya hanya digunakan data radiasi surya global untuk menentukan

potensi energi surya di suatu lokasi.

Kelompok 3

Untuk memperoleh data potensi energi surya di lokasi, aktualnya

pengukuran dilakukan selama satu tahun. Dari data radiasi surya selama

satu tahun tersebut dapat diketahui rata-rata intensitas radiasi harian dan

lamanya jam surya yang digunakan untuk menentukan potensi energi

surya di daerah tersebut. Data hasil pengukuran radiasi surya tahunan

suatu daerah juga dapat diperoleh melalui stasiun meteorologi setempat.

Berikut data intensitas matahari berdasarkan Badan Meterologi

Klimatologi dan Geofisika (BMKG)

Grafik Intensitas Matahari

Kelompok 3

Indonesia mempunyai intensitas radiasi yang berpotensi untuk

membangkitkan energi listrik, dengan rata-rata daya radiasi matahari di

Indonesia sebesar 1000 Watt/m2. Data hasil pengukuran intensitas radiasi

tenaga surya di seluruh Indonesia yang sebagian besar dilakukan oleh BPPT

dan sisanya oleh BMG dari tahun 1965 hingga 1995 ditunjukkan pada Tabel

berikut :

Tabel Intensitas Radiasi Matahari di Indonesia

3.1.4 Tingkat Intensitas Matahari

Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari sebenarnya hanya

diterima oleh permukaan bumi sebesar 69 % dari total energi pancaran

matahari. Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh

permukaan bumi sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024

joule pertahun, energi ini setara dengan 2 x 1017 Watt. Jumlah energi

sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia

saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0,1 persen saja permukaan

bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10 % sudah

mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini.

Kelompok 3

Pada tengah hari yang cerah radiasi sinar matahari mampu

mencapai 1000 Watt/m2. Jika sebuah divais semikonductor seluas 1 m2

memiliki efisiensi 10 % maka modul solar sel ini mampu memberikan

tenaga listrik sebesar 100 Watt. Saat ini efisiensi modul solar sel

komersial berkisar antara 5 – 15 % tergantung material penyusunnya.

Karena fleksibel, sel surya yang dihasilkan bisa dibentuk seperti

genting, jendela, atau bentuk bagian bangunan lainnya. Hambatan

utama dari penerapan teknologi ini adalah mahalnya teknologi peralatan

yang dipakai untuk memproduksinya. Teknologi terbaru yang masih

dalam tahap pengembangan adalah sel surya berbasis bahan organik.

Teknologi yang digunakan berbeda jauh dengan teknologi sel surya

konvensional. Jika teknologi manufaktur yang murah bisa diciptakan

maka sel surya organik semacam ini bisa jauh lebih murah dibanding

sel surya konvensional.

PLTS dapat menghasilkan energi listrik berkat adanya teknologi

photovoltaic (PV), PV mengkonversi energi surya menjadi energi listrik

dari sinar matahari sehingga energi listrik tadi dapat digunakan oleh

peralatan rumah tangga kita. Photovoltaic Cell atau lebih dikenal

dengan Sel Surya merupakan lapisan material semikonduktor tipis,

biasanya semikonduktor yang digunakan adalah silikon. Pada

aplikasinya lapisan semikonduktor sel surya ini ada disusun sedemikian

rupa sehingga membentuk modul panel surya.

Setelah melakukan survey di lapangan (kawasan pulau Harapan)

potensi energy surya yang ada di kawasan tersebut sangatlah

menjanjikan untuk dibangun suatu pemabngkit listrik tenaga surya

(PLTS), berdasarkan hasil pengamatan langsung intesitas rata-rata

sekitar 4,8 kWh/m2. Untuk data lebih jelas mengenai potensi energy

surya di Indonesia dapat dilihat pada table diatas.

Kelompok 3

Gambar: lokasi penempatan PLTS pada kondisi cuaca cerah

3.1.5 Energi angin

Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan manusia.

Perahu-perahu layar menggunakan energi ini untuk melewati perairan

sudah lama sekali. Dan sebagaimana diketahui, pada asasnya angin

terjadi karena ada perubahan suhu antara udara panas dan udara dingin.

Di tiap daerah keadaan suhu dan kecepatan angin berbeda. Untuk

mengurangi keterbatasan penggunaan energi yang tak terbaharukan

dalam pembangkitan energi listrik khususnya maka diperlukan energi-

energi alternatif lain sebagai penggantinya. Dalam rangka mencari

bentuk-bentuk sumber energi alternatif yang bersih dan terbarukan

kembali energi angin mendapat perhatian yang besar.

Seperti yang telah dijelaskan, Angin adalah udara yang bergerak

dari tekanan udara yang lebih tinggi ke tekanan udara yang lebih

rendah. Perbedaan tekanan udara disebabkan oleh perbedaan suhu udara

akibat pemanasan atmosfir yang tidak merata oleh sinar matahari.

Karena bergerak angin memiliki energi kinetik. Energ angin dapat

dikonversi atau ditransfer ke dalam bentuk energi lain seperti listrik

atau mekanik dengan menggunakan kincir atau turbin angin. Semua

energi yang dapat diperbarui dan berasal dari matahari, kecuali (panas

bumi). Matahari meradiasi 1,74 x 1014 kw jam energi ke bumi setiap

Kelompok 3

jam (bumi menerima 1,74 x 1017 watt daya). 1-2 % dari energi tersebut

diubah menjadi energi angin. Jadi, energi angin merupakan bentuk tidak

langsung dari energi matahari, karena angin dipengaruhi oleh

pemanasan yang tidak merata pada kerak bumi oleh matahari angin

sebagai energi potensial energi angin dapat dimanfaatkan sebagai

pengganti bahan bakar fosil. Ketersediannya dia alam cukup banyak

dapat diperoleh secara gratis di alam.

3.1.6 Pengukuran Energi Angin

Energi angin merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang

ada dan masih sedikit pemanfaatannya. Pemanfaatan energi angin

sebagai sumber energi terbarukan adalah suatu usaha menjawab

masalah atas terjadinya perubahan lingkungan dan alam juga salah satu

usaha konservasi dari sumber energi konvebsional. Pengukuran angin

selalu melibatkan (menggunakan) suatu metode-metode pendekatan,

salah satunya dengan menggunakan distribusi Weibull dan Rayleigh.

Melalui metode ini dapat diketahui karakteristik angin suatu wilayah

serta perancangan turbin angin yang sesuai dengan kondisi tersebut. 

Meskipun pada kenyataan angin tidak dapat dilihat bagaimana

wujudnya, namun masih dapat diketahui keberadaannya melalui efek

yang ditimbulkan pada benda – benda yang mendapat hembusan angin.

Seperti ketika kita melihat dahan – dahan pohon bergerak atau bendera

yang berkibar kita tahu bahwa ada angin yang berhembus. Dari mana

angin bertiup dan berapa kecepatannya dapat diketahui dengan

menggunakan alat – alat pengukur angin. Alat–alat pengukur angin

tersebut adalah :

Anemometer, yaitu alat yang mengukur kecepatan angin.

Wind vane, yaitu alat untuk mengetahui arah angin.

Windsock, yaitu alat untuk mengetahui arah angin dan 

memperkirakan besar kecepatan angin. Biasanya ditemukan di

bandara – bandara.

Kelompok 3

Data hasil pengukuran kecepatan angin suatu daerah juga dapat

diperoleh melalui stasiun meteorologi setempat. Berikut data kecepatan

angin Makassar dan Jeneponto berdasarkan pengukuran BMKG.

Gambar kecepatan angin wilayah Jeneponto dan sekitarnya

Kelompok 3

Tabel Data Angin Tahunan Di Makassar Rentang 1991-2004

Setelah melakukan di lapangan (kawasan pulau Harapan) potensi

energy Angin yang ada di kawasan tersebut sangatlah menjanjikan

untuk dibangun suatu pembangkit listrik tenaga Bayu (PLTB),

berdasarkan data pengamatan dari BMKG Kecepatan angin rata-rata

sekitar 5-15 Knot atau 35 km/jam. Untuk data lebih jelas mengenai

potensi energy surya di Indonesia dapat dilihat pada table diatas.

3.2 Keterjangkauan Terhadap Jaringan/Grid

Pulau Harapan merupakan salah satu pulau kecil yang berada di

kawasan Provinsi Sulawesi tepatnya di Kelurahan Bontorannu, kecamatan

Bangkala, Kabupaten Jeneponto. Jika di tinjau dari letak geografinya, Pulau

Harapan berada cukup jauh dari wilayah Kota Jeneponto yaitu sekitar 5 Km.

selain itu letak Pulau Harapan yang terpisah dengan daratan Jeneponto.

Secara keseluruhan Penduduk Pulau Harapan mengandalkan genset

(generator-set) sebagai pembangkit listrik utama, namun pada pemanfaatnya

belum terlalu memadai sebagai penunjang kebutuhan listrik mereka, salah satu

faktornya dikarenakan genset memiliki biaya operasional yang relative tinggi.

Melihat kondisi tersebut maka potensi energi matahari yang ada sangat efektif

Kelompok 3

untuk dibangunya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang dihybrid

dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB).

Pada system pengoperasiannya PLTS dan PLTB merupakan penyuplai

energy listrik utama, apabila salah satu tidak beroperasi secara optimal akibat

adanya gangguan dari factor cuaca, rusaknya peralatan, maupun factor-faktor

lainnya maka yg satu akan mebackup.

Kelompok 3