perhitungan plts eras
TRANSCRIPT
Tugas PSE
Perhitungan PLTS
(Pembangkit Listrik Tenaga Surya)
(Rev 2)
Dosen : Ir. Ishak Kasim MT
DISUSUN OLEH :
NAMA : GAGAH INDRASMARA A
NIM : 062.06.031
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS TRISAKTI
JAKARTA
2009
KATA PENGANTAR
Kondisi bumi kita kian lama makin mengenaskan karena tercemarnya lingkungan dari
efek rumah kaca ( greenhouse effect ) yang menyebabkan global warming, hujan asam,
rusaknya lapisan ozon hingga hilangnya hutan tropis. Semua jenis polusi itu rata-rata
akibat dari penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, uranium, plutonium, batu
bara dan lainnya yang tiada hentinya. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil
tidak dapat diperbaharui, tidak seperti bahan bakar non-fosil.
Dengan kondisi yang sudah demikian memprihatinkan, gerakan hemat energy sudah
merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan hemat bahan bakar dan
menggunakan bahan bakar non-fosil yang dapat diperbaharui seperti tenaga angin, energy
panas bumi tenaga matahari dan lainnya. Duniapun sudah mulai mengubah tren produksi
dan penggunaan bahan bakarnya, dari bahan bakar fosil beralih ke bahan bakar non-fosil,
terutama tenaga surya yang tidak terbatas.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah peralatan pembangkit listrik yang
merubah cahaya matahari menjadi listrik. PLTS sering juga disebut Solar Cell, atau Solar
Photovoltaic, atau Solar Energy. Teknologi ini dikenal karena mempunyai keuntungan
antara lain karena sifatnya yang ramah lingkungan, tidak bising, tidak menghasilkan
emisi gas buang, fleksibel karena daya bisa diatur dalam produksinya, serta menggunakan
bahan bakar selain BBM.
Tulisan ini menjelaskan tentang perencanaan dan perhitungan pembuatan Pembangkit
Listrik Tenaga Surya ( PLTS )
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah peralatan pembangkit listrik yang
merubah cahaya matahari menjadi listrik. PLTS sering juga disebut Solar Cell, atau Solar
Photovoltaic, atau Solar Energy.
Sebagian besar kebutuhan listrik di catu melalui jaringan distribusi listrik (PLN).
Konsumen yang membutuhkan harus berada di dekat jaringan listrik atau jika tidak, maka
perlu dibuatkan sambungan tersendiri.
Dengan konsep yang sederhana yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi
listrik. Yang mana cahaya matahari adalah salah satu bentuk energi dari sumber daya
alam. Sumber daya alam matahari sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik
di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi yang
tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak
memerlukan bahan bakar. Sehingga sel surya sering dikatakan bersih dan ramah
lingkungan.
Bandingkan dengan generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan bahan
bakar untuk menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang dihasilkan
dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat
merusak ekosistem bumi kita.
I.2 Masalah Karena pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari,
maka perencanaan yang baik sangat diperlukan. Perencanaan terdiri dari : • Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (Watt).
• Berapa besar arus yang dihasilkan panel surya (dalam Ampere hour), dalam hal
ini memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.
• Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan
pertimbangan penggunaan tanpa sinar matahari. (Ampere hour).
I.3 Tujuan Mengetahui perencanaan dan perhitungan dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya
(PLTS). Sehingga dapat menghasilkan perencanaan yang baik dan mendapatkan efisiensi
dalam penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
BAB II Deskripsi dan Prinsip Kerja PLTS
Deskripsi umum : Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah peralatan pembangkit listrik yang merubah cahaya matahari menjadi listrik. PLTS sering juga disebut Solar Cell, atau Solar Photovoltaic, atau Solar Energy. Orang awam seringkali keliru menganggap Solar Water Heater (Pemanas Air Tenaga Surya) sebagai PLTS. Solar water heater memanfaatkan thermal dari solar energy dan menghasilkan air panas, prinsip yang sama juga diterapkan untuk solar dryer (pengering tenaga surya), sedangkan PLTS memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan listrik. DC (direct current), yang dapat diubah menjadi listrik AC (alternating current) apabila diperlukan. Oleh karena itu meskipun cuaca mendung, selama masih terdapat cahaya, maka PLTS tetap dapat menghasilkan listrik. PLTS pada dasarnya adalah pencatu daya (alat yang menyediakan daya), dan dapat dirancang untuk mencatu kebutuhan listrik yang kecil sampai dengan besar, baik secara mandiri, maupun dengan Hybrid (dikombinasikan dengan sumber energy lain, seperti PLTS-genset, PLTS microhydro, PLTS-Angin), baik dengan metoda Desetralisasi (satu rumah satu pembangkit) maupun dengan metoda Sentralisasi (listrik didistribusikan dengan jaringan kabel).
Untuk instalasi listrik tenaga surya sebagai pembangkit listrik, diperlukan komponen sebagai berikut:
1. Solar panel mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).
2. Charge controller digunakan untuk mengatur pengaturan pengisian baterai. Tegangan maksimun yang dihasilkan panel surya pada hari yang terik akan menghasilkan tegangan tinggi yang dapat merusak baterai.
3. Inverter adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC - direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC - alternating current).
4. Baterai, adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga surya. Tanpa baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari & berfungsi menyimpan arus litrik yang dihasilkan oleh modul surya sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan elektronik dan peralatan lainnya yang membutuhkan listrik.
Prinsip Kerja PLTS Pada siang hari modul surya menerima cahaya matahari yang kemudian diubah menjadi listrik melalui proses fotovoltaik. Listrik yang dihasilkan oleh modul dapat langsung disalurkan ke beban ataupun disimpan dalam baterai sebelum digunakan ke beban: lampu, radio, dll. Pada malam hari, dimana modul surya tidak menghasilkan listrik, beban sepenuhnya dicatu oleh battery. Demikian pula apabila hari mendung, dimana modul surya menghasilkan listrik lebih rendah dibandingkan pada saat matahari benderang. Modul surya dengan kapasitas tertentu dapat menghasilkan jumlah listrik yang berbeda-beda apabila ditempatkan pada daerah yang berlainan.
BAB III
Spesifikasi Komponen-Komponen Pada Panel Surya
1. Panel Surya ( Solar Panel )
Panel sel surya mengubah intensitas sinar matahari menjadi energi listrik. Panel sel surya menghasilkan arus yang digunakan untuk mengisi batere.
Panel sel surya terdiri dari photovoltaic, yang menghasilkan listrik dari intensitas cahaya, saat intensitas cahaya berkurang (berawan, hujan, mendung) arus listrik yang dihasilkan juga akan berkurang.
Dengan menambah panel sel surya (memperluas) berarti menambah konversi tenaga surya. Umumnya panel sel surya dengan ukuran tertentu memberikan hasil tertentu pula. Contohnya ukuran a cm x b cm menghasilkan listrik DC (Direct Current) sebesar x Watt per hour/ jam.
Tabel Jenis Bahan Pembuatan Solar Panel
Efisiensi
Perubahan Daya
Daya Tahan
Biaya Keterangan Penggunaan
Mono Sangat Baik Sangat Baik
Baik Kegunaan Pemakaian
Luas Sehari-hari
Poly Baik Sangat Baik
Sangat Baik
Cocok untuk Produksi masal di masa depan
Sehari-hari
Amorphous Cukup Baik Cukup Baik
Baik
Bekerja baik dalam
pencahayaan fluorescent
Sehari-hari &Perangkat Komersial
(Kalkulator)
Coumpound (GAS)
Sangat Baik Sangat Baik
Cukup Baik
Berat &Rapuh Pemakaian
di Luar Angkasa
Beberapa penjelasan contoh jenis bahan panel sel surya:
Polikristal (Poly-crystalline)
Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.
Monokristal (Mono-crystalline)
Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.
Contoh Implementasi Solar Panel
Beberapa contoh implementasi solar panel dan perangkat yang menggunakan energi yang dihasilkan :
Ukuran Panel Surya
10 WP 20 WP 50 WP 80 WP 120 WP
Jumlah Watt untuk
pengisian batere ( 5 jam
sehari )
50 W, 4.17A
100W, 8.33A
250 W, 20.83 A
400 W, 33.33 A
600 W, 50 A
Lampu LED 3 Watt (
pemakaian 12 jam )
1 ( 36 W) 3 (108 W) 7 (252 W) 11 (396 W) 16 (576 W)
Lampu LED 21 Watt (
pemakaian 12 jam )
1 (252 W) 1 (252 W) 2 (504 W)
Spesifikasi Teknis Solar Panel
(dapat berubah sesuai dengan produk) :
Output Power 20 50 80 80 120 Cell Type Multi Multi Armorphous Multi Multi
Max Power (W) 20 50 88 85 120 Min Power (W) 76 76 114
Open Circuit Voltage (Voc)
21.6 21.6 63.3 21.6 21.3
Short Circuit Curent (Isc)
1.3 2.98 2.08 5.15 7.81
Max Power Voltage (Vpm)
17.2 17.6 47.6 `17.3 17.1
Max Power Curent (Ipm)
1.17 2.85 1.68 4.63 7.02
Max System Voltage (V)
600 600 540
Dimention L X W X H (mm)
639 x 294 x
23
835 x 540 x
28
1129 x 934 x 46
1214 x 545 x 35
1499 x
662 x 46
Modul Efficiency 7.6 14.1 13.1 Weight (kg) 2.4 5.5 17 9 14
Pemeliharaan Solar Panel
Pada umumnya panel sel surya tidak membutuhkan pemeliharan yang rutin seperti genset. Genset umumnya diharuskan untuk dihidupkan satu kali seminggu, pemeriksaan oli, pemeriksaan batere, dll. Pemeliharaan panel sel surya:
• Dibersihkan berkala untuk tidak mengurangi penyerapan intensitas matahari.
• Mengatur letak dari panel sel surya supaya mendapatkan sinar matahari langsung dan tidak terhalangi objek (pohon, jemuran, bangunan, dll)
2. Charge Controller - Solar Controller
Solar Charge Controller adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban.
Solar charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian - karena batere sudah 'penuh') dan kelebihan voltase dari panel surya. Kelebihan voltase dan pengisian akan mengurangi umur baterai.
Solar charge controller menerapkan teknologi Pulse width modulation (PWM) untuk mengatur fungsi pengisian baterai dan pembebasan arus dari baterai ke beban.
Solar panel 12 Volt umumnya memiliki tegangan output 16 - 21 Volt. Jadi tanpa solar charge controller, baterai akan rusak oleh over-charging dan ketidakstabilan tegangan. Baterai umumnya di-charge pada tegangan 14 - 14.7 Volt.
Fungsi Solar Charge Controller
Beberapa fungsi detail dari solar charge controller adalah sebagai berikut:
• Mengatur arus untuk pengisian ke baterai, menghindari overcharging, dan overvoltage.
• Mengartur arus yang dibebaskan/ diambil dari baterai agar baterai tidak 'full discharge', dan overloading.
• Monitoring temperatur baterai
Untuk membeli solar charge controller yang harus diperhatikan adalah:
• Voltage 12 Volt DC / 24 Volt DC • Kemampuan (dalam arus searah) dari controller. Misalnya 5 Ampere, 10
Ampere, dsb. • Full charge dan low voltage cut
Sepertimempunyterisi makdeteksi admengisi bdrop, mak
Solar Cterhubungdengan baload ). Arsel surya listrik DC
Chargebukan haangin atau'tandem' yini energi saja, sehinfull, dapatmaka daya
Teknolo
Ada dua je
* PWM (dari on daform.
i yang telahyai kemampka secara odalah melaluaterai samp
ka baterai ak
Charge Cong dengan ouaterai / aki rus listrik Dkarena biadari panel
e Controlleranya berasupun mikro yaitu mempyang dihas
ngga keterbt disupport a listrik per
ogi Solar C
enis teknolo
(Pulse Widean off elektr
h disebutkanpuan mendeotomatis penui monitor lpai level tegkan diisi kem
ntroller biautput panel dan 1 outp
DC yang beasanya ada sel surya ke
r bahkan adasal dari m
hidro. Di punyai 2 inpilkan menjaatasan wakoleh tenagbulannya b
Charge C
ogi yang um
e Modulatirikal, sehing
n di atas solaeteksi kapasngisian aruevel teganggangan tertembali.
asanya terdisel surya, 1
put ( 2 termerasal dari b'diode pro
e baterai, bu
a yang memmatahari, pasaran su
put yang beadi berlipat
ktu yang tidaga angin. Bibisa jauh leb
Controller
mum diguna
on), sepertigga mencip
ar charge cositas bateraius dari panegan batere. Sentu, kemud
iri dari : 1 1 output ( 2
minal ) yangbaterai tidatection' yan
ukan sebalik
mpunyai lebtapi juga
udah banyakerasal dari mganda kareak bisa disuila kecepatabih besar da
r
akan oleh so
i namanya takan seaka
ontroller yani. Bila bateel sel suryaSolar chargedian apabil
input ( 2 2 terminal )g terhubung k mungkin ng hanya mknya.
ih dari 1 subisa bera
k ditemui cmatahari da
ena angin biuplai energian rata-rata ari energi ma
olar charge c
menggunakan-akan sine
ng baik biaserai sudah pa berhenti. e controllera level tega
terminal ) yang terhudengan bemasuk ke
melewatkan
mber daya, asal dari techarge contan angin. Uisa bertiup ki matahari sangin terp
atahari.
controller :
kan 'lebar' e wave elec
sanya penuh
Cara r akan angan
yang ubung eban ( panel
n arus
yaitu enaga troller Untuk kapan secara enuhi
pulse ctrical
* MPPT (Maximun Power Point Tracker), yang lebih efisien konversi DC to DC (Direct Current). MPPT dapat mengambil maximun daya dari PV. MPPT charge controller dapat menyimpan kelebihan daya yang tidak digunakan oleh beban ke dalam baterai, dan apabila daya yang dibutuhkan beban lebih besar dari daya yang dihasilkan oleh PV, maka daya dapat diambil dari baterai.
Kelebihan MPPT dalam ilustrasi ini: Panel surya ukuran 120 Watt, memiliki karakteristik Maximun Power Voltage 17.1 Volt, dan Maximun Power Current 7.02 Ampere. Dengan solar charge controller selain MPPT dan tegangan batere 12.4 Volt, berarti daya yang dihasilkan adalah 12.4 Volt x 7.02 Ampere = 87.05 Watt. Dengan MPPT, maka Ampere yang bisa diberikan adalah sekitar 120W : 12.4 V = 9.68 Ampere.
Teknologi yang sudah jarang digunakan, tetapi sangat murah, adalah Tipe 1 atau 2 Stage Control, dengan relay ataupun transistor. Fungsi relay adalah meng-short ataupun men-disconnect baterai dari panel surya.
Cara Kerja Charge Controller
Solar charge controller, adalah komponen penting dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Solar charge controller berfungsi untuk:
• Charging mode: Mengisi baterai (kapan baterai diisi, menjaga pengisian kalau baterai penuh).
• Operation mode: Penggunaan baterai ke beban (pelayanan baterai ke beban diputus kalau baterai sudah mulai 'kosong').
Charging Mode Solar Charge Controller
Dalam charging mode, umumnya baterai diisi dengan metoda three stage charging:
• Fase bulk: baterai akan di-charge sesuai dengan tegangan setup (bulk - antara 14.4 - 14.6 Volt) dan arus diambil secara maksimun dari panel surya. Pada saat baterai sudah pada tegangan setup (bulk) dimulailah fase absorption.
• Fase absorption: pada fase ini, tegangan baterai akan dijaga sesuai dengan tegangan bulk, sampai solar charge controller timer (umumnya satu jam) tercapai, arus yang dialirkan menurun sampai tercapai kapasitas dari baterai.
• Fase flloat: baterai akan dijaga pada tegangan float setting (umumnya 13.4 - 13.7 Volt). Beban yang terhubung ke baterai dapat menggunakan arus maksimun dari panel surya pada stage ini.
Sensor Temperatur Baterai Charge Controller
Untuk solar charge controller yang dilengkapi dengan sensor temperatur baterai. Tegangan charging disesuaikan dengan temperatur dari baterai. Dengan sensor ini didapatkan optimun dari charging dan juga optimun dari usia baterai.
Apabila solar charge controller tidak memiliki sensor temperatur baterai, maka tegangan charging perlu diatur, disesuaikan dengan temperatur lingkungan dan jenis baterai.
Mode Operation Solar Charge Controller
Pada mode ini, baterai akan melayani beban. Apabila ada over-discharge ataun over-load, maka baterai akan dilepaskan dari beban. Hal ini berguna untuk mencegah kerusakan dari baterai.
3. Inverter DC ke AC
Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere, panel sel surya menjadi AC.
Penggunaan inverter dari dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah untuk perangkat yang menggunakan AC (Alternating Current).
Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan inverter:
• Kapasitas beban dalam Watt, usahakan memilih inverter yang beban kerjanya mendekati dgn beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal
• Input DC 12 Volt atau 24 Volt • Sinewave ataupun square wave outuput AC
True sine wave inverter diperlukan terutama untuk beban-beban yang masih menggunakan motor agar bekerja lebih mudah, lancar dan tidak cepat panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka true sine wave inverter adalah yang paling mahal diantara yang lainnya karena dialah yang paling mendekati bentuk gelombang asli dari jaringan listrik PLN.
Dalam perkembangannya di pasaran juga beredar modified sine wave inverter yang merupakan kombinasi antara square wave dan sine wave. Bentuk gelombangnya bila dilihat melalui oscilloscope berbentuk sinus dengan ada garis putus-putus di antara sumbu y = 0 dan grafik sinusnya. Perangkat yang menggunakan kumparan masih bisa beroperasi dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal.
Sedangkan pada square wave inverter beban-beban listrik yang menggunakan kumparan / motor tidak dapat bekerja sama sekali.
Selain itu dikenal juga istilah Grid Tie Inverter yang merupakan special inverter yang biasanya digunakan dalam sistem energi listrik terbarukan, yang
mengubah arus listrik DC menjadi AC yang kemudian diumpankan ke jaringan listrik yang sudah ada. Grid Tie Inverter juga dikenal sebagai synchronous inverter dan perangkat ini tidak dapat berdiri sendiri, apalagi bila jaringan tenaga listriknya tidak tersedia. Dengan adanya grid tie inverter kelebihan KWh yang diperoleh dari sistem PLTS ini bisa disalurkan kembali ke jaringan listriki PLN untuk dinikmati bersama dan sebagai penggantinya besarnya KWh yang disuplai harus dibayar PLN ke penyedia PLTS, tentunya dengan tarif yang telah disepakati sebelumnya. Sayangnya sampai sekarang ketentuan tarif semacam ini masih terus digodok seiring dengan aturan mengenai listrik swasta.
Rugi-rugi / loss yang terjadi pada inverter biasanya berupa dissipasi daya dalam bentuk panas. Effisiensi tertinggi dipegang oleh grid tie inverter yang diclaim bisa mencapai 95-97% bila beban outputnya hampir mendekati rated bebannya. Sedangkan pada umumnya effisiensi inverter adalah berkisar 50-90% tergantung dari beban outputnya. Bila beban outputnya semakin mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya semakin besar, demikian pula sebaliknya. Modified sine wave inverter ataupun square wave inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya akan jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter. Perangkatnya akan menyedot daya 20% lebih besar dari yang seharusnya.
4. Baterai untuk Sel Surya
Baterai adalah alat penyimpan tenaga listrik arus searah ( DC ). Ada beberapa jenis baterai / aki di pasaran yaitu jenis aki basah/konvensional, hybrid dan MF ( Maintenance Free ). Aki basah/konvensional berarti masih menggunakan asam sulfat ( H2SO4 ) dalam bentuk cair. Sedangkan aki MF sering disebut juga aki kering karena asam sulfatnya sudah dalam bentuk gel/selai. Dalam hal mempertimbangkan posisi peletakkannya maka aki kering tidak mempunyai kendala, lain halnya dengan aki basah.
Aki konvensional juga kandungan timbalnya ( Pb ) masih tinggi sekitar 2,5%untuk masing-masing sel positif dan negatif. Sedangkan jenis hybrid kandungan timbalnya sudah dikurangi menjadi masing-masing 1,7%, hanya saja sel negatifnya sudah ditambahkan unsur Calsium. Sedangkan aki MF / aki kering sel positifnya masih menggunakan timbal 1,7% tetapi sel negatifnya sudah tidak menggunakan timbal melainkan Calsium sebesar 1,7%. Pada Calsium battery Asam Sulfatnya ( H2SO4 ) masih berbentuk cairan, hanya saja hampir tidak memerlukan perawatan karena tingkat penguapannya kecil sekali dan dikondensasi kembali. Teknologi sekarang bahkan sudah memakai bahan silver untuk campuran sel negatifnya. Ada beberapa pertimbangan dalam memilih aki :
• Tata letak, apakah posisi tegak, miring atau terbalik. Bila pertimbangannya untuk segala posisi maka aki kering adalah pilihan utama karena cairan air aki tidak akan tumpah. Kendaraan off road biasanya menggunakan aki kering mengingat medannya yang berat. Aki ikut
terguncang-guncang dan terbanting. Aki kering tahan goncangan sedangkan aki basah bahan elektodanya mudah rapuh terkena goncangan.
• Voltase / tegangan, di pasaran yang mudah ditemui adalah yang bertegangan 6V, 12V da 24V. Ada juga yang multipole yang mempunyai beberapa titik tegangan. Yang custom juga ada, biasanya dipakai untuk keperluan industri.
• Kapasitas aki yang tertulis dalam satuan Ah ( Ampere hour ), yang menyatakan kekuatan aki, seberapa lama aki tersebut dapat bertahan mensuplai arus untuk beban / load.
• Cranking Ampere yang menyatakan seberapa besar arus start yang dapat disuplai untuk pertama kali pada saat beban dihidupkan. Aki kering biasanya mempunyai cranking ampere yang lebih kecil dibandingkan aki basah, akan tetapi suplai tegangan dan arusnya relatif stabil dan konsisten. Itu sebabnya perangkat audio mobil banyak menggunakan aki kering.
• Pemakaian dari aki itu sendiri apakah untuk kebutuhan rutin yang sering dipakai ataukah cuma sebagai back-up saja. Aki basah, tegangan dan kapasitasnya akan menurun bila disimpan lama tanpa recharge, sedangkan aki kering relatif stabil bila di simpan untuk jangka waktu lama tanpa recharge.
• Harga karena aki kering mempunyai banyak keunggulan maka harganya pun jauh lebih mahal daripada aki basah. Untuk menjembatani rentang harga yang jauh maka produsen aki juga memproduksi jenis aki kalsium ( calcium battery ) yang harganya diantara keduanya.
• Secara garis besar, battery dibedakan berdasarkan aplikasi dan konstruksinya. Berdasarkan aplikasi maka battery dibedakan untuk automotif, marine dan deep cycle. Deep cycle itu meliputi battery yang biasa digunakan untuk PV ( Photo Voltaic ) dan back up power. Sedangkan secara konstruksi maka battery dibedakan menjadi type basah, gel dan AGM ( Absorbed Glass Mat ). Battery jenis AGM biasanya juga dikenal dgn VRLA ( Valve Regulated Lead Acid ).
• Battery kering Deep Cycle juga dirancang untuk menghasilkan tegangan yang stabil dan konsisten. Penurunan kemampuannya tidak lebih dari 1-2% per bulan tanpa perlu dicharge. Bandingkan dengan battery konvensional yang bisa mencapai 2% per minggu untuk self discharge. Konsekuensinya untuk charging pengisian arus ke dalam battery Deep Cycle harus lebih kecil dibandingkan battery konvensional sehingga butuh waktu yang lebih lama untuk mengisi muatannya. Antara type gel dan AGM hampir mirip hanya saja battery AGM mempunyai semua kelebihan yang dimiliki type gel tanpa memiliki kekurangannya. Kekurangan type Gel adalah pada waktu dicharge maka tegangannya harus 20% lebih rendah dari battery type AGM ataupun basah. Bila overcharged maka akan timbul rongga di dalam gelnya yg sulit diperbaiki sehingga berkurang kapasitas muatannya.
• Karena tidak ada cairan yang dapat membeku maupun mengembang, membuat battery Deep Cycle tahan terhadap cuaca ekstrim yang membekukan. Itulah sebabnya mengapa pada cuaca dingin yang ekstrim,
kendaraan yang menggunakan baterai konvensional tidak dapat distart alias mogok.
• Ada 2 rating untuk battery yaitu CCA dan RC. • * CCA ( Cold Cranking Ampere ) menunjukkan seberapa besar arus yang
dapat dikeluarkan serentak selama 30 detik pada titik beku air yaitu 0 derajad Celcius.
• * RC ( Reserve Capacity ) menunjukkan berapa lama ( dalam menit ) battery tersebut dapat menyalurkan arus sebesar 25A sambil tetap menjaga tegangannya di atas 10,5 Volt.
• Battery Deep Cycle mempunyai 2-3 kali lipat nilai RC dibandingkan battery konvensional. Umur battery AGM rata-rata antara 5-8 tahun.
BAB IV
Perencanaan dan Perhitungan PLTS
Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Karena pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari, maka perencanaan yang baik sangat diperlukan. Perencanaan terdiri dari:
• Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (Watt). • Berapa besar arus yang dihasilkan panel surya (dalam Ampere hour),
dalam hal ini memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.
• Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan penggunaan tanpa sinar matahari. (Ampere hour).
Dalam nilai ekonomi, pembangkit listrik tenaga surya memiliki nilai yang lebih tinggi, dimana listrik dari PT. PLN tidak dimungkinkan, ataupun instalasi generator listrik bensin atau solar. Misalnya daerah terpencil seperti : pertambangan, perkebunan, perikanan, desa terpencil, dll. Dari segi jangka panjang, nilai ke-ekonomian juga tinggi, karena dengan perencanaan yang baik, pembangkit listrik tenaga surya dengan panel surya memiliki daya tahan 20 - 25 tahun. Baterai dan beberapa komponen lainnya dengan daya tahan 3 - 5 tahun.
Diagram Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Diagram instalasi pembangkit listrik tenaga surya ini terdiri dari solar panel, charge controller, inverter, baterai.
Dari diagram pembangkit listrik tenaga surya diatas : beberapa solar panel di paralel untuk menghasilkan arus yang lebih besar. Combiner pada gambar diatas menghubungkan kaki positif panel surya satu dengan panel surya lainnya. Kaki/ kutub negatif panel satu dan lainnya juga dihubungkan. Ujung kaki positif panel surya dihubungkan ke kaki positif charge controller, dan kaki negatif panel surya dihubungkan ke kaki negatif charge controller. Tegangan panel surya yang dihasilkan akan digunakan oleh charge controller untuk mengisi baterai. Untuk menghidupkan beban perangkat AC (alternating current) seperti Televisi, Radio, komputer, dll, arus baterai disupply oleh inverter.
Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga surya membutuhkan perencanaan mengenai kebutuhan daya:
• Jumlah pemakaian • Jumlah solar panel • Jumlah baterai
Menghitung Kebutuhan PLTS Sebagian besar orang selalu menanyakan kapasitas PLTS dengan ukuran listrik PLN, seperti 450W, 900 W dan seterusnya. Kapasitas terpasang tersebut dalam PLTS sering disebut sebagai Wp (Watt Peak) yang menunjukkan kapasitas dari modul surya pada saat matahari dalam kondisi terik/puncak. Kapasitas modul surya yang tersedia sangat banyak: 10 Wp, 30 Wp, 40 Wp, 50 Wp, 65 Wp, 70 Wp, 80 Wp, 100 Wp, 125 Wp, 150 Wp, dan 160 Wp.
Untuk menghitung berapa PLTS yang dibutuhkan, dapat diikuti tahapan sebagai berikut: a. Modul surya akan menghasilkan listrik sesuai dengan tingkat radiasi matahari yang diterimanya. Tingkat radiasi ini berbeda dari satu tempat ke lainnya, dipengaruhi oleh letak lokasi dari khatulistiwa (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), awan, tingkat polusi, kelembaban, dan suhu. Namun demikian untuk memudahkan, di Indonesia dapat dipakai patokan 1 modul surya kapasitas 120Wp dapat menghasilkan listrik sebesar 120 Wh (Watt hour atau Watt Jam) per hari. b. Untuk menghitung berapa listrik yang akan diperlukan untuk mengoperasikan peralatan elektronik (Wh), kalikan Watt (AC ataupun DC) peralatan dengan lamanya (Jam) peralatan tersebut akan dipakai setiap hari (kumulatif). Misal, jika 1 buah lampu 10 watt, ingin dinyalakan dalam satu hari kumulatif selama 15 jam, maka akan dibutuhkan listrik sebanyak 10 Watt x 1 buah x 15 Jam = 150 Wh (Watt Jam-Watt Hour). Masukkan peralatan lainnya dalam kalkulasi berikut:
• Penerangan rumah: 10 lampu CFL @ 15 Watt x 4 jam sehari = 600 Watt hour.
• Televisi 21": @ 100 Watt x 5 jam sehari = 500 Watt hour • Kulkas 360 liter : @ 135 Watt x 24 jam x 1/3 (karena compressor kulkas
tidak selalu hidup, umumnya mereka bekerja lebih sering apabila kulkas lebih sering dibuka pintu) = 1080 Watt hour
• Komputer : @ 150 Watt x 6 jam = 900 Watt hour • Perangkat lainnya = 400 Watt hour • Total kebutuhan daya = 3480 Watt hour
Jumlah panel surya yang dibutuhkan, satu panel kita hitung 120 Wp (perhitungan adalah 5 jam maksimun tenaga surya):
• Kebutuhan panel surya : ( 3480 / (120 x 5) ) = 6 panel surya. • Dengan dimensi pada panel surya ( Panjang x Lebar x Tinggi ) = 1499 x
662 x 46 (mm)
Jumlah kebutuhan batere 12 Volt dengan masing-masing 100 Ah:
• Kebutuhan batere minimun (batere hanya digunakan 50% untuk pemenuhan kebutuhan listrik), dengan demikian kebutuhan daya kita kalikan 2 x lipat : 3480 x 2 = 6960 Watt hour = 6960 / 12 Volt / 100 Amp = 6 batere 100 Ah.
• Kebutuhan batere (dengan pertimbangan dapat melayani kebutuhan 3 hari tanpa sinar matahari) : 3480 x 3 x 2 = 20880 Watt hour =20880 / 12 Volt / 100 Amp = 17 batere 100 Ah.
DAFTAR PUSTAKA
[ SOLAR-PANEL.PDF]
http://www.tenaga-surya.com/index.php/solar-panel
http://www.tenaga-surya.com/index.php/charge-controller
http://www.tenaga-surya.com/index.php/inverter
http://www.tenaga-surya.com/index.php/batere
INFORMASI UMUM PLTS.PDF - Abdul Kholik
http://www.tcpdf.org
Penulis
Nama saya Gagah Indrasmara Agityasaputra tapi orangtua saya memanggil
saya dengan nama panggilan eras. Jadi panggil saya eras. Saya kuliah di
Universitas TRISAKTI Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Elektro
konsentrasi A (Arus Kuat) angkatan 2006.
Saya lahir di Banjarmasin 3 Desember 1988. Sebagai mahasiswa saya adalah
alumni SD YAPENKA, SLTP Al-Ikhlas dan SMU AIPL (Al-Izhar Pondok Labu).
Saya menyukai olahraga basket. Saya di kampus juga mengikuti kegiatan
organisasi Himpunan Mahasiswa Elektro dan BEM FTI.
Makalah ini saya buat sebagai tugas kuliah Pembangkit Sumber Energi (PSE).
Sebuah kuliah yang membuat mahasiswa termotivasi agar mengembangkan
berbagai macam jenis pembangkit energi listrik yang baru dan terbaharukan.
Mudah-mudahan makalah ini dapat membantu negara ini dari krisis energi.
Mohon maaf apabila ada kesalahan dalam hal penulisan maupun isi dari makalah
ini. Karena hanya sebatas inilah pengetahuan penulis dalam pembuatan makalah
ini.
Apabila ingin menghubungi saya bisa lewat email di
Wassalam...