bab iv proyeksi kebutuhan listrik di pulau bras untuk ...digilib.uinsgd.ac.id/424/30/bab4.pdf ·...

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


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


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


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


(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


(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 %.


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

%.


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.




menggunakan persamaan 3.11. adalah 41.000 Ah.

Halaman | 63



dihitung dengan menggunakan persamaan 3.14. adalah 45 kWh. Persentasi energi

yang hilang pada sistem ini dihitung dengan persamaan 3.15. adalah 0.02 %.


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








%.


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.



Halaman | 64







%.

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.

bab iv proyeksi kebutuhan listrik di pulau bras untuk ...digilib.uinsgd.ac.id/424/30/bab4.pdf ·...

Documents