PLTS Arham Muhazzaf

7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf

1/23

BAB I

PENDAHULUANA. Latar Belakang

Pada saat ini energi merupakan salah satu masalah yang sengat

diperhatikan oleh setiap bangsa dan Negara, terutama dalam hal ini ialah

energi listrik. Beberapa sumber energi yang saat ini dijadikan sebagai acuan

sumber energi utama untuk dikonversi menjadi energi listrik sudah tidak

dapat mencukupi kebutuhan energi yang berkembang pesat. Sumber-sumber

energi yang tidak terbarukan seperti energi kimia dari bahan bakar(pembangkit listrik tenaga Diesel) sudah tidak efisien digunakan. Hal ini

dikarenakan bahan bakar yang nilai jualnya semakin tinggi dan semakin sulit

untuk didapatkan.

Untuk mengatasi kebutuhan energi yang bertambah besar setiap

tahunnya, maka perlu adanya peningkatan penggunan energi-energi

terbarukan (alternative energi) seperti energi surya, energi angin, panas bumi

(geothermal), pasang surut air laut dan beberapa macam sumber energi

lainnya. Salah satu sumber energi yang paling mudah untuk didapatkan yakni

energi surya dengan memenfaatkan energi foton dari matahari yang kemudian

dikonversi menjadi energi listrik. pemanfaatan energi ini dalam

penggunaanya disebut sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).

Walaupun sumber energinya cukup mudah untuk digunakan, namun tetap

saja masih banyak kekurangan dalam PLTS ini. Diantaranya yakni energi

foton yang diadapatkan bergantung kepada cuaca itu sendiri.

Pemanfaatan energi surya itu sendiri paling mudah dilaksanakan

terutama didaerah-daerah yang dimana potensi energinya kurang atau tidak

ada sama sekali. Seperti pada pegunungan yang tidak memeliki potensi

sumber air yang dapat dugunakan, selain energi angin energi surya ini sangat

cocok untuk digunakan. Atas dasar tersebut maka penulis kemudian berniat

merencanakan suatu pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) pada Desa

Pardaiya.


2/23

Desa ini berada pada Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar

Provinsi Silawesi Selatan, posisi pedesaan yang jauh dari kota dan jangkauan

PLN membuat kondisi pada desa ini memerlukan pemanfaatan energy

terbarukan dalam hal pemenuhan kebutuhan energy listriknya. Sebagian besar

penduduk pada desa ini merupakan petani.

B. TujuanTujuan dari perencanaan PLTS adalah:

Untuk merancang penerangan listrik dan memfasilitasi rumah-rumahpenduduk dalam hal kebutuhan energy listriknya.

Membantu PT.PLN dalam melayani masyarakat di bidang kebutuhanenergy listrik.

Menjadikan Desa Padaradaiya sebagai desa yang mendiri terutama dalamhal pemenuhan kebutuhan energy listriknya

C. ManfaatManfaat dari perencanaan PLTS ini adalah : Memberikan informasi dan pengetahuan mengenai pembangkitan energy

Listrik kepada penduuduk pedesaan.

Sebagai solusi pemikiran terhadap penduduk pedesaan dalam halmengenai kebutuhan Energy listrik.


3/23

BAB II

STUDI BEBAN DI DESA PARADAIYAA. Studi Pemakaian Daya (Studi Beban)

Dalam merencanakaan suatu pembangkit lisrik perlu diketahui

sebelumnya berapa jumlah beban tenaga listrik yang harus dipenuhi. Jumlah

beban ini kemudian akan dijadikan acuan berapa besarnya daya pembangkit

listrik yang harus dibuat. Perencanaan suatu pembangkit yang matang harus

dapat memenuhi kebutuhan beban yang setidaknya meningkat sampai 5 tahun

kedepan.Hasil pengamatan pada desa Paradaiya, terdapat 27 buah rumah, 1 buah

mesjid dan 1 buah sekoah dasar. Untuk saat ini setiap rumah memiliki genset

tersendiri dalam hal pemenuhan kebutuhan energy listriknya. Adapun

perinciannya dideskripsikan sebagai berikut :

Rincian Daya yang digunakann setiap rumahNO. BEBAN

DAYA

(Watt)JUMLAH BEBAN

DAYA TOTAL

(Watt)

1.Beban

Penerangan8 5 s/d 10 80

2. Televisi 40 1 40

4.

Keperluan lainnya

(yang

menggunakan

kotak kontak)

100 - 100

Jumlah Daya Total / Rumah 220 W

Jadi jika jumlah daya tiap rumah adalah 220 W, maka :

Total Pemakaian Daya Rumah untuk satu Desa = 220 Watt x 27 Rumah

= 5940 Watt

Rincian peggunaan daya untuk tiap rumah dalam sehari

( Jam 18.00jam 23.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 100 % maka,

Total Daya = 100 % x 5940 Watt = 5940 Watt


4/23

( Jam 23.00 - jam 06.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,

Total Daya = 50% x 5940 Watt = 2970 Watt

( Jam 06.00jam 18.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 25 % maka,


Rincian Daya yang digunakan oleh MesjidNO. BEBAN

DAYA

(Watt)JUMLAH BEBAN

DAYA TOTAL

(Watt)

1.

Beban

Penerangan 8 5 s/d 10 80

2. Kipas Angin 50 2 100

3. Audio Mesjid 100 1 100

4.

Keperluan lainnya

(yang

menggunakan

kotak kontak)

100 - 100

Jumlah Daya Total 380 W

Untuk satu mesjid daya total yang terpakai ialah sebesar 380 Watt

Rincian penggunaan Daya untuk mesjid :

Ibadah pagi hari ( Dhuhur dan Ashar ) :

( Jam 12.00jam 13.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,




Ibadah Malam hari sampai dini hari ( Dhuhur dan Ashar ) :






5/23

Untuk jam selain waktu ibadah yakni mulai dari jam 20.00sampaijam

03.00,maka daya yang digunakan hanya untuk penerangan (diasumikan

daya terapakai yaitu 25% ) perhitungan sebagai berikut :


Rincian Daya yang digunakan oleh sekolahNO. BEBAN

DAYA

(Watt)JUMLAH BEBAN

DAYA TOTAL

(Watt)

1.Beban

Penerangan

10 5 s/d 10 100

2. Audio Sekolah 100 1 100

3.

Keperluan lainnya

(yang

menggunakan

kotak kontak)

200 - 200

Jumlah Daya Total 400 W

Jadi untuk satu sekolah maka total daya yang terpakai ialah sebesar 400

Watt. Rincian penggunaan Daya untuk Sekolah :








6/23

Berdasarkan hasil studi perencanaan daya yang terpakai diatas maka dapat

disimpulkan besarnya daya yang terpakai untuk satu Desa Paradaiyayakni :

NO. Jenis Konsumen Daya (W)

1. Rumah Penduduk (27 Buah Rumah) 5490 Watt

2. Masjid 380 Watt

3. Sekolah 400 Watt

Total Daya 6270 Watt

Jadi jumlah beban yang harus dilayani berdasarkan hasil survey ialah

sebesar 6270 Watt atau sebesar 6,27 KW. Jumlah beban ini senantiasa akan

meningkat setiap tahunnya maka daya pembangkit yang harus dibuat harus

melebihi dari perencanaan daya beban yang harus dilayani. Kalaupun bisa

maka pembangkit tersebut setidaknya bisa menghadapi peningkatan

kebutuhan energy selama 5 tahun kedepan.

Berdasarkan perincian penggunan Daya lisrik yang telah dilakukan maka

dihasilkan tabel sebagai berikut :

WaktuPenggunaan

Jenis Konsumen Konsumsi

Daya

(kW)

Konsumsi

Energi

(kWh)

Rumah

(kW)

Masjid

(kW)

Sekolah

(kW)

06.00-07.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

07.00-08.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

08.00-09.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

09.00-10.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

10.00-11.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

11.00-12.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

12.00-13.00 1,37 0,19 0,2 1,76 1,76

13.00-14.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57

14.00-15.00 1,37 - 0,1 1,47 1,47

15.00-16.00 1,37 0,19 0,1 1,66 1,66

16.00-17.00 1,37 - - 1,37 1,37

17.00-18.00 1,37 - - 1,37 1,37

18.00-19.00 5,94 0,19 0,08 6,21 6,21

19.00-20.00 5,94 0,19 0,08 6,21 6,21

20.00-21.00 5,94 0,095 0,08 6,12 6,12

21.00-22.00 5,94 0,095 0,08 6,12 6,12

22.00-23.00 5,94 0,095 0,08 6,12 6,12


7/23

23.00-00.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15

00.00-01.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15

01.00-02.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15

02.00-03.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15

03.00-04.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15

04.00-05.00 2,97 0,19 0,08 3,24 3,24

05.00-06.00 2,97 - 0,08 3,05 3,05

Perkiraan Total Konsumsi Energi Selama 24 Jam 71,4

Berdasarkan tabel diatas maka dapat ditarik kesimpulan yaitu :

Beban puncak untuk siang hari diasumsikan sebesar 1,76 kWh

Beban puncak untuk malam hari diasumsikan sebesar 6,21 kWh Besarnya total penggunaan energy listrik selama satu hari (24 Jam)

diasumsikan sebesar 71,4 kWh

Berdasarkan tabel diatas maka nilai-nilai tersebut kemudian dapat

dituangkan kedalam grafik sebagai berikut :


8/23

0

1

2

3

4

5

6

7

KonsumsiEnergiLisrik(kWh)

Pukul/Jam (wita)

Grafik Konsumsi Energi Listrik

Series1


9/23

B. Layout PembebananKonsumen listrik didusun Paradaiya dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Konsumen Rumah TanggaMasing-masing rumah membutuhkan daya sebesar 220 W, secara

keseluruhan menggunakan sistem 1 fasa dengan tegangan rendah 220 V.

2. Konsumen SosialKonsumsen Sosial terdiri dari mesjid dan sekolah dengan kebutuhan daya

masing-masing yakni sebesar 380 W dan 400 W, menggunakan sistem 1

fasa dengan tegangan rendah 220 V.

KONSUMEN


10/23

BAB III

STUDI POTENSI PEMBANGKITAN TENAGA SURYA DI

DESA PARADAIYA

A. Potensi Energi SuryaDesa paradaiya adalah salah satu desa yang terletak pada Kecamatan

Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan. Hampir seluruh

penduduk desa paradaiya berprofesi sebagai petani. Keadaan desa yang cukup

jauh membuat desa pardaiya tidak mendapatkan pelayanan PLN, oleh karena

itu perlu diadakan suatu perencanaan pembangkit listrik sendiri dengan

memanfaatkan potensi energy di desa tersebut. Berdasarkan hasil study

potensi di lapangan, serta didukung oleh data-data dari Badan Metereologi

dan Geofisika (BMG)-SULSEL (Sesuai tabel) untuk daerah Sulawesi pada

umumnya cukup berpotensi untuk suatu pembangkit listrik tenaga surya

(PLTS) yaitu intensitas rata-rata sekitar 5,512 kWh/m2. Potensi energy ini

sangat cukup berpotensial untuk dibangun suatu pembangkit energi

terbarukan terutama Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), faktor lain

yang perlu mendapat perhatian yaitu kondisi masyarakat di daerah tersebut

yang membutuhkan suatu energi terbarukan sebagai penunjang sektor

perekonomian maupun sosial.

Gambar Lokasi yang cocok untuk penempatan PLTS


11/23

B. Metode Pengukuran Radiasi Matahari1. Pengukuran data radiasi

Uuntuk memperoleh data potensi energy surya pada desa paradaiya

maka pengukuran aktualnya seharusnya dilakukan selama satu tahun agar

data tersebut dapat dijadikan sebagai acuan mengenai berapa besarnya

intensitas rata-rata radiasi matahari selama sehari dan lama waktu efektif

dari radiasi matahari yang dimanfaatkan oleh solar cell (panel surya).

Untuk mengantisipasi lamanya waktu yang diperlukan untuk mengukur

radiasai mataharipada desa tersebut, maka data tersebut dapat diperoleh

melalui stasiun meteorologi setempat

Besarnya radiasi surya pada permukaan bumi dapat diukur

dengansolarimeter.

Gambar Solarimeter

Untuk melakukan pengukuran intensitas radiasi matahari harus

dilakukan pada saat kondisi cerah dikarenakan Intensitas radiasi matahari

pada kondisi cerah akan bertambah dari pagi, sejak terbit sampai siang

hingga tercapainya kondisi puncak dan turun sampai matahari terbenam

pada sore hari. Untuk Indonesia, jumlah jam surya adalah sekitar 4 - 5

jam per hari.


12/23

Tabel Intensitas Radiasi Matahari Indonesia berdasarkan sumber BMKG

2. Survey dan Metodologi PenelitianUntuk mendapatkan data-data, penelitian ini dilakukan survei

langsung pada lokasi, yang bertujuan untuk mendapatkan data-data primer

dan data skunder. Data-data tersebut diperoleh dengan beberapa cara:

1. Survey langsung dilapangan (Desa Paradaiya Kecamatan BontoManai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan)

2. Wawancara dengan kepala desa dan warga setempat3. Data BMG-SULSEL

Beberapa dokumentasi kegiatan survey lapangan pada desa

paradaiya Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi

selatan yakni sebagai berikut :


13/23

Gambar Konsumen Sosial Desa PasadaiyaKecamatan Bonto Manai Kepulauan

Selayar provinsi Sulawesi selatan

Kondisi Lingkungan Desa Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi

Sulawesi selatan


14/23

Gambar Konsumen Rumah Tanggga Desa ParadaiyaKecamatan Bonto Manai

Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan

Gambar salah satu mahasiswa yang berkunjung kerumah kepala desa paradaiya

Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan


15/23

3. Keterjangkauan Terhadap Jaringan PLNDesa Paradaiya merupakan salah satu desa yang berada di

Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan.

Jika di tinjau dari letak geografinya, letak desa cukup jauh kepedalaman

sehingga pihak PLN tidak dapat menyuplai tenaga listrik kedaerah tersebut

(unconnect to grid). Melihat kondisi tersebut maka potensi energi matahari

yang ada sangat efektif untuk dibangunnya Pembangkit listrik tenaga

surya (PLTS).


16/23

BAB IV

PERENCANAAN SISTEM PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK PLTS

A. Komponen UtamaPerencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya membutuhkan

perencanaan mengenai kebutuhan-kebutuhan sebagai berikut :

Kebutuhan daya pemakaian perhari Kebutuhan Modul Surya Kebutuhan Baterai Kebutuhan Solar Charge Controller

1. Dengan melihat tabel Perkiraan konsumsi energi dan waktu konsumsinyaberdasarkan pemakaian perjamnya, maka Kebutuhan daya pemakaian

perhari adalah sebanyak 71,4 kWh. Pada modul PV akan selalu ada daya

yang hilang, besarnya tergantung pada jenis dan kualitas dari modul

surya, untuk amannya maka kalikan total watt jam perhari dengan 1,3,

nilai inilah yang harus dihasilkan oleh sistem Solar Cell (panel surya).

Maka kebutuhan daya pemakaian perhari adalah :

71400 Wh x 1,3 = 92820Wh = 92,82 kWh

2. Kebutuhan modul suryaDi Indonesia umumnya energi surya yang dapat diserap dan dikonversi

kedalam energi listrik berlangsung selama 5 jam, karena itu untuk

menghitung berapa kebutuhan modul surya adalah dengan cara membagi

angka kebutuhan daya tersebut dengan 5.92820 : 5 = 18564 Wattpeak

Dimana panel surya yang akan digunakan adalah berukuran 100 WP,

maka kebutuhan modul surya adalah nilai kebutuhan watt peak tersebut

dibagi dengan nilai daya panel surya.

18564 : 100 = 185,64dibulatkan keatas menjadi 186 modul surya

Jadi modul surya yang akan dipakai adalah 186 modul surya dengan

ukuran 100 WP.


17/23

Spesifikasi Solar Cell (penel surya) yang dipakai :


18/23

3. Kebutuhan BatterySatuan energi (dalam Wh) dikonversikan menjadi Ah yang sesuai

dengan satuan kapasitas baterai sebagai berikut:

= 2975 Ah

Besarnya deep of discharge (DOD) baterai adalah 80% (Mark

Hankins, 1991: 68). Kapasitas baterai yang dibutuhkan adalah:

dibulatkan menjadi 3720Ah

Spesifikasi baterai yang digunakan :

Gambar Baterai /Aki untuk sel surya


19/23

Dengan menggunakan spesifikasi batterai (24 volt 300 Ah) yang

digunakan maka dapat dihitung banyaknya batterai yang diperlukan

ialah:

= 3720 Ah/300 Ah

= 12,4 buah batterai dibulatkan menjadi 13 Buah

4. Perhitungan Kapasitas Battery Charge Regulator (BCR)Beban pada sistem PLTS mengambil energi dari BCR. Kapasitas

arus yang mengalir pada BCR dapat ditentukan dengan mengetahui

beban maksimal yang terpasang. Beban maksimal yang terjadi pada

malam hari adalah 6210 watt pukul 18.00-20.00 Dengan beban maksimal


20/23

tegangan sistem adalah 24 volt maka kapasitas arus yang mengalir di

BCR:

= 258,75 A

Regulator Baterai / Battery Control Regulator (BCR)

Gambar BCR (battery control regulator)

Spesifikasi :

Model Number : C440-HVA

Application : Solar System Controller

Rated Voltage : 12, 24 or 48 V

Max Load Current : 400 A

High contrast LED dual Volt/Amp meters with on/off switch

Built in D/C Breakers 10000 Watt : 8 x 12 Hoffman Box

Reverse polarity protected


21/23

5. Perhitungan InverterSpesifikasi inverter harus sesuai dengan Battery Charge

Regulator (BCR) yang digunakan. Berdasarkan tegangan sistem dan

perhitungan BCR, maka tegangan masuk (input) dari inverter 24 V DC.

Tegangan keluaran (output) dari inverter yang tersambung ke beban

adalah 220 V AC.

Gambar Inverter yang akan digunakan

Place of Origin : SHG Shanghai, China (mainland)

Output Power : DC AC Power Inverter 2000W (2KW)Weight : 6.1 Kg

Type : DC/AC Inverters

Material : Aluminium

Certificate : CE, LVD, EMC, RoHS, ISO9001-2000

Advantages : Full Load, Strct Test

Brand Name : MKPower

Output Type : Single

Input Voltage : 24 to 48 V

Output Freq : 50 Hz/60Hz

Wave : Pure Sirie Wave Inverter

Ac Outlet : Optional

Main Markets : Europe. Asia. Middle East, USA

Model Number : MK-2000PS

Size : 435*200*80 mm


22/23

Output Voltage : AC 100-120V or AC220-240V

Output Current : 18.5 ~ 9 A

Color : Silver

Accessories : input terminal cables

Remote control : Optional

6. Panel Kontrol / Kontrol Box

Gambar Panel Kontrol Box

Dengan Spesifikasi:

Place of Origin : Fujian China (Mainland)

Brand Name : JINYUANModel Number : JB1024

Price : RP. 100.000Rp. 1.000.000/ unit

Protection Level : IP65

Type : Control Box

External Size : H14" x W10" x L10" (H355.6mm x W254mm x

W254mm) or customerized

Material available 1 : Steel metal, mild iron, aluminum alloy


23/23

Material available 2 : Stainless steel, SUS201 SUS301 SUS304 SUS316

SUS410

Material available 3 : CRS SPCC SECC SPCD SPCE

Material available 4 : HRS SPHC SPHD SPHE Coating:

Power coating,galvanize Zinc Plating,epoxy,barking spraying

Electrostatic spray : powder spray,electrostatic spraying

ISO : ISO 9001:2008 IP Level: IP66, IP65,IP56,IP55

B. Komponen Pendukung PLTSSelain komponen-komponen utama, sistem Pembangkit Listrik

Tenaga Surya (PLTS) juga memiliki beberapa komponen pendukung untuk

menunjang PLTS tersebut seperti:

1) Lahan untuk penempatan panel surya2) Power Bank(Rumah Penyimpanan Baterai)3) Pondasi/rangka Modul surya)4) Pengkabelan5)

Mini Cirkuit Breaker(MCB)

Documents

PLTS Arham Muhazzaf