Mengajar Matahari Di Seluruh Nusantara

Disusun oleh:

Muhammad Irsyad Parinduri

STT – PLN

2012

ABSTRAK

Karya tulis yang berjudul Mengejar Matahari Di Seluruh Nusantara ini membahas

keseluruhan tentang memanfaatkan potensi energi matahari di seluruh nusantara untuk di

jadikan energi terbarukan dengan menggunakan modul surya atau pembangkit listrik tenaga

surya (PLTS). Bagaimana perkembangan listrik dari tahun ke tahun yang selalu mengalami

kekurangan dan selalu terjadi pemadaman bergilir di kota, bahkan di pulau pulau terluar pun

ada yang belum teraliri listrik karena permintaan konsumen listrik lebih besar di bandingkan

suplai listrik yang ada di pembangkit.

Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk memberitahukan kepada orang banyak

bahwa pentingnya energi terbarukan sebagai solusi untuk mengatasi krisis listrik. Agar

masyarakat dapat memanfaatkan potensi yang besar di Indonesia karena Indonesia di lewati

garis khatulistiwa sehingga mempunyai pancaran radiasi matahari cukup tinggi, rata-rata

sekitar 4,5 kWh/m2.

Metode yang digunakan dalam penulisan karya tulis ini adalah dengan melakukan

Studi Pustaka. Saya mencari bahan-bahan tentang pemanfaatan potensi matahari untuk

dijadikan energi terbarukan melalui internet dan melalui buku-buku tentang energi

terbarukan. Tidak hanya itu, untuk memperkuat penelitian ini, saya pernah melakukan

kunjungan ke sebuah industri pembuatan modul surya secara langsung selama dua hari.

Berdasarkan hasil penelitian, saya mengetahui bahwa pembangkit listrik tenaga surya

itu sangat mudah di pasangnya, mudah untuk di operasikan, minim perawatannya, awet dan

tahan lama, bebas bahan bakar dan yang terpenting ramah lingkungan. Sehingga masyarakat

awam pun mengerti dan mudah untuk di aplikasikan di daerahnya.

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke-hadirat Tuhan Yang maha Esa karena penulis

menyadari bahwa berkat rahmat dan hidayatnya penulis dapat menyelesaikan karya tulis

dengan judul mengejar matahari di seluruh nusantara. Karya tulis ini disusun dalam rangka

memenuhi persyaratan lomba karya tulis energi baru, energi terbarukan dan konservasi energi

dalam rangka EBTKE – CONEX 2012. Dengan membuat karya tulis ini saya diharapkan

mampu untuk lebih mengenal pemanfaatan potensi energi matahari untuk di jadikan energi

listrik di daerah-daerah terpencil dan yang kekurangan listrik.

Dalam penyelesaian karya tulis ini, saya banyak mengalami kesulitan. Terutama

disebabkan oleh kurangnya ilmu pengetahuan yang menunjang. Namun, berkat bimbingan

dan bantuan dari berbagai pihak, akhirnya karya tulis ini dapat terselesaikan dengan cukup

baik. Karena itu, sudah sepantasnya jika kami mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bpk. Isat, yang tidak lelah dan bosan untuk memberikan arahan dan bimbingan

kepada saya setiap saat.

2. Orang Tua dan keluarga kami tercinta yang banyak memberikan motivasi dan

dorongan serta bantuan, baik secara moral maupun spiritual.

3. Narasumber terpecaya dalam penelitian ini yang sudah banyak membantu, serta

semua pihak yang ikut membantu dalam pencarian data dan informasi, baik secara

langsung maupun tidak langsung, cetak maupun elektronik, yang tidak dapat kami

sebutkan satu per satu. Terima kasih atas semuanya

Saya sadar sebagai seorang mahasiswa yang masih dalam proses pembelajaran,

Penulisan karya tulis ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, kami sangat

mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat positif, guna penulisan karya tulis yang

lebih baik lagi di masa yang akan datang.

Harapan saya, semoga karya tulis yang sederhana ini, dapat memberi kesadaran bagi

masyarakat, bahwa kita harus mengembangkan energi terbarukan untuk menggantikan energi

fosil yang dapat merusak lingkungan kita.

Jakarta, 19 juli 2012

Penulis ii

DAFTAR ISI

Abstraksi.......................................................................................................................i

Kata Pengantar..............................................................................................................ii

Daftar isi........................................................................................................................iii

Bab I Pendahuluan........................................................................................................1

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

B. Identifikasi Masalah..................................................................................................2

C. Pembatasan Masalah.................................................................................................2

D. Perumusan Masalah..................................................................................................2

E. Tujuan Penelitian.......................................................................................................3

F. Manfaat Penelitian.....................................................................................................3

Bab II Kerangka Teori...................................................................................................4

A. Definisi Module Surya..............................................................................................4

B. Gaya Gerak Listrik Pada Energi Surya.....................................................................4-5

C. Kegunaan Energi Surya............................................................................................6-8

D. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya................................................................8-10

E. Cara Pemanfaatan Energi Surya...............................................................................11

F. Prospek Penggunaan Energi Surya Di Banding Energi Lain...................................12-15

Bab III Penutup.............................................................................................................16

Saran Dan Kesimpulan..................................................................................................16

Daftar Pustaka...............................................................................................................17

iii

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Sejak manusia pada jaman purbakala sampai dengan jaman sekarang, manusia telah

mengalami perkembangan dalam setiap periode waktu yang dilewatinya yang telah kita kenal

dengan berbagai jaman seperti jaman mesolitikum dan neolitikum. Peradaban manusia telah

mengalami kemajuan sampai sekarang. Selama perkembangan itu, manusia menjalani

kehidupan bergantung pada kelistrikan. Dan pada saatnya, perkembangan manusia telah

mengalami jaman revolusi industri yang menggantungkan kehidupan manusia pada bidang

perindustrian. Pada jaman ini kebutuhan listrik dari tahun ke tahun meningkat, sedangkan

suplai dari pembangkit belum di tambah, sehingga sering terjadi pemadaman bergilir atau

krisis listrik. Di sinilah pentingnya pengaruh energi terbarukan untuk menutupi kekurangan

listrik di masyarakat. Masyarakat harus cerdas untuk memanfaatkan energi ini seperti

membuat pembangkit listrik tenaga surya di rumah, membuat pembangkit listrik tenaga

mikro hidro dan piko hidro di pedesaan, membuat pembangkit listrik tenaga gelombang laut

di lautan, membuat pembangkit listrik tenaga bayu di pesisir pantai dan lain-lain. hal ini di

lakukan untuk menjaga ketahanan energi nasional dan perlunya dukungan pemerintah untuk

menggalakannya di masyarakat.

Indonesia adalah salah satu negara kepulauan yang memiliki banyak potensi energi

yang terbentang dari Sabang sampai Merauke. Energi yang berpotensi itu seperti surya,

angin, panas bumi, gelombang laut, bioenergi, nuklir dan lain-lain. Tanpa kita sadari ternyata

di negri kita ini banyak sekali potensi energi terbarukan, tetapi mengapa energi fosil masih

saja digunakan untuk di jadikan pembangkit listrik seperti batu bara dan bahan bakar minyak.

padahal dalam dalam segi harga lebih murah energi terbarukan di banding energi fosil dan

energi terbarukan tersedia gratis di alam, sedangkan energi fosil harus di cari dan du

eksplorasi. Energi terbarukan lebih ramah lingkungan di bandingkan energi fosil yang

menyebabkan banyak penyakit. Di prediksikan bahan bakar minyak dan batu bara akan habis

puluhan tahun lagi. Buang buangan asap pada pembangkit energi fosil juga memicu

terjadinya pemanasan global.

1

Energi Surya adalah salah satu energi yang banyak tersebar di nusantara. Kita harus

mengejar matahari (energi surya) untuk di buat pembangkit. karena Indonesia di lewati garis

khatulistiwa sehingga mempunyai pancaran radiasi matahari cukup tinggi, rata-rata sekitar

4,5 kWh/m2. Radiasi matahari paling tinggi berada di irian jaya dan radiasi matahari paling

rendah berada di Bogor.

B. Identifikasi Masalah

Melihat semua hal yang melatarbelakangi energi surya, maka kami menarik beberapa

masalah dengan berdasarkan kepada :

1. Apa definisi dari modul surya (Photovoltaic)?

2. Bagaimana proses gaya gerak listrik pada energi surya?

3. Apa kegunaan dari energi surya?

4. Bagaimana sistem pembangkit listrik tenaga Surya ?

5. Bagaimana cara memanfaatan energi surya di Indonesia?

6. Bagaimana prospek penggunaan sel surya dibandingkan dengan energi lain?

C. Pembatasan Masalah

Karena cangkupan energi terbarukan yang begitu luas dan meliputi berbagai aspek

ketenagalistrikan, maka kami hanya membataskan penelitian hanya dari segi energi surya dan

pembangkit listrik tenaga surya. Serta perkembangnnya sampai dengan sekarag ini.

D. Perumusan Masalah

Selama ini kebutuhan energi dunia dipenuhi dari sumber daya tak terbarukan seperti

minyak bumi dan batu bara. Namun, tidak selamanya energi tersebut bisa mencukupi seluruh

kebutuhan manusia dalam jangka waktu yang panjang mengingat cadangan energi yang

semakin lama semakin menipis dan juga proses produksinya yang membutuhkan waktu

jutaan tahun. Pemanfaatan sumber energi terbarukan menjadi solusi di masa datang untuk

pemenuhan kebutuhan energi yang semakin lama semakin besar.

Sumber daya energi terbarukan memiliki keunggulan yakni bisa diproduksi dalam

waktu yang relatif tidak begitu lama dibanding dengan sumber energi tak terbarukan. Namun,

sumber daya terbarukan selama ini belum dimanfaatkansecara optimal di Indonesia.

2

Sumber energi terbarukan seperti angin, air dan matahari merupakan penghasil energi yang

belum begitu banyak dimanfaatkan.

E. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk dapat memenuhi tujuan-tujuan yang dapat bermanfaat

bagi untuk masyarakat dalam pemahaman tentang energi terbarukan khususnya energi surya.

Secara terperinci tujuan dari penelitian ini adalah:

1) Untuk memperkenalkan pada masyarakat tentang kegunaan dari energi surya dalam

kehidupan sehari - hari

2) Untuk mengetahui perbandingan sel surya dengan energi lain

3) Untuk mengajak masyarakat ikut memanfaatkan energi surya ini dalam kehidupan

sehar-hari atau untuk keperluan lainnya.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah sebagai informasi bagi masyarakat Indonesia termasuk

didalamnya adalah anak anak dan orang tua, agar lebih memahami tentang energi terbarukan

khususnya energi surya dalam pengembangan dan teknologinya.

3

BAB II

KERANGKA TEORI

A. Definisi Modul Surya

Modul surya (fotovoltaic) adalah sejumlah sel surya yang dirangkai secara seri dan

paralel, untuk meningkatkan tegangan dan arus yang dihasilkan sehingga cukup untuk

pemakaian sistem catu daya beban. Untuk mendapatkan keluaran energi listrik yang

maksimum maka permukaan modul surya harus selalu mengarah ke matahari.

Komponen utama sistem surya photovoltaic adalah modul yang merupakan unit

rakitan beberapa sel surya photovoltaic. Untuk membuat modul photovoltaic secara pabrikasi

bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul photovoltaic kristal dapat dibuat

dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel photovoltaic

diperlukan teknologi tinggi. Modul photovoltaic tersusun dari beberapa sel photovoltaic yang

dihubungkan secara seri dan parallel.

a. Gambar Modul Surya Monokristal b. Gambar Modul Surya Polykristal

B. Gaya Gerak Listrik Pada Energi Surya

Secara sederhana, proses pembentukan gaya gerak listrik (GGL) pada sebuah sel

surya adalah sebagai berikut:

1. Foton dari cahaya matahari menumbuk panel surya kemudian diserap oleh material

semikonduktor seperti silikon.

2. Elektron (muatan negatif) terlempar keluar dari atomnya, sehingga mengalir melalui

material semikonduktor untuk menghasilkan listrik. Muatan positif yang disebut hole

(lubang) mengalir dengan arah yang berlawanan dengan elektron pada panel surya.

4

3. Gabungan/susunan beberapa panel surya mengubah energi surya menjadi sumber

daya listrik DC.

Ketika sebuah foton menumbuk sebuah lempeng silikon, salah satu dari tiga proses

kemungkinan terjadi, yaitu:

1. Foton dapat melewati silikon; biasanya terjadi pada foton dengan energi rendah.

2. Foton dapat terpantulkan dari permukaan.

3. Foton tersebut dapat diserap oleh silikon yang kemudian:

a. Menghasilkan panas, atau

b. Menghasilkan pasangan elektron-lubang, jika energi foton lebih besar

daripada nilai celah pita silikon.

Ketika sebuah foton diserap, energinya diberikan ke elektron di lapisan kristal.

Biasanya elektron ini berada di pita valensi, dan terikat erat secara kovalen antara atom-atom

tetangganya sehingga tidak dapat bergerak jauh dengan leluasa. Energi yang diberikan

kepadanya oleh foton mengeksitasinya ke pita konduksi, dimana ia akan bebas untuk

bergerak dalam semikonduktor tersebut. Ikatan kovalen yang sebelumnya terjadi pada

elektron tadi menjadi kekurangan satu elektron; hal ini disebut hole (lubang). Keberadaan

ikatan kovalen yang hilang menjadikan elektron yang terikat pada atom tetangga bergerak ke

lubang, meninggalkan lubang lainnya, dan dengan jalan ini sebuah lubang dapat bergerak

melalui lapisan kristal. Jadi, dapat dikatakan bahwa foton-foton yang diserap dalam

semikonduktor membuat pasangan-pasangan elektron-lubang yang dapat bergerak.

Sebuah foton hanya perlu memiliki energi lebih besar dari celah pita supaya bisa

mengeksitasi sebuah elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Meskipun demikian,

spektrum frekuensi surya mendekati spektrum radiasi benda hitam (black body) pada ~6000

K, dan oleh karena itu banyak radiasi surya yang mencapai Bumi terdiri atas foton dengan

energi lebih besar dari celah pita silikon. Foton dengan energi yang cukup besar ini akan

diserap oleh sel surya, tetapi perbedaan energi antara foton-foton ini dengan celah pita silikon

diubah menjadi kalor (melalui getaran lapisan kristal yang disebut fonon) bukan dalam

bentuk energi listrik yang dapat digunakan selanjutnya.

5

c. Gambar Gaya Gerak Listrik Pada Modul Surya.

C. Kegunaan Energi Surya

Di Indonesia sistem photovoltaic telah dimanfaatkan antara lain untuk penerangan

(rumah tangga, jalan), pompa air, catu daya bagi perangkat telekomunikasi, TV umum,

pendingin (antara lain untuk obat-obatan), rambu-rambu laut, penerangan untuk menangkap

ikan dan aplikasi lainnya.

Salah satu cara penyediaan energi listrik alternatif yang siap untuk diterapkan secara

masal pada saat ini adalah menggunakan suatu sistem teknologi yang diperkenalkan sebagai

Sistem Energi Surya Photovoltaic (SESF) atau secara umum dikenal sebagai Pembangkit

Listrik Tenaga Surya Photovoltaic (PLTS Photovoltaic). Sebutan SESF merupakan istilah

yang telah dibakukan oleh pemerintah yang digunakan untuk mengidentifikasikan suatu

sistem pembangkit energi yang memanfaatkan energi matahari dan menggunakan teknologi

photovoltaic. Dibandingkan energi listrik konvensional pada umumnya, SESF terkesan rumit,

mahal dan sulit dioperasikan. Namun dari pengalaman lebih dari 15 tahun operasional di

beberapa kawasan di Indonesia, SESF merupakan suatu sistem yang mudah didalam

pengoperasiannya, handal, serta memerlukan biaya pemeliharaan dan operasi yang rendah

menjadikan SESF mampu bersaing dengan teknologi konvensional pada sebagian besar

kondisi wilayah Indonesia yang terdiri atas pulau - pulau kecil yang sulit dijangkau dan

tergolong sebagai kawasan terpencil.

Selain itu SESF merupakan suatu teknologi yang bersih dan tidak mencemari

lingkungan. Beberapa kondisi yang sesuai untuk penggunaan SESF antara lain pada

pemukiman desa terpencil, lokasi transmigrasi, perkebunan, nelayan dan lain sebagainya,

baik untuk penerangan rumah maupun untuk fasilitas umum. Akan tetapi sesuai dengan

perkembangan jaman, pada saat ini di negara-negara maju penerapan SESF telah banyak

digunakan untuk suplai energi listrik di gedung-gedung dan perumahan di kota-kota besar.

6

Mengingat peran dan fungsinya, teknologi photovoltaic mempunyai sifat yang sangat

fleksibel dalam teknik rancang bangun dan pemanfaatannya. Aplikasi modul ini dapat

diterapkan untuk pemasangan individual maupun kelompok sehingga dapat dilakukan dengan

swadaya perorangan, masyarakat, perusahaan atau dikoordinir oleh PLN. Dalam hal

pendanaan; proyek photovoltaic menjadi sangat mungkin untuk menjadi sarana

bantuan/kerjasama luar negeri, partisipasi perusahaan maupun golongan (community

development) untuk mendukung program listrik pedesaan atau penyediaan jasa energi seperti:

• Listrik untuk penerangan rumah tangga

• Jasa energi untuk fasilitas umum: Pompa/penjernihan air, Rumah peribadatan,

Telepon umum atau pedesaan, televisi umum, Penerangan jalan dan lainnya

• Pemasok energi bagi fasilitas produksi

• Integrasi photovoltaic pada bangunan untuk listrik pedesaan

Aplikasi SESF Untuk Listrik Pedesaan

Salah satu pemanfaatan photovoltaic yang dapat langsung dipergunakan adalah untuk

penyediaan listrik pedesaan terutama pada kawasan terpencil yang sulit dijangkau. Penerapan

SESF dapat dilakukan dengan pemasangan sistim desentralisasi menggunakan jaringan listrik

lokal. Beberapa faktor penting yang mempengaruhi pemilihan sistim diatas adalah topografi

kawasan, distribusi lokasi perumahan, karakteristik beban serta sistim pembiayaan yang

diterapkan.

Berdasarkan hasil studi Direktorat Jenderal Listrik dan Pengembangan Energi

(DJLPE), konsumsi listrik rata-rata per-rumahtangga pemakai listrik di pedesaan (1994)

tercatat sekitar 64 kWh/tahun. Angka ini akan setara dengan konsumsi listrik sebesar 175

Wh/hari. Menggunakan angka-angka yang telah disajikan dimuka, modul photovoltaic

kapasitas 50 Wp dapat memberikan keluaran listrik rata-rata sebesar 200 Wh/hari. Maka,

SESF dengan kapasitas 50 Wp diperkirakan cukup untuk memenuhi konsumsi listrik pada

rumah tangga di pedesaan.

Tingkat ekonomis SESF sistem jaringan pada umumnya dapat diperbaiki dengan

penerapan sistem hibrida (hybrid system), yaitu mengkombinasikan SESF dengan sistem

pembangkit listrik dengan sumber energi terbarukan lain yang dapat dikembangkan

dikawasan tersebut (seperti : energi angin, mikrohidro, dan biomassa) atau pembangkit listrik

konvensional genset diesel untuk saling mendukung.

7

Sistem ini dinilai paling cocok untuk daerah pra-elektrifikasi (pre-electrified). Untuk

keperluan ini, instalasi Photovoltaic-nya dapat dibuat permanen sehingga menjadi sistem

interkoneksi atau dibuat secara mobile untuk dipindahkan ke kawasan lain yang akan

dikembangkan.

Beban normal, terutama pada siang hari dapat dipasok dari modul photovoltaic,

sedangkan beban puncak akan ditanggulangi oleh genset diesel. Dengan demikian pemakaian

sistem disel dapat benar-benar dioptimalkan sehingga keseluruhan sistem dapat bekerja

efisien dan ekonomis. Pada wilayah yang mempunyai potensi tenaga angin, peranan genset

diesel dapat digantikan oleh pembangkit listrik tenaga angin atau sumber energi terbarukan

lainnya.

d. Gambar PLTS Terpusat

D. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Sistem PLTS di bagi 2, yaitu:

a. Stand Alone PV Sistem (Off Grid)

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:

8

e. Sistem PLTS Off Grid

Prinsip Kerja Pembangkit

Prinsip Kerja PLTS Sistem Terpusat dapat diuraikan sebagai berikut:

1. 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.

2. 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.

b. Grid Connected 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.

9

f. Sistem PLTS On Grid

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:

g. Grafik Penggunaan PLTS On Grid

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

10

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

E. Cara Pemanfaatan Energi Surya

Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya

menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah (DC) . Modul surya (fotovoltaic) adalah

sejumlah sel surya yang dirangkai secara seri dan paralel, untuk meningkatkan tegangan dan

arus yang dihasilkan sehingga cukup untuk pemakaian sistem catu daya beban.

Untuk mendapatkan keluaran energi listrik yang maksimum maka permukaan modul

surya harus selalu mengarah ke matahari. Di Indonesia, energi listrik yang optimum akan

didapat apabila modul surya diarahkan dengan sudut kemiringan sebesar lintang lokasi PLTS

tersebut berada. Sebagai contoh, untuk daerah yang berada di sebelah utara katulistiwa maka

modul surya harus dihadapkan ke Selatan, dan sebaliknya.

Selanjutnya energi listrik tersebut disimpan dalam Baterai. Baterai disini berfungsi

sebagai penyimpan energi listrik secara kimiawi pada siang hari dan berfungsi sebagai catu

daya listrik pada malam hari. Untuk menjaga kesetimbangan energi di dalam baterai,

diperlukan alat pengatur elektronik yang disebut Battery Charge Regulator.

Alat ini berfungsi untuk mengatur tegangan maksimal dan minimal dari baterai dan

memberikan pengamanan terhadap sistem, yaitu proteksi terhadap pengisian berlebih

(overcharge) oleh penyinaran matahari, pemakaian berlebih (overdischarge) oleh beban,

mencegah terjadinya arus balik ke modul surya, melindungi terjadinya hubung singkat pada

beban listrik dan sebagai interkoneksi dari komponen-komponen lainnya.

h. Skema Proses Pemanfaatan Energi Surya

11

F. Prospek Penggunaan Energi Surya di banding Energi lain.

Energi baru dan terbarukan mulai mendapat perhatian sejak terjadinya krisis energi

dunia yaitu pada tahun 70-an dan salah satu energi itu adalah energi surya. Energi itu dapat

berubah menjadi arus listrik yang searah yaitu dengan menggunakan silikon yang tipis.

Sebuah kristal silindris Si diperoleh dengan cara memanaskan Si itu dengan tekanan yang

diatur sehingga Si itu berubah menjadi penghantar. Bila kristal silindris itu dipotong setebal

0,3 mm, akan terbentuklah sel-sel silikon yang tipis atau yang disebut juga dengan sel surya

photovoltaic. Sel-sel silikon itu dipasang dengan posisi sejajar/seri dalam sebuah panel yang

terbuat dari alumunium atau baja anti karat dan dilindungi oleh kaca atau plastik. Kemudian

pada tiap-tiap sambungan sel itu diberi sambungan listrik. Bila sel-sel itu terkena sinar

matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus listrik. Besarnya arus atau tenaga

listrik itu tergantung pada jumlah energi cahaya yang mencapai silikon itu dan luas

permukaan sel itu.

Pada asasnya sel surya photovoltaic merupakan suatu dioda semikonduktor yang

berkerja dalam proses tak seimbang dan berdasarkan efek photovoltaic. Dalam proses itu sel

surya menghasilkan tegangan 0,5-1 volt tergantung intensitas cahaya dan zat semikonduktor

yang dipakai. Sementara itu intensitas energi yang terkandung dalam sinar matahari yang

sampai ke permukaan bumi besarnya sekitar 1000 Watt. Tapi karena daya guna konversi

energi radiasi menjadi energi listrik berdasarkan efek photovoltaic baru mencapai 25% maka

produksi listrik maksimal yang dihasilkan sel surya baru mencapai 250 Watt per m2 . Dari

sini terlihat bahwa PLTS itu membutuhkan lahan yang luas. Hal itu merupakan salah satu

penyebab harga PLTS menjadi mahal. Ditambah lagi harga sel surya photovoltaic berbentuk

kristal mahal, hal ini karena proses pembuatannya yang rumit. Namun, kondisi geografis

Indonesia yang banyak memiliki daerah terpencil sulit dibubungkan dengan jaringan listrik

PLN. Kemudian sebagai negara tropis Indonesia mempunyai potensi energi surya yang

tinggi. Hal ini terlihat dari radiasi harian yaitu sebesar 4,5 kWh/m2/hari. Berarti prospek

penggunaan photovoltaic di masa mendatang cukup cerah. Untuk itulah perlu diusahakan

menekan harga photovoltaic misalnya dengan cara sebagai berikut. Pertama menggunakan

bahan semikonduktor lain seperti Kadmium Sulfat dan Galium Arsenik yang lebih

kompetitif. Kedua meningkatkan efisiensi sel surya dari 10% menjadi 15%.

12

Energi listrik yang berasal dari energi surya pertama kali digunakan untuk penerangan

rumah tangga dengan sistem desentralisasi yang dikenal dengan Solar Home System (SHS),

kemudian untuk TV umum, komunikasi dan pompa air. Sementara itu evaluasi program SHS

di Indonesia pada proyek Desa Sukatani, Bampres, dan listrik masuk desa menunjukkan

tanda-tanda yang menggembirakan dengan keberhasilan penerapan secara komersial.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan sampai tahun 1994 jumlah pemakaian sistem

photovoltaic di Indonesia sudah mencapai berkisar 2,5-3 MWp. Yang pemakaiannya meliputi

kesehatan 16%, hibrida 7%, pompa air 5%, penerangan pedesaan 13%, Radio dan TV

komunikasi 46,6% dan lainnya 12,4%. Kemudian dari kajian awal BPPT diperoleh proyeksi

kebutuhan sistem PLTS diperkirakan akan mencapai 50 MWp. Sementara itu menurut

perkiraan yang lain pemakaian photovoltaic di Indonesia 5-10 tahun mendatang akan

mencapai 100 MW terutama untuk penerangan di pedesaan. Sedangkan permintaan

fotovotaik diperkirakan sudah mencapai 52 MWp.

Komponen utama sistem surya photovoltaic adalah modul yang merupakan unit

rakitan beberapa sel surya photovoltaic. Untuk membuat modul photovoltaic secara pabrikasi

bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul photovoltaic kristal dapat dibuat

dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel photovoltaic

diperlukan teknologi tinggi. Modul photovoltaic tersusun dari beberapa sel photovoltaic yang

dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya

yaitu sebesar 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam

negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS. Untuk itulah, modul

pembuatan sel surya di Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian

membuat laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka

pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. Hal ini karena teknologi pembuatan sel surya

dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. Dalam bidang

photovoltaic yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata telah melewati tahapan

penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi untuk

elektrifikasi untuk pedesaan. Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah

harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan

kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya photovoltaic adalah

investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena

memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan

kebutuhannya.

13

i. Cara kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Dalam penerapannya photovoltaic dapat digabungkan dengan pembangkit lain seperti

pembangkit tenaga diesel (PLTD) dan pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTM).

Penggabungan ini dinamakan sistem hibrida yang tujuannya untuk mendapatkan daya guna

yang optimal. Pada sistem ini PLTS merupakan komponen utama, sedang pembangkit listrik

lainnya digunakan untuk mengkompensasi kelemahan sistem PLTS dan mengantisipasi

ketidakpastian cuaca dan sinar matahari. Pada sistem PLTS-PLTD, PLTD-nya akan

digunakan sebagai "bank up" untuk mengatasi beban maksimal. Pengkajian dan penerapan

sistem ini sudah dilakukan di Bima (NTB) dengan kapasitas PLTS 13,5 kWp dan PLTD 40

kWp.

Penggabungan antara PLTS dengan PLTM mempunyai prospek yang cerah. Hal ini

karena sumber air yang dibutuhkan PLTM relatif sedikit dan itu banyak terdapa di desa-desa.

Untuk itulah pemerintah Indonesia dengan pemerintah Jepang telah merealisasi penerapan

sistem model hidro ini di desa Taratak (Lombok Tengah) dengan kapasitas PLTS 48 kWp

dan PLTM sebesar 6,3 kW.

Pada sistem hibrida antara photovoltaic dengan Fuel Cell (sel bahan bakar), selisih

antara kebutuhan listrik pada beban dan listrik yang dihasilkan oleh photovoltaic akan

dipenuhi oleh fuel cell. Controller berfungsi untuk mengatur fuel cell agar listrik yang keluar

sesuai dengan keperluan. Arus DC yang dihasilkan fuel cell dan arus photovoltaic

digabungkan pada tegangan DC yang sama kemudian diteruskan ke power conditioning

subsystem (PCS) yang berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi arus AC. Keuntungan

sistem ini adalah efisiensinya tinggi sehingga dapat menghemat bahan bakar, dan kehilangan

daya listrik dapat diperkecil dengan menempatkan fuel cell dekat pusat beban.

14

j. Energi Terbarukan

15

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan Dan Saran

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa Energi Surya (Photovoltaic) dapat

dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga surya (PLTS). Energi ini juga merupakan

energi alternatif. Modul Surya ini dapat digunakan sebagai cadangan yang memadai ketika

energi lainnya mulai berkurang bahkan habis.

Selain itu, energi ini memliki banyak keuntungan dibandingkan dengan energi lain.

Energi ini sangat ramah lingkungan dan tidak memerlukan perawatan khusus secara periodik.

Energi ini hanya memerlukan cahaya matahari yang jumlahnya tak tebatas, tersedia dimana-

mana, dan tidak memerlukan bahan bakar lain seperti bensin, gas, atau yang lainnya. Namun,

energi ini memiliki satu kelemahan yaitu hanya bisa digunakan dalam jangka waktu setengah

hari atau selama sinar matahari masih terpancar.

Oleh karena itu, penyediaan sumber energi alternatif seperti energi surya melalui

pemanfaatan sel photovoltaic merupakan sebuah prospek yang menjanjikan untuk

dikembangkan lebih lanjut, mengingat pemakaian primer minyak bumi dan gas alam masih

merupakan sumber energi utama. Selain ramah lingkungan, sumber energi dari matahari tidak

memerlukan perawatan khusus secara periodik, yang selanjutnya akan mengurangi biaya

produk.

Pemanfaatan sel surya sangat cocok digunakan di desa desa terpencil, yang tidak

dapat di aliri listrik PLN karena masalah insfrastrukturnya belum mendukung. Dengan di

gunakannya PLTS maka akan meningkatkan kesejahteraan hidup. Cocok di gunakan juga di

pulau terluar Indonesia (benteng pertama) karena bila harus memasang kabel laut, harganya

pasti mahal. Maka solusinya dengan menggunakan PLTS. Selain itu dengan memasang

PLTS, berarti dapat terhindar dari klaim negara tetangga. Cocok di gunakan juga di daerah

perkotaan untuk menghemat listrik dari jaringan PLN, membantu menstabilkan tegangan

PLN pada sisi beban dan membantu mengurangi biaya tagihan listrik bulanan.

16

Daftar Pustaka

Holladay, April. Solar Energi. Microsoft Encarta 2006 [DVD]. Redmond, WA: Microsoft

Corporation, 2005.

Wikipedia.org. Solar Cell. http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell.

Surya Energi Indotama. http://suryaenergi.com/in/sys/stand.php

Surya Energi Indotama. http://suryaenergi.com/in/sys/grid.php

17