Inspeksi Modul (Rangkaian Seri paralel)

BAB II MATERI POKOK I

C. Inspeksi Modul (Rangkaian Seri paralel)

E. Inspeksi Batere dan BCU/BCR F. Inspeksi Sistem Proteksi

G. Perlengkapan atau Peralatan Pengaman Kebakaran

H. Perlengkapan atau Pelindung Terhadap benda Bertegangan I. Sistem Instalasi dan Pengawatan

J. Rangkuman K. Evaluasi

BAB III MATERI POKOK II

INSPEKSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU (PLTB) A. Gambar dan Diagram

B. Prosedur Pemeriksaan C. Turbin D. Gear Box E. Transmisi Mekanik F. Brake System G. Generator H. Sistem Kontrol I. Baterai J. Menara K. Rangkuman L. Evaluasi

5 Bab IV MATERI POKOK II

PENYUSUNAN LAPORAN

A. Laporan Inspeksi Instalasi PLTS B. Laporan Inspeksi Instalasi PLTB

BAB II

MATERI POKOK I

INSPEKSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA TERPUSAT ON GRID DAN OFF GRID

Indikator Keberhasilan :

Setelah mempelajari materi pokok ini, peserta diklat/pembaca diharapkan mampu memahami dan menjelaskan kegiataan inspeksi Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terpusat on grid dan off grid.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) baik terpusat on grid (terhubung) maupun off grid (tidak terhubung) saat ini makin meningkat. PLTS dibuat dengan sistem terpusat karena pembangkit seperti ini memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan beberapa tipe pembangkit listrik tipe yang lain dalam memenuhi kebutuhan energi di daerah tertentu. Kelebihan itu diantaranya adalah ketersediaan energi primer yang relatif merata dibandingkan dengan sumber energi primer lain. PLTS terpusat on grid dan off grid, memiliki infrastruktur yang lebih sederhana dibandingkan PLTMH atau PLT Biomassa, dan pemeliharaan yang relatif lebih sederhana. Pembangunan PLTS terpusat ditujukan untuk mengurangi ketergantungan pada energi fosil dan memperkuat jaringan listrik.

A. Gambar dan Diagram Modul

Pertama-tama akan dijelaskan secara singkat komponen penting dalam sistem ini yang berfungsi sebagai perubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell atau sel surya yang besarnya sekitar 10 - 15 cm². Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu sel surya sangat kecil maka beberapa sel surya harus digabungkan sehingga terbentuklah

satuan komponen yang disebut modul. Modul surya adalah rangkaian dari beberapa sel surya yang dihubungkan seri atau paralel yang ditempatkan sedemikian rupa berbentuk persegi atau persegi panjang, dilaminating dan dilapis kaca khusus dan diberi penguat rangka/frame pada keempat sisinya. Setiap modul sel surya dirancang memiliki daya puncak spesifik (SPLN D5.005: 2012). Modul surya dibagi dalam beberapa jenis, antara lain sebagai berikut :

A.1 Monocrystalline

Jenis ini terbuat dari batangan kristal silikon murni yang diiris tipis-tipis. Dengan teknologi seperti ini, dihasilkan kepingan sel surya yang identik satu sama lain dan berkinerja tinggi. Sehingga menjadi sel surya yang paling efisien dibandingkan jenis sel surya lainnya, sekitar 15% - 20%. Kelemahannya, sel surya jenis ini jika disusun membentuk solar modul (panel surya) akan menyisakan banyak ruangan yang kosong karena sel surya seperti ini umumnya berbentuk segi enam atau bulat, tergantung dari bentuk batangan kristal silikonnya, seperti terlihat pada gambar 2.1 berikut.

Keterangan gambar :

1. Batangan kristal silikon murni 2. Irisan kristal silikon yang sangat tipis

3. Sebuah sel surya monocrystalline yang sudah jadi

4. Sebuah panel surya monocrystalline yang berisi susunan sel surya monocrystalline. Nampak area kosong yang tidak tertutup karena bentuk sel surya jenis ini.

A.2. Polycrystalline

Jenis ini terbuat dari beberapa batang kristal silikon yang dilebur/dicairkan kemudian dituangkan dalam cetakan yang berbentuk persegi. Keeping silicon poli kristal dibuat dengan teknologi casting berupa balok silicon dan dipotong-potong tipis (wire-sawing) menjadi kepingan, dengan ketebalan sekitar 250-350 micrometer (SPLN D3.022-1: 2012). Efisiensinya lebih rendah, sekitar 13%-16%. Proses pembuatannya lebih mudah dibanding monocrystalline, karenanya harganya menjad lebih murah. Jenis ini paling banyak dipakai saat ini, seperti gambar 2.2 di bawah berikut.

A.3. Thin Film Solar Cell (TFSC)

Thin Film adalah sel fotovoltaik yang dibuat dengan teknologi lapisan tipis (thin film) material semi konduktor. Teknologi pembuatan sel fotovoltaik dengan lapisan tipis ini dimaksudkan untuk mengurangi biaya pembuatan solar sel mengingat teknologi ini hanya menggunakan kurang dari 1% dari bahan baku silikon jika dibandingkan dengan bahan baku untuk tipe silikon wafer.

Metode yang paling sering dipakai dalam pebuatan silikon jenis lapisan tipis ini adalah dengan Plasma-enjanced chemical vapor

deposition (PECVD) dari gas silane dan hirdrogen. Lapisan yang dibuat dengan metode ini menghasilkan silikon yang tidak memiliki arah orientasi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon (non kristal), awalnya banyak diterapkan pada kalkulator dan jam tangan. Efisiensinya antara 6% - 8%.. Selain menggunakan material dari silikon, sel fotovoltaik lapisan tipis juga dibuat dari bahan semikonduktor lainnya yang memiliki efisiensi solar sel tinggi seperti

cadmium Telluride (Cd Te), efisiensinya sekitar : 9%-11% dan

Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) memiliki efisiensi paling tinggi yaitu sekitar 10% - 12%. Sel surya jenis ini sangat tipis karenanya sangat ringan dan fleksibel seperti pada gambar 2.3 di bawah. Jenis ini dikenal juga dengan nama TFPV (Thin Film Photovoltaic).

Gambar 2.3. Thin Film Solar Cell

Suatu Instalasi PLTS secara mendasar dibagi menjadi dua bagian, yaitu PLTS yang dikoneksikan dengan jaringan (grid connceted) dan PLTS yang berdiri sendiri. Terdapat banyak varian instalasi PLTS yang klasifikasinya dapat dilihat pada gambar 2.4 di bawah ini.

Suatu PLTS Mandiri yang lengkap biasanya terdiri atas :

1. Photovoltaic (PV) Module (jika modul tunggal ) atau Array (jika PV

Module banyak)

2. BCU/BCR (battery control unit/battery charge regulator), yang berfungsi untuk mengubah tegangan modul sehingga sesuai dengan tegangan baterai dan dapat digunakan untuk mengisi baterai.

3. Inverter, digunakan untuk mengubah tegangan arus searah menjadi tegangan bolak-balik. Inverter tergantung pada rangkaiannya ada yang harus memiliki kemampuan grid connected (bila digunakan dalam instalasi hibrid dengan pembangkit lain) dan tanpa kemampuan grid connected.

4. Baterai, digunakan untuk menyimpan energi yang dikonversi dari energi surya ke energi listrik.

5. Sistem pengawatan (instalasi) yang menghubungkan antar bagian di atas. Di bagian ini juga terdapat junction box, disconnecting switch, surge protector, fuse, dan lain-lain.

6. Sistem pembumian, baik pembumian terhadap sambaran petir langsung dan tidak langsung (surge protection) maupun pembumian instalasi pembangkit.

Gambar 2.5 di bawah ini adalah bentuk diagram satu garis PLTS off grid.

PV Module ^Bypass_Diode PV Module ^Bypass_Diode PV Module ^Bypass_Diode PV Module ^Bypass_Diode

P V S T R I N G P V G E N E R A T O R Battery Bank Over Voltage Protection Device Charge Controller to Inverter Disconnecting Switch Charging Contact Battery Disconnecting Switch DC DC DC AC

BEBAN

AC

Load Disconnecting Switch

CHARGE CONTROLLER INVERTER

AC LOAD FUSE PV to Charge Controller Disconnecting Switch

Suatu PLTS on grid yang lengkap biasanya terdiri atas :

1. PV Module (jika modul tunggal ) atau Array (jika PV Modul banyak)

2. Inverter, digunakan untuk mengubah tegangan arus searah menjadi tegangan bolak-balik. Inverter tergantung pada rangkaiannya ada yang harus memiliki kemampuan grid connected (bila digunakan dalam instalasi hibrid dengan pembangkit lain) dan tanpa kemampuan grid.

3. Sistem pengawatan (instalasi) yang menghubungkan antar bagian diatas. Di bagian ini juga terdapat junction box, disconnecting switch, fuse, dan lain-lain.

4. Sistem pembumian, baik pembumian terhadap petir maupun pembumian instalasi pembangkit.

Gambar 2.6 di bawah ini adalah bentuk diagram satu garis PLTS on grid.

PV Module ^Bypass_Diode PV Module ^Bypass_Diode PV Module ^Bypass_Diode PV Module ^Bypass_Diode

P V S T R I N G P V G E N E R A T O R _{Over Voltage} Protection Device PV Array to Inverter Disconnecting Switch DC AC GRID GRID Disconnecting Switch GRID CONNCTED INVERTER AC LOAD FUSE

Dari uraian di atas tergambar bahwa PLTS on grid memiliki bagian yang lebih sedikit dibandingkan dengan PLTS off grid, yaitu tidak memiliki BCU dan Baterai sebagai penyimpan energi.

B. Prosedur Pemeriksaan

Inspeksi Fisik adalah memeriksa dan meneliti kelaikan operasional komponen-komponen penting pada sistem pembangkit.

Sesuai dengan namanya inspeksi ini dilakukan dengan melihat kondisi fisik (secara visual dengan mata) dan menggunakan indera lainnya yaitu kuping (pendengaran), kulit (suhu), kulit (getaran), hidung (bau). Secara visual juga, dengan melihat name plate kita dapat diketahui indikasi kelayakan komponen (kesesuain dengan standards) pada sebuah Instalasi. Sebelum melakukan pemeriksaan/inspeksi, ada beberapa hal yang harus diketahui, yaitu persiapan, pelaksanaan dan pembuatan laporan hasil inspeksi.

Hal yang harus dipersiapkan sebelum melaksanakan inspeksi diantaranya sebagai berikut :

1. Pemeriksaan Dokumen

a. Spesifikasi teknik peralatan utama

b. Gambar diagram satu garis (single line diagram) c. Gambar dan tata letak (lay out) peralatan utama d. Gambar dan tata letak pemadam kebakaran e. Gambar sistem pentanahan

f. Gambar instalasi listrik gedung pembangkit

g. Sertifikat uji pabrik peralatan utama (sertifikat produk) h. Buku manual operasi

i. Izin lingkungan dan dokumen lingkungan hidup 2. Pemeriksaan Secara Visual

3. Pemeriksaan Modul Surya 4. Pemeriksaan BCU/BCR

16 5. Pemeriksaan Baterai

6. Pemeriksaan Inverter

7. Pemeriksaan Sistem Pengkabelan/pengawatan 8. Pemeriksaan Sistem pembumian

9. Pengukuran Tahanan Sistem Pembumian

B.1 Pemeriksaan Dokumen

Pada review dokumen ini maka dokumen perencanaan atau dokumen instalasi diperiksa untuk mendapatkan spesifikasi teknis dan spesifikasi material instalasi yang akan diinspeksi.

Dokumen-dokumen yang dibutuhkan dalam rangka inspeksi adalah:

1 Informasi Lokasi Referensi Identifikasi proyek : ___________________________ Kapasitas Nominal Sistem : ___________________________ Tanggal Pembangunan : ___________________________ Nama Pemilik : ___________________________ Alamat Lokasi : ___________________________ 2 Informasi Perancang Nama Perancang : ___________________________ Kontak Person : ___________________________ Alamat : ___________________________ Nomor Telepon : ___________________________ E-mail : ___________________________ 3 Informasi Pemasang Nama : ___________________________ Kontak Person : ___________________________ Alamat : ___________________________ Telepon : ___________________________ E-mail : ___________________________ 4 Diagram Sistem

a. Gambar Lokasi/Diagram Instalasi ฀ Ya ฀ Tidak b. Diagram Satu Garis ฀ Ya ฀ Tidak

 Konfigurasi Array terlihat ฀ Ya ฀ Tidak

 Pengawatan Array

teridentifikasi ฀ Ya ฀ Tidak

 Ada Pembumian Array ฀ Ya ฀ Tidak

 Combiner/Junction Box

 Konduit dari PV Array

(Combiner/Junction Box) ke DC

Disconnecting Switch lalu ke BCU teridentifikasi

฀ Ya ฀ Tidak

 BCU/BCR terspesifikasi ฀ Ya ฀ Tidak

 Sistem Pembumian Peralatan

diidentifikasi ฀ Ya ฀ Tidak

 Pemisah (DC dan AC

disconnecting switch) diidentifikasi

฀ Ya ฀ Tidak

 Baterai Bank terspesifikasi ฀ Ya ฀ Tidak

 Konduit dari BCU ke DC

Disconnecting switch lalu ke

Battery Bank teridentifikasi

฀ Ya ฀ Tidak

 Inverter terspesifikasi ฀ Ya ฀ Tidak

 Konduit dari Inverter ke AC

Disconnecting Switch lalu ke beban terdentifikasi

฀ Ya ฀ Tidak

 Metoda pengawatan pada titik

koneksi diidentifikasi. ฀ Ya ฀ Tidak 5 Module

Tegangan Open Circuit Max (Voc) :___________Volt Arus Hubung Singkat (Isc) :___________Amp Daya Maksimum pada Standard Test

Condition

:___________Wp Tegangan pada Pmax :___________Volt Arus pada Pmax :___________Amp Tegangan Sistem Max :___________Volt

Rating Fuse Series Max :___________Amp 6. Array

Jumlah module terhubung seri :_________buah Jumlah paralel string module :_________rangkaian Jumlah Module Total :_________buah Tegangan Kerja :_________Volt

Arus Kerja :_________Amp

Maksimum Tegangan Sistem :_________Volt Arus Hubung Singkat :_________Amp 7 BCU/BCR

Arus Maksimum :_________Amp Tegangan Kerja :______s.d.______ Volt Tegangan Maksimum :_________Volt

8 Inverter

Rating Daya :_________VA

DC Input

- Tegangan Nominal :_________Volt

- Daerah Kerja :______s.d.______ Volt - Tegangan Input Maksimum yang

diperbolehkan

AC Output

- Frekuensi Output :______s.d.______ hz - Tegangan Output :______s.d.______ Volt 9 Baterai Tipe (Basah/Kering) : Tegangan :_________Volt Kapasitas :_________AH 10 Pengawatan Kabel String Merek/Pembuat :___________________________ Tipe :___________________________ Ukuran :________________________mm Junction Box

Tipe Fuse String :___________________________

Rating Fuse String :_______________________Amp Apakah terpasang Blocking Diode ฀ Ya ฀ Tidak

Rating Arus BlockingDioda :_______________________Amp

Rating Tegangan Blocking Dioda

:_______________________Volt Apakah Terpasang Surge protector ฀ Ya ฀ Tidak

Rating Tegangan Surge protector

:_______________________Volt

Rating Arus Surge Protector :_______________________Amp Kabel Array Merek / Pembuat :___________________________ Tipe :___________________________ Ukuran :___________________________ 11 Proteksi DC Disconnecting Switch Lokasi :___________________________ Rating Tegangan DC Disconnecting Switch :_______________________Volt Rating Arus DC Disconnecting Switch :_______________________Amp AC Disconnecting Switch Lokasi :___________________________ Rating Tegangan AC Disconnecting Switch :_______________________Volt Rating Arus AC Disconnecting Switch :_______________________Amp Proteksi Surja Petir

Ada Proteksi Surja Petir ฀ Ya, ada ฀ Tidak ada Lokasi Proteksi Surja Petir :___________________________ Ukuran Proteksi Surja Petir :_______________________Amp Proteksi Arus Lebih

Lokasi Proteksi Arus Lebih :___________________________ Ukuran Proteksi Arus lebih :_______________________Amp

Proteksi Arus Sisa

Ada Proteksi Arus Sisa (GPAS) ฀ Ya, ada ฀ Tidak ada

Rating RCD :_______________________mA

12 Pembumian

Pembumian Array dan Rangka Array

(untuk Surja Petir/Lightning Surge) ฀ Ya, ada ฀ Tidak ada Ukuran Penghantar

Pembumian array dan rangka

:________________________mm

Lokasi pembumian :___________________________ Pembumian Terhadap Sambaran Petir

(terhadap sambaran langsung Petir/Direct Lightning)

฀ Ya, ada ฀ Tidak ada Ukuran Penghantar Pembumian terhadap sambaran petir :________________________mm Lokasi pembumian :___________________________

Detail untuk komponen-komponen atau bagian-bagian di atas apabila tidak tercantum secara mendetail pada dokumen perencanaan dapat dilihat secara langsung pada instalasi, hal ini juga berguna untuk memastikan kesamaan antara dokumen perencanaan atau desain dengan instalasi terpasang.

B.2. Pemeriksaan Secara Visual

Pemeriksaan secara visual pada butir ini ditujukan untuk mengetahui keberadaan name plate dari komponen utama, kesesuaian dengan standard yang berlaku atau ada dan kesesuaian dengan data perencanaan atau pembangunan yang telah didapat melalui review

dokumen.

C. Inspeksi Modul (Rangkaian Seri paralel)

Sebuah Array PV terdiri dari sejumlah modul PV yang disatukan untuk mencapai tegangan yang diinginkan dan daya yang dibutuhkan untuk itu instalasi tertentu.

Modul PV dihubungkan secara seri untuk meningkatkan tegangan. Misalnya, dua buah modul dengan tegangan voc 36 volt yang dapat dihubungkan secara seri untuk menciptakan sistem tegangan DC 72 volt. Ini dapat dikaitkan dengan tegangan searah/DC 72 volt pada persyaratan dalam pencapaian tambahan daya. Array ini dapat terdiri dari hanya dua modul PV, atau ribuan modul PV. Modul PV dapat dihubungkan secara seri untuk mendapatkan tegangan yang besar dan parallel untuk memperoleh arus yang besar. Sebelum terhubung secara paralel, modul dibentuk menjadi PV Array Listrik yang terhubung secara seri untuk menghasilkan tegangan yang tepat. Sel-sel mengubah energi surya menjadi listrik arus searah melalui efek fotovoltaik. Kebanyakan PV Array

menggunakan inverter untuk mengubah listrik DC yang dihasilkan oleh modul ke arus bolak-balik ke dalam infrastruktur yang ada untuk lampu listrik, motor, dan beban lain. Modul-modul dalam PV Array biasanya pertama dihubungkan secara seri untuk mendapatkan tegangan yang diinginkan, lalu kabel dihubungkan secara parallel. Solar Array biasanya diukur dari daya puncak listrik yang hasilkan, dalam watt, kilowatt, atau bahkan megawatt. Gambar grafik hubung seri PV Modul dapat dilihat pada gambar 2.7 dan hubung seri paralel pada gambar 2.8 di bawah ini.

Gambar 2.7. Grafik Arus dan Tegangan pada Hubungan

Gambar 2.8. Grafik Arus dan Tegangan pada Hubungan

Paralel PV Array (I besar)

Gambar 2.9. Rangkaian Dua Modul Terhubung Secara Seri

22 Hal hal yang diperiksa

Name Plate Module tersedia?

฀ Ada ฀ Tidak Ada

Data Modul sesuai dengan dokumen instalasi?

฀ Ya ฀ Tidak

Apakah Modul tersertifikasi ฀ Ya ฀

Tidak Kualitas Output : ฀ SNI 04-3850.2-1995 / IEC 61215: 2005-04 ฀ SNI 04-6300-2000 / IEC 61646: 2008-05 Kualitas Modul

฀SNI IEC 61730-1 : 2008 ฀SNI IEC 61730-2 : 2008

Standar Lainnya ฀ SPLN D3.022-1 : 2012 ______________

฀__________________________________

Gambar 2.11. Name Plate Module Photovoltaic

Apakah Module dalam kondisi fisik baik (tidak ada retakan, atau frame yang bengkok (akibat rangka yang melendut)

฀ Ya ฀ Tidak

Apakah Module terpasang dengan baik (baut

ada dan terpasang kencang) ฀ Ya ฀ Tidak Pengawatan Module terpasang baik (tutup

pengawatan tidak terbuka) ฀ Ya ฀ Tidak Ada suara, bau atau panas yang tidak normal ฀ Ya ฀ Tidak

Gambar 2.12 di bawah ini menunjukkan salah satu kerusakan pada modul surya, yaitu modul pecah.

Gambar 2.12. Module Photovoltaic Pecah C.1. Tata Letak

Tata letak berpengaruh penting untuk mendapatkan daya paling optimal. Modul fotovoltaik perlu paparan maksimum sinar matahari langsung dalam waktu yang lama serta terhindar dari pengaruh bayangan (shading) apapun yang dapat mengurangi produksi daya puncak (Wattpeak) modul. Potensi efek bayangan pada waktu yang berbeda dari hari ke hari dan tahun ke tahun harus dipertimbangkan. Beberapa faktor lain yang perlu dipertimbangkan adalah: kemudahan instalasi & pemeliharaan; rugi daya potensial karena kabel; lokasi komponen sistem lainnya - baterai, inverter dan beban, panjang kawat ke baterai, tampilan PV Array dan kemudahan akses untuk melakukan pemeliharaan serta pembersihan harus dipertimbangkan. Idealnya panel harus ditempatkan agar tegak lurus terhadap matahari siang hari, yaitu kearah Selatan/utara dan pada sudut kemiringan kira-kira sama dengan sudut lintang, meskipun juga modul-modul PV akan berfungsi bila dipasang secara datar. Sebuah sudut dengan kemiringan curam akan meningkatkan output daya puncak (wattpeak) selama bulan-bulan musim dingin ketika matahari lebih rendah di langit, dengan mengorbankan beberapa output

berkurang di musim panas, (tetap akan memiliki sudut lintang ditambah 15 º).

Untuk menghindari pengaruh karat bahan frame mount dapat dibuat dengan aluminium atau stainless steel dan bautnya yang digunakan harus dibuat tahan terhadap karat dan mampu menahan angin. Gambar 2.13 di bawah menunjukkan beberapa bentuk tata letak Modul.

Gambar 2.13. Struktur Penopang PV Array

(Mounting Struktur PV Array) C.2 Kemiringan

Sudut kemiringan memiliki dampak yang besar terhadap radasi matahari di permukaan panel surya. Untuk sudut kemiringan tetap, daya maksimum selama satu tahun akan diperoleh ketika sudut kemiringan panel surya sama dengan lintang lokasi (Foster

dkk,2010). Misalnya panel surya yang terpasang di khatulistiwa (lintang = 0°) yang diletakkan mendatar (angle = 0°), akan menghasilkan energi maksimum.

Biasanya, lokasi terbaik untuk modul surya adalah meja modul yang menghadap selatan, tapi atap wajah timur atau barat juga dapat diterima.

Dalam dokumen MODUL INSPEKSI FISIK INSTALASI ENERGI BA (Halaman 12-33)