Analisa Dan Perancangan PEmbangkit Listr

ANALISA DAN PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA SURYA Studi Kasus : Ds. Somagede

Oe! Dede" A#dia"s$a!% S.T I"da#go

A&st#a'  Kecamatan Somagede merupakan daerah yang terletak di pulau Jawa Kecamatan Banyumas, merupakan salah satu daerah yang masyarakatnya belum  pernah merasakan terangnya listrik seperti daerah lain di kota-kota besar di pulau  jawa. Listrik di wilyah ini belum masuk di karenakan jangkauan PL untuk masuk kedaerah terpencil seperti kecamamatan Somagede sangat sulit. !leh karena itu  penulis berinisiati" untuk merancang pembangunan pembangkit listrik tenaga surya untuk daerah tersebut. Sistem listrik tenaga surya #L$S% sebagai pembangkit listrik diarahkan agar dapat diman"aatkan oleh para pemakai di daerah terpencil yang tidak mungkin dijangkau oleh jaringan PL. &ari hasil pembahasan dengan menggunakan metode pendekatan Perencanaan, &esain dan 'nalisa Kebutuhan didapat bahwa untuk memenuhi kebutuhan listrik listrik di desa kanding dengan jumlah () unit rumah dan  penerangan umum dibutuhkan listrik *(,+ K per jam. ntuk memenuhi kebutuhan itu maka diperlukan )/ panel surya, *0 baterai,0 buah charge controller dengan kapasitas ()) 'mpere dan ( Buah in1erter dengan ka pasitas *+ Kw. ntuk kebutuhna tersebut diatas maka dibutuhkan anggaran biaya ,00,**),))).)) # Dua # Dua Milyar Dua  Ratus Enam Puluh Enam Juta Seratus Sepuluh Ribu Rupiah %.

BAB I PENDA(ULUAN

).) Lata# Bea'a"g

Listrik merupakan kebutuhan primer manusia saat ini, sesuai dengan kemajuan 2aman semakin pesat kebutuhan listrik hampir semua kalanagan mulai dari daerah perkotaan hingga pedesaan saat ini. &i 3ndonesia untuk kebutuhan listrik masyarakat menggunakan menggunakan layanan PL # Perusahaan Listrik Listrik egara %. 4ampir  semua masyarakat 3ndonesia menikmati layanan listrik dari perusahaan tersebut. Kecamatan Somagede merupakan daerah yang terletak di pulau Jawa Kecamatan Banyumas, merupakan salah satu daerah yang masyarakatnya belum  pernah merasakan terangnya listrik seperti daerah lain di kota-kota besar di pulau  jawa. Listrik di wilyah ini belum masuk di karenakan jangkauan PL untuk masuk kedaerah terpencil seperti kecamamatan Somagede sangat sulit. sulit. a arga rga pernah mewacanakan pembuatan "asilitas listrik sederhana dengan bersumber pada tenaga mikro hidro. amun, ternyata wacana tersebut hingga sekarang belum bisa terealisasi,karena aliran air yang akan digunakan untuk mikro hidro tidak memenuhi syarat. !leh karena itu penulis berinisiati" untuk merancang pembangunan  pembangkit listrik tenaga surya untuk daerah tersebut. Sistem listrik listrik tenaga surya #L$S% #L$S% sebagai pembangkit listrik diarahkan agar dapa t diman"aatkan oleh para  pemakai di daerah terpencil yang tidak mungkin dijangkau oleh jaringan PL. !leh karena itu penulis berinisiati" untuk merancang pembangkit listrik tenaga sur ya untuk daerah tersebut dengan judul 5 Analisa & Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Tenaga Surya ( PLTS ) 5 ) 5 sebagai bahan Skripsi.

).* Po'o' Masaa! Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka yang menjadi permasalahan

adalah bagaimana merancang Pembangkit Listrik $enaga Surya # PL$S % dengan meman"aatkan sinar matahari sebagai energi utama. sehingga dapat menghasilkan energi listrik. ).+ Batasa" Masaa! 6engingat luas dan banyaknya hal-hal yang perlu diperhatikan dalam proses

 perancangan pembangkit tenaga surya ini, maka penulis memberikan beberapa  batasan masalah antara lain 7 *. Perhitungan dari pembangkit tidak secara detail. . Jumlah kebutuhan Panel Surya,8ontrollel dan 3n1erter sudah ditentukan (. 6aket sebagai 8ontoh atau Prototype Perancangan )., Tu-ua"

$ujuan dari perancangan dan pembuatan Pembangkit Listrik $enaga Surya #PL$S% ini adalah untuk memberikan gambaran tentang Pembangkit Listrik $enaga Surya #PL$S% kepada masyarakat khususnya kepada masyarakat &esa Kanding yang  belum mendapat aliran listrik dari PL.

).

Sistemati'a Pe"uisa"

Sistematika penulisan pada laporan ini terdiri dari lima B'B denga n susunan B'B Sebagai berikut 7 B'B 3

P9&'4L'

Bab ini berisikan tentang Latar Belakang, P okok 6asalah, Batasan 6asalah,

$ujuan dan Sistematika Penulisan

B'B 33

L'&'S' $9!:3

Bab ini berisikan tentang Landasan teori dari PL$S

B'B 333

P9:'8';'

Bab ini berisika tentang perancangan perencanaan dan pembuatan Pembangkit Listrik $enaga 6atahari B'B 3<

''L3S'

Bab ini berisikan tentang 'nalisa yang dilakukan setelah hasil perancangan. B'B <

K9S36PL'

Bab ini berisikan tentang kesimpulan dari hasil analisa perancangan  pembangkit listrik tenaga surya.

BAB II TEORI DASAR  *.).Ko"se/ Sistem PLTS

Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. =aitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. 8ahaya 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 e"ek gas rumah kaca #green house gas% yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita. Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler  pengisian #charge controller%, dan aki #batere% * 1olt yang maintenance "ree. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. =ang sering digunakan adalah modul sel surya ) watt atau () watt. 6odul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan p anel yang terkena sinar matahari. :angkaian kontroler pengisian aki dalam sistem sel surya itu merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses peng isian akinya. Kontroler ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang tegangan * 1olt plus minus *) persen. Bila tegangan turun sampai *),> 1olt, maka kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya. $entu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung  pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunan tegangan 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 *(, 1olt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu. :angkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. $api, biasanya rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. 6emang harga kontroler itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan sistem 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 siletakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. !rbit yang ditempuh bumi  berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik "okusnya. Karena matahari  bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. 'gar 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 tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler >)(*. Kontroler ini tidak sederhana, karena terdiri dari bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang len gkap belum termasuk kontroler untuk  menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroller macam ini cukup mahal.

*.*. P!oto0otai1

8ara kerja sistem Pembangkit Listrik $enaga Surya dengan menggunakan ;rid-8onnected panel sel surya Photo1oltaic untuk perumahan 6odul sel surya Photo1oltaic merubah energi surya menjadi arus listrik &8. 'rus listrik &8 yang dihasilkan ini akan dialirkan melalui suatu in1erter #pengatur tenaga% yang merubahnya menjadi arus listrik '8, dan juga dengan otomatis akan mengatur seluruh sistem. Listrik '8 akan didistribusikan melalui suatu panel distribusi indoor yang akan mengalirkan listrik sesuai yang dibutuhkan peralatan listrik. Besar dan

 biaya konsumsi listrik yang dipakai di rumah akan diukur oleh suatu att-4our 6eters. Komponen utama sistem surya "oto1oltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya "oto1oltaik. ntuk membuat modul "oto1oltaik secara  pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin "ilm. 6odul "oto1oltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relati" sederhana, sedangkan untuk membuat sel "oto1oltaik diperlukan teknologi tinggi. 6odul "oto1oltaik tersusun dari beberapa sel "oto1oltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar 0)? dari bia ya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya  pembangunan PL$S. ntuk itulah, modul pembuatan sel surya di 3ndonesia tahap pertama adalah membuat bingkai #"rame%, kemudian membuat laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. 4al ini karena teknologi pembuatan sel surya dengan bahan silicon single dan  poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. &alam bidang "oto1oltaik yang digunakan  pada PL$S, 3ndonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi untuk elektri"ikasiuntukpedesaan. $eknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah,  bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya "oto1oltaik adalah in1estasi awal yang besar dan harga per kh listrik yang dibangkitkan relati" tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan in1e rter sesuai dengankebutuhannya. Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesi1e transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-

re"leksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan -type #terbuat dari campuran Silikon% untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir #tebuat dari logam tipis% untuk mengirim electron ke perabot listrik.8ara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktordioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. 'pabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor  pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. ;a ya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik 

;ambar .* 6odul Solar 8ell Spesisi"ikasi solar sel yang biasanaya dipakai seperti pada table  .* dibawah ini 7 $abel .* 6odel

@L-P+)w

8ell $ype

polycrystalline

6aAimum Power#Pm%

+)w

Power $olerance

+?

6aAimum Power )? power "or + years

*.,. Kom/o"e"2'om/o"e" PLTS

6odul Sel Surya #photo1oltaics% cell surya atau sel photo1oltaic merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi radiasi matahari secara langsung menjadi energi listrik. Pada dasarnya sel tersebut berjenis diode yang tersusun atas P I 

 junction. Sel surya photo1oltaic yang dibuat dari bahan semi konduktor yang diproses sedemikian rupa, yang dapat menghasilkan listrik arus searah #&8%. &alam  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. Sel surya memiliki banyak aplikasi. 6ereka terutama cocok untuk digunakan  bila tenaga listrik dari grid tidak tersedia, seperti di wilayah terpencil, satelit  pengorbit bumi, kalkulator genggam, pompa air, dan lain-lain. Sel surya #dalam  bentuk modul atau panel surya% dapat dipasang di atap gedung di mana mereka  berhubungan dengan in1erter ke grid listrik dalam sebuah pengaturan net metering. Sebuah panel surya terbuat dari banyak sel surya. Sel tersambung secara elektrik untuk memberikan a rus dan tegangan tertentu. 6asing-masing sel di enkapsulasi untuk mengisolasi dan melindungi dari kelembaban dan korosi. 'da perbedaan tipe modul yang tersedia di pasaran, tergantung pada kebutuhan daya yang dibutuhkan. 6odul yang paling umum digunakan terbuat dari ( atau (0 crystalline silicon sel surya. Sel-sel ini berukuran sama, tersambung secara seri, dan terbungkus diantara bahan kaca dan plastik, menggunakan polymer resin #9 lampu.instalasi memakai kabel =6.A*,+ mm ;ambar (.C.B adalah gambar rencana instalasi stop kontak $ipe-8 mengunakan stop kontak *phase *) ' # type dinding % dipasang 7 a.Kamar .  b.:uang tamu *.  Jadi * runah terpasang ( stop kontak. instalasi memakai kabel =6 (A,+ mm

;ambar (.C.8 adalah skedul panel 68B B!Q , $ipe-8 merupakan  perhitunagan antara penerangan dan stop kontak.kabel dari mcb boA ke kwh memakai  =6 (A,+ mm,sedangkan dari Kwh ke S&P memakai kabel =@;B=.(AC mm.

"ambar '$00$ Ske*ul Panel Penerangan Jalan

+.).*

Mode Matematis Pe#e"1a"aa" Sistem Pembangkit listrik tenaga surya sangat bergantung pada  sinar matahari1 maka dalam

instalasinya memerlukan kebutuhan daya seperti7 a  b c

Jumlah daya yang dibutuhkan per hari #att% Besar arus yang dihasilkan panel #'mpere hour% Jumlah unit baterai #'mpere hour%

6aka dari ke-( poin tersebut, dapat diberi persamaan matematisnya 7 a

Jumlah Pemakaian

&

&imana 7 n R banyaknya bebanFperalatan elektronik yg digunakan P beban 5 daya yang dibutuhkan untuk dapat menggunakan peralatan tsb. Lama pemakaian R lama pemakaian peralatan per hari #dalam satuan jam%. Jenis panel surya terdapat beberapa jenis dengan daya yang dihasilkan berbeda.  amun, di 3ndonesia dipakai *) p yaitu *) h per hari dengan perkiraan selama + jam maksimum tenaga surya per hari. 6aka, Jumlah panel ygdipakai R

c

Jumlah baterai #3maA% R

&imana 7 ,CC),))).))

*C

nit

+,)),)))

*,**,>)),))).))

0*,))),))).))

Sudah ternasuk alat bantu

d

-

Battery kapasitas * +,)))

**,D(+,))).))

-

68B B!Q C ;roup * Phase

(*

$itik

(+,)))

*,)>+,))).))

Su& Tota *

)+%*%.

PEKER7AAN INSTALASI PENERANGAN DAN

3ITURES

).G

a.

Po6e# (ouse

Pekerjaa n inst ala si Peneranga n da n Stop Konta k le ngka p

kabel =6 ( A ,+ mm , konduit, $-does,accessories

RENCANA ANGGARAN BIAYA BIAYA 8 RAB 9

PROYEK PROYEK

:

Pem&a" Pem&a"g'i g'itt List#i List#i' ' Te"aga e"aga Su#$a Su#$a 8 PLT PLTS 9

LOKASI

:

Ba"$umas 2 7a6a Te"ga!

TANGGAL

:

Mei *),

 b.

*.A.) .A.)

a.

-

3nstalasi Penerangan

/

-

3nstalasi Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

Pengadaan dan pemasangan @iAtures dan 'rmatures 'rmatures 7

-

Lampu L9&.( att

/

-

Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

-

Saklar $unggal

+

-

Saklar ;anda

*

Ruma! uma! T$/e A

Pekerjaan Pekerjaan instalasi instalasi Penera Penerangan ngan dan Stop Kontak Kontak lengk lengkap ap

kabel =6 ( A ,+ mm , konduit, $-does,accessories 7

 b.

*.A.* .A.*

a.

-

3nstalasi Penerangan

0

-

3nstalasi Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

C

Pengadaan dan pemasangan @iAtures dan 'rmatures 'rmatures 7

-

Lampu L9&.( att

/

-

Lampu L9&.* A *> att



-

Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

-

Saklar $unggal

+

-

Saklar ;anda

*

Ruma! uma! T$/e B

Pekerjaan Pekerjaan instalasi instalasi Penera Penerangan ngan dan Stop Kontak Kontak lengk lengkap ap

kabel =6 ( A ,+ mm , konduit, $-does,accessories 7

-

3nstalasi Penerangan

>

-

3nstalasi Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

 b.

Pengadaan dan pemasangan @iAtures dan 'rmatures 'rmatures 7

-

Lampu L9&.( att

/

-

Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

-

Saklar $unggal

C

-

Saklar ;anda



RENCANA ANGGARAN BIAYA BIAYA 8 RAB 9

PROYEK PROYEK

:

Pem&a" Pem&a"g'i g'itt List#i' List#i' Te"aga e"aga Su#$a Su#$a 8 PLT PLTS 9

LOKASI

:

Ba"$umas 2 7a6a Te"ga!

TANGGAL

:

Mei *),

NO.

URAIAN PEKER7AAN

*.A.+ .A.+

a.

Ruma! uma! T$/e C

Pekerjaan instalasi Penerangan dan Stop Kontak lengkap

;OLUME PEK.

SATUAN PEK.

(ARGA SATUAN 8R/9

 7UMLA( (ARGA 8R/9

kabel =6 ( A ,+ mm , konduit, $-does,accessories 7

 b.

 

*D),)))

*,+),))).) )

 

*),)))

0(),))).) )

-

3nstalasi Penerangan

>

$itik  

-

3nstalasi Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

$itik  

/

Buah

/+,)))

++,))).) )

(/,+))

**,+)).) )

Pengadaan dan pemasangan @iAtures dan 'rmatures 7

-

Lampu L9&.( att

-

Stop Kontak &inding, * Ph, *) '

(

Buah

-

Saklar $unggal

C

Buah



Buah

-

Saklar ;anda

(,)))

D,))).) )

(C,)))

0>,)) )

Sub $otal .'.(

*%>,4%. 

 

Sub $otal *.'G*.BG*.8G*.& G*.9G*.@

Sub $otal G.'.*G.'.G. '.(

TOTAL

  *%*,,%,=%. 

 

)>%)),%. 

*%*