PENGENALAN ENERGI SURYA

PELATIHAN ENERGI

2.2. PENGENALAN ENERGI SURYA

• Memiliki pemahaman yang baik tentang berbagai jenis teknologi pemanfaatan energi surya

• Mampu memilih, merencanakan dan merancang aplikasi sistem PV

• Mampu memilih, merencanakan dan merancang aplikasi sistem surya termal

MODUL

PELATIHAN

ENERGI

SURYA

2.2. PENGENALAN ENERGI

SURYA

• Gambaran Umum

Energi dari matahari tiba dibumi dalam bentuk radiasi elektromagnetik yang mirip dengan gelombang radio tetapi mempunyai kisaran frekwensi yang berbeda. Energi dari matahari tersebut dikenal di Indonesia sebagai energi surya. Energi surya diukur dengan kepadatan daya pada suatu permukaan daerah penerima dan dikatakan sebagai radiasi

surya. Rata-rata nilai dari radiasi surya

diluar atmosfir bumi adalah 1353 W/m2, dinyatakan sebagai konstanta surya. Total energi yang sampai pada permukaan horisontal dibumi adalah konstanta surya dikurangi radiasi akibat penyerapan dan pemantulan atmosfer sebelum mencapai bumi dan nilai tersebut disebut sebagai

radiasi surya global.

Radiasi surya global terdiri dari radiasi yang langsung memancar dari matahari (direct radiation) dan radiasi sebaran yang dipencarkan oleh molekul gas, debu dan uap air di atmosfer (diffuse radiation).

Gambar 2.1 Radiasi Langsung dan Radiasi Sebaran pada Permukaan Horisontal

2.2. PENGENALAN ENER

GI SUR

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

Insolasi surya adalah intensitas radiasi

surya rata-rata yang diterima selama satu jam, dinyatakan dengan lambang I dan satuan W/ m2. Nilai insolasi surya dipengaruhi oleh waktu siklus perputaran bumi, kondisi cuaca meliputi kualitas dan kuantitas awan, pergantian musim dan posisi garis lintang. Variasi insolasi surya secara kualitatif dapat dilihat seperti pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Variasi insolasi surya Intensitas radiasi surya pada kondisi cerah (clear day) akan bertambah dari pagi, sejak terbit sampai siang hingga tercapainya kondisi puncak dan turun sampai matahari terbenam pada sore hari.

Lamanya matahari bersinar cerah dalam satu hari dinyatakan sebagai jam surya. Untuk Indonesia, jumlah jam surya adalah sekitar 4 - 5 jam per hari. Jumlah intensitas radiasi / insolasi surya yang diterima dalam satu hari dinyatakan dengan satuan kilowatt-hours/m2 (kWh/m2).

Produksi energi surya pada suatu area

dapat dihitung sebagai berikut :

Energi surya yang dihasilkan (Watt)=

Insolasi surya (W/m2) x luas area (m2)

• Pengukuran Radiasi Surya

Besarnya radiasi surya pada permukaan bumi dapat diukur dengan piranometer.

Gambar 2.3 Piranometer

Piranometer digunakan untuk mengukur intensitas radiasi surya pada permukaan horisontal. Besarnya radiasi surya pada permukaan miring dipengaruhi oleh karakteristik dari permukaan sekitarnya dan berbeda untuk setiap tempat/ lokasi. Karena itu pada umumnya hanya digunakan data radiasi surya global untuk menentukan potensi energi surya di suatu lokasi.

Metode dan kondisi pengukuran

Untuk memperoleh data potensi energi surya di suatu lokasi, pengukuran dilakukan selama satu tahun. Dari data radiasi surya selama satu tahun dapat diketahui rata-rata intensitas radiasi harian dan lamanya jam surya yang digunakan untuk menentukan potensi energi surya di suatu lokasi/daerah. Data

Sumber:( M.G. Thomas, 2004)

MODUL

2

ENERGI SURYA

hasil pengukuran radiasi surya tahunan suatu daerah juga dapat diperoleh melalui stasiun meteorologi setempat.

Pengukuran radiasi surya juga dapat dilakukan sesaat pada kondisi cerah. Data hasil pengukuran sesaat ini hanya menggambarkan intensitas radiasi surya saat itu.

• Pemanfaatan Energi Surya

Ada banyak cara pemanfaatan energi surya secara efektif. Secara garis besar, pemanfaatan energi surya dibagi menjadi dua metode, yaitu : (1) Pemanfaatan panas radiasi surya melalui teknologi surya termal dan (2) Pembangkit daya listrik melalui teknologi fotovoltaik (PV).

(1). Pemanfaatan panas radiasi surya (surya termal)

Panas dari radiasi surya dapat dimanfaatkan dengan menggunakan alat pengumpul panas atau yang biasa disebut kolektor

surya. Kolektor surya menyerap radiasi

surya dan mengkonversinya menjadi energi panas yang digunakan untuk memanaskan air atau udara yang dapat digunakan secara langsung atau pun tidak langsung untuk berbagai aplikasi seperti ; pemanas air (water heater), pengering hasil pertanian (solar dryer), distilasi / desalinasi (solar still), memasak (solar

2.2. PENGENALAN ENER

GI SUR

YA

Tabel 1. Intensitas Radiasi Matahari di Indonesia

Propinsi Lokasi _Pengukuran^Tahun Posisi Geografis ^{Intensitas Radiasi} _(Wh/m2) NAD Pidie 1980 4o15’LS;96o52’BT 4.097 Sumsel Ogan Komering Ulu 1979-1981 3o10’LS 104o42 BT 4.951 Lampung Kab.Lampung Selatan 1972-1979 4o28’LS;105o48’BT 5.234 DKI Jakarta Jakarta Utara 1965-1981 6o11’LS;106o05’BT 4.187 Banten ^Tangerang_{Lebak 1991-1995}^{1980 6}₆^o_o^{07’LS; 106}_11’LS;106^o_o30’BT^{30’ BT 4.324}_4.446 Jawa Barat ^Bogor_Bandung ¹⁹⁸⁰₁₉₈₀ ⁶₆^o_o^{11’LS; 106}_{56’LS; 107}^o_o38’BT^{39’BT 2.558}_4.149 Jawa Tengah Semarang 1979-1981 6o59’LS; 110o23’BT 5.488 DI Yogyakarta Yogyakarta 1980 7o37’LS; 110o01’BT 4.500 Jawa Timur Pacita 1980 7o18’LS; 112o42’BT 4.300 KalBar Pontianak 1991-1993 4o36’LS; 9o11’BT 4.552 KalTim Kabupaten Berau 1991-1995 0o32’LU; 117o52’BT 4.172 KalSel Kota Baru ^1979-1981_1991-1995 ³₃^o_o^{27’LS; 114}_{25’LS; 114}^o_o^50’BT_50’BT ^4.796_4.573 Gorontalo Gorontalo 1991-1995 1o32’LU; 124o55’BT 4.911 Sulteng Donggala 1991-1994 0o57’LS; 120o0BT 5.512 Papua Jayapura 1992-1994 8o37’LS; 122o12’BT 5.720 Bali Denpasar 1977-1979 8o40’LS; 115o13’BT 5.263 NTB Kab.Sumbawa 1991-1995 9o37’LS; 120o16’BT 5.747 NTT Ngada 1975-1978 10o9’LS; 123o36’BT 5.117 Sumber: BPPT BMG

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

cooker), pendingin surya (solar cooling), pembangkit uap/listrik (solar thermal power plant), dan lain-lain.

(2). Pembangkit listrik fotovoltaik (PV)

Energi surya dapat diubah langsung menjadi listrik dengan menggunakan

sel surya. Proses konversi energi

surya menjadi listrik disebut teknologi

fotovoltaik. Pembangkit daya listrik

dengan menggunakan teknologi fotovoltaik atau dikenal dengan istilah sistem PV pada awalnya dikembangkan untuk menyediakan listrik peralatan-peralatan didaerah terpencil. Selain dapat digunakan untuk program listrik perdesaan, sistem PV juga dapat dimanfaatkan untuk :

• Lampu penerangan jalan dan lingkungan;

• Penyediaan listrik untuk keperluan penerangan dan pengeras suara di rumah peribadatan

• Penyediaan listrik untuk sarana pelayanan kesehatan, seperti: rumah sakit, Puskesmas, Posyandu, dan Rumah Bersalin;

• Penyediaan listrik untuk Kantor Pelayanan Umum Pemerintah. untuk membantu usaha konservasi energi dan mambantu PLN mengurangi beban puncak disiang hari;

• Untuk pompa air, yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih (air minum).

Teknologi pemanfaatan surya termal dan listrik fotovoltaik akan dijelaskan lebih

lanjut dalam sub modul berikutnya.

• Keuntungan dan Kelemahan

Keuntungan pemanfaatan energi surya, antara lain :

• Dapat diperoleh secara gratis di alam • Ramah lingkungan dan tidak berisik. • Tidak tergantung pada ketersediaan

bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas dan batu bara

• Mempunyai peluang pasar di bidang industri peralatan dan mesin pertanian yang memanfaatkan energi surya • Dapat diaplikasikan pada berbagai

kondisi : daerah terpencil, pegunugan, pantai, daerah bencana, dan sebagainya. Bisa memiliki listrik sendiri tanpa memerlukan jaringan distribusi dari PLN

• Tidak memerlukan biaya operasional • Instalasi, pengoperasian dan

perawatan mudah

• Peralatan untuk pemanfaatan langsung panas radiasi surya (surya termal) mudah dibuat sesuai kebutuhan, fleksibel dan praktis

• Listrik dari energi surya dapat disimpan dalam baterai dan dapat digunakan pada malam hari atau pada saat tidak ada matahari / mendung

• Energi panas dari radiasi surya juga dapat disimpan dalam media seperti air, batu dan material lainnya

MODUL

2

ENERGI SURYA

Pemanfaatan energi surya juga memiliki beberapa kelemahan, seperti :

• Membutuhkan area yang luas untuk dapat menangkap radiasi matahari sebanyak mungkin

• Biaya investasi cukup tinggi terutama untuk sistem PV

• Efisiensi peralatan energi surya masih rendah

• Membutuhkan komponen tambahan untuk menyimpan energi surya saat tidak ada sinar matahari / malam hari dan secara tidak langsung menambah biaya investasi awal

• Bersifat intermiten / tidak kontinyu (tergantung pada kondisi cuaca)

2.3. F

O

TO

VOL

TAIK (P

V)

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

• Prinsip Kerja PV

Fotovoltaik berasal dari bahasa Yunani yang artinya listrik dari cahaya/sinar. Cahaya dari matahari dapat diubah menjadi listrik dengan menggunakan sel surya yang terbuat dari material semikonduktor, seperti silikon.

.

Gambar 2.5 Dari sel surya hingga

PLTS (sumber : PT. LEN 2008)

Beberapa sel surya dirangkai menjadi modul/panel surya seperti yang dijual di pasaran kemudian di pasang sebagai sistem pembangkit listrik tenaga surya sesuai dengan kapasitas daya yang dibutuhkan. Listrik yang dihasilkan oleh modul surya dan PLTS kemudian dapat digunakan untuk mengoperasikan peralatan seperti lampu, TV, pompa, kipas, setrika, dan peralatan elektronik lainnya. Skema aplikasi sistem PV dapat dilihat seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. Skema Sistem PV (Sumber : Winrock International / Nepal, 2004)

• Komponen Sistem PV

Sistem PV secara umum terdiri atas beberapa komponen, yaitu :

- Modul surya - Baterai

- Regulator baterai - Inverter

- Asesoris dan komponen pendukung lainnya

Modul surya

Modul surya adalah komponen utama dalam sistem PV yang mengubah sinar matahari menjadi listrik. Listrik yang dihasilkan adalah listrik arus DC. Kapasitas daya modul surya diukur dalam satuan Watt-peak (Wp) dan merupakan spesifikasi modul surya yang menyatakan besarnya daya yang bisa dihasilkan oleh

MODUL

2

ENERGI SURYA

Ilustrasi

Modul surya dengan kapasitas daya 50 Wp, dapat menghasilkan listrik sebesar :

50 W, saat intensitas radiasi surya 1kW/m2 dan suhu lingkungan 25 0C

>50 W, saat intensitas radiasi surya > 1 kW/m2 atau kondisi cerah

<50 W, saat intensitas radiasi surya < 1 kW/m2 atau mendung / berawan /sore hari

~0.1 W, saat malam hari

modul surya pada saat insolasi surya yang diterima sebesar 1000 W/m2 dan kondisi suhu lingkungan 25 0C. Daya dan arus listrik yang dihasilkan modul surya berubah-ubah tergantung pada besar intensitas radiasi surya yang diterima. Daya keluaran modul surya juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan, bayangan, sudut kemiringan instalasi, dan kebersihan permukaan modul.

Saat ini terdapat beberapa jenis modul surya yang ada di pasaran dengan ukuran daya yang bervariasi. Sebanyak 80 % modul surya dibuat dengan menggunakan sel surya silikon polikristal dan 20 % menggunakan sel surya lapisan tipis amorfous silikon. Modul surya silikon polikristal paling banyak digunakan karena memiliki efisiensi dan life time yang lebih tinggi. Secara fisik modul surya jenis ini

berwarna biru gelap berbeda dengan modul surya lapisan tipis amorfous silikon yang warnanya berubah-ubah. Pertimbangan untuk memilih modul surya yang akan digunakan dalam sistem PV sebaiknya berdasarkan harga per watt peak-nya. Dengan kata lain, modul surya berkapasitas 120 Wp dengan harga 6 juta (50rb/W) lebih ekonomis dibanding modul surya seharga 5 juta dengan kapasitas daya hanya 90 Wp (56ribu/W).

Modul surya menghasilkan listrk dan arus DC. Listrik DC ini dapat digunakan langsung pada beban-beban DC atau dapat juga untuk mengisi aki/baterai. Listrik dari modul surya ini juga dapat digunakan pada peralatan listrik AC dengan menggunakan inverter untuk mengubah arus DC menjadi AC.

Baterai / Aki

Baterai atau istilah umumnya aki berfungsi untuk menyimpan energi dari modul surya sehingga dapat digunakan pada saat tidak ada sinar matahari. Ada beberapa jenis baterai/aki yang dapat digunakan pada sistem PV. Baterai/ aki mobil kurang cocok digunakan pada

SUN-SPP50W SUN-SPP65W SUN-SPM250W

Gambar 2.7 Solar Modules ( source : PT SUN, 2007)

2.3. F

O

TO

VOL

TAIK (P

V)

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

sistem PV karena tidak mampu mengatasi fluktuasi pemakaian (discharge) yang terjadi dalam sistem PV. Jenis barterai/ aki yang bisa digunakan antara lain ;

1. Baterai deep cycle Lead acid atau yang biasa digunakan pada mobil golf 2. Baterai yang biasa digunakan pada

kapal selam : dapat digunakan selama kurang lebih 2-3 tahun

Gambar 2.8 Baterai /Aki

Ukuran kapasitas baterai dinyatakan dengan satuan ampere-hours (Ah). Baterai dengan kapasitas 100 Ah, tegangan 12 V   dapat menyimpan energi sebesar 1,200 Wh (12 V x 100  Ah). Ukuran baterai yang digunakan pada sistem PV berbeda-beda, tergantung pada kebutuhan beban.. Umumnya baterai memiliki efisiensi sekitar  80%.

Regulator Baterai / Battery Control Unit (BCU)

Komponen ini diperlukan untuk mengatur lalu lintas listrik dari modul surya ke baterai / aki dan dari baterai / aki ke beban. Saat baterai/aki sudah penuh maka regulator akan menghentikan proses pengisian listrik dari modul surya ke baterai, begitu sebaliknya. Saat listrik didalam baterai tinggal 20-30 %, regulator akan memutus aliran listrik dari baterai ke beban, begitu

juga sebaliknya.

Gambar 2.9 Regulator Baterai

Inverter

Berfungsi mengubah listrik DC (yang dihasilkan modul atau baterai) menjadi listrik AC yang bisa dimanfaatkan sesuai spesifikasi peralatan elektrik rumah tangga (120 or 240 V AC, 50 or 60 Hz). Inverter banyak terdapat dipasaran dengan ukuran bervariasi mulai dari 250 watts hingga 8,000 watts.

Komponen Pendukung

Selain komponen-komponen utama, sistem PV juga memiliki beberapa asesoris dan komponen pendukung seperti pengkabelan, dan asesoris lain tergantung jenis aplikasinya.

Konfigurasi sistem PV yang lengkap dapat dilihat seperti pada gambar 2.10, yang terdiri dari modul tunggal atau sekelompok modul; baterai atau sekelompok baterai, regulator baterai. kabel penghubung dan peralatan elektronik rumah tangga.

MODUL

2

ENERGI SURYA

Pemanfaatan Teknologi PV

Teknologi PV dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi yang membutuhkan energi listrik. Beberapa pemanfaatan teknologi PV seperti solar home system, lampu jalan tenaga surya dan pemompaan air tenaga surya.

Solar home system (SHS)

SHS merupakan salah satu pemanfaatan teknologi PV skala kecil untuk memenuhi kebutuhan listrik dan penerangan dalam bangunan / rumah. Umumnya SHS terdiri dari Modul surya berkapasitas 50 – 100 Wp, baterai/aki berkapasitas 40-75 Ah, 12 V, regulator baterai, inverter (tergantung jenis beban yang digunakan AC atau DC), dan sistem pengkabelan.

Gambar 2.11 Skema SHS

Selain untuk aplikasi rumah tinggal, SHS juga dapat digunakan pada bangunan fasilitas umum seperti kantor desa, rumah ibadah, puskesmas, toilet umum, dsb.

Lampu jalan tenaga surya

Pemanfaatan lampu jalan dapat menjadi solusi bagi daerah yang masih sulit mendapatkan listrik dan dapat menjamin adanya penerangan yang terus-menerus untuk tempat-tempat yang dirasa perlu memperoleh cahaya di malam hari untuk alasan keamanan. Adanya penerangan jalan menggunakan tenaga surya melepas ketergantungan penerangan jalan dan umum dari arus listrik PLN.

Gambar 2.10 Sistem PV Lengkap

2.3. F

O

TO

VOL

TAIK (P

V)

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

Komponen yang dibutuhkan untuk aplikasi lampu jalan dan lampu taman :

o Modul surya kapasitas 50 – 100 Wp o Baterry (tergantung kebutuhan dan

besar lampu) o Regulator baterai

o Lampu DC untuk jalan besar (luminance tergantung dari desain dan tinggi lampu.)

o Tiang lampu

Untuk menjaga keefektifan operasi, bisa menggunakan alat untuk menyalakan dan mematikan secara otomatis dengan mengatur waktu penggunaan, ataupun mengukur tingkat cahaya. Alat pengatur ini menghindari penggunaan energi yang boros dan membuat penggunaannya lebih praktis.

Seluruh komponennya menjadi satu kesatuan dan dalam hal ini setiap unit memiliki PV module, alat kontrol dan baterai yang dipasang pada sebuah tiang. Jumlah lampu yang terpasang harus sebanding dengan luas daerah yang akan

diterangi , jenis lampu yang digunakan (besaran watt-nya), perkiraan jumlah jam operasi per hari, dan juga diatur dengan ketinggian tiang yang dipakai.

Pompa air tenaga surya

Energi surya dapat menyuplai air dengan menggunakan pompa air tenaga surya. Sistem pompa ini sangat cocok untuk diterapkan di daerah terpencil untuk memenuhi kebutuhan masyarakat dan irigasi pertanian. Secara umum, air sangat dibutuhkan pada saat matahari bersinar. Modul surya menghasilkan tenaga listrik maksimal pada siang hari, kondisi dimana kita membutuhkan air lebih banyak dari keadaan biasa.

Aplikasi pompa dihubungkan dengan tanki, yang akan diisi pada siang hari disaat matahari bersinar terang. Sistem ini akan bekerja tanpa ekstra biaya harian, karena sumber tenaga dapat secara gratis didapatkan. Sistem ini dapat dengan mudah dipasang dan dibongkar, tanpa

MODUL

2

ENERGI SURYA

perlu memikirkan kabel atau genset. Pada umumnya sistem pompa air tenaga surya terdiri dari modul surya, power conditioner, dan motor-pompa.

Gambar 2.13 Komponen Pompa Surya Power conditioner merupakan komponen elektrik yang mengatur pemakaian daya listrik dari modul surya ke motor-pompa dan biasanya ditentukan berdasarkan jenis motor yang digunakan. Untuk motor DC, biasanya daya listrik yang diperlukan untuk menggerakkan pompa dikopel langsung dari modul surya atau dengan menggunakan baterai dan alat pengontrol

seperti battery control unit dan switch controller. Apabila menggunakan motor AC diperlukan inverter untuk mengkonversi arus DC menjadi arus AC.

Dalam proses pemompaan, modul surya akan mengkopel langsung arus listrik ke motor DC atau melalui sebuah inverter apabila menggunakan motor AC. Energi listrik dari modul surya dan/atau inverter diubah oleh motor menjadi energi kinetik yang kemudian diubah lagi oleh pompa menjadi tenaga hidrolik berupa jumlah air yang berhasil dipompakan pada ketinggian tertentu. Debit air yang dihasilkan dapat disimpan dalam tanki penampung sehingga tidak perlu menggunakan baterai sebagai penyimpan energi.

Pemipaan yang digunakan tidak jauh berbeda dengan sistem pemipaan pompa PV Modul _Conditioner^{Power Motor}_Listrik Pompa

Gambar 2.14 Sistem Pompa Air Tenaga Surya (PT SUN, 2007)

2.3. F

O

TO

VOL

TAIK (P

V)

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

air biasa, dapat diinstall dengan biaya yang terjangkau dan dilakukan tanpa peralatan berat dan keahlian khusus untuk instalasi dan operasionalnya. Sistem ini tentunya dapat mengganti sistem pompa air tradisional. Efisiensi dan ekonomis menjadi pertimbangan utama dalam suplai air, hal ini dapat terwujud dengan menginstal sistem pompa tenaga surya. Tidak ada batasan dalam pemasangan sistem tenaga surya, namun lebih ekonomis bila dilakukan dengan instalasi skala kecil pada beberapa titik lokasi dibanding instalasi skala besar pada satu titik lokasi.

• Perancangan Sistem PV

Perancangan sistem PV adalah untuk memilih dan menentukan ukuran komponen yang diperlukan sesuai dengan kebutuhan beban yang diinginkan. Langkah-langkah dalam proses perancangan sistem PV adalah :

Langkah 1 : Menghitung total beban harian yang dibutuhkan (Wh)

a. Buat daftar semua peralatan dan beban listrik yang akan digunakan. b. Tentukan berapa jam pemakaian dan

daya listrik masing-masing beban

peralatan yang digunakan

c. Kalikan lama jam pemakaian dengan daya beban = total energi harian masing-masing beban

d. Untuk masing-masing beban AC, kalikan total kebutuhan energi harian-nya dengan 1.1 atau dengan 1.5 jika sistem juga menggunakan baterai e. Jumlahkan semua total energi

harian masing-masing beban untuk menghitung total kebutuhan energi harian.

f. Contoh perhitungan beban harian seperti pada tabel berikut :

Langkah 2 : Menentukan ketersediaan energi surya (insolasi surya harian)

Ketersedian energi surya di suatu daerah dinyatakan dengan rata-rata insolasi surya harian yang diterima. Untuk Indonesia nilainya adalah sekitar 4.8 kWh/m2. Ketersediaan energi surya ini juga dapat dinyatakan sebagai jam surya (4 jam di Indonesia).

Tabel 2. Ilustrasi perhitungan beban harian (menggunakan baterai)

No Jenis

Beban ^{Jumlah Daya Listrik} (W) ^{Lama Pemakaian} per hari (h) pemakaian per ^{Total beban}

hari (Wh) 1. 2 3 Lampu DC TV 14“, AC Radio, AC 3 1 1 10 50 30 12 jam 6 jam 3 jam 360 300 90

Total Kebutuhan Beban Harian 750

Contoh perhitungan kapasitas modul surya : Ukuran modul surya = 750 Wh / 4 jam = 188 W

Apabila menggunakan modul surya bekapasitas 50 Wp, maka dibutuhkan 188 W/50Wp ≈ 4 buah modul surya.

MODUL

2

ENERGI SURYA

Langkah 3 : Menentukan ukuran modul surya

Ukuran kapasitas modul surya dapat dihitung dengan membagi total kebutuhan energi harian (langkah 1) dengan jumlah jam insolasi surya (langkah 2).

Langkah 4 : Menentukan ukuran baterai / aki

Langkah ini hanya dilakukan apabila anda akan menggunakan baterai dalam sistem PV yang anda rancang. Kapasitas baterai / aki (Ah) dapat ditentukan dengan cara membagi total kebutuhan energi harian dengan tegangan sistem (biasanya 12 V). Hal yang harus dipertimbangkan dalam menentukan ukuran baterai yang akan digunakan dalam sistem PV adalah kondisi saat cuaca mendung/berawan atau hujan seharian. Untuk itu kapasitas baterai harus dirancang agar mampu mensuplai energi listrik lebih dari sehari (biasanya 3-5 hari).

Pada sistem pompa air tenaga surya, perhitungan kapasitas air yang dibutuhkan harus dilakukan terlebih dahulu sebelum menetapkan ukuran daya pompa dan tangki penyimpan. Setelah menetapkan daya pompa, perancangan baru dapat terus dilakukan sesuai dengan

langkah-langkah perancangan sistem PV seperti yang dijelaskan diatas. Perhitungan kapasitas pompa membutuhkan pengetahuan dan ilmu teknis yang cukup dan didalam modul ini tidak akan dibahas lebih lanjut.

• Instalasi Sistem PV

Instalasi sistem PV dapat dilakukan dalam satu hari oleh tenaga professional. Dalam pemasangan sistem PV dan komponen-komponennya perlu diperhatikan hal – hal berikut:

- Instalasi sebaiknya dilakukan pada pagi hari menjelang siang saat tersedia sinar matahari yang cukup untuk membangkitkan listrik dari modul surya.

- Modul surya dipasang di area yang terbuka, tidak tertutup oleh bayangan dari benda-benda di sekitarnya. Modul surya ini diinstal dengan menggunakan bingkai penyangga untuk tempat dudukan modul surya.

- Modul surya dipasang pada posisi miring terhadap permukaan bumi dengan menghadap ke utara (untuk wilayah yang berada di sebelah selatan khatulistiwa, seperti Indonesia). Sudut kemiringan modul surya sama dengan posisi garis lintang lokasi setempat. - Baterai / aki jangan diletakkan

dipermukaan yang mudah lembab - Aliran udara di tempat pentimpanan

baterai harus bagus (tidak boleh diruangan tertutup)

Contoh perhitungan ukuran baterai : Kapasitas baterai harian =

= total kebutuhan energi harian/ tegangan baterai = 750 Wh / 12 V

= 62.5 Ah (asumsi cadangan untuk 3 hari mendung) = 187.5 Ah ≈ 2 buah baterai @100 Ah

2.3. F

O

TO

VOL

TAIK (P

V)

PENG ANT AR ET

SUR

YA

ANGIN

BIOMASSA

MIKROHIDRO

APPENDIX

AHUL U AN

SUR

YA

Tabel 3. Sudut kemiringan modul surya =