5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
1/32
1
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Bab. I PENDAHULUAN
Kondisi bumi kita kian lama kian mengenaskan karena tercemarnya lingkungan dari efek
rumah kaca (greenhouse effect) yang menyebabkan global warming, hujan asam, rusaknya
lapisan ozon hingga hilangnya hutan tropis. Semua jenis polusi itu rata-rata akibat dari
penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, uranium, plutonium, batu bara dan lainnya
yang tiada hentinya. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil tidak dapat
diperbaharui. Dengan kondisi yang sudah sedemikian memprihatinkan, gerakan hemat energi
sudah merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan hemat bahan bakar dan
menggunakan bahan bakar dari non-fosil yang dapat diperbaharui seperti tenaga angin, tenaga
air, energi panas bumi, tenaga matahari, dan lainnya. Duniapun sudah mulai merubah tren
produksi dan penggunaan bahan bakarnya, dari bahan bakar fosil beralih ke bahan bakar non-
fosil, terutama tenaga surya yang tidak terbatas. .
Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) akan lebih diminati karena dapat
digunakan untuk keperluan apa saja dan di mana saja : bangunan besar, pabrik, perumahan, dan
lainnya. Selain persediaannya tanpa batas, tenaga surya nyaris tanpa dampak buruk terhadap
lingkungan dibandingkan bahan bakar lainnya.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. Untuk lebih mengetahui apa itu pembangkit listrik
tenaga surya atau saya singkat dengan PLTS maka dalam tulisan ini akan dijelaskan secara
singkat komponen-komponen yang membentuk PLTS, sistim kelistrikan tenaga surya dan trend
teknologi yang ada.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
2/32
2
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Bab. II ISI
A. PENGERTIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)
A.1 Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Sejarah PLTS tidak terlepas dari penemuan teknologi sel surya berbasis silikon pada tahun
1941. Ketika itu Russell Ohl dari Bell Laboratory mengamati silikon polikristalin akan
membentukbuilt in junction, karena adanya efek segregasi pengotor yang terdapat pada leburan
silikon. Jika berkas foton mengenai salah satu sisijunction, maka akan terbentuk beda potensial
di antarajunction, dimana elektron dapat mengalir bebas. Sejak itu penelitian untuk
meningkatkan efisiensi konversi energi foton menjadi energi listrik semakin intensif dilakukan.
Berbagai tipe sel surya dengan beraneka bahan dan konfigurasi geometri pun berhasil dibuat.
Gb. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (Photovoltaic Plants)
A.2 Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) merupakan jenis pembangkit energi listrik alternatif
yang dapat mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik. Secara umum, ada dua cara
pembangkit listrik tenaga surya untuk dapat menghasilkan energi listrik, yaitu :
- Pembangkit Listrik Surya Termal (Solar Thermal Power Plants) Dalam pembangkit ini,
energi cahaya matahari akan digunakan untuk memanaskan suatu fluida yang kemudian fluida
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
3/32
3
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
tersebut akan memanaskan air. Air yang panas akan menghasilkan uap yang digunakan untuk
memutar turbin sehingga dapat menghasilkan energi listrik.
- Pembangkit Surya Fotovoltaik (Solar Photovoltaic Plants) Pembangkit jenis ini
memanfaatkan sel surya (solar cell) untuk mengkonversi radiasi cahaya menjadi energi listrik
secara langsung.
Berikut akan dijelaskan tentang keduanya :
- Pembangkit Listrik Surya Termal (Solar Thermal Power Plants)
Pembangkit Listrik Termal Surya dapat bekerja dalam berbagai cara. Pembangkit ini juga biasa
dikenal sebagai pembangkit listrik surya terkonsentrasi (concentrated solar power plants). Tipe
yang paling banyak digunakan adalah desain parabola cekung. Cermin parabola dirancang untuk
menangkap dan memfokuskan berkas cahaya ke satu titik fokus, seperti seorang anak yang
menggunakan kaca pembesar untuk membakar kertas. Pada titik fokus tersebut terdapat pipa
hitam yang panjangnya sepanjang cermin tersebut. Didalam pipa tersebut terdapat fluida yang
dipanaskan hingga temperatur yang sangat tinggi, seringkali diatas 300 derajad fahrenheit (150
derajad celcius). Fluida panas tersebut dialirkan dalam pipa menuju ke ruang pembangkitan
energi listrik untuk memasak air, menghasilkan uap air dan menghasilkan energi listrik.
Gb. Pembangkit Listrik Surya Termal (Solar Thermal Power Plants)
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
4/32
4
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Gb. Diagram Alir Pembangkit Listrik Termal Surya
Versi lain dari pembangkit listrik surya termal adalah penggunaan tower listrik (power tower).
Tower listrik ini membuat pembangkit listrik surya termal menuju ke arah baru. Cermin
disituasikan untuk memfokuskan radiasi cahaya ke satu titik fokus, yaitu sebuah menara tinggi
yang mana menara ini menerima cahaya untuk mendidihkan air dan menghasilkan uap air.
Cermin-cermin yang digunakan biasanya dikoneksikan ke sebuah sistem penjejakan (tracking
system) cahaya dimana sistem tersebut mengatur cermin agar selalu menghadap matahari. Tower
listrik ini memiliki beberapa keuntungan, seperti waktu pembangunan yang relatif cepat.
Gb. Power Tower
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
5/32
5
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
- Pembangkit Surya Fotovoltaik (Solar Photovoltaic Plants)
Pembangkit fotovoltaik ini sangatlah sederhana. Beberapa panel surya dipasang sehingga
membentuk array. Masing-masing panel akan mengumpulkan energi cahaya dan
mengkonversikannya secara langsung menjadi energi listrik. Energi listrik ini dapat dialirkan ke
jaringan listrik. Saat ini, pembangkit surya fotovoltaik masih jarang ditemukan. Hal ini
dikarenakan pembangkit listrik surya termal saat ini lebih efisien untuk memproduksi energi
listrik dalam skala besar.
Pembangkit Surya Fotovoltaik (Solar Photovoltaic Plants)
Panel surya untuk Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) menghasilkan energi listrik
dengan mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (di dalam solar cells atau
sel surya) yang ada di panel surya (solar panel) disinari matahari/ surya, membuat photon
bergerak menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah solar cells/ sel
surya menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi panel surya 12 Volt terdiri dari kurang
lebih 36 sel surya (Untuk menghasilkan tegangan maksimum 17 Volt).
A.3 Perbedaan dari Sel Surya dan Materi Pembuatannya
Polikristal (Poly-Crystalline)
Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan
luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan
daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
6/32
6
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Monokristal (Mono-Crystalline)
Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang
paling tinggi. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang
cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.
Amorphous
Amorphous atau juga disebut thin film, adalah jenis yang paling tidak efisien. Untuk
menghasilkan daya yang sama dengan crystalline, memerlukan permukaan sebesar dua kali
Arus dan tegangan yang dihasilkan oleh panel surya dialirkan melalui kabel ke solar
charge controller. Fungsi charge controller adalah untuk mengatur pengaturan pengisian baterai.
Tegangan maksimun yang dihasilkan panel surya pada hari yang terik akan menghasilkan
tegangan tinggi dan dapat merusak baterai. Inverter, diperlukan apabila kita menggunakan
perangkat Alternating Current (AC). Inverter adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan
tegangan searah (DC - direct current) dari baterai menjadi tegangan bolak balik (AC - alternating
current).
B. PRINSIP KERJA PLTS
Prinsip Kerja PLTS sederhana, yakni mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik.
Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam
matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui
sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas
langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan
bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan
Bandingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan
bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang
dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat
merusak ekosistem planet bumi kita.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
7/32
7
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian
kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel
surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungan seri dan
paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul
sel surya 20 watt atau 30 watt. Modulsel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional
dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari.
Rangkaian kontroler pengisian aki dalam sistem sel surya itu merupakan rangkaian
elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler ini dapat mengatur tegangan aki
dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10 persen. Bila tegangan turun sampai 10,8 volt, maka
kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya. Tentu saja proses
pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunantegangan itu terjadi pada malam hari, maka kontroler akan memutus pemasokan energi listrik.
Setelah proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila
tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu.
Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya
rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler
itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan system sel surya itu hanya
dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai. Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket
lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri.
Biasanya panel surya itu diletakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi
itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari
berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah,
maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang
optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu
jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya.
Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus
dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel
surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
8/32
8
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan
menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana,karena terdiri dari bagian
perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap
belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar
matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroler macam ini cukup mahal.
Gb . Prinsip kerja PLTS (Skema)
B.1 Cara Menghitung Kebutuhan PLTS
Sebagian besar orang selalu menanyakan kapasitas PLTS dengan ukuran listrik PLN, seperti
450W, 900 W dan seterusnya. Kapasitas terpasang tersebut dalam PLTS sering disebut sebagai
Wp (Watt Peak) yang menunjukkan kapasitas dari modul surya pada saat matahari dalam kondisi
terik/puncak. Kapasitas modul surya yang tersedia sangat banyak: 10 Wp, 30 Wp, 40 Wp, 50
Wp, 65 Wp, 70 Wp, 80 Wp, 100 Wp, 125 Wp, 150 Wp, dan 160 Wp. Untuk menghitung berapa
PLTS yang dibutuhkan, dapat diikuti tahapan sebagai berikut:
Modul surya akan menghasilkan listrik sesuai dengan tingkat radiasi matahari yang
diterimanya. Tingkat radiasi ini berbeda dari satu tempat ke lainnya, dipengaruhi olehletak lokasi dari khatulistiwa (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), awan,
tingkat polusi, kelembaban, dan suhu. Namun demikian untuk memudahkan, di Indonesia
dapat dipakai patokan 1 modul surya kapasitas 50Wp dapat menghasilkan listrik sebesar
150 Wh (Watt hour atau Watt Jam) per hari.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
9/32
9
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Untuk menghitung berapa listrik yang akan diperlukan untuk mengoperasikan peralatan
elektronik (Wh), kalikan Watt (AC ataupun DC) peralatan dengan lamanya (Jam)
peralatan tersebut akan dipakai setiap hari (kumulatif). Misal, jika 1 buah lampu 10 watt,
ingin dinyalakan dalam satu hari kumulatif selama 15 jam, maka akan dibutuhkan listrik
sebanyak 10 Watt x 1 buah x 15 Jam = 150 Wh (Watt Jam-Watt Hour). Masukkan
peralatan lainnya berikut: Lampu Teras 10watt 1buah 15jam menyala perhari 150Wh
(Watt Hour) Lampu Kamar 6watt 3 buah 5jam menyala perhari 90Wh (Watt Hour)
Radio/Tape 15watt 2Buah 2Jam menyala perhari 30Wh (Watt Hour) ds t
. . . .JUMLAH (Wh) 270 Maka akan dibutuhkan PLTS
sebesar: 270 Wh 150 Wh = 1.8 buah, dibulatkan menjadi 2 buah PLTS dengan modul
surya @ 50 Wp.
C. JENIS SISTEM PLTS
Jenis system PLTS terdiri dari beberapa jenis diantaranya ialah :
1. STAND ALONE PHOTOVOLTAIC
Stand Alone PV system atau Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terpusat (PLTS-
Terpusat) merupakan sistem pembangkit listrik alternatif untuk daerah-daerah terpencil/pedesaan
yang tidak terjangkau oleh jaringan PLN. Sistem PLTS Sistem Terpusat disebut juga Stand-
Alone PV system yaitu sistem pembangkit listrik yang hanya mengandalkan energi matahari
sebagai satu-satunya sumber energi utama dengan menggunakan rangkaian photovoltaic module
untuk menghasilkan energi listrik sesuai dengan kebutuhan.
Secara umum Konfigurasi PLTS Sistem Terpusat dapat dilihat seperti terlihat blok diagram
dibawah :
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
10/32
10
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Gb . Prinsip Kerja PLTS Terpusat
Prinsip Kerja PLTS Sistem Terpusat dapat diuraikan sebagai berikut :
Pada PLTS Sistem Terpusat ini, sumber energi energi listrik yang dihasilkan oleh Modul
Surya (PV) pada siang hari akan disimpan dalam baterai. Proses pengisian energi listrik
dari PV ke baterai diatur oleh Solar Charge kontroler agar tidak terjadi over charge. Besar
energi yang dihasilkan oleh PV sangat tergantung kepada intensitas penyinaran matahari
yang diterima oleh PV dan efisiensi cell. Intensitas matahari maksimum mencapai 1000
Watt/m2, dengan efisiensi cell 14% maka daya yang dapat dihasilkan oleh PV adalah
sebesar 140 Watt/m2.
Selanjutnya energi yang tersimpan dalam baterai digunakan untuk menyuplai beban
melalui Inverter saat dibutuhkan. Inverter mengubah tegangan DC pada sisi baterai
menjadi tegangan AC pada sisi beban.
2. GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM
Grid Connected PV System merupakan solusi Green Energy bagi penduduk perkotaan baik
perumahan ataupun perkantoran. Sistem ini menggunakan Modul Surya (Photovoltaic Module)
untuk menghasilkan listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Dengan adanya sistem ini
akan mengurangi tagihan listrik rumah tangga, dan memberikan nilai tambah pada pemiliknya.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
11/32
11
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Gb 2. Prinsip Kerja PLTS On Grid
Sesuai namanya, Grid Connected-PV, maka sistem ini akan tetap berhubungan dengan
jaringan PLN dengan mengoptimalkan pemanfaatan Energi PV untuk menghasilkan energi listrik
semaksimal mungkin.
Pada siang hari, Modul Surya yang terpasang pada atap akan mengkonversi sinar
matahari menjadi Energi listrik Arus Searah (DC). Selanjutnya sebuah komponen yang disebut
Grid-inverter merubah listrik arus searah (DC) dari PV menjadi listrik arus bolak-balik (AC)
yang kemudian dapat digunakan untuk mensuplai berbagai peralatan rumah tangga seperti
Lampu, TV, Kulkas, Mesin Cuci, dll. Jadi pada siang hari, kebutuhan energi listrik berbagai
peralatan disuplai langsung oleh Modul Surya. Jika pada kondisi ini terdapat kelebihan energi
dari PV maka kelebihan energi ini dapat dijual ke PLN (tergantung kebijakan).
Pada malam hari atau jika kondisi cuaca mendung maka peralatan akan disupport oleh
jaringan PLN. Hal ini dimungkinkan karena sistem ini tetap terkoneksi dengan jaringan PLN.
Ilustrasi penggunaan Grid Connected dapat dilihat pada grafik berikut :
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
12/32
12
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Gb. Grafik Penggunaan Grid Connected Photovoltaic System
Keuntungan menggunakan Energi Surya (Grid-Connected PV) :
Mereduksi penggunaan bahan bakar fosil sehingga mengurangi polusi/emisi bahan bakar Bersih, tidak berisik, menggunakan energi gratis dari matahari sepanjang tahun
Tidak memerlukan biaya operasional sepeserpun
Pengoperasian dan Perawatan sistem yang sangat mudah
Membantu menstabilkan tegangan PLN pada sisi beban
Membantu mengurangi biaya tagihan listrik bulanan
Meningkatkan nilai prestise pada rumah/perkantoran
Kelebihan Listrik yang dihasilkan PV dapat dijual kepada PLN (tergantung kebijakan)
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
13/32
13
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
3. GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM WITH BATTERY BACKUP
Grid-connected PV with battery backup adalah solusi energi hijau untuk penduduk perkotaan
baik perumahan, perkantoran, atau fasilitas publik. Sistem ini menggunakan Modul Surya
(Photovoltaic Module) sebagai penghasil listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Dengan
adanya sistem ini akan mengurangi tagihan listrik PLN dan sekaligus turut andil dalam
penyelamatan lingkungan dengan pengurangan penggunaan bahan bakar fosil untuk
pembangkitan energi listrik.
Sistem ini juga berfungsi sebagai backup energi listrik untuk menjaga kontinuitas operasional
peralatan-peralatan elektronik. Jika suatu saat terjadi kegagalan pada suplai listrik PLN
(Pemadaman listrik) maka peralatan-peralatan elektronik dapat beroperasi secara normal dalam
jangka waktu tertentu tanpa adanya gangguan.
Gb. Prinsip Kerja PLTS On Grid With Battery Backup
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
14/32
14
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Keuntungan :
Menghasilkan energi listrik mandiri dan mengurangi tagihan listrik PLN anda
Mereduksi penggunaan bahan bakar fosil sehingga mengurangi polusi/emisi bahan bakar
Bersih, tidak berisik, menggunakan energi gratis dari matahari sepanjang tahun
Menyediakan cadangan (backup) listrik untuk beban-beban peralatan penting apabila
terjadi gangguan PLN pada periode waktu tertentu
Meningkatkan nilai (prestise) pada bangunan/perusahaan anda.
Tidak memerlukan biaya operasional yang besar (low maintenance)
Pengoperasian dan Perawatan sistem yang sangat mudah
Kelebihan energi listrik yang dihasilkan PV dapat dijual kepada PLN (tergantung
kebijakan)
4. HYBRID PHOTOVOLTAIC POWER SYSTEM
Pengertian Hybrid pada tulisan ini adalah penggunaan 2 atau lebih pembangkit listrik dengan
sumber energi yang berbeda, umumnya digunakan untuk captive genset,sehingga diperoleh
sinergy yang memberikan keuntungan ekonomis maupun teknis(=keandalan system supply).
Tujuan utama dari system hybrid pada dasarnya adalah berusaha menggabungkan dua atau
lebih sumber energi (system pembangkit) sehingga dapat saling menutupi kelemahan masing-
masing dan dapat dicapai keandalan supply dan efisiensi ekonomis pada type load (Load profile)
tertentu.
Type load (Load profile) adalah keyword penting dalam system hy brid. Untuk setiap load
profile yang berbeda, akan diperlukan system hybrid dengan komposisi tertentu, agar dapat
dicapai system yang optimum. Oleh karenanya, system design dan system sizing (lihat publikasi
pt Azet tentang topik ini), memegang peranan penting untuk mencapai target dibuatnya systemhybrid. Sebagai contoh, load profile yang relatif konstan selama 24 jam dapat dicatu secara
efisien dan ekonomis oleh genset (dengan kapasitas yang sesuai), akan tetapi load profile dimana
penggunaan listrik pada siang hari berbeda jauh dibandingkan dengan malam hari, akan
membuat penggunaan genset saja tidak optimum.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
15/32
15
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
System Hybrid dapat melibatkan 2 atau lebih system pembangkit listrik, umumnya system
pembangkit yang banyak digunakan untuk hybrid adalah genset, PLTS, mikrohydro, Tenaga
Angin. Sehingga system hybrid bisa berarti PLTS-Genset, PLTS-Mikrohydro, PLTS-Tenaga
Angin dst. Di indonesia system hybrid telah banyak digunakan, baik PLTSGenset, PLTS-
Mikrohydro, maupun PLTS-Tenaga Angin-Mikro Hydro. Namun demikian hybrid PLTS-Genset
yang paling banyak dipakai. Umumnya digunakan pada captive genset/isolated grid (stand alone
genset, yakni genset yang tidak di interkoneksi).
Tujuan dari Hybrid PV-Genset adalah mengkombinasikan keunggulan dari setiap
pembangkit (dalam hal ini genset & PLTS) sekaligus menutupi kelemahan masing-masing
pembangkit untuk kondisi-kondisi tertentu, sehingga secara keseluruhan system dapat beroperasi
lebih ekonomis dan efisien. Photovoltaic memerlukan investasi awal yang besar tetapi tidakmemerlukan operation & maintenance (O&M) cost, dan lebih murah untuk jangka panjang, oleh
karenanya ideal untuk mencatu base load, yang umumnya tidak terlalu besar. Apabila digunakan
untuk mencatu peak load, investasi awal yang dibutuhkan akan terlalu besar. Dilain pihak,
Investasi awal genset tidak besar tetapi O&M cost tinggi dan mahal untuk jangka panjang,
sehingga efektif dan efisien untuk mencatu load besar pada saat peak load, tetapi tidak efisien
pada base load, karena jauh dibawah kapasitas optimumnya. Kombinasi Hybrid PV-Genset akan
mengurangi jam operasi genset (misalnya dari 24 jam per hari menjadi hanya 4 jam per hari pada
saat peak load saja) sehingga biaya O&M dapat lebih efisien, sementara PLTS digunakan untuk
mencatu base load, sehingga tidak dibutuhkan investasi awal yang besar. Dengan demikian
Hybrid PV-Genset akan dapat menghemat O&M cost, mengurangi inefisiensi penggunaan
genset, serta sekaligus menghindari kebutuhan investasi awal yang besar.
4.A Konfigurasi Hybrid PV-Genset
System Hybrid PV-Genset terdiri dari empat komponen utama, sebagai berikut :
1. Genset
Membangkitkan listrik AC, untuk system hybrid umumnya dilengkapi dengan automatic
starter, agar nyala-mati nya genset dapat diatur otomatis dari electronic controller.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
16/32
16
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
2. PLTS (Photovoltaic)
Mengkonversi sinar matahari menjadi listrik DC. Mengingat system hybrid menggunakan
modul surya (Solar module/Solar panel) dalam jumlah yang cukup banyak dan semuanya
disambungkan baik seri maupun paralel, maka modul surya dengan kapasitas per panel yang
besar (> 100 Wp/panel) lebih disukai, dengan demikian dapat mengurangi kebutuhan kabel
koneksi. Listrik yang dihasilkan oleh modul surya, sebelum masuk ke jaringan distribusi
dikonversi menjadi listrik AC (alternating current), oleh karena itu output dari solar modul
diusahakan dengan voltage >12VDC (system voltage 48V ~ 120 VDC umum dipakai). Untuk
kebutuhan ini, BP Solar mengeluarkan modul surya 160Wp dengan system voltage 24V DC, hal
ini memudahkan koneksi untuk mengejar DC voltage yang tinggi. Koneksi seri/paralel antar
modul surya juga disertai dengan diode-diode pengaman (Bypass Diode & Blocking Diode)untuk mencegah short circuit, hot spot, dan reverse current.
3. Electronic Controller/Bi directional Inverter
Sering juga disebut sebagai power conditioner. Pada hakekatnya berfungsi sebagai : (a).
Voltage conditioning sebelum di catu ke load, (b). Berfungsi sebagai inverter dengan
mengkonversi listrik DC yang dihasilkan solar pv system menjadi listrik AC yang akan dicatu ke
load, (c). Berfungsi sebagai charger untuk mencharge battery dengan memanfaatkan kelebihanlistrik dari genset, (d).
Berfungsi mengatur charging battery dari solar module, (e). Mengatur dan mengelola
pembangkit mana yang harus bekerja sesuai dengan kebutuhan load, termasuk mematikan dan
menyalakan genset.
4. Battery
Berfungsi sebagai buffer daya untuk mengatasi time lag antara dihasilkannya listrik oleh
pembangkit (PV ataupun genset) dengan waktu digunakannya listrik oleh load. Ukuran battery
yang dipakai sangat tergantung pada ukuran genset, ukuran solar panel, dan load pattern. Ukuran
battery yang terlalu besar baik untuk efisiensi operasi tetapi mengakibatkan kebutuhan investasi
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
17/32
17
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
yang terlalu besar, sebaliknya ukuran battery terlalu kecil dapat mengakibatkan tidak
tertampungnya daya berlebih dari pembangkit dan genset terlalu sering menyala.
System hybrid secara skematis disajikan pada diagram berikut ini :
Gb. Skema Hybrid Photovoltaic Power System
Cara Kerja System Hybrid
Terdapat beragam system hybrid, tergantung pada system design dan pilihan peralatan.
Pada system hybrid tertentu, peralihan PLTS atau genset yang dioperasikan dilakukan secara
manual. System ini tidak disarankan karena sangat tergantung pada ketelitian operator dalam
mengamati perilaku load. System hybrid yang baik dilengkapi dengan automatic engine starter
pada gensetnya dimana mati-hidupnya genset di atur secara elektronis. Perkembangan teknologi
system control untuk hybrid sudah sangat baik akhir-akhir ini.
Apabila load dapat di catu oleh PLTS dan battery, maka SMD akan mengkonversi listrik
DC dari PLTS atau battery menjadi listrik AC, lalu di catu ke jaringan. Apabila PLTS dan
battery tidak mampu lagi mencatu load, maka genset akan di nyalakan untuk membantu mencatu
listrik. Tergantung pada system sizing dan system designnya, hal ini berarti pada dasarnya base
load akan dicatu oleh PLTS (dan battery), sedangkan peak load akan dicatu oleh genset.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
18/32
18
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Battery akan di isi (charge) oleh dua sumber, yakni PLTS pada siang hari, dan genset
yang berasal dari daya berlebih (excessive power) pada saat genset mencatu peak load, yakni
ketika peak load mulai menurun (dan genset masih menyala). Perilaku hybrid tersebut di atas
dapat di set pada SMD, dan dasar set up nya adalah pada saat penentuan system sizing dan
system design berdasarkan data load profile. Oleh Battery Modul Surya SMD (Solar Mains
Diesel) Controller, Bi-directional Inverter Jaringan Distribusi Genset karena itu, seperti telah
dijelaskan di bab sebelumnya, load profile sangat menentukan perilaku system hybrid dalam
mencatu listrik.
Apabila system sizing dan system designya tidak baik, genset dapat sering menyala atau
menyala pada jam-jam yang tidak diinginkan (misalnya tengah malam), sehingga persediaan
BBM tidak dapat diprediksi. Hal ini akan menjadi masalah besar apabila system hybrid ditempatkan di wilayah dimana supply BBM relatif sulit.
4. B System Sizing dan Design
1. System sizing
System sizing adalah proses menentukan kapasitas (ukuran) system berdasarkan load
profile yang ingin di catu dengan memperhatikan kemampuan output masing-masing
pembangkit.
2. System Design
System Design adalah proses menentukan design peralatan yang akan dipakai agar dapat
dicapai tujuan yang telah ditetapkan, dan agar peralatan satu dengan lainnya dapat berinteraksi
dengan baik. Sebagai contoh, system hybrid dapat saja menggunakan genset dengan manual
starter atau automatic starter, dan genset manapun yang dipilih maka harus disesuaikan dengan
system control yang akan dipakai. System Hybrid yang digunakan pada jaringan captive
genset/isolated genset (off grid system), dapat juga dilengkapi dengan system pra bayar, dimana
masyarakat dapat membeli listrik untuk kebutuhan satu minggu/bulan.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
19/32
19
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
D. ALATALAT YANG TERPADAT PADA PLTS
Beberapa komponen yang terdapat pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) diantaranya :
1. Modul Sel Surya ( Photovoltaics)
Sel surya atau sel photovoltaic merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi radiasi
matahari secara langsung menjadi energi listrik. Pada dasarnya sel
tersebut berjenis diode yang tersusun atas P N junction. Sel surya
photovoltaic yang dibuat dari bahan semi konduktor yang diproses
sedemikian rupa, yang dapat menghasilkan listrik arus searah (DC).
Dalam penggunaannya, sel-sel surya itu dihubungkan satu sama lain,
sejajar atau seri, tergantung dari penggunaannya, guna menghasilkan
daya dengan kombinasi tegangan dan arus yang dikehendaki.
2. Baterai
Baterai adalah alat yang menyimpan daya yang dihasilkan
oleh panel surya yang tidak segera digunakan oleh beban.
Daya yang disimpan dapat digunakan saat periode radiasi
matahari rendah atau pada malam hari. Komponen baterai
kadang-kadang dinamakan akumulator (accumulator). Baterai
menyimpan listrik dalam bentuk daya kimia. Baterai yang
paling biasa digunakan dalam aplikasi surya adalah baterai
yang bebas pemeliharaan bertimbal asam (maintenance-free
lead-acid batteries), yang juga dinamakan baterai recombinant
atau VRLA (klep pengatur asam timbal atau valve regulated
lead acid).
Baterai memenuhi dua tujuan penting dalam sistem fotovoltaik, yaitu untuk memberikan
daya listrik kepada sistem ketika daya tidak disediakan oleh array panel-panel surya, dan untuk
menyimpan kelebihan daya yang ditimbulkan oleh panel-panel setiap kali daya itu melebihi
beban. Baterai tersebut mengalami proses siklis menyimpan dan mengeluarkan, tergantung pada
ada atau tidak adanya sinar matahari. Selama waktu adanya matahari, array panel menghasilkan
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
20/32
20
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
daya listrik. Daya yang tidak digunakan dengan segera dipergunakan untuk mengisi baterai.
Selama waktu tidak adanya matahari, permintaan daya listrik disediakan oleh baterai, yang oleh
karena itu akan mengeluarkannya.
Siklus menyimpan dan mengeluarkan ini terjadi setiap kali daya yang dihasilkan oleh panel
tidak sama dengan daya yang dibutuhkan untuk mendukung beban. Kalau ada cukup matahari
dan bebannya ringan, baterai akan menyimpan daya. Tentunya, baterai akan mengeluarkan daya
pada malam hari setiap kali sejumlah daya diperlukan. Baterai juga akan mengeluarkan daya
ketika penyinaran tidak cukup untuk menutupi kebutuhan beban (karena variasi alami kondisi
keikliman, awan, debu, dan lain-lain).
3. Regulator / Controller
Regulator (atau lebih formalnya pengatur penyimpanan daya
surya atau Solar power charge regulator) memastikan bahwa
baterai berkerja dalam kondisi yang seharusnya. Pengatur ini
menghindari penyimpanan (charge) atau pengeluaran
(discharge) baterai yang berlebihan, yang keduanya sangat
merusak umur baterai. Untuk menjamin charging dan
discharging baterai yang baik, pengatur tersebut menjaga
informasi kondisi penyimpanan daya (State of Charge atau SoC) baterai. SoC diukur berdasarkan
pada tegangan sebenarnya dari baterai. Dengan mengukur tegangan baterai dan diprogram
dengan tipe teknologi penyimpanan yang digunakan oleh baterai, pengatur bisa mengetahui titik
tepat di mana baterai akan mengalami charge atau discharge yang berlebihan.
4. Konverter (Inverter)
Listrik yang disediakan oleh sekumpulan panel dan baterai
adalah DC pada tegangan yang tetap. Tegangan yangdisediakan mungkin tidak sesuai dengan apa yang diperlukan
oleh beban anda. Sebuah konverter DC/AC, yang juga dikenal
sebagai inverter, mengubah arus DC dari baterai anda menjadi
AC. Ini diikuti dengan kehilangan suatu daya selama konversi.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
21/32
21
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
5. Beban
Beban adalah peralatan yang mengkonsumsi daya yang
dihasilkan oleh sistem daya anda. Beban mungkin termasuk
peralatan komunikasi nirkabel, lampu jalan, lampu penerangan
rumah atau gedung, TV, radio, dan lain-lain.
E. Manfaat PLTS
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) mempunyai berbagai macam manfaat antara lainadalah :
1. PLTS di daerah pedesaan
Di daerah pedesaan yang belum tersentuh listrik PLN masyarakat sangat membutuhkan
penerangan di malam hari, dengan hadirnya teknologi terbaru aplikasi pembangkit tenaga surya
yang merupakan solusi terbaik untuk diterapkan di daerah pedesaan. Berikut ini adalah manfaat
PLTS di daerah terpencil:
Tersedianya mutu penerangan yang baik bagi masyarkat, dengan jumlah biaya
pengeluaran yang terjangkau.
Memperkokoh system pertahanan keamanan di lingkungan pedesaan.
Menunjang usaha untuk mempercepat pemerataan di daerah pedesaan.
2. PLTS didaerah perkotaan
Di daerah perkotaan yang para warganya cenderung memakai listrik dari PLN, karena
banyaknya permintaan akan listrik di berbagai kota di Indonesia sementara pihak PLN tidak
dapat memenuhi kebutuhan listrik masyarakat. Akibatnya PLN mengadakan pemadaman listrik
bergilir. Hal ini tentu akan mengganggu kegiatan masyarakat perkotaan yang memiliki mobilitas
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
22/32
22
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
tinggi dengan hadirnya teknologi terbaru aplikasi terbaik untuk diterapkan di daerah-daerah yang
mengalami krisis listri. Berikut ini manfaat PLTS di daerah perkotaan :
Berperan serta dalam penghematan energi listrik PLN, yang berarti ikut menghemat
pemakaian bahan baker minyak bumi.
Meningkatnya mutu sumber daya manusia, karena proses belajar bisa dilakukan kapan
saja tenpa harus terhalang oleh pemadaman listrik dari PLN.
Mutu penerangan yang cukup baik dengan jumlah biaya pengeluaran yang terjangkau.
F. KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN PLTS
Kelebihan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) adalah :
Cahaya matahari merupakan energi yang dapat diperbaharui dan tidak akan habis. Oleh
karena melimpahnya ketersediaan cahaya inilah, pembangkit listrik tenaga surya dapat
menjadi pembangkit listrik alternatif yang dapat menggantikan energi-energi lainnya
yang tidak dapat diperbarui, seperti gas alam, batubara, minyak, nuklir dll.
Gb. Green Power Plant
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
23/32
23
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Pembangkit listrik tenaga surya merupakan pembangkit listrik yang bersih dan ramah
lingkungan. Pembangkit ini hanya membutuhkan cahaya matahari sebagai komponen
utama penghasil energi listriknya. Selain itu, tidak ada limbah keluaran dari hasil proses
pembangkitannya. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) dapat
menggantikan pembangkit listrik lain untuk mengurangi jumlah limbah keluaran yang
memiliki dampak negatif bagi lingkungan, seperti nuklir dan batubara.
Umur pemakaian dari komponen penyusunnya, seperti sel surya, relatif panjang.
Sehingga dapat dikatakan bahwa membangun pembangkit listrik tenaga surya merupakan
suatu investasi jangka panjang.
Karena bentuknya yang sederhana dan ringkas, maka pembangkit listrik tenaga surya
mudah dalam pemasangan dan juga mudah dalam perawatannya.
Jika dipasang secara individual (satu rumah satu sistem). Rumah yang berjauhan
sekalipun tidak memerlukan jaringan kabel distribusi. Selin itu, gangguan pada satu
sistem tidak mengganggu sistem lainnya.
Kerugian pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) :
Proses pembangkitan hanya dapat dilakukan pada siang hari. Lebih buruk lagi bila proses
pembangkitan dilakukan pada musim penghujan. Langit sering kali ditutupi oleh awan.
Sehingga besarnya cahaya matahari yang akan dikonversi ke energi listrik tidak optimal.
Bahan pembuatan komponen pembangkit listrik tenaga surya masih berharga mahal.
Terutama untuk tipe sel fotovoltaik.
G. DAMPAK PLTS TERHADAP LINGKUNGAN
1. Gas Rumah Kaca
Siklus hidup emisi gas rumah kaca pembangkit listrik tenaga surya saat ini berada di kisaran
25-32 g/kWh dan ini bisa turun menjadi 15 g/kWh di masa yang akan datang. Sebagai
perbandingan, PLTGU batubara menghasilkan 400-599 g/kWh, pembangkit listrik berbahan
bakar minyak menghasilkan 893 g/kWh, pembangkit listrik batu bara menghasilkan 915-994
g/kWh atau dengan penangkapan dan penyimpanan karbon sekitar 200 g/kWh, dan pembangkit
listrik panas bumi temperatur tinggi menghasilkan 91-122 g/kWh. Hanya pembangkit listrik
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
24/32
24
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
tenaga angin dan panas bumi temperatur rendah yang menghasilkan lebih baik, yaitu 11 g/kWh
dan 0-1 g/kWh.
Untuk beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir, siklus hidup beberapa emisi gas rumah
kaca yang dihasilkan, termasuk energi yang dibutuhkan untuk menambang uranium dan energi
pembangunan pembangkit listrik serta dekomisioning, adalah di bawah 40 g/kWh, namun
beberapa pembangkit nuklir lainnya menghasilkan jauh lebih tinggi.
2. Kadmium
Salah satu isu yang sering menjadi keprihatinan adalah penggunaan kadmium dalam sel surya
cadmium telurida (CdTe). Kadmium dalam bentuk logam adalah zat beracun yang memiliki
kecenderungan untuk terakumulasi dalam rantai makanan ekologi. Jumlah kadmium yang
digunakan pada film tipis modul Photovoltaic (PV) relatif kecil, yaitu 5-10 g/m. Dengan teknikkontrol emisi yang tepat, emisi kadmium dari produksi modul dapat ditekan menjadi nol. Saat ini
teknologi PV menyebabkan emisi kadmium sebesar 0,3-0,9 mikrogram/kWh dalam satu siklus
hidup. Sebagian besar emisi tersebut muncul melalui penggunaan pembangkit listrik tenaga
batubara dalam pembuatan modul. Pembakaran batubara dan lignit menyebabkan emisi
kadmium jauh lebih tinggi. Kadmium dari batubara adalah 3,1 mikrogram/kWh, lignit 6,2
mikrogram/ kWh dan gas alam 0,2 mikrogram/kWh.
Jika listrik yang dihasilkan oleh panel fotovoltaik digunakan untuk pembuatan modul, bukan
listrik yang berasal dari pembakaran batubara, emisi kadmium dari penggunaan batu bara dalam
proses produksi dapat dihilangkan seluruhnya.
H. CONTOH PENGGUNAAN PLTS
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Skala Rumah Tangga
Komponen-Komponen
Untuk memasang pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) skala rumah tanggal, komponen-
komponen yang digunakan adalah :
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
25/32
25
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Gb. Komponen-Komponen PLTS
- Solar Panel/ Panel Surya : alat untuk mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi
listrik. Sebuah sel surya dapat menghasilkan tegangan kurang lebih 0.5 volt. Jadi sebuah panel
surya / solar cell 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel.
- Charge Controller : alat untuk mengatur arus dan tegangan yang akan masuk ke baterai.
Tegangan dan arus yang masuk ke baterai harus sesuai dengan yang diinginkan. Bila lebih besar
atau lebih kecil dari range yang ditentukan, maka baterai atau peralatan yang lain akan
mengalami kerusakan. Selain itu, charge controller juga berfungsi sebagai penjaga agar daya
keluaran yang dihasilkan tetap optimal. Sehingga dapat tercapaiMaximum Power Point
Tracking (MPPT).
Charge controllersecara umum melindungi dari gangguan-gangguan seperti diterangkan
berikut:
LVD,Low voltage disconnect, apabila tegangan dalam battery rendah, ~11.2 V,
maka untuk sementara beban tidak dapat dinyalakan. Apabila tegangan battery sudah
melewati 12V, setelah di charge oleh modul surya, maka beban akan otomatis dapat
dinyalakan lagi (reconnect).
HVD,High Voltage disconnect, memutus listrik dari modul surya jika battery/accu sudah
penuh. Listrik dari modul surya akan dimasukkan kembali ke battery jika voltage battery
kembali turun.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
26/32
26
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Short circuit protection, menggunakan electronic fuse (sekering) sehingga tidak
memerlukan fuse pengganti. Berfungsi untuk melindungi sistem PLTS apabila terjadi
arus hubung singkat baik di modul surya maupun pada beban. Apabila terjadi short
circuit maka jalur ke beban akan dimatikan sementara, dalam beberapa detik akan
otomatis menyambung kembali.
Reverse Polarity, melindungi dari kesalahan pemasangan kutub (+) atau (-).
Reverse Current, melindungi agar listrik dari baterai atau aki tidak mengalir ke modul
surya pada malam hari.
PV Voltage Spike, melindungi tegangan tinggi dari modul pada saat baterai tidak
disambungkan ke controller.
Lightning Protection, melindungi terhadap sambaran petir (s/d 20,000 volt).
- Inverter : alat elektronika daya yang dapat mengkonversi tegangan searah (DC direct
current) menjadi tegangan bolak-balik (ACalternating current).
- Baterai, adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga surya. Tanpa
baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari.
Berikut adalah diagram instalasi pembangkit listrik tenaga surya skala rumah tangga
Gb. Diagram Instalasi PLTS
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
27/32
27
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Dari diagram pembangkit listrik tenaga surya diatas dapat diketahui bahwa beberapa panel
surya di paralel untuk menghasilkan arus yang lebih besar. Combinerdigunakan untuk
menghubungkan kaki positif panel surya satu dengan yang lainnya. Begitu pula untuk kaki
negatifnya. Ujung kaki positif panel surya dihubungkan ke kaki positifcharge controllerdan
begitu pula untuk kaki negatifnya. Tegangan panel surya yang dihasilkan akan digunakan
oleh charge controlleruntuk mengisi baterai. Untuk menghidupkan beban perangkat dengan arus
AC, seperti : Televisi, Radio, komputer, dll, arus baterai yang merupakan arus DC harus diubah
terlebih dahulu menjadi AC dengan menggunakan inverter. Untuk mengukur jumlah energi
listrik yang telah dihasilkan oleh panel surya dapat digunakan kWh meter. Untuk melindungi
panel surya dan perangkat lainnya dari gangguan, maka digunakanlah panel pemutus AC.
Pada pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) skala rumah tangga, biasanya sering
terjadiIslanding.Islanding adalah terjadinya pemutusan aliran listrik pada jaringan distribusi
yang dimiliki oleh perusahaan listrik ketika PLTS tetap bekerja. Hal ini dapat terjadi karena
adanya kerusakan pada jaringan distribusi listrik. Agar tidak merusak PLTS, digunakanlahpower
conditioner. Alat ini berfungsi untuk mendeteksi terjadinya Islanding dan dengan segera
menghentikan kerja PLTS. Power conditionerbiasanya menjadi satu dengan inverter.
Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Skala Rumah Tangga
Sebelum menentukan kapasitas sel surya yang sesuai dengan kebutuhan suatu rumah,
alangkah baiknya sebelumnya untuk melakukan perhitungan terlebih dahulu. Langkah-langkah
sebelum menentukan sel surya yang tepat untuk dibeli adalah
Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (watt).
Berapa besar arus yang dihasilkan solar cells panel (dalam ampere hour), dalam hal ini
memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.
Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan
penggunaan tanpa sinar matahari. (ampere hour).
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
28/32
28
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Berikut adalah contoh perhitungan untuk mendapatkan jumlah panel sel surya yang sesuai
dengan kebutuhan rumah tangga.
Perhitungan Keperluan Daya
Penerangan rumah: 10 lampu CFL @ 15 watt x 4 jam sehari = 600 watt hour.
Televisi 21: @ 100 watt x 5 jam sehari = 500 watt hour
Kulkas 360 liter : @ 135 watt x 24 jam x 1/3 (karena compressor kulkas tidak selalu
hidup, umumnya mereka bekerja lebih sering apabila kulkas lebih sering dibuka pintu) =
1080 watt hour
Komputer : @ 150 Watt x 6 jam = 900 watt hour
Perangkat lainnya = 400 watt hour
Total kebutuhan daya = 3480 watt hour
Perhitungan Jumlah Panel Surya
Jumlah solar cells panel yang dibutuhkan, satu panel kita hitung 100 watt (perhitungan
adalah 5 jam maksimum tenaga surya):
Kebutuhan solar cells panel : (3480 / 100 / 5) = 7 panel surya.
Perhitungan Jumlah Baterai
Jumlah kebutuhan baterai 12 Volt dengan masing-masing 100 Ah:
Kebutuhan baterai minimun (baterai hanya digunakan untuk 50% pemenuhan kebutuhan
listrik), dengan demikian kebutuhan daya kita kalikan 2 x lipat : 3480 x 2 = 6960 watt
hour = 6960 / 12 volt / 100 Amp = 6 batere 100 Ah.
Kebutuhan baterai (dengan pertimbangan dapat melayani kebutuhan 3 hari tanpa sinar
matahari) : 3480 x 3 x 2 = 20880 watt hour = 20880 / 12 volt / 100 Amp = 17 batere 100
Ah.
Contoh lain penggunan PLTS diwilayah pedesaan dan pulau-pulau terpencil, PLTS
merupakan system catu daya listrik yang paling ekonomis dibandingkan pembangkit listrik
lainnya. Keunggulan ekonomi PLTS disebabkan oleh tidak dibutuhkannnya suplai bahan bakar
dan jaringan distribusi listrik. Semakin terpencil sebuah wilayah, biaya suplai bahan bakar dan
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
29/32
29
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
pembangunan jaringan distribusi listrik akan semakin mahal. Dibawah ini adalah beragam paket
aplikasi PLTS yang dirancang untuk memenuhi beragam kebutuhan PLTS:
Solar Home System untuk Penerangan Rumah
Dirancang untuk memenuhi kebutuhan listrik minimum untuk rumah tangga pedesaan
meliputi penerangan, catu daya untuk TV dan radio.
TVRO untuk TV Umum
Aplikasi ini digunakan untuk daerah-daerah yang tidak dapat menangkap siaran televise
dengan baik (daerah blank spot). Dilengkapi dengan parabola TVRO dapat digunakan sebagai
TV Umum yang dapat membantu penyebaran informasi & pengetahuan dan memberikan hiburan
hingga ke daerah terpencil sekalipun.
Lampu Bagang
Lampu Bagang dirancang untuk memecahkan masalah yang dihadapi para nelayan untuk
meningkatkan produktifitas. Lampu dapat dinyalakan kapan saja sesuai dengan pola kerja
nelayan.
Telpon Satelit Pedesaan/Wartel Pedesaan/Base Camp Terpencil
Dirancang dengan menggunakan telepon satelit Pasti yang mudah digunakan oleh
masyarakat pedesaan/daerah terpencil dimana saja
PLTS untuk Puskesmas Pedesaan ( Vaccine Refrigerator, Lampu Bidan dan Penerangan)
Digunakan untuk mengoperasikan Vaccine storage (alat penyimpan vaksin), Lampu
Penerangan untuk Bidan Desa , Puskesmas dan Rumah Dokter
Sound System untuk Rumah Ibadah
Pengembangan dari SHS ini disamping memberikan penerangan juga dilengkapi dengan
fasilitas sound system yang sangat bermanfaat untuk rumah ibadah. Sehingga aktifitas
keagamaan tidak hanya dapat berlangsung siang hari namun juga hingga malam hari.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
30/32
30
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Lampu Jalan/Lampu Lingkungan Pedesaan
Dirancang untuk menerangi fasilitas umum, jalan lingkungan di pedesaan, penerangan di
lingkungan wisata alam, penerangan di pelabuhan nelayan tradisional dll.
Pompa Air Bersih / Irigasi
Tersedia juga beragam jenis pompa air tenaga surya yang efisien dan tahan lama, merk
MONO dari Australia. Produk pompa tenaga surya dapat juga dikombinasikan dengan teknologi
irigasi terkini, seperti irigasi splinker dan Irigasi tetes (Drip Irrigation). Tersedia juga pompa AC
yang digerakkan dengan listrik PLN atau di couple langsung dengan mesin diesel/bensin.
PLTS Rancangan Khusus
PLTS RANCANGAN KHUSUS Navaids (Alat bantu Navigasi), Telekomunikasi Grid
Interractive, Hybrid PV-Genset, PV Back up, Building Integration PV (BIPV)
Gb. Contoh panel surya pada halte bus
Gb. Contoh panel surya pada helipad
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
31/32
31
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
BAB. III KESIMPULAN
Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubahcahaya matahari
menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam.
Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit
komunikasi melalui selsurya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang
tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak
memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan.
5/19/2018 2. Isi Energi baru dan terbarukan.pdf
32/32
32
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
DAFTAR PUSTAKA
http://panel-surya.blogspot.com/2011/06/komponen-pembangkit-listrik-tenaga.html
didownload pada tanggal 12 desember
http://rhazio.wordpress.com/2007/09/12/pembangkit-listrik-tenaga-surya/
didownload pada tanggal 3 januari
http://rakhman.net/2013/04/jenis-sistem-plts.html
didiwnload pada tanggal 7 januari
http://rakhman.net/2013/04/prinsip-kerja-plts.html
didiwnload pada tanggal 7 januari
http://cvaristonkupang.com/news-and-education/informasi-umum-pembangkit-listrik-tenaga-
surya/
didownload pada tanggal 10 Januari
http://rickipoltek.blogspot.com/2011/05/plts.html
didownload pada tanggal 10 Januari
http://jendeladenngabei.blogspot.com/2012/11/pembangkit-listrik-tenaga-surya-plts.html
didownload pada tanggal 10 Januari
http://jendeladenngabei.blogspot.com/p/blog-page.html
didiwnload pada tanggal 7 januari
Buku Sumber Daya Energi Alternatif, Ir. Unggul Wibawa, MSc, Malang, 2001