4 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir Terdapat beberapa penelitian yang mendukung Tugas Akhir ini, dimana pada penelitian tersebut dijadikan dasar acuan pada penelitian pada tugas akhir ini. Jurnal “Perancangan Sistem Hibrid PLTS dengan Jala-Jala Listrik PLN untuk Rumah Perkotaan”. Pada jurnal membahas mengenai sistem hybrid PLTS dengan PLN yang menggunakan baterai sebagai penyimpan energi listrik ( storage system). Sistem hybrid PLTS dengan listrik PLN dapat diterapkan pada rumah diperkotaan, serta menganalisis faktor yang mempengaruhi besarnya energi listrik yang dihasilkan sel surya berkaitan dengan waktu kerja sistem PLTS. PLTS akan memasok energi listrik sekitar 30% dari beban keseluruhan peralatan listrik rumah tangga, sedangkan 70% listrik sisanya dari PLN. (Bien, L E. 2008). Studi Komporatif 2 Model Pembangkit Listrik Sistem hybrid PLTS dan PLN/Genset. Dalam jurnal ini membahas tentang perbandingan antara PLTS model 1 yang hybrid dengan PLN dan PLTS model 2 yang dibuat secara seri yang akan dianalisis untuk mendapatkan model PLTS yang terbaik. Terdapat perbedaan antara kedua model yaitu pada switch controller (unit pengatur PLTS). Model 2 energi yang dihasilkan dari PLTS, Genset dan kincir akan langsung terdistribusi menuju baterai dan beban tanpa adanya supplay dari PLN. Dari konfigurasi bentuk sistem hybrid model 1 dan model 2 (baik seri maupun parallel), dapat disimpulkan bahwa kinerja dari kedua model pada perinsipnya memiliki keandalan yang sama dalam mempertahankan kontinuitas supplay daya ke beban, namun dari kesederhanaan sistem peralatan, model PLTS 1 lebih sederhana dari model PLTS 2, dan jika dilihat dari kesiapan PLTS dalam mensuplai daya ke beban, maka model PLTS 2 jauh lebih baik dibanding model PLTS 1, sedangkan dari sisi investasi maka model 2 jauh lebih mahal dibanding model 1. (Indrajaya,2012)
38
Embed
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir ii.pdf · 1 buah charger regulator yang dilengkapi dengan automatic switch, 12 buah baterai, 1 set remote interface. PLTS ini dibangun
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
4
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir
Terdapat beberapa penelitian yang mendukung Tugas Akhir ini, dimana
pada penelitian tersebut dijadikan dasar acuan pada penelitian pada tugas akhir
ini. Jurnal “Perancangan Sistem Hibrid PLTS dengan Jala-Jala Listrik PLN untuk
Rumah Perkotaan”. Pada jurnal membahas mengenai sistem hybrid PLTS dengan
PLN yang menggunakan baterai sebagai penyimpan energi listrik (storage
system). Sistem hybrid PLTS dengan listrik PLN dapat diterapkan pada rumah
diperkotaan, serta menganalisis faktor yang mempengaruhi besarnya energi listrik
yang dihasilkan sel surya berkaitan dengan waktu kerja sistem PLTS. PLTS akan
memasok energi listrik sekitar 30% dari beban keseluruhan peralatan listrik rumah
tangga, sedangkan 70% listrik sisanya dari PLN. (Bien, L E. 2008).
Studi Komporatif 2 Model Pembangkit Listrik Sistem hybrid PLTS dan
PLN/Genset. Dalam jurnal ini membahas tentang perbandingan antara PLTS
model 1 yang hybrid dengan PLN dan PLTS model 2 yang dibuat secara seri yang
akan dianalisis untuk mendapatkan model PLTS yang terbaik. Terdapat perbedaan
antara kedua model yaitu pada switch controller (unit pengatur PLTS). Model 2
energi yang dihasilkan dari PLTS, Genset dan kincir akan langsung terdistribusi
menuju baterai dan beban tanpa adanya supplay dari PLN. Dari konfigurasi
bentuk sistem hybrid model 1 dan model 2 (baik seri maupun parallel), dapat
disimpulkan bahwa kinerja dari kedua model pada perinsipnya memiliki
keandalan yang sama dalam mempertahankan kontinuitas supplay daya ke beban,
namun dari kesederhanaan sistem peralatan, model PLTS 1 lebih sederhana dari
model PLTS 2, dan jika dilihat dari kesiapan PLTS dalam mensuplai daya ke
beban, maka model PLTS 2 jauh lebih baik dibanding model PLTS 1, sedangkan
dari sisi investasi maka model 2 jauh lebih mahal dibanding model 1.
(Indrajaya,2012)
5
Studi Pemanfaatan PLTS Sebagai catu Daya Tambahan pada Insdustri
Perhotelan di Nusa Lembongan Bali. Tesis ini membahas tentang perencanaan
sebuah PLTS yang hybrid dengan PLN dimana sistem PLTS yang akan
dikembangkan untuk mensuplai energi listrik direncanakan sebesar 30%. Besar
daya PLTS yang akan dibangkitkan untuk mensuplai energi hotel yang akan
direncanakan tersebut adalah sebesar 21,6 kWp, yang akan dihasilkan dari 144
panel dengan kapasitas 150 Wp. Biaya energi PLTS dengan harga panel surya saat
ini adalah Rp.8500/Kwh. Dengan memperhitungkan penurunan harga panel surya
rata-rata sebesar 9% pertahun dan kecenderungan kenaikan harga minyak dunia,
diperoleh bahwa pada 5 tahun mendatang biaya energi PLTS akan menurun
menjadi Rp.6100/Kwh, mendekati biaya energi dari PLTD. Analisis kelayakan
investasi PLTS yang dilakukan dengan menggunakan NPV, PI dan DPP
menunjukkan hasil bahwa investasi PLTS layak untuk dilaksanakan. Alternatif
strategi untuk menentukan kelayakan PLTS sebagai catu daya tambahan diperoleh
dengan menganalisis aspek teknis, aspek biaya dan aspek regulasi menggunakan
analisis SWOT. Alternatif strategi dari analisis SWOT menunjukkan bahwa
penetapan regulasi dari pemerintah sangat berperan untuk membuat pemanfaatan
PLTS sebagai catu daya tambahan, layak untuk dikembangkan pada industry
perhotelan di Nusa Lembongan khususnya pada hotel Bali Hai Tide Huts.(
Santiari,Dewa ayu Sri 2011)
Studi Pemanfaatan PLTS Hybrid Dengan PLN di Villa Adleson. PLTS di
vila Adleson ini terdiri dari 12 buah PV modul, satu set rack, 1 buah grid-inverter,
1 buah charger regulator yang dilengkapi dengan automatic switch, 12 buah
baterai, 1 set remote interface. PLTS ini dibangun pada bulan Agustus tahun 2008
dengan nilai investasi sebesar Rp 276.156.500.Kapasitas PLTS yang dibangun
adalah 1,560 kWp yang dihibrida dengan sambungan listrik PLN sebesar 2,300
kW. Total kebutuhan energi listrik harian vila Adleson adalah 6,153 kWh/hari.
Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTS di vila Adleson adalah 3,37 kWh/hari
yang setara dengan 1.230 kwh per tahun. PLTS ini sudah mampu mensuplai 50%
dari kebutuhan energi harian vila. Berdasarkan analisa didapatkan bahwa harga
energi (cost of energy) dengan nilai investasi PLTS sebesar Rp 276.156.500
6
adalah Rp 26.650 per kWh. Sementara jika komponen baterai tidak dihitung maka
besarnya investasi adalah sebesar Rp 117.002.500 sehingga didapatkan harga
energi sebesar Rp 11.291per kWh. Sedangkan jika komponen PLTS tanpa baterai
dan fasilitas remote monitoring dihitung dengan harga komponen saat ini maka
nilai investasi menjadi Rp 98.600.000 sehingga harga energi turun menjadi Rp
9.500 per kWh. Mahalnya harga energi per kWh dari sistem ini adalah karena
produksi PLTS yang relatif kecil. Dari pengamatan dilapangan ditemukan bahwa
beberapa penyebab dari kecilnya produksi PLTS adalah cara instalasi PV modul
yang kurang tepat sehingga energi yang dihasilkan kurang maksimum (Jati, 2011).
Potensi Pengembangan PLTS (fotovoltaic modulsystem) di Dusun
Punggang, Desa Kaliasem, Kecamatan Banjar, Buleleng-Bali. Pada penelitian ini
terdapat beberapa pembahasan lain diantaranya, spesifikasi PV modul yg
digunakan yaitu PV ModulSM55-12 V, menghitung besarnya daya harian rumah
penduduk yaitu sebesar 1140 Wh, menghitung output harian PLTS yaitu sebesar
200,79 Wh, menghitung banyaknya modul yang diperlukan untuk memenuhi
beban rumah tangga yaitu sebanyak 7 unit untuk setiap rumah tangga, menghitung
kapasitas baterai yang dibutuhkan yaitu sebesar 285 Ah, menganalisis kebutuhan
PLTS untuk beberapa tarif listrik PLN, menganalisis kajian investasi dengan
menggunakan metode Net Present Value, dan menganalisis Break Even Point
(BEP) PLTS (Diana,N K. 2004).
Studi Terhadap Unjuk Kerja PLTS 1920 Watt di Universitas Udayana
Bukit Jimbaran. Penelitian membahas konfigurasi existing optimal PLTS dan
unjuk kerja PLTS tersebut. PLTS di Fakultas Teknik Elektro Bukit Jimbaran
merupakan paket PLTS off-grid. Penelitian tersebut menghasilkan beberapa data,
yaitu konfigurasi PV modul yang terhubung untuk mensuplai baterai sebanyak 32
PV modul, unit baterai dengan kapasitas sebesar 1455 Ah ≈ 15 unit baterai dengan
kapasitas baterai 100 Ah, unit baterai charge controller dengan kapasitas load
current sebesar 20 ampere sebanyak 4 buah, dan kapasitas inverter yang
digunakan 6000 watt dengan efisiensi 90 %. Analisis unjuk kerja PLTS
dipengaruhi oleh faktor lingkungan. PV modulSolarex MSX60 yang terpasang
7
pada sistem PLTS di Jurusan Teknik Elektro bekerja pada temperatur yang lebih
tinggi dari temperatur standar test conditition yaitu sebesar 25°C. Secara teoritis
PV modul Solarex MSX60 akan bekerja secara optimal, jika temperatur yang
diterima sebesar 25°C dengan intensitas radiasi matahari tetap 1000W/m². Setiap
kenaikan temperatur PV modul 1 °C dari temperatur standart test condition maka,
akan melemahkan daya output yang dihasilkan. Tetapi intensitas radiasi matahari
tidak tetap. Dimana intensitas radiasi matahari berfluktuasi setiap waktu.
Demikian juga daya output PV modul mengikuti fluktuasi intensitas radiasi
matahari. Selain itu perubahan intensitas radiasi matahari diikuti oleh perubahan
temperatur PV modul. Semakin besar iradiasi maka, temperatur PV modul juga
akan menjadi lebih tinggi begitu juga sebaliknya (Gatot, 2014)
2.2 Pembangkit Tenaga Listrik
Pembangkit tenaga listrik ialah suatu alat/peralatan yang berfungsi untuk
membangkitkan tenaga listrik dengan cara mengubah energi potensial menjadi
tenaga mekanik selanjutnya menjadi tenaga listrik. Istilah lain yang dipakai untuk
menyebut pembangkit tenaga listrik ialah pusat tenaga listrik.
Dalam mendefinisikan pengertian pembangkit tenaga listrik, akan muncul
berbagai definisi dan pengertian, tergantung dari sudut disiplin ilmu apa kita
melihat, mengasumsikan dan memahaminya. Apabila ditinjau dari sudut ilmu
kelistrikan dapat kiranya mendefinisikan pengertian pembangkit tenaga listrik
sebagai berikut, (Nugroho,2004):
1. Suatu bagian awal dari sistem tenaga listrik yang membangkitkan tenaga
listrik yang terdiri dari instalasi listrik, mekanik, bangunan-bangunan,
fasilitas pelengkap, bangunan serta komponen bantu lainnya.
2. Salah satu bagian dari sistem tenaga listrik untuk membangkitkan energi
listrik dengan cara mengubah potensi energi mekanik dari air, minyak,
uap, panas bumi, nuklir, matahari, angin, kombinasi gas dan uap menjadi
energi listrik. Mengingat tingkat kebutuhan energi listrik terus mengalami
kenaikan setiap tahunnya, sehingga penyediaan energi listrik harus pula
ditingkatkan agar terjadi keseimbangan antara kebutuhan dan penyediaan
8
energi listrik. Tingkat kebutuhan ini menjadi salah satu pertimbangan
utama dalam pembangunan pembangkit tenaga listrik yang baru.
2.3 Perencanaan Sistem Tenaga Listrik
Pada proses perencanaan pengembangan sistem tenaga listrik diperlukan
adanya prakiraan kebutuhan tenaga listrik yang dapat memberikan informasi
kepada pembuat kebijakan sehingga dengan prakiraan yang baik akan dapat
mengurangi resiko pembangunan yang tidak dibutuhkan.
Dalam setiap proses perencanaan diperlukan adanya suatu prakiraan yang
menggunakan keterangan-keterangan berupa data yang baik dan benar.
Diperolehnya angka-angka prakiraan kebutuhan tenaga listrik merupakan bagian
dari proses dan syarat untuk dapat menyimpan suatu rencana pemenuhan
kebutuhan tenaga listrik maupun pengembangan penyediaan tenaga listrik setiap
saat secara cukup baik dan terus menerus. Jika ditinjau dari masalah
pembangunan sarana penyediaan tenaga listrik perlu dibuat untuk jangka waktu
yang panjang.
Kebutuhan listrik suatu daerah tergantung dari letak daerah, jumlah
penduduk, standar kehidupan, rencana pembangunan atau pengembangan daerah
di masa yang akan datang sehingga dalam prakiraan diperlukan data yang
mencakup perkembangan daerah tersebut, jika dari tingkat perekonomian daerah
maka dapat digunakan jumlah Produk Domestik Regional Bruto suatu daerah,
kemudian jumlah penduduk daerah tersebut.
Tipe-tipe beban pada umumnya dibedakan dalam beberapa sektor antara
lain-lain (Nugroho,2004) :
1. Rumah tangga (perumahan) yang terdiri dari beban yang digunakan oleh
kelompok rumah tangga antara lain dari televisi, lemari es, setrika listrik,
dan lain-lain.
2. Komersial terutama terdiri dari beban untuk toko-toko, hotel, penerangan
papan reklame, alat-alat listrik yang digunakan pada toko, restoran, pasar.
9
3. Publik meliputi beban yang digunakan untuk penerangan jalan yang selalu
menyala setiap malam, lampu lalu lintas, listrik untuk air mancur taman
kota.
4. Industri yaitu beban yang digunakan oleh sektor industri seperti industri
air minimum, industri tekstil, dll.
2.4 Energi Surya
Energi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, eko-
nomi, dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan, serta merupakan pendu-
kung bagi kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat
pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk.
Sedangkan, akses ke energi yang handal dan terjangkau merupakan pra-syarat
utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat. Memenuhi kebutuhan
energi yang terus meningkat tersebut, dikembangkan berbagai energi alternatif, di
antaranya energi terbarukan. Potensi energi terbarukan, seperti: biomassa, panas
bumi, energi surya, energi air, energi angin dan energi samudera, sampai saat ini
belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi energi terbarukan di Indonesia
sangatlah besar. Memecahkan permasalahan ini listrik tenaga surya merupakan
salah satu alternatif jawabannya. Di negara-negara industri maju seperti Jepang,
Amerika Serikat, dan beberapa negara di Eropa dengan bantuan subsidi dari
pemerintah telah diluncurkan program-program untuk memasyarakatkan listrik
tenaga surya ini. Tidak itu saja di negara-negara sedang berkembang seperti India,
Mongol promosi pemakaian sumber energi yang dapat diperbaharui ini terus
dilakukan( Halim,2001).
Energi surya merupakan energi terbarukan,energi ini akan selalu tersedia
selama matahari masih bersinar. Energi surya merupakan salah satu energi yang
sedang giat dikembangkan saat ini oleh Pemerintah Indonesia.
10
2.5 Potensi Energi Surya Untuk Pengembangan PLTS di Indonesia
Sebagai Negara tropis Indonesia mempunyai potensi energi surya yang
tinggi. Berdasarkan data penyinaran matahari di Indonesia dapat diklasikfikasikan
berturut – turut sebagai berikut: untuk kawasan barat dan timur Indonesia dengan
distribusi penyinaran di Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m2/hari
dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m2/hari. Dengan
demikian, potensi matahari rata – rata Indonesia yaitu sebesar 4,8 kWh/m2/hari.
Berarti prospek penggunaan fotovoltaik di masa mendatang cukup cerah. Dengan
berlimpahnya energi surya tersebut maka pengembangan listrik tenaga surya yang
berbasis kepada efek fotovoltaik dari piranti sel surya sebagai salah satu sumber
tenaga listrik yang bebas polusi dan alami menjadi suatu pilihan yang tepat untuk
diterapkan di Indonesia. Adapun alasan yang mendukung hal tersebut yakni:
1. Kondisi iklim di Indonesia yang sangat mendukung karena intensitas
radiasi matahari di Indonesia relatife tinggi serta stabil, sehingga PV
modul mendapat daya yang optimal sepanjang tahun.
2. Instalasi yang lebih sederhana dari pada pemasangan sumber energi
terbarukan lainnya, sehingga memungkinkan pemanfaatan energi ini untuk
kebutuhan listrik baik dalam skala kecil sampai skala besar.
3. Indonesia merupakan Negara kepulauan terdiri dari 13 ribu pulau sehingga
membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menyediakan jaringan
pembangkit listrik pada setiap daerahnya hingga sampai ke tiap pelosok.
4. Dapat terjangkau seluruh pelosok Indonesia dengan ketersediaan radiasi
surya yang merata sepanjang tahun. Energi matahari sistem dapat diinstal
di lokasi terpencil sehingga lebih praktis dan hemat biaya.
11
Tabel 2.1 Intensitas radiasi matahari di Indonesia
Sumber: Rahardjo, 2008
Tabel 2.2 Intensitas radiasi matahari di Jimbaran Bali 2014
Bulan jan feb mar apr mei jun jul agus sept okto nov des