-
1
Kesepahaman Agenda 21 Global
Pemanfaatan Energi Surya Melalui Photovoltaik Sebagai Upaya
Pengembangan Energi Baru Terbarukan Dalam Rangka
Diversifikasi Energi Mix di Indonesia
Penulis: Drs. ASMUNIV, MT
NIP. 19611009 198803 1 001 (Widyaiswara PPPPTK-VEDC Malang)
ABSTRAKSI
Memasuki abad ke 21 merupakan era abad industrialisasi dan
diperkirakan pada pada tahun 2050 kebutuhan energi dunia meningkat
dua kali atau hampir mendekati angka tiga kali lipat sebanding
dengan pertumbuhan populasi penduduk secara global. Beban ini
dirasakan dari tahun ke tahun semakin bertambah berat, terutama
ketergantungan terhadap sumber energi fosil sebagai pemasok energi
utama masih begitu tinggi, situasi ini menyebabkan kelangkaan dan
persediaan sumber energi fosil dari tahun ke tahun semakin menipis
dan amat terbatas. Kondisi ini turut menperkuat terjadinya krisis
energi dan secara tidak langsung membuat harga energi menjadi mahal
dan semakin bertambah melambung tinggi.
Perkembangan dunia industri dan peningkatan jumlah penduduk yang
tidak terkendali secara langsung dapat mengakibatkan tuntutan
kebutuhan dan persediaan sumber energi semakin meningkat.
Permasalahan ini dirasakan hampir sebagian besar negara-negara di
seluruh dunia. Persediaan energi fosil yang terbatas dengan
kebutuhan yang meningkat, menyebabkan harga menjadi mahal. Selain
itu dampak eksploitasi energi fosil yang berlebihan khususnya
minyak bumi terbukti telah membawa dampak polusi udara serta
pengotoran lingkungan menjadi panorama sebagai ciri khas kota-kota
besar negara berkembang saat ini, terutama seperti kota-kota besar
di negara-negara berkembang seperti Jakarta, New Delhi dan
kota-kota besar di belahan benua Amerika Latin seperti Rio de
Janeiro. Untuk itu dalam waktu mendesak segera perlu dipikirkan,
bagaimana upaya mencari energi alternatif sebagai sumber energi
pengganti.
Pemerintah Indonesia tengah menyiapkan rencana induk (blue
print) atau pemetaan persoalan (roadmap) mengenai pengembangan
energi terbarukan 2005-2020. Dalam jangka panjang energi terbarukan
itu, diharapkan dapat memberikan kontribusi yang signifikan dalam
penyediaan energi yang berkelanjutan di masa depan. Penyiapan
rencana induk itu merupakan kelanjutan atas kebijakan energi
nasional.
Sebagai negara yang beriklim tropis, energi surya merupakan
salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh
Pemerintah Indonesia, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang
cukup besar. Dampak positif dalam mendorong pemanfaatan energi
terbarukan khususnya pembangkit listrik, pemerintah Indonesia
disebutkan juga telah menyiapkan beberapa peraturan, antara lain:
Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun 2005 tentang Penyediaan dan
Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan Penggunaan Sumber Energi
Setempat, dengan Mengutamakan Pemakaian Energi Terbarukan.
Kata Kunci: Kesepahaman Agenda Teknologi Abad 21, Peraturan
Pemerintah Indonesia Tentang Energi Baru Terbarukan, Kebutuhan
Energi Dunia, Efek Gas Rumah Kaca, Konsep Green Technology-Training
Center (GTTC), Konsep PLTS off Grid, Konsep PLTS on Grid, Solar
Modul, Inverter, Komunikasi energi,
-
2
1. LATAR BELAKANG
1.1. PPPPTK/VEDC-BOE Malang
Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga
Kependidikan atau lebih dikenal dengan sebutan Vocational
Education
Development Center (PPPPTK/VEDC-BOE) Malang merupakan bagian
terpadu
dari sistem Pendidikan Nasional di bawah naungan Direktorat
Jenderal
Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan Kementerian
Pendidikan
Nasional, dalam hal ini Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan
Menengah.
Sejarah PPPPTK/VEDC-BOE Malang didirikan pada tahun 1982, dengan
nama
Pusat Pengembangan dan Penataran Guru Teknologi (PPPGT-Malang)
yang
mana tugas utama pada saat itu adalah mencetak (D3GT) dan
melatih guru-
guru Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) di bidang Teknologi di
kawasan
Indonesia Bagian Timur.
Gambar 1. View Depan PPPPTK/VEDC-BOE Malang
Sejalan dengan perkembangan dan tuntutan kebutuhan teknologi
saat ini, maka PPPPTK/VEDC-BOE Malang sudah seharusnya perlu
merevisi
dan memperbaiki visi, misi dari tujuan pendidikan dan pelatihan
kita.
Pembangunan sistem pendidikan dan pelatihan dengan
mempertimbangkan
Green development tidak dapat terlepas dari pembangunan
kebutuhan
masyarakat saat ini secara utuh (berkelanjutan). Konsep
pembangunan
pendidikan yang demikian, yakni dengan memperhatikan
kesejahteraan
ekonomi, ekologi dan keadilan sosial dengan menyertakan
masyarakat sebagai
bagian yang tidak terpisahkan (terintegrasi) dari sistem alam
(ekosistem)
merupakan sistem pendidikan dan pelatihan yang menerapkan
kurikulum hijau.
Pembangunan kurikulum pendidikan yang tidak berwawasan
lingkungan dan
tidak menyertakan masyarakat sebagai subjek sosial merupakan
sistem
pendidikan yang egois (dampak egois masyarakat kelak akan
menimbulkan
-
3
bencana). Sifat egois dari masyarakat berperan dapat merusak
lingkungan.
Konsep Hijau lebih mengedepankan pemberdayaan masyarakat
sekitar
sebagai bagian integral dari pembangunan kurikulum
pendidikan/pelatihan yang
ramah lingkungan (Agenda 21 Global).
1.2. Kebutuhan Energi Dunia
Kebutuhan energi listrik global dari tahun ke tahun semakin
meningkat. Peningkatan kebutuhan energi listrik tersebut sejalan
dengan
meningkatnya laju pertumbuhan penduduk, ekonomi, dan
pesatnya
perkembangan di sektor industri. Guna mendukung pembangunan
yang
berkelanjutan (sustainable development), maka pemerintah
Indonesia telah
menyusun kebijakan energi nasional dengan melakukan pendekatan
yang
terintegrasi dengan memperhatikan dan mempertimbangkan
masalah
konservasi serta kemampuan daya dukung dari lingkungan sekitar.
Oleh karena
itu eksploitasi terhadap sumber daya alam dan sumber daya
manusia harus
memperhatikan kebutuhan generasi sekarang baik secara ekonomis,
ekologis
maupun sosial tanpa mengurangi kebutuhan generasi yang akan
datang.
Sampai saat ini masalah kebutuhan energi dunia masih
didominasi
oleh sumber energi tak terbarukan (fosil). Pemanfaatan sumber
energi fosil,
seperti minyak bumi, gas dan batubara, secara alamiah dari tahun
ke tahun
jumlahnya semakin menipis dan terbatas. Disamping itu dampak
dari
penggunaan energi fosil, mulai dari proses penyediaan,
pengolahan,
transportasi dan hingga sampai pada pemanfaatan, terutama
terkait dengan
masalah pemanfaatan kebutuhan energi di sektor transportasi
sampai saat ini
masih menggunakan sumber energi fosil. Mengingat
kecenderungan
penggunaan energi fosil yang cenderung semakin meningkat dengan
jumlah
produksi semakin menipis dan terbatas. Disamping itu, terutama
terkait dengan
masalah dampak perubahan iklim (climate change) yang ditimbulkan
akibat
penggunaan energi fosil. Maka dari itu, perubahan cara pandang
negara-
negara di dunia mulai cenderung mengurangi penggunaan sumber
energi fosil
dan mengalihkan perhatiannya pada pemanfaatan sumber energi
terbarukan
(renewable energy source) sebagai sumber energi pengganti masa
depan
ramah lingkungan.
-
4
Menurut proyeksi Badan Energi Dunia (International Energy
Agency-IEA), menunjukan bahwa permintaan kebutuhan energi dunia
terus
mengalami peningkatan. hingga tahun 2030 permintaan energi dunia
meningkat
sebesar 45% atau rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6%
per tahun.
Sebagaian besar atau sekitar 80% kebutuhan energi dunia tersebut
dipasok
dari bahan bakar fosil.
Tabel 1 Kebutuhan energi primer dunia sampai tahun 2030.
Berdasarkan proyeksi Badan Energi Dunia (IEA) selama periode
2006-2030, permintaan energi dunia sebagian besar didominaasi
dari negara-
negara non OECD yakni sebesar 87 %. Pertumbuhan permintaan
energi China
diproyeksikan paling besar dibandikan dengan kawasan lainnya.
India,
belakangan ini juga memperlihatkan pertumbuhan permintaan energi
cukup
besar satu tingkat dibawah China.
Berdasarkan data, bahwa pertumbuhan energi pada periode
tersebut, juga ditandai dengan menempatkan posisi batubara
sebagai urutan ke
dua terpenting pemasok sumber energi setelah minyak. Pemakaian
batubara
diperkirakan mengalami peningkatan tiga kali lipat hingga 2030.
Sebesar 97%
pemakaian batubara adalah non OECD dengan China mengkonsumsi
dua
pertiga terbesar di dunia.
Posisi batubara dalam memasok energi sejalan dengan
meningkatnya permintaan pembangunan pembangkit listrik di
sejumlah
kawasan yang didorong pula oleh pertumbuhan ekonomi dan
pendapatan.
Pertumbuhan permintaan batubara diproyeksikan tumbuh sekitar 2%
per tahun
(pada periode 2006-2007 permintaan batubara tumbuh 4,8%).
Terhadap
permintaan energi dunia batubara menyumbang 26% tahun 2006
menjadi 29%.
-
5
Posisi kedua setelah batubara, pasokan energi dunia secara
berurutan disumbang oleh gas, biomasa, nuklir, hydro dan sumber
energi baru
dan terbarukan. Peran sumber energi baru dan terbarukan (EBT)
untuk
kelistrikan memperlihat terus mengalami peningkatan.
Diproyeksikan mulai
2010 peran energi baru dan terbarukan dalam kelistrikan
menduduki posisi ke
dua setelah batubara dan hydro.
Meskipun demikian, berdasarkan analisa dari IEA
kecenderungan
pemakaian energi dunia masih dibayang-bayangi beragam masalah
terkait
dengan aspek sosial, lingkungan dan ekonomi. Keamanan cadangan
dan impor
minyak dan gas semakin sangat bergantung kepada OPEC. Pada sisi
lain
peningkatan pemakaian bahan bakar fosil memicu perubahan iklim.
Untuk itu
sebagai upaya meredam perubahan iklim global, maka Badan Energi
Dunia
(IEA) menganjurkan pemakaian energi yang bersih dan efisien guna
menekan
naiknya emisi gas karbon.
1.3. Isu Lingkungan Global
Efek Gas Rumah Kaca (Green House Effect), marupakan gejala
alam dengan ditandai naiknya suhu permukaan bumi akibat
naiknya
konsentrasi gas CO2 dan gas-gas lainnya di atmosfir yang
diakibatkan oleh
kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan
bakar organic
lainnya yang melampaui kemampuan tumbuh-tumbuhan dan laut
untuk
mengaborsinya. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di
atmosfir,
semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan
bumi,
kemudian dipantulkan dan diserap kembali oleh atmosfir. Efek ini
akan
menyebabkan suhu permukaan bumi menjadi semakin meningkat
(pemanasan
global/global warming), sehinggga mengakibatkan adanya perubahan
iklim
(climate change) yang sangat ekstrim di bumi dan pada akhirnya
akan
berpengaruh, permukaan air laut semakin meningkat, banjir
bandang dan pada
akhirnya mempengaruhi pola tanam sistem pertanian.
-
6
Gambar 2. Efek Gas Rumah Kaca
Kontributor terbesar pemanasan global saat ini adalah Karbon
Dioksida (CO2), metana (CH4) yang dihasilkan agrikultur dan
peternakan
(terutama dari sistem pencernaan hewan-hewan ternak), Nitrogen
Oksida (NO)
dari pupuk, dan gas-gas yang digunakan untuk kulkas dan
pendingin ruangan
(CFC). Rusaknya hutan-hutan yang seharusnya berfungsi sebagai
penyimpan
CO2 juga makin memperparah keadaan ini karena pohon-pohon yang
mati akan
melepaskan CO2 yang tersimpan didalam jaringannya ke
atmosfer.
Setiap gas rumah kaca memiliki efek pemanasan global yang
berbeda-beda. Beberapa gas menghasilkan efek pemanasan lebih
parah dari
CO2. Sebagai contoh sebuah molekul metan menghasilkan efek
pemanasan 23
kali dari molekul CO2. Molekul NO bahkan menghasilkan efek
pemanasan
sampai 300 kali dari molekul CO2. Gas-gas lain seperti
chlorofluorocarbons
(CFC) ada yang menghasilkan efek pemanasan hingga ribuan kali
dari CO2.
Tetapi untungnya pemakaian CFC telah dilarang di banyak negara
karena CFC
telah lama dituding sebagai penyebab rusaknya lapisan ozon.
1.4. Kesepahaman Agenda 21 Global
-
7
Di abad ke21, pembangunan mulai bergeser ke arah yang
berkelanjutan. Melalui berbagai pemikiran yang berkembang di
dunia sejak
tahun 1960an, pembangunan yang bersifat ekspansif diupayakan
beralih
menjadi pembangunan yang berkelanjutan (Sustainable
Development), yakni
pembangunan yang memperhatikan kebutuhan saat ini tanpa
mengurangi hak
pemenuhan kebutuhan bagi generasi mendatang. Gambar 3
memperlihatkan
ciri-ciri dari konsep pembangunan berkelanjutan.
Gambar 3: Tiga Pilar Konsep Pembangunan Berkelanjutan
Ciri-ciri pembangunan berkelanjutan harus mengacu pada tiga
aspek penting,
yaitu pembangunan hendaknya tidak hanya mementingkan dari sisi
aspek
ekonomi saja, namun juga harus memperhatikan sisi aspek sosial
dan dapat
mengurangi dampak negatif terhadap kerusakan lingkungan
(ekologis).
Tabel 2. Pemikiran-pemikiran tentang syarat-syarat proses
pembangunan
berkelanjutan.
Dimensi/Aspek Brundtland, GH. 1987 ICPQL 1996 Becker, F. Et al
1997
Ekonomi Pertumbuhan ekonomi untuk pemenuhan kebutuhan dasar
Ekonomi kesejahteraan
Ekonomi kesejahteraan
Lingkungan Lingkungan untuk generasi sekarang dan mendatang
Keseimbangan lingkungan yang sehat
Lingkungan adalah dimensi sentral dalam proses sosial
Sosial
Pemenuhan kebutuhan dasar bagi semua
Keadilan sosial, kesetaraan jender, rasa aman, menghargai
Penekanan pada proses pertumbuhan sosial yang
-
8
diversitas budaya dinamis, keadilan sosial dan kesetaraan
Ekonomi Kesejahteraan merupakan pertumbuhan ekonomi yang
ditujukan untuk kesejahteraan semua anggota masyarakat, dan
dapat dicapai
melalui teknologi yang inovatif berdampak minimum terhadap
lingkungan.
Lingkungan Berkelanjutan merupakan etika lingkungan non
antroposentris yang
menjadi pedoman hidup masyarakat, sehingga mereka selalu
mengupayakan
kelestarian dan keseimbangan lingkungan, pentingnya peranan
konservasi
sumberdaya alam, dan mengutamakan peningkatan kualitas hidup
non
material. Keadilan Sosial, merupakan perwujudan dari nilai-nilai
keadilan dan
kesetaraan akses terhadap sumberdaya alam dan pelayanan
publik,
menghargai diversitas budaya dan kesetaraan jender.
Senyampang dengan tingginya disparitas sosial di masyarakat
dan
kerusakan lingkungan karena perilaku di sektor industri tanpa
didukung
kemampuan teknologi yang berwawasan lingkungan, sehingga
semakin
mempercepat parahnya kerusakan lingkungan seperti semakin
meningkatnya
efek pemanasan global akibat emisi gas rumah kaca. Dengan
situasi dan
kondisi tersebut, maka masalah yang menyangkut isuisu Green
Energy
menjadi prioritas penting dalam upaya mendukung konsepkonsep
seperti
teknologi hijau (Green Technology), industri hijau (Green
Industry), Corporate
Social Responsibility (CSR), dan EcoIndustrial Park (EIP) telah
banyak
dikembangkan dan diterapkan oleh banyak negara, baik di
negara-negara maju
maupun di negara-negara berkembang seperti Indonesia.
Paradigma pembangunan Indonesia sebelum dicetuskannya
konsep pembangunan berkelanjutan adalah hanya bertumpu pada
pertumbuhan ekonomi semata, yakni pembangunan tanpa
mempertimbangkan
aspek-aspek penting lainnya, seperti aspek keseimbangan ekologi,
aspek
keadilan sosial, aspek aspirasi politis dan sosial budaya dari
masyarakat
setempat. Gambar 4 memperlihatkan tahapan-tahapan revolusi
konsep
pembangunan berkelanjutan.
-
9
Gambar 4: Tahapan-tahapan Pembangunan Berkelanjutan
Masalah pembangunan berkelanjutan terutama di bidang
pendidikan akan menjadi tantangan bagi PPPPTK/VEDC-BOE
Malang.
PPPPTK/VEDC-BoE Malang harus menjadi pelopor dalam
pengembangan
sains, teknologi, dan manajemen yang terarah ke pembangunan
berkelanjutan-
pendidikan dengan konsep Green Training Campus terutama di
bidang
teknologi. Arah tujuan pelatihan yang berwawasan lingkungan ini
akan menjadi
keunggulan kompetitif (competitive advantage) bagi
PPPPTK/VEDC-BOE
Malang untuk bersaing di era abad 21 Global, selain itu sebagai
upaya bagi
PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk menghasilkan lulusan pelatihan
dengan
konsep Green Technology-Training Center yang kelak dapat
mewujudkan
rasa kepekaan serta kepedulian terhadap Global Green Development
sebagai
pengabdian nyata dan tanggung jawab PPPPTK/VEDC-BOE Malang
terutama
di bidang pembangunan teknologi yang berkelanjutan.
1.5. Konsep Green Technology-Training Center (GTTC)
Green Development didalam ruang lingkup pembangunan
berkelanjutan memiliki definisi dan arti yang sangat luas.
Konsep Hijau tidak
hanya terkait dengan pembangunan berkelanjutan yang hanya
berbicara dan
mengedepankan masalah ramah lingkungan (ekologis) saja,
melainkan juga
dapat berhubungan dengan penerapan suatu sistem yang
terintegrasi, holistik,
dan efisien. Hakekat di dalam Konsep Hijau dapat berupa
infrastruktur,
perencanaan, dan sistem dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki
hubungan
dan kedekatan dengan ekosistem, di mana energi yang berasal dari
dukungan
sumber daya alam dimanfaatkan secara efisien, dimana materi
dimanfaatkan
dari satu entitas ke entitas yang lain dalam sistem siklus tanpa
merusak
-
10
lingkungan/alam sekitar. Gambar 5: Memperlihatkan Green
Concept
PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
Gambar 5. Green Concept PPPPTK/VEDC-BoE Malang
Di dalam konsep mengenai Green Development terutama di
bidang teknologi hendaknya dapat dipertimbangkan sebagai ide
awal untuk
pengembangan kurikulum SMK bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang
sebagai
pusat pelatihan energi baru terbarukan (EBT). Maka dari itu
kedepan konsep
Green Technology-Training Center (GTTC) sangat sesuai dengan
arah
perkembangan sains dan teknologi yang merupakan perwujudan dari
semangat
kesepahaman agenda 21 global. Selain itu PPPPTK/VEDC-BoE Malang
dapat
berperan serta menjadi pelopor solusi bagi pembangunan
berkelanjutan
(sustainable development) di dalam Negara Kesatuan Kepulauan
Republik
Indonesia khususnya kurikulum pendidikan sekolah menengah
kejuruan.
Green Technology-Training Center (GTTC) merupakan bentuk
perwujudan dari penerapan Green Concept di dalam proses
pendidikan dan
pelatihan (diklat). Di dalam Green Technology-Training Center
(GTTC).
PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai institusi Pendidikan dan
pelatihan di
bidang teknologi harus dapat mengarahkan proses pendidikan dan
pelatihan
projek, dan pengabdian masyarakatnya ke arah pembangunan
yang
berwawasan lingkungan dan berkelanjutan dan didukung oleh
Kurikulum
Pendidikan Abad 21 yang merupakan kurikulum berwawasan
Teknologi
Hijau dan Lingkungan Hijau.
-
11
Gambar 6. Konsep Green Technology-Training Center (GTTC)
Pengembangan paradigma kurikulum 2013 merupakan kurikulum
abad 21 Hijau berhubungan dengan tujuan pendidikan dan projek
yang terarah
pada isuisu pembangunan berkelanjutan dan berwawasan lingkungan.
Melalui
Kurikulum Hijau, hendaknya konsep pelatihan di PPPPTK/VEDC-BOE
Malang
mengacu pada pokok bahasan dengan materi pelatihan yang mengarah
pada
konsep teknologi hijau, sistem manajemen lingkungan dan
ekoefisiensi
(perilaku hemat energi). Dan untuk membiasakan perilaku hemat
energi dapat
dimulai dari lingkungan training, sehingga pengelolaan
lingkungan training
dapat menjadi sarana pembelajaran termasuk perilaku membiasakan
hemat
energi baik itu di lingkungan training ataupun di rumah,
sehingga kelak dapat
terbentuk manusia-manusia yang memiliki wawasan
berkelanjutan.
Di dalam konsep Hijau, sumberdaya dimanfaatkan seefisien
mungkin.
Teknologi Hijau yaitu suatu konsep pemilihan dan penerapan
teknologi dengan
mempertibangkan kemampuan daya dukung dari sumberdaya alam
sehingga dapat
meningkatkan efisiensi dalam pemanfaatan sumberdaya sedikit
mungkin sehingga
mengurangi limbah yang dihasilkan.
-
12
Gambar 7: Konsep Kurikulum Hijau
Perencanaan Teknologi Hijau Green Technology berkaitan erat
dengan kebutuhan pembangunan infrastruktur dan fasilitas
pendidikan dan
pelatihan (diklat) yang memenuhi kriteria Konsep Kampus Hijau
Green
Campus Concept. Kampus PPPPTK/VEDC-BOE Malang hendaknya
tidak
hanya sekedar memikirkan pendidikan dan pelatihan yang mengacu
pada
Pendidikan Lingkungan Hidup saja, tapi hendaknya juga berupaya
untuk
memprioritaskan perencanaan infrastruktur dengan keberadaan
peralatan yang
berbasis pada konsep pemikiran teknologi hijau. Konsep
perencanaan teknologi
hijau dengan dukungan konsep kampus hijau Green Concept
Campus
bertujuan memberikan contoh bagaimana pemanfaatan energi baru
terbarukan
(EBT) dengan memperhatikan daya dukung sumber daya alam,
sehingga
terciptanya suasana pembelajaran yang kondusif dan nyaman
selama
berlangsungnya proses pendidikan dan pelatihan di Kampus
PPPPTK/VEDC-
BoE Malang.
Gambar 8. Konsep Diklat Green Curriculum di Kampus
PPPPTK/VEDC-BoE Malang
-
13
1.6. Kebijakan Pemerintah Indonesia
Sistem penyediaan dan pemanfaatan energi berkelanjutan telah
menjadi agenda internasional dan telah disepakati pada
Konferensi Tingkat
Tinggi Pembangunan Berkelanjutan (World Sumit on Sustainable
Development)
di Johannesburg Afrika Selatan pada bulan September 2002.
Untuk
mewujudkan sistem penyediaan dan pemanfaatan energi yang
berkelanjutan
dapat ditempuh dengan memadukan konsep optimasi pemanfaatan
energi baru
terbarukan (EBT), pemilihan dan penggunaan teknologi energi
tepat dan efisien
dan dengan membudayakan pola hidup hemat energi, yang lebih
dikenal
dengan Energi Hijau (Green Energy).
Komitmen pemerintah Republik Indonesia melanjutkan
pelaksanaan
pembangunan berkelanjutan telah digariskan di dalam Garis Besar
Haluan
Negara (GBHN) serta program-program pemerintah dalam
pelaksanaan
pembangunan nasional melalui pengelolaan sumberdaya alam dan
pemeliharaan daya dukungnya guna membawa manfaat bagi
peningkatan
kesejahteraan generasi sekarang tanpa mengurangi hak generasi
mendatang.
Peranan aktif Indonesia di dalam pembahasan isu pembangunan
berkelanjutan dan persiapan pelaksanaan World Summit on
Sustainable
Development 2002 dimaksudkan untuk menunjukkan kepada
masyarakat
bangsa-bangsa mengenai komitmen Indonesia tersebut.
Kebijakan pemerintah mempertahankan pos Menteri Negara
Lingkungan Hidup di dalam kabinet gotong royong serta upaya
pemerintah
membentuk Dewan Pembangunan Berkelanjutan dinilai masyarakat
internasional sebagai komitmen kuat pemerintah RI dalam
melaksanakan
program pembangunan berkelanjutan (sustainable development).
Untuk mendorong pemanfaatan energi terbarukan bagi
pembangkit
listrik, pemerintah Indonesia disebutkan juga telah menyusun
beberapa
peraturan antara lain Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun
2005 tentang
Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan
Penggunaan
Sumber Energi Setempat, dengan Kewajiban Mengutamakan
Pemakaian
Energi Terbarukan.
Untuk meningkatkan kapasitas terpasang dan mendorong peran
serta pengusaha kecil dan menengah dalam energi terbarukan,
pemerintah
telah menyusun program pembangkit listrik skala kecil, dengan
menggunakan
-
14
energi terbarukan. "Program ini mengatur listrik yang
dihasilkannya,
berdasarkan skema itu nantinya dapat dibeli dan digunakan oleh
perusahaan
nasional dalam hal ini PT Perusahaan Listrik Negara (PLN).
Untuk mendukung upaya dan program pengebangan EBT,
pemerintah sudah menerbitkan serangkaian kebijakan dan regulasi
yang
mencakup Peraturan Presiden No. 5/2006 tentang Kebijakan Energi
Nasional,
Undang-Undang No. 30/2007 tentang Energi, Undang-undang No.
15/1985
tentang Ketenagalistrikan, PP No. 10/1989 sebagaimana yang telah
diubah
dengan PP No. 03/2005 Tentang Perubahan Peraturan Pemerintah No.
10
Tahun 1989 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Tenaga Listrik dan
PP No.
26/2006 tentang Penyediaan & Pemanfaatan Tenaga Listrik,
Permen ESDM
No. 002/2006 tentang Pengusahaan Pembangkit Listrik Tenaga
Energi
Terbarukan Skala Menengah, dan Kepmen ESDM
No.1122K/30/MEM/2002
tentang Pembangkit Skala Kecil tersebar. Saat ini sedang disusun
RPP Energi
Baru Terbarukan yang berisi pengaturan kewajiban penyediaan
dan
pemanfaatan energi baru dan energi terbarukan dan pemberian
kemudahan
serta insentif.
Visi kebijakan pengembangan energi terbarukan dan konservasi
energi adalah terwujudnya penyediaan dan pemanfaatan energi yang
efisien,
bersih, handal, dan harga yang terjangkau dalam kerangka
pembangunan
berkelanjutan.
Berdasarkan visi, maka misi kebijakan pengembangan energi
terbarukan dan konservasi energi adalah upaya menjaga
kesinambungan
ketersediaan energi nasional yang berkelanjutan (security of
supply) dan
memaksimalkan pemanfaatan energi terbarukan serta mendorong
penguasaan,
penerapan dan penggunaan teknologi yang efisien dan hemat energi
sehingga
terciptanya budaya hemat energi di masyarakat, terwujudnya
pemerataan
kesejahteraan di masyarakat dan pada akhirnya adanya peningkatan
partisipasi
masyarakat dalam hal penggunaan dan pemanfaatan energi baru
terbarukan
dan konservasi energi.
1.7. Geografis
Dilihat secara geografis posisi Indonesia terletak antara
60LU
sampai 110LS dan 950BT sampai 1410BB, antara Samudera Pasifik
dan
-
15
Samudera Hindia, antara Benua Asia dan Benua Australia, dan
antara
pertemuan dua rangkaian pegunungan, yaitu Sirkum Pasifik dan
Sirkum
Mediterania. Posisi letak geografis yang demikian menempatkan
Indonesia
berada pada posisi silang yang strategis dibawah garis
khatulistiwa dan berada
di daerah yang beriklim tropis yang panasnya merata sepanjang
tahun,
sehingga semua wilayah dapat menerima energi panas dari sinar
Matahari
yang melimpah hampir sepanjang hari. Berdasarkan data kekuatan
radiasi sinar
matahari yang sampai di Bumi, yang berasal dari 18 lokasi di
Indonesia, radiasi
surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai
berikut: untuk
kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran
di Kawasan
Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5kWh/m2/hari dengan variasi
bulanan sekitar
10%; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1kWh/m2/hari
dengan
variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi angin
rata-rata Indonesia
sekitar 4,8kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.
Indonesia merupakan salah satu negara kepulauan terbesar di
dunia dengan luas wilayah sebesar 9,8juta-km2 yang terdiri dari
lautan dan
daratan yang membentuk pulau-pulau besar dan keil. Luas wilayah
lautan kira-
kira mencapai 7,9juta-km2 atau kira-kira 81% dari luas
keseluruhan. Dan
sisanya luas daratan sekitar 1,9juta-km2 atau kira-kira 19% dari
luas wilayah
secara keseluruhan. Seluruh wilayah Indonesia terdiri atas
18.110 buah pulau
besar dan kecil, dimana antara pulau yang satu dengan yang
lainnya
dipisahkan oleh lautan. Dari seluruh pulau tersebut baru 6.044
yang memiliki
nama, sedangkan yang berpenghuni (didiami manusia) baru 931
pulau.
Kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas pulau-pulau yang
kecil
dengan kondisi daerah-daerah yang terpencil menyebabkan sulit
untuk
dijangkau oleh jaringan listrik konvensional. Untuk memenuhi
kebutuhan energi
di daerah-daerah semacam ini, salah satu jenis energi yang cocok
dan
potensial untuk dikembangkan adalah pemanfaatan energi
surya.
Indonesia dengan negara kepulauan yang mempunyai kondisi
geografi yang sangat beragam. Dengan kondisi yang bersifat alami
ini
menyebabkan terjadinya kesenjangan yang beragam, baik dalam
sarana,
prasarana, sumberdaya manusia maupun dalam tingkat sosial
ekonomi.
Dengan perbedaan kesenjangan tersebut, maka terdapat sebagian
kondisi
-
16
daerah yang sudah maju dan terdapat kondisi daerah yang
masih
terbelakang.
Gambar 9: Kondisi Geografis Indonesia
Oleh sebab itu pembangunan di wilayah dengan kondisi daerah
yang masih terbelakang perlu adanya penyediaan energi yang
cukup, hal ini
bermanfaat untuk mengurangi disparitas ekonomi antar wilayah dan
antara
perkotaan dan perdesaan, dengan demikian tingkat kesenjangannya
dapat
diperbaiki dan pada akhirnya dapat meningkatkan pemerataan
pembangunan.
Secara garis besar fokus permasalahan adalah kebutuhan
energi
listrik domestik semakin meningkat dengan jumlah produksi
terbatas, terutama
kebutuhan energi baik itu untuk masyarakat secara umum, industri
skala kecil,
menengah maupun besar. Dampak semua itu menyebabkan
eksploitasi
sumberdaya alam yang tak terkendali sehingga menyebabkan efek
pemanasan
global di bumi semakin meningkat.
2. TUJUAN:
2.1. Penguatan penggunaan energi sel surya sebagai salah satu
pemasok
energi baru terbarukan, sekaligus sebagai perwujudan dan
tanggung
jawab PPPPTK-VEDC BoE Malang sebagai lembaga wisata diklat.
-
17
2.2. Mengetahui apakah pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber
energi
guna memperlambat pemanasan global.
2.3. Mempersiapkan kurikulum Sistem Energi Surya Photovoltaik
(SESP)
dalam rangka mewujudkan PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai Green
Technology-Training Center (GTTC).
2.4. Mempersiapkan peralatan untuk keperluan laboratorium Sistem
Energi
Surya Photovoltaik (SESP) dalam upaya mendukung Green
Technology-
Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.5. Memanfaatkan dalam pemilihan dan penggunaan teknologi hijau
untuk
keperluan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) dalam
upaya
mendukung Green Technology-Training Center (GTTC) di
PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.6. Menerapkan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) dalam
rangka
mewujudkan kebutuhan energi alternatif terbarukan yang ramah
lingkungan.
2.7. Memperlakukan dan menerapkan photovoltaik pada Sistem
Energi Surya
Photovoltaik (SESP) untuk keperluan berbagai macam beban
yang
berbeda.
2.8. Membangun dan menerapkan perangkat lunak (interface) ke
dalam
suatu sistem photovoltaik, seperti sistem off grid maupun on
grid
terintegrasi pada Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP).
2.9. Merancang sistem kontrol untuk photovoltaik guna
meningkatkan unjuk
kerja (efisiensi) dari Sistem Energi Surya Photovoltaik
(SESP).
2.10. Menyiapkan sistem komunikasi energi khususnya di bidang
energi baru
tebarukan guna mendukung Green Technology-Training Center
(GTTC)
di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.11. Membangun sistem komunikasi energi berbasis WEB khususnya
di
bidang energi baru tebarukan guna mendukung Green
Technology-
Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.12. Menyiapkan sistem komunikasi energi berbasis GIS khususnya
di bidang
energi baru tebarukan guna.
2.13. Mendidik dan Melatih guru maupun praktisi (energi
alternatif) serta
masyarakat tentang energi alternatif pada tingkat regional
maupun
nasional.
-
18
3. TARGET
Target/sasaran dari projek ini diharapkan dapat memberikan
pemahaman, kesadaran dan kepekaan terhadap peserta diklat,
masyarakat,
widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat PPPPTK/VEDC-BOE Malang
tentang
pentingnya pemanfaatan energi baru terbarukan. Target/sasaran
khusus
pengembangan energi surya yang hendak dicapai dari projek ini
adalah sebagai
berikut:
3.1. Terealisasinya modul-modul untuk keperluan pendukung
laboratorium
energi baru terbarukan (EBT), baik itu untuk keperluan projek
inovasi bagi
lembaga serta Diklat di bidang : photovoltaik, fuel cell dan
Kincir angin.
3.2. Terealisasinya pemanfaatan energi surya melalui
photovoltaik
menggunakan sistem Multiple String Solar Generator & Single
String
Inverter yang terkoneksi langsung dengan jaringan PLN dalam
upaya
mempersiapkan pengembangan energi baru terbarukan (EBT)
selanjutnya
sebagai partisipasi terciptanya Green Technology-Training Center
(GTTC)
di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
3.3. Penguasaan teknologi di bidang energi baru terbarukan (EBT)
seperti
teknologi inverter dan teknologi untuk sistem komunikasi
energi.
3.4. Untuk mendukung kebijakan pemerintah dalam hal meningkatkan
peran
serta pemanfaatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) di
masyarakat dalam penyediaan energi di daerah perdesaan,
sehingga
tercapainya target sampai pada tahun 2020 kapasitas terpasang
sebesar
25 MW.
3.5. Mendorong untuk meningkatkan peran serta masyarakat dalam
hal
pemanfaatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) baik itu
sistem on
grid maupun off grid di kawasan perkotaan, sehingga beban
penggunaan energi fosil menjadi terkurangi.
3.6. Mendorong semakin murahnya harga komponen-komponen
pendukung
untuk keperluan energi terbarukan seperti modul photovoltaik,
inverter,
sehingga tercapainya komersialisasi.
3.7. Mendorong investor untuk memproduksi komponen-komponen
pendukung
produksi dalam negeri khususnya untuk keperluan peralatan Sistem
Energi
Surya Photovoltaik (SESP).
-
19
3.8. Mengurangi ketergantungan kebutuhan energi listrik
konvensional/domestik sehingga pada akhirnya dapat mengurangi
efek
pemanasan global bumi.
4. MANFAAT:
Hasil projek ini diharapkan dapat memberi dampak manfaat
bagi
peserta diklat, masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga
diklat di
PPPPTK/VEDC-BOE Malang. Sedangkan manfaat bagi peserta
diklat/masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat
adalah sebagai
berikut:
4.1. Bagi Lembaga Diklat:
a. Hendaknya menjadi pelopor pusat dalam pengembangan
Kurikulum
Hijau dengan didukung teknologi dan manajemen Hijau dalam
konsep pembangunan berkelanjutan.
b. Merupakan pusat pendidikan dan pelatihan berdasarkan
konsep
teknologi Hijau berdasarkan arah gerak yang berwawasan
lingkungan
menjadi program unggulan yang kompetitif (competitive
advantage)
yang mampu bersaing di era globalisasi, selain itu juga menjadi
upaya
bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk menghasilkan lulusan
dengan
karya-karya yang merupakan refleksi pengabdian bagi Green
Development khususnya di lingkungan lembaga diklat sesuai
dengan
potensi yang ada.
4.2. Bagi Widyaiswara dan Peserta Diklat:
a. Dapat digunakan sebagai tempat pengembangan profesi
(penelitian)
berkenaan dengan pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT)
dalam
hal penggunaan dan penerapan teknologi sesuai dengan konsep
Hijau.
b. Dengan kondisi peralatan laboratorium yang lengkap maka
widyaiswara mengajar dengan professional dan mengikuti
perkembangan jaman.
c. Peserta diklat akan memperoleh ilmu terkini tentang Energi
Baru
Terbarukan dengan maksimal.
-
20
5. PEMILIHAN SOLAR MODAL & INVERTER
Sebelum projek ini direalisasi sesuai dengan tujuan yang
telah
direncanakan, maka masalah yang perlu dipikirkan adalah
pemilihan teknologi
yang akan digunakan harus sesuai dengan semangat kesepahaman
teknologi
Hijau agenda abad 21 (Green Technology & Green
Training).
Berdasarkan kajian-kajian dari segi teknis, maka produk yang
memenuhi persyaratan teknologi agenda abad 21 adalah inverter
dari Sunny Boy
dapat direkomendasi sebagai komponen pendukung utama projek ini.
Sedangkan
untuk Solar Modul yang sangat sesuai dengan spesifikasi projek
adalah dari
produksi BP Solar, dengan alasan selain harganya tidak mahal,
produk
monokristalin dari BP Solar memiliki efisiensi yang lebih baik
dengan memberikan
garansi selama sampai 25 tahun.
Sesuai dengan tujuan diklat kurikulum hijau dan pokok-pokok
pikiran tertuang dalam GTTC, untuk itu diperlukan dukungan
infrastruktur yang
terdiri dari 4 kelompok struktur program, yaitu:
a. Pemasangan photovoltaik on grid tiga fasa berbasis IT
(Komunikasi Energi)
40kWatt
b. Laboratorium photovoltaik 7 Set
c. Laboratorium fuel cell 1 set
d. Laboratorium energi tenaga angin
e. Pemasangan sistem komunikasi energi
f. Penginstalan sistem komunikasi energi berbasis GIS
6. Sistem Koneksi
Teknologi Inverter terkoneksi Grid, ada tiga macam konfigurasi
sistem koneksi
langsung ke jaringan (on grid), yaitu:
6.1. Inverter Tersentral (Centralized Inverter)
Konsep Inverter Tersentral dapat dibangun dari beberapa
string
yang dihubungkan secara paralel, dimana masing-masing string
dikopel sebuah
dioda pengaman anti paralel. Konsep Inverter Tersental cocok
digunakan untuk
tegangan DC rendah (UDC120V). Gambar xx memperlihatkan sistem
konfigurasi
inverter tersentral (centralized inverter).
-
21
Gambar 10. Sistem konfigurasi inverter tersentral (Centralized
Inverter)
Oleh karena konsep inverter tersentral hanya menggunakan
satu
buah inverter dan satu buah kontrol daya PMPP yang tersambung
dengan
beberapa string, maka dari itu dan agar didapatkan daya keluaran
yang sama
besar pada setiap perubahan sumber energi dari matahari. Untuk
itu banyaknya
jumlah solar modul didalam masing-masing string jumlahnya
dibatasi hanya
sekitar 3 sampai 4 buah yang terhubung secara seri. Hal ini
bertujuan agar
supaya setiap solar modul menerima jumlah energi dari matahari
yang sama rata
(mengurangi efek gangguan bayangan) dan selain itu juga untuk
mengurangi
perbedaan sudut azimut sinar matahari yang jatuh pada
masing-masing solar
modul. Keuntungan dari konsep inverter tersentral adalah
rangkaian sederhana,
ekonomis sehingga mengurangi biaya perawatan yang rendah. Salah
satu
kelemahan dari konsep inverter tersentral adalah setiap modul
dalam setiap
string menghasilkan jumlah daya (PMPP) yang berbeda dengan arus
(IMPP) dan
tegangan (VMPP) yang berbeda pula, sehingga masalah ini membuat
rangkaian
kontrol daya menjadi tidak bisa optimum, karena hanya
menggunakan satu buah
inverter dan satu buah kontrol daya yang terkoneksi secara
tersentral dengan
beberapa string.
-
22
Gambar 11. Posisi String terhadap sudut azimut matahari
Persyaratan instalasi: Oleh karena konsep inverter tersentral
solar
modul tersambung secara seri sehingga membentuk beberapa string,
yang mana
tujuannya tidak lain adalah agar setiap string mendapatkan
energi sama besar
pada setiap perubahan sudut azimut dari sumber energi matahari,
maka
pemasangngan posisi string diletakan sedemikian rupa memanjang
mengarah ke
posisi garis lintang utara, bukan memanjang sejajar dengan arah
datangnya sinar
matahari (garis bujur timur). Perlu diingat, bahwa rangkaian
string yang terhubung
secara seri dari beberapa solar modul (arus yang mengalir pada
hubungan seri
adalah sama besar pada hambatan yang berbeda).
Gambar 12. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung
dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem inverter tersentral
(Centralized Inverter)
Kekurangan dari sistem ini adalah bilamana sistim string
tersentral
digunakan untuk kebutuhan daya yang besar diperlukan kabel yang
besar, maka
dari itu perlindungan untuk keamanan dari sistem ini harus
mengacu dan
memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas III. Karena
sistem ini
bekerja pada tegangan DC120V, maka banyak kerugian energi untuk
koneksi
dengan hubungan kabel yang panjang dan kecenderungan inverter
memiliki
efisiensi yang rendah. Konsep sistem inverter tersentral lebih
cocok digunakan
untuk kebutuhan konsumsi daya yang kecil. Dalam instalasi
harus
memperhatikan peletakan posisi arah string, karena sistem ini
sangat tergantung
dari kondisi geografi setempat (lokal).
-
23
Tabel 3. Standar Kelistrikan
Standard Electrical protection Symbol
Device is Earthed/Grounded
Class II Protective Insulation (double/reinforced
insulation)
Class III
Safety extra low voltage:
maximum AC voltage: 50V
maximum DC voltage: 120V
6.2. String inverter
Konfigurasi konsep String Inverter dapat dibangun dari
beberapa
solar modul yang terhubung secara seri sehingga tersusun menjadi
string,
dimana masing-masing string terkoneksi dengan inverter secara
independen
(terpisah). Konsep String Inverter cocok digunakan untuk
tegangan DC tinggi,
yaitu (UDC120V).
-
24
Gambar 13. Konsep String Inverter
Konsep ini merupakan perbaikan dari kelemahan yang dimiliki
oleh
konsep inverter tersentral. Gambar 13 memperlihatkan sistem
konfigurasi string
inverter, yaitu yang berkenaan dengan masalah efisiensi pada
sistem inverter
tersentral menggunakan inverter dengan piranti MPPT tunggal,
reduksi akibat
daya hilang akibat gangguan bayangan (reducing losses due to
shading). Karena
sistem ini bekerja pada tegangan DC120V (tinggi), maka kerugian
akibat
tahanan kabel menjadi lebih rendah dan inverter memiliki
efisiensi jauh lebih baik
(tinggi). Konsep sistem string inverter sangat cocok digunakan
untuk kebutuhan
konsumsi daya yang tinggi. Dalam instalasi tidak tergantung dari
kondisi geografi
lingkungan setempat (lokal). Karena masing-masing inverter
bekerja secara
independen, maka peletakan posisi string bebas mengarah kemana
saja.
Kerugian dari konsep string inverter adalah masalah dengan
instalasi lebih rumit
(pengkabelan) dan biaya yang harus dikeluarkan menjadi lebih
mahal.
Perlindungan untuk keamanan dari sistem instalasi harus mengacu
dan
memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas II (lihat
tabel 3 diatas).
-
25
Gambar 14. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung
dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem String inverter
6.3. Multi-string inverter
Topologi konsep Multi-String Inverter dapat dibangun
berdasarkan
konsep string inverter yang masing-masing inverter bekerja seca
independen dan
dengan penambahan satu dependent inverter untuk melayani string
inverter
(independent inverter) secara bersamaan. Karena satu Inverter
melayani
beberapa (banyak) string inverter secara bersamaan, maka konsep
ini dinamakan
Multi-String Inverter. Gambar 15 memperlihatkan konsep
Multi-String Inverter.
-
26
Gambar 15 Konsep Multi-String Inverter
Karena sistem multi-string inverter bekerja pada tegangan
DC120V
(tinggi), dengan demikian kerugian akibat tahanan kabel menjadi
lebih rendah
dan inverter memiliki efisiensi jauh lebih baik (tinggi). Konsep
sistem multi-string
inverter sangat cocok digunakan untuk kebutuhan konsumsi daya
yang tinggi.
Tuntutan instalasi tidak tergantung dari kondisi geografi
lingkungan setempat
(lokal). Karena masing-masing inverter bekerja secara
independen, maka
peletakan posisi string bebas mengarah kemana saja. Perbedaan
keuntungan
menggunakan konsep multi-string inverter bila dibandingkan
dengan string
inverter adalah adanya perbaikan rugi daya keluran pada
masing-masing string
inverter menjadi jauh lebih kecil (rugi distribusi AC).
-
27
Gambar 16. Sistem Multi-String Inverter
Kerugian dari konsep multi-string inverter adalah masalah
dengan
instalasi menjadi rumit (pengkabelan) dan biaya yang harus
dikeluarkan menjadi
lebih mahal bila dibandingkan dengan konsep string inverter.
Perlindungan untuk keamanan dari sistem instalasi harus mengacu
dan
memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas II (lihat
tabel 3 diatas).
Gambar 17. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung
dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem Multi-String
Inverter
Berdasarkan pertimbangan, baik itu pertimbangan dari segi
teknis,
kegunaan/fungsi, perawatan dan kerusakan, lifetime dan biaya,
maka sistem
koneksi yang tetap untuk direkomendasi adalah gabungan antara
sistem A dan
-
28
B, yaitu Sistem solar modul terhubung grid dengan arsitektur
String
Inverter dan Multi-String Inverter (satu output solar string
terkoneksi dengan
satu input inverter/string inverter) yang tertera seperti pada
Gambar 17.
7. Pengkabelan
Oleh karena photovoltaik bekerja dengan sinar Ulra Violet
(UV)
gelombang cahaya tampak, untuk itu mulai dalam hal pemilihan
kabel dan
arsitektur pengkabelan harus memperhatikan kaidah-kaidah
berdasaran aturan
yang disarankan oleh standar industri.
Gambar 18. Arsitektur Pengkabelan
8. Arsitektur Sistem Instalasi
Rangkaian kelistrikan dalam projek ini menggunakan
arsitektur
koneksi string inverter. Jumlah string keseluruhan adalah
sebanyak 27 string,
dimana setiap string terhubung secara seri sebanyak 8 buah solar
modul type
BP4165T dengan total tegangan keluaran VMPP sebesar 34,8Volt x 8
= 278,4Volt,
arus keluaran IMPP sebesar 4,74Amp dan daya keluaran PMPP
sebesar 278,4Volt x
4,74Amp = 1319,62Watt. Dari 27 string terbagi menjadi 9 bagian
kelompok string,
sehingga masing-masing string terdiri dari 3 buah string yang
terhubung secara
paralel, sehingga setiap kelompok string menghasilkan total
tegangan keluaran
VMPP sebesar 278,4Volt, arus keluaran IMPP sebesar 4,74Amp x 3 =
14,22Amp dan
daya keluaran PMPP sebesar 278,4Volt x 14,22Amp = 3961,98Watt.
Jumlah daya
-
29
keseluruhan dari projek ini adalah 9 kali daya dari
masing-masing kelompok string,
yaitu 9 x 3961,98Watt = 35657,82Watt. Gambar 19 memperlihatkan
perencanaan
instalasi photovoltaik On Grid 35657kW di PPPPTK/VEDC-BOE
Malang.
Gambar 19. Rencana Instalasi Photovoltaik On Grid 38kW di
PPPPTK/VEDC-BOE Malang
-
30
9. Karakteristik Modul Solar BP4165T/165W
Tugas utama Solar Modul adalah untuk merubah secara langsung
energi elektromagnetik dari matahari menjadi energi listrik.
Dual hal penting yang
harus diperhatikan dalam memilih suatu produk Modul Solar adalah
efisiensi dan
adanya jaminan garansi yang memadai dari Pabrik. Produk dari
modul BP solar telah
melalui beberapa pengujian berdasarkan acuan Standard Test
Condition (STC),
yaitu energi global sebesar 1000W/m2, temperatur ruang
dipertahankan 25oC,
kelembaban udara AM = 1,5 dan kualitas produk telah mendapat
pengakuan dari 6
asosiasi idependen.
Electrical characteristics
Electrical (1)
STC 1000W/m
2
(2) NOCT
800W/m2
Dimension
Maximum power (Pmax) 165W 118.8W front view
Voltage at Pmax (Vmpp) 34.8V 31.0V
Current at Pmax (Impp) 4.74A 3.79A
Short circuit current (Isc) 5.30A 4.29A
Open circuit voltage (Voc) 43.6V 39.7V
Module efficiency 13.2%
Tolerance -3/+5%
Nominal voltage 24V
Efficiency reduction at 200W/m2
-
31
(1) Values at Standard Test Conditions (STC): 1000W/m2
irradiance, AM1.5 solar spectrum and
25C module temperature.
(2) Values at 800W/m2 irradiance, Nominal Operation Cell
Temperature (NOCT) and AM1.5 solar
spectrum.
(3) Nominal Operation Cell Temperature: Module operation
temperature at 800W/m2 irradiance,
20C air temperature, 1m/s wind speed.
10. Karakteristik Solar Modul
10.1. Arus-Tegangan
Berikut memperlihatkan kurva arus tegangan BP4165T
tergantung
oleh perubahan temperatur. Modul Solar memiliki perilaku seperti
komponen
semikonduktor pada umumnya, yaitu bilamana temperatur berubah
naik
tegangan cenderung berubah menurun.
Gambar 20. Kurva Arus-Tegangan Tergantung Temperatur
Berikut memperlihatkan kurva arus tegangan BP4165T tergantung
oleh
perubahan irradiation dari matahari. Bila irradiation dari
matahari menurun dari
1000W/m2 ke 200W/m2, arus hubung singkat dari Solar Modul akan
menurun dari
sekitar 5A menjadi sekitar 1A saja. Perubahan akibat temperatur
dan irradiation
matahari sangat penting digunakan sebagai acuan dalam memilih
inverter yang
dilengkapi sistem kontrol yang handal.
-
32
Gambar 21. Kurva Arus-Tegangan Tergantung Irradiation
10.2. Mechanical characteristics
Solar cells 72 monocrystalline 5 silicon cells (125x125mm) in
series
Front cover High transmission 3.2mm (1/8th in) glass
Encapsulant EVA
Back cover White polyester
Frame Silver anodized aluminum (Universal II)
Diodes IntegraBus with 3 Schottky diodes
Junction box Potted (IP 67); certified to meet UL 1703
flammability test
Output cables 4mm2 cable with latching MC4 connectors.
Asymetrical cable lengths:
(-)1250mm (49.21in) / (+)800mm (31.50in)
Dimensions 1587x790x50mm / 62.5x31.1x2in
Weight 15.4kg / 33.95lbs
Warning: All dimensional tolerances within 0.1% unless otherwise
stated.
11. Pemilihan Inverter
Tugas utama inverter adalah merubah tegangan DC dari Modul
Solar
menjadi tegangan AC. Hal-hal penting yang harus diperhatikan
dalam memilih
inverter adalah minimum inverter harus memiliki (1) efisiensi
tinggi diatas 90%, (2)
memiliki kontrol MPP yang handal dan (3) dilengkapi dengan
rangkaian ESS
bilamana inverter terkoneksi langsung sistem dengan jaringan
220V. Sesuai dengan
kebutuhan dalam projek ini, inverter yang digunakan adalah
inverter dari produk
Sunny Boy tipe SB 3800. Gambar 22(a) memperlihatkan 9 buah
inverter dari SB
3800 yang masing-masing terkoneksi langsung dengan jaringan 3
fasa.
-
33
Gambar 22(a). String Inverter terhubung pada jaringan 3
phase
12. DC Panel
Sebelum dihubungkan ke Inverter, tegangan keluaran DC dari
masing-
masing string solar generator didistribusakan menjadi satu
kesatuan di dalam kotak
DC panel. Gambar 22(a) memperlihatkan rangkaian DC panel dari
keluaran string
solar generator.
-
34
Gambar 22(b). Rangkaian DC Panel
13. Inverter
13.1. Diagram Blok Inverter SB 3800
Berikut memperlihatkan diagram blok inverter dari produk Sunny
Boy
tipe SB 3800.
Gambar 23. Diagram blok inverter dari produk Sunny Boy tipe SB
3800
13.2. Spesifikasi Data Teknis Inverter
-
35
Berikut data teknis dari Inverter SB 3800 yang digunakan pada
projek
ini.
14. Pemilihan Kabel
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan jenis
kabel yang akan digunakan selain jenis bahan adalah ukuran luas
penampang,
tahanan isolasi dan karet pembungkus untuk pelindung air dan
sinar Ultra Violet
(UV).
Gambar 24. Spesifikasi Kabel Photovoltaik
-
36
15. Pemasangan Solar Modul
Dalam pemasangan solar modul diperlukan komponen/bahan pendukung
yang
memadai, agar proses pengerjaan lebih cepat dan efisien.
Diantaranya diperlukan rails
system yang dipasang langsung diatas atap gedung, seperti
terlihat pada gambar dibawah
ini.
Gambar 25. Rails System untuk pemasangan modul Photovoltaik
-
37
Klem Antara Klem Penutup
Gambar 26. Metode pemasangan modul Photovoltaik di atap
gedung
-
38
16. Sistem Komunikasi Energi
Sistem standar baru dalam komunikasi energi di masa mendatang
tidak
bisa lepas dari dukungan Teknologi Informasi (TI), beberapa
manfaat sistem
komunikasi energi berbasis Teknologi Informasi antara lain:
Sistem akses dari manapun Web browser-di mana saja di dunia
(System
access from any Web browser-anywhere in the world).
Pencatatan harian, bulanan dan tahunan menghasilkan energi
melalui
Sunny Portal (Recording of daily, monthly and annual energy
yield via
Sunny Portal)
Diagnosis dari Jarak Jauh (Remote plant diagnosis)
Sistem Konfigurasi Jarak Jauh (Remote system configuration)
Transfer data pada interval dipilih secara otomatis (Automatic
data
transfer at chosen intervals)
Penyimpanan dan menampilkan data melalui Ethernet (Data storage
and
display via Ethernet)
Kompatibel dengan semua SMA utilitas interaktif inverter
(Compatible with
all SMA utility interactive inverters)
Konsumsi daya rendah (Low power consumption)
Komunikasi dengan Sunny Portal secara otomatis (Automated
communication with Sunny Portal)
Gambar 27 Sistem Komunikasi Energi Berbasis Web
17. Melalui web memungkinkan data logging dan kontrol
Sistem komunikasi energi berbasis web memungkinan sistem
operasi
data dari sistem pembangkit tenaga surya (lihat Gambar 27).
Sistem monitoring
pencatatan data dapat dilakukan melalui modem atau Ethernet ke
internet atau
langsung ke PC Anda. Selain itu data-data tersebut juga dapat
dikirim ke portal
-
39
internet milik SMA (Sunny Portal) yang berada di Amerika
Serikat. Portal Sunny
menyediakan penyimpanan data secara gratis untuk jangka panjang
dan
menyediakan tampilan grafis (software) dari data kinerja sistem
anda. Informasi yang
disimpan dalam Portal Sunny dikumpulkan dalam format bentuk file
yang kompatibel,
sehingga dapat digunakan di berbagai spreadsheet, grafik atau
situs web kita sendiri.
Sistem komunikasi energi berbasis web memberikan kemudahan dalam
hal,
membuat penyimpanan, transmisi, pengelolaan dan menampilkan data
sistem.
Gambar 28 Pengukuran radiasi matahari (pyranometer) dan
temperatur Ambient
Sistem standar baru dalam komunikasi energi, mencakup
beberapa
layanan seperti sistem pemantauan, diagnosis daerah terpencil,
penyimpanan data
dan dilengkapi dengan sistem penampil (display). Pada umumnya
fitur sistem
komunikasi energi merupakan fitur/web menggunakan antarmuka HTTP
yang
terintegrasi. Keuntungan dari sistem ini adalah memungkinkan
kita dapat mengakses
sistem informasi melalui PC, terlepas dari sistem operasi atau
jenis browser. Sistem
komunikasi energi berbasis web dapat memberikan informasi
seperti penghitungan
daya, penyimpanan kapasitas, dan komunikasi antarmuka.
Gambar 29 Koneksi PC modem dan tranmisi untuk fax
-
40
Transfer data dan konfigurasi sistem melalui internet dapat
dilakukan
dengan baik melalui koneksi Ethernet atau melalui telepon modem.
Transfer data
secara otomatis dapat kita lakukan dengan interval sesuai dengan
keinginan. Sistem
komunikasi energi dengan menggunakan webbox tunggal dapat
memonitor
sebanyak sampai 50 inverter, sehingga dapat menghemat waktu dan
biaya dalam
perawatan dan perbaikan.
Sistem komunikasi berbasis web memberikan pelayanan sistem
monitoring secara on line perihal status sistem PV yang dapat
diperiksa dari
beberapa tempat yang berbeda, seperti dari rumah, kantor atau di
mana saja yang
memungkinkan dengan layanan internet browser.
Sistem komunikasi energi berbasis web perlu dilengkapi dengan
web
server tersendiri (independen). Hal ini supaya kita lebih mudah
dalam melihat output
dari sistem dan unjuk kerja dari masing-masing saluran
inverter.
Gambar 30 Koneksi RS485 antara PC dan Sunny Boy Control
Data teknis sunny webbox.
-
41
Perakitan Sistem Photovoltaik Terkoneksi Jaringan Listrik (on
grid system)
Pustaka
1. Alsema, E A, 2000, 'Energy payback time and C02-emissions of
PV systems',
Progress in Photovoltaics: Research and Applications 8,S.
17-25.
2. Basore, P A, 2004, 'Simplified processing and improved
efficiency of crystalline
silicon on glass modules', in Proceedings of the 19th European
Photovoltaic Solar
Energy Conference, 7-11 June, Paris, France.
3. Baumgartner, F, NTB, 2004, ' M P P voltage monitoring to
optimise grid connected
system design rules, Beitrag zur 19', European Photovoltaic
Solar Energy
Conference, June, Paris.
4. Baumgartner, F, NTB, 2005, 'Euro Realo inverter efficiency:
DC-Voltage
Dependency, Beitrag zur 20', European Photovoltaic Solar Energy
Conference,
June, Barcelona.
5. Becker, G, 2001, Innovative gebaudeintegrierte
Solarstromanlagen-
Architekturwettbewerb des Solarenergiefbrdervereins Bayern e. V,
Broschiire,
Munich.
-
42
6. Becker, G, 2002, Solarstrom aus Fassaden -
Architekturwettbewerb des
Solarenergiefdrdervereins Bayern e.V, Vortrag, Munich.
7. Becker, H, 1997, 'Blitz- und ueberspannungsschutz bei
Photovoltaikanlagen',
Photon 12
8. Bendel, C, Nestle D and Malcher S, 2005, Dezentrale
Energieeinspeisungen ins
Niederspannungsnetz, Tagungsband des 20. Symposiums
Photovoltaische
Solarenergie, Hrsg.OTTI-Kolleg.
9. Bernreuter, J, 2005, 'Die Branche hat geschlafen, fachartikel
in sonne wind and
warme', Ausgabe 29.
10. Brosicke, W, 1995, Vorlesungsskript Elektrische
Energiewandler - Photovoltaik Teil
3, FHTW, Berlin.