Upload
willymuhammadhalim
View
248
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
1/39
PERALATAN UTAMA DAN
PERANCANGAN SISTEM PEMBANGKITLISTRIK NON-KONVENSIONAL
M. JAGA BELANTARA (11-2010-013)YUDHA YUANDHITRA (11-2010-018)
EDI SAPUTRA (11-2010-01)
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
2/39
P!"#$%&'&$"
Kondisi bumi kita kian lama kian mengenaskan karena tercemarnya
lingkungan dari efek rumah kaca (green house 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. adahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil tidak dapat
diperbaharui, tidak seperti bahan bakar non-fosil.
!atahari merupakan salah satu sumber energi yang tidak akan pernah habis
(renewable energi). "ntuk mengurangi dampak dari global warming saat
ini, banyak dikembangkan pembangkitan bertenaga matahari. #engandidirikannya jenis pembangkit ini diharapkan dapat mengurang jumlah
emisi yang dapat mengakibatkan global warming. Saat ini banyak negara-
negara yang mulai menggunakan jenis pembangkit ini.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
3/39
K*"!"-K*"!" U+$$ PLTS
Komponen $ komponen utama yang ada dalam %&S antara lain '
. Solar anel
. *harging control
+. attere
. n/erter
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
4/39
P$"!' S&,$rinsip kerja dari sel surya photo/oltaic adalah merubah energi surya
menjadi arus listrik #*. Sel silikon yang di sinari matahari, membuatphoton yang menghasilkan arus listrik. Sebuah sel surya menghasilkan
kurang lebih tegangan 0.1 2olt. 3adi sebuah panel surya 2olt terdiri dari
kurang lebih +4 sel (untuk menghasilkan 5 2olt tegangan maksimun).
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
5/39
J!"/-!"/ P$"!' S&,$
1. Polikristal (Poly-crystalline)
!erupakan panel surya 6 solar cellyang memiliki susunan kristal acak.
&ype olikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besar
dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik
yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.
2. Monokristal (Mono-crystalline)
!erupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan
luas yang paling tinggi. !emiliki efisiensi sampai dengan 17.
Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat
yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis
dalam cuaca berawan.3. a-SI (armophorus)
4. CdTe (Cadmium Telluride)
5. CIS (Copper Indium Diselenide)
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
6/39
C"+% - C"+% P$"!' S&,$B!,#$/$,$" L!+$ P!"&"$$""$
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
7/39
C"+% P!"!*$+$" P$"!' S&,$
8oof (p/) of 9tlanta:s 9;uatic *enter with +1 k< grid-connected power
system. (Source ' =eorgia nstitute of &echnology.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
8/39
=ambar di atas merupakan salah satu %&S terbesar di dunia berada di
Spanyol dengan jumlah panel surya sebanyak 0.000 dan menghabiskan
lahan sebesar 00 hektar yang dapat menghasilkan 0 !
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
9/39
P!,%+&"$" T!"/ P$"!' S&,$
#aya yang dihasilkan oleh panel surya maksimum diukur dengan besaran
Wattpeak (Wp), yang kon/ersinya terhadap Watthour (Wh) tergantung
intensitas cahaya matahari yang mengenai permukaan panel. Selanjutnya
daya yang dikeluarkan oleh panel surya adalah daya panel dikalikan lama
penyinaran.
#i ndonesia, daya (
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
10/39
anel-panel surya dapat disusun secara seri atau paralel. 8angkaian paralel
digunakan pada panel-panel dengan tegangan output yang sama untuk
memperoleh penjumlahan arus keluaran. &egangan yang lebih tinggi
diperoleh dengan merangkai panel-panel dengan arus keluaran yang sama
secara seri.!isalnya untuk memperoleh keluaran sebesar 2olt dan arus 9, kita
dapat merangkai buah panel masing-masing dengan keluaran 2olt dan
+ 9 secara paralel. Sementara kalau keempat panel tersebut dirangkai secara
seri akan diperoleh keluaran tegangan sebesar > 2olt dan arus + 9.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
11/39
S/+! K"+,' P!"/$" B$+!,!(batere charging)
?ungsi utama sistem kontrol pengisian baterai pada pembangkit tenaga
surya adalah '
a. !embatasi kelebihan pengisian (overcharge) dengan membatasi daya
yangdiisikan oleh panel surya pada saat kapasitas baterai sudah penuh.
encegahan pengisian yang berlebihan itu dilakukan dengan membukasaluran dari panel surya atau dengan membatasi arus pengisian ke
baterai ketika baterai mendekati kapasitas penuh.
b. !encegah kelebihan pengosongan (overdischarge). "mumnya kontrol
pengisian pada sistem photo/oltaik mempunyai tambahan fungsi berupa
kontrol yang mengatur pemutusan saluran daya kebeban. Saluran dayaini akan diputuskan begitu baterai mencapai kapasitas pengosongan
yang telah ditetapkan dan ketika baterai kembali terisi dan mencapai
kapasitas tertentu, saluran daya kebeban akan kembali terhubung.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
12/39
B$+!,!
ada pembangkit listrik tenaga surya baterai berfungsi untuk menyimpan
energi listrik arus searah yang dihasilkan panel surya dan menyalurkannya
kembali ketika daya yang dihasilkan panel surya lebih kecil dari daya yang
dibutuhkan beban. 3enis baterai yang digunakan pada pembangkit listrik
tenaga surya adalah baterai sekunder yaitu baterai yang dapat diisi kembali.
aterai skunder terbagi kedalam beberapa tipe berdasarkan material aktif
yang digunakan, yaitu '
a.Flooded Lead-cid
b. !alve "egulating Lead cid (!"L)
c.#ickel $admium
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
13/39
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
14/39
K$,$+!,/+ B$+!,!
"ntuk memahami lebih dalam tentang baterai sekunder ini, akan dijelaskan beberapa karakteristiknya'
a. engosongan (%ischarge) adalah proses pada saat baterai menyalurkan arus kebeban.
b. engisian ($harge) adalah proses dimana baterai menerima arus dari sumber.
c. &tate of $harge (&'$) adalah persentase perbandingan kapasitas baterai terhadap kapasitas maksimum
dari baterai.
d. %eep of %ischarge (%'%) atau kedalaman pengeluaran daya adalah banyaknya daya yang diambil
dari baterai dalam satu siklus pengeluaran daya, yang diekspresikan sebagai persentase.e. 'pen !oltage adalah tegangan baterai pada saat kedua kutubnya terbuka . ada baterai asam timbal
dengan kapasitas penuh (007 S@*), tegangan buka baterai asam timbal ( lead acid baterai) tipikal
bernilai (.4 2olt $ +. 2olt) untuk sistem 2olt.
f. $ut off !oltage adalah nilai tegangan terendah yang diperbolehkan ketika baterai mengalami
pengosongan. Ailai tegangan cut off ini berbeda-beda tergantung nilai rata-rata arus pengosongannya.
g. Kapasitas baterai adalah kemampuan baterai dalam menyimpan atau menyalurkan energi listrik.
h. mpere-our (h) adalah satuan yang umum digunakan yang menunjukkan kapasitas baterai.i. $ycle adalah banyaknya baterai mengalami proses pengosongan dengan arus pengosongan tertentu
yang diikuti pengisian hingga penuh kembali (007 S@*)
j. 8ata-rata pengisian6pengosongan ("ate of $harge%ischarge) adalah rasio arus pengisian atau
pengosongan dalam jam.
k. &elf %ischarge adalah proses dimana terjadinya penurunan kapasitas baterai pada saat kedua kutub
baterai terbuka. &elf discharge disebabkan oleh proses internal dari baterai itu sendiri dan rata-rata
pengosongannya (self-discharge rate)berbeda-beda untuk setiap tipe baterai.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
15/39
I"!,+!,
Dalam kebutuhan dan pengontrolan daya listrik, konversi daya dari
daya listrik dari satu bentuk ke bentuk lainnya sangat diperlukan.
Salah satu bentuk konversi daya, yaitu mengubah daya dari bentuk
DC ke AC yang biasa disebut DC-AC konverter.
Sebuah DC-AC konverter lebih dikenal dengan sebutan inverter.
Dilihat dari jenis arus bolak-baliknya, inverter terdiri dari dua jenis,
yaitu inverter 1 fasa dan inverter 3 fasa. ungsi dari sebuah inverter
ialah mengubah tegangan input DC menjadi tegangan output AC yang
simetris dengan harga dan frekuensi yang tetap atau berubah-ubah.
!erdasarkan rangkaian dayanya inverter 1 phasa di bedakan menjadi
3 ma"am#1. $nverter 1 phasa setengah gelombang
%. $nverter 1 phasa gelombang penuh
3. $nverter 1 phasa dengan beban tap tengah
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
16/39
I"!,+!, 1 P%$/$ S!+!"$% G!'4$"
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
17/39
I"!,+!, 1 P%$/$ G!'4$" P!"&%
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
18/39
I"!,+!, 1 P%$/$ #!"$" B!4$" T$* T!"$%
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
19/39
I"!,+!, 3 P%$/$
&rinsip kerja sebuah inverter 3 fasa dapat dijelaskan melalui
gambar di atas.
'angkaian ini merupakan rangkaian inverter jembatan penuh 3 fasa
yang memiliki ( buah saklar-saklar statis )*osfet+ sebagaipengganti ransistor !.
etika /1 on maka /1 terhubung, tegangan dan arus keluaran
keluar melalui ' sedangkan /% off )open circuit+. ika /3 on maka
/0 off dan / on maka /( off.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
20/39
P!,$"5$"$" PLTS
D!"$" !/$'$" /!4&$% #!/$ $" 4!,/ 100 ,&$% #$" #$$ $"+!,*$/$" &"+& $/"-$/" ,&$% /!4!/$, 670 . M$$ $*$/+$/PLTS $" $$" ##,$" $#$'$% /449(1 ,&$% # $/&/$" !"&"$$" *!,$'$+$"-*!,$'$+$" $"!"&"$$" !"!, '/+, /44 9 '$*& C:L 7 4&$% (; 17 132?7 % (0?17 < 132?7) > 172?3=7 %D!"$" $/&/ '$$ *!""$,$" $+$%$, +!,%$#$* *$"!' /&,$ /!'$$7 $ #$'$ 26 $. T!$"$" !'&$,$" !"&& 4!4$" $" # ""$"/!4!/$, 220 V #!"$" ,!&!"/ 70 H.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
21/39
K"F&,$/ S/+!
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
22/39
P!,%+&"$" K$*$/+$/ P$"!' S&,$
Kapasitas daya panel surya dapat diperhitungkan dengan
memperhatikan beberapa faktor yaitu '
a. Kebutuhan energi sistem yang disyaratkan.
Kebutuhan energi selama satu jam yang disyaratkan sebesar 00
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
23/39
Kapasitas panel surya yan !iasa di
"ual di pasaran adala# s!!$
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
24/39
P!,%+&"$" K$*$/+$/ P$"!' S&,$
Kapasitas total panel surya D (Et 6 intensitas
matahari ) F faktor penyesuaian
D (1+51 6 1 ) F ,
D ++,1+ k060 2
!aka digunakan in/erter + phasa dengan kapasitas daya +1 k
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
28/39
K!/*&'$"
. Komponen utama dalam %&S adalah panel surya , pengontrolan
pengisian batere (battere charge ) , batere dan in/erter.
. erdasarkan hasil perancangan total daya yang dibangkitkan oleh %&S
adalah sebesar ++,1+ k
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
29/39
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
30/39
Power from the Sun
Sebuah pembangkit listrik panas matahari pada prinsipnya bekerja
tidak berbeda dari konvensional uap pembangkit listrik. 2amun,
ada satu perbedaan penting, energi ini tidak merusakmengotori
lingkungan dengan pembakaran batu bara, minyak, gas alam atau
dengan memisahkan uranium untuk menghasilkan uap. 4al inidihasilkan semata-mata oleh energi yang berasal dari matahari.
5ntuk men"apai suhu tinggi yang diperlukan, radiasi matahari
harus terkonsentrasiterarah. sistem konsentrasi radiasi matahari
harus digunakan untuk menghasilkan suhu yang lebihtinggi. arena biaya yang tinggi maka, lensa dan ka"a biasanya
tidak digunakan untuk pembangkit listrik skala besar, dan alternatif
biaya yang lebih efektif digunakan, termasuk "ermin konsentrator
)refle"ting "on"entrators+.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
31/39
enis-enis 'efle"tor
a. parabolictroughcollector
b. linear Fresnel
collectorc. central receiver
system withdish collector
d. central receiversystem withdistributedrefectors
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
32/39
Parabolic Trough Collector
olektor surya melalui &araboli"
terdiri dari "ermin melengkung
besar, untuk mengkonsentrasi
mengumpulkan sinar matahari
dengan faktor 67 atau lebih untuk
garis fokus. olektor surya dibuat
&aralel membentuk sebuah baris
kolektor sepanjang 377-(77 meter,
dan banyak baris paralel bentukbidang kolektor surya. olektor
surya memiliki satu-sumbu untuk
mengikuti arah sinar matahari.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
33/39
Skema erja
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
34/39
Dish-Stirling SystemsDish-Stirling sistem dapat digunakan untukmenghasilkan listrik dalam kisaran kilo8att.
Sebuah "ermin "ekung parabolik konsentrat
sinar matahari, "ermin dila"ak dua sumbu harus
mengikuti matahari dengan tingkat akurasi yang
tinggi untuk men"apai efisiensi yang tinggi.
Dalam fokus adalah re"eiver yangdipanaskan
sampai (7 9C. &anas diserap mengendarai
motor Stirling, yang mengubah panas menjadi
uap bertekanan, lalu menggerakan generator
untuk menghasilkan listrik. !ebera paprototipe
Dish Stirling sistem telah berhasil diuji disejumlah negara. 2amun, biaya
pembangkitan listrik dari sistem ini jauh
lebih tinggi dari pada pembangkit listrik tenaga
panas matahari melalui paraboli" trough atau
to8er po8er plants.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
35/39
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
36/39
Solar Thermal Tower Power Plant
erdapat bidang sistem penerima pusat darirefleksi sinar matahari atau menara po8er.
Sistem terdiri dari ratusan atau bahkan ribuan
"ermin, !idang penerima refleksi matahari
)heliostats+ ditempatkan di sekitar penerima di
bagian atas menara pusat. Sebuahkomputer kontrol masing-masing dari heliostats
menggerakan kontrol jalur dua sumbu untuk
memastikan bah8a sinar matahari langsung
ter"ermin terfokus pada menara penerima
)heliostats+, di mana sebuah absorber
dipanaskan sampai
temperatur sekitar 17779C dengan "ahaya
matahari terkonsentrasi untuk mengubah 5dara
atau garam "air )air laut+ menjadi uap bertekanan
sehingga dapat menggerakan sebuah generator
listrik yang mengubah panas menjadi listrik.
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
37/39
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
38/39
Pembangkit Listrik Perangkap Panas
Matahari
7/24/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2
39/39
SEKIA
DA
TE!IMA KASI"