TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh : DWI ARIODARMA
20120120025
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Prodi Teknik Eletro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh:
DWI ARIODARMA 20120120025
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
ANALISIS POTENSI PLTH (SURYA & ANGIN) UNTUK PENYEDIAAN ENERGI LISTRIK
DI PULAU KETAPANG
Disusun Oleh:
U
DWI ARIODARMA 20120120025
Telah diperiksa dan disetujui:
Dosen Pembimbing 1 Dosen Pembimbing 2
U
NIM : 20120120025 Program Studi : Teknik Elektro Fakultas : Teknik
Universitas : Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa naskah Tugas Akhir “ Analisis Potensi PLTH (Surya & Angin) Untuk Penyediaan Energi Listrik di Pulau Ketapang” ini merupakan hasil karya tulis saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjaanaan di Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis disebutkan sumbernya dalam naskah dan daftar pustaka dengan mengikuti tata cara dan etika penulisan karya tulis ilmiah yang lazim.
Yogyakarta, 30 Desember 2016 Penulis
Disusun Oleh: DWI ARIODARMA
20120120025
Telah Dipertahankan di Depan Tim Penguji Pada Tanggal 30 Desember 2016 Susunan Tim Penguji:
Dosen Pembimbing 1 Dosen Pembimbing 2
U
Ir. Slamet Suripto, M.Eng.U URahmat Adiprasetya A.H, S.T., M.Eng. NIP. 19611118199209123010 NIP. 197511112005011002
Penguji
U
Karisma Trinanda Putra, S. ST., M.T. NIP. 19900619201604123092
Tugas Akhir ini telah dinyatakan sah sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Mengesahkan
Ketua Program Studi Teknik Elektro
U
Kamu gagal, kamu tau siapa teman-teman mu”
“
Dalam menjalani hidup selalu belajar untuk
mensyukuri nikmat yang telah di anugerahkan Tuhan
kepada kita, karena orang lain belum tentu seberuntung
kita
”“Setinggi apapun pangkat yang dimiliki, anda tetap seorang
pegawai… Sekecil apapun usaha yang anda punya anda
matahari sebagai sumber alternatif pembangkit listrik (PLTH) sebagai penyedia energi listrik yang optimal di Pulau Ketapang. Matahari dan angin merupakan sumber energi altenatif terbarukan pengganti sumber bahan bakar fosil.
Dalam mengetahui potensi angin dan matahari di Pulau Ketapang sebagai pembangkit listrik dilakukan dengan cara melakukan penelitian berupa mengetahui data intensitas cahaya, kecepatan angin ,dan profil beban listrik di Pulau tersebut kemudian dilakukan simulasi menggunakan Sofware HOMER untuk membantu pemodelan dari sebuah sistem tenaga listrik yang optimal.
Dalam hasil penelitian ini di dapat bahwa Potensi pembangkit listrik hybrid (Surya & Angin) tidak cocok di lokasi penelitian dikarenakan pembangkit listrik tersebut tidak efesien dalam penggunaan dan pengoperasian mengingat biaya investasi dan nilai NPC yang lebih besar ($254.624) serta kecepatan angin rata-rata di tempat tersebut sangat kecil, karna dalam 1 tahun hanya menghasilkan rata-rata kecepatan angin sebesar 2,35 m/s, sehingga dibanyak hari dan bulan wind turbin tidak menghasilkan produksi listrik dan total hasil produksi energi listrik yang dihasilkan dari Wind turbin hanya sebesar 109 Kwh/yr yaitu (0%) dari total pembangkit. Potensi pembangkit listrik yang sesuai untuk kondisi di lokasi penelitian adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Konfigurasi pembangkit listrik yang teroptimal adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang terdiri dari PV 30kW, 120 battery S6CS25P, converter 30 kW dengan nilai NPC ($253.448).
cintai dan juga selalu mendo’a kan ku.
2. Bapakku terhebat, Bapak Dirwan Hiba yang selalu memberi motivasi dan selalu memberi apa yang selalu aku inginkan.
3. Kakakku Eko Suyetno S.Pd sebagai salah satu sumber motivasi untuk saya berjuang dan membanggakan orang tua.
4. Keluarga besar kakekku Marzuki dan nenek ku Norpisa yang terus mendoakan cucu ya berhasil.
5. Keluarga besar kakek (Alm) Hatenan dan nenek ku Sujana.
6. Paman saya Dr. Suartin Marzuki S.T., M.T, kakak saya Nabila Dani S.pd, Mega Tuslima, Sudarti, Komandala Putra, dan sodara-sodara lainnya terimakasih atas nasehat nasehatnya yang luar biasa dan terimakasih juga telah mendoakan.
7. Sahabat- sahabat saya Eko Bagus Sholihin S.Ip, Ikhsanul Irawan S.P, Yandi, Zuni, dan teman-teman dari Belitung lainnya terimakasih selalu memberikan semangat pada Saya.
Dengan mengucapkan Puji dan Syukur penulis panjatkan akan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan skripsi dengan judul:
“ Analisis Potensi PLTH (Surya/Angin) Untuk Penyediaan Energi Listrik di Pulau Ketapang ”
Berbagai upaya telah penulis lakukan untuk menyelesaikan skripsi ini, tetapi karena keterbatasan kemampuan penulis, maka penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya karena masih banyak kekurangan-kekurangan dalam penyusunan laporan skripsi ini, baik dalam susunan kata, kalimat maupun sistematika pembahasannya. Penulis berharap laporan skripsi ini dapat memberikan sumbangan yang cukup positif bagi penulis khusunya dan pembaca sekalian pada umumnya.
Terwujudnya laporan Skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan dorongan berbagai pihak yang sangat artinya. Dan dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan rasa terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan karunia, rahmat, dan hidayah Nya. 2. Rasulullah SAW yang telah menunjukan jalan terang benderang.
3. Ibu saya, Ibu Maryati S.Pd dan Bapak Saya, Bapak Dirwan Hiba yang selalu mendoakan dan mendukung. Keluarga yang tak pernah lelah memberikan dorongan untuk penyusunan tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadyah Yogyakarta.
5. Bapak Ir. Slamet Suripto, M.Eng. sebagai Dosen Pembimbing I yang dengan sabar membimbing, membagi ilmunya dan mengarahkan penulis selama melaksanakan penelitian Tugas Akhir hingga dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
6. Bapak Rahmat Adiprasetya Al Hasibi, S.T., M.Eng. sebagai Dosen Pembimbing II yang dengan sabar membimbing, membagi ilmunya dan mengarahkan penulis selama melaksanakan penelitian Tugas Akhir hingga dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
9. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
10.Staf Laboratorium Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
11.Teman–teman mahasiswa teknik elektro 2012 A dan B
12.Teman teman seperjuangan Dhanies, Dani, Deny, Redi, Bram, Irul, Irwan, Rudi, Gandhi, Jery kalian luar biasa kawan. semoga suatu hari nanti kita bisa berkumpul lagi.
13.Sahabat saya Eko Bagus Sholihin S.ip, Ikhsanul Irawan S.p, Yandi, Zuni dari dulu kini dan nanti, terimakasih kawan atas saran dan motivasinya. 14.Pacar saya Elvi Triani yang selalu mendukung saya dan memberi
semangat dalam kebaikan saya untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, hal ini mengingat kemampuan dan pengalaman dalam penyusunan skripsi ini yang sangat terbatas.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberi tambahan ilmu bagi para pembaca. Semoga Allah SWT meridhoi kita semua, aamiin.
Wassalammu’alaikum Wr. Wb.
Yogyakarta, 30 Desember 2016 Yang menyatakan,
LEMBAR PENGESAHAN ...ii
HALAMAN PERNYATAAN ...iii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ...iv
MOTTO ...v
INTISARI ...vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ...vii
KATA PENGANTAR ...viii
DAFTAR ISI ...x
DAFTAR TABEL ...xiii
DAFTAR GAMBAR ...xiv
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Rumusan Masalah ...4
1.3 Tujuan Penelitian ...4
1.4 Batasan Masalah ...5
1.5 Manfaat Penelitian ...5
1.6 Metode Penelitian ...6
1.7 Sistematika Penulisan ...6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ...8
2.2.3 Keutungan dan Kelebihan Sel Surya...12
2.2.4 Jenis Sel Surya ...12
2.2.5 Karakteristik Sel Surya ...14
2.2.6 Parameter Sel Surya ...17
2.2.7 Sistem Penyimpanan Energi ...18
2.2.8 Inverter ...20
2.2.9 Energi Angin ...21
2.2.10 Jenis-jenis Angin ...22
2.2.11 Syarat Kecepatan Angin ...23
2.2.12 Pembangkit Listrik Tenaga Angin ...24
2.2.13 Turbin Angin (Wind Turbine) ...24
2.2.14 Komponen Utama Wind Turbine ...26
2.2.15 HOMER ...30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN...33
3.1 Alat Penelitian ...33
3.2 Bahan Penelitian ...33
3.3 Tempat dan Waktu Penelitian ...33
3.4 Langkah Penelitian ...34
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN ...39
4.1.4 Potensi Energi Matahari ...46
4.2 Perancangan Sistem Pembangkit Listrik ...48
4.2.1 Desain Sistem Wind Turbine ...49
4.2.2 Desain Sistem PV ...52
4.2.3 Desain Converter ...54
4.2.4 Desain Baterai ...56
4.3 Konfigurasi dan Analisis Optimasi Pembangkit Listrik ...57
4.3.1 Hasil Perancangan dan Konfigurasi Homer...58
4.3.2 Analisa Konfigurasi Sistem Optimal ...62
4.3.3 Hasil Pembangkit Sistem Optimal ...64
4.4 Analisi Biaya Sistem Pembangkit ...69
4.4.1 Biaya Tiap Komponen ...70
4.4.2 Biaya Berdasarkan Type ...71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...72
5.1 Kesimpulan ...72
5.2 Saran ...73
DAFTAR PUSTAKA ...74
Tabel 4.2 Konsumsi listrik rata-rata pada 42 rumah ... 42
Tabel 4.3 Kecepatan angin rata-rata perbulan ditahun 2015... 44
Tabel 4.4 Radiasi matahari perbulan di pulau Ketapang ... 45
Tabel 4.5 spesifikasi turbin angin HY-1000 (1KW) ... 49
Tabel 4.6 Spesifikasi PV Suniva OPT340-72-4-100 ... 53
Tabel 4.7 Spesifikasi inverter LPT5000-224 ... 54
Tabel 4.8 Spesifikasi Batteray Surette Rolls S6CS25P ... 56
Tabel 4.9 Hasil konfigurasi system optimal Homer (Wind Turbin) ... 60
Tabel 4.10 Hasil konfigurasi system optimal Homer ... 60
Gambar 2.3 Sel dan Modul fotofoltaik (PV) Jenis Monokristal ... 13
Gambar 2.4 Sel dan Modul Sel Surya Jenis Polikristal ... 13
Gambar 2.5 Modul Fotovoltaik Jenis Amorfous... 14
Gambar 2.6 Kurva arus dan tegangan ... 15
Gambar 2.7 Grafik Arus Terhadap Temperatur ... 16
Gambar 2.8 Grafik Arus Terhadap Insolation ... 16
Gambar 2.9 Skema terjadinya angin ... 21
Gambar 2.10 Komponen turbin kecil ... 26
Gambar 2.11 Gaya –gaya angin pada sudu ... 27
Gambar 2.12 Tampilan utama Homer ... 30
Gambar 2.13 Pemilihan tipe beban dan komponen ... 31
Gambar 2.14 Proses input data beban ... 31
Gambar 2.15 Bagian Utama Arsitektur HOMER ... 32
Gambar 3.1 Letak Dusun Pulau Ketapang ... 34
Gambar 4.1 Pulau Ketapang ... 40
Gambar 4.2 Grafik Konsumsi Listrik Rata-rata harian ... 43
Gambar 4.7 Perancangan wind turbin pada homer ... 49
Gambar 4.8 Wind Turbin HY-1000 ... 50
Gambar 4.9 perancangan PV pada homer ... 53
Gambar 4.10 inverter LPT5000-224 ... 54
Gambar 4.11 Perancangan konverter pada homer ... 55
Gambar 4.12 baterai surette rolls S6CS25P ... 56
Gambar 4.13 Perancangan baterai pada homer ... 57
Gambar 4.14 Konfigurasi Optimasi Sistem Pembangkit ... 58
Gambar 4.15 Hasil Perancangan konfigurasi Homer Energy ... 58
Gambar 4.16 Hasil kalkulasi konfigurasi Homer Energi ... 59
Gambar 4.17 Produksi Wind Turbin HY-1000 ... 63
Gambar 4.18 Produksi listrik pada masing-masing pembangkit ... 63
Gambar 4.19 Daya dan Produksi Listrik ... 64
Gambar 4.20 Grafik produksi PV dan konsumsi listrik ... 65
Gambar 4.21 Grafik input battery dan output inverter ... 66
Gambar 4.22 Grafik kekurangan energi listrik ... 67
Gambar 4.23 Grafik produksi listrik dengan kondisi (charge) battery ... 68
Gambar 4.24 biaya tiap komponen ... 69
Dwi Ariodarma 20120120025
ABSTRAK
Tujuan utama dari skripsi ini adalah mengetahui potensi angin dan matahari sebagai sumber alternatif pembangkit listrik (PLTH) sebagai penyedia energi listrik yang optimal di Pulau Ketapang. Matahari dan angin merupakan sumber energi altenatif terbarukan pengganti sumber bahan bakar fosil.
Dalam mengetahui potensi angin dan matahari di Pulau Ketapang sebagai pembangkit listrik dilakukan dengan cara melakukan penelitian berupa mengetahui data intensitas cahaya, kecepatan angin ,dan profil beban listrik di Pulau tersebut kemudian dilakukan simulasi menggunakan Sofware HOMER untuk membantu pemodelan dari sebuah sistem tenaga listrik yang optimal.
Dalam hasil penelitian ini di dapat bahwa Potensi pembangkit listrik hybrid (Surya & Angin) tidak cocok di lokasi penelitian dikarenakan pembangkit listrik tersebut tidak efesien dalam penggunaan dan pengoperasian mengingat biaya investasi dan nilai NPC yang lebih besar ($254.624) serta kecepatan angin rata-rata di tempat tersebut sangat kecil, karna dalam 1 tahun hanya menghasilkan rata-rata kecepatan angin sebesar 2,35 m/s, sehingga dibanyak hari dan bulan wind turbin tidak menghasilkan produksi listrik dan total hasil produksi energi listrik yang dihasilkan dari Wind turbin hanya sebesar 109 Kwh/yr yaitu (0%) dari total pembangkit. Potensi pembangkit listrik yang sesuai untuk kondisi di lokasi penelitian adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Konfigurasi pembangkit listrik yang teroptimal adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang terdiri dari PV 30kW, 120 battery S6CS25P, converter 30 kW dengan nilai NPC ($253.448).
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Energi listrik adalah energi yang tersimpan dalam arus listrik, dimana energi listrik ini di butuhkan peralatan elektronik agak mampu bekerja seperti kegunaannya. Sehingga menurut dalam pemanfatannya energi listrik sangat dibutuhkan untuk setiap orang guna untuk menunjang segala aktifitas berkaitan dengan peralatan yang menggunakan energi listrik.
Merupakan suatu kenyataan bahwa kebutuhan akan energi listrik semakin meningkat ditambah seiring dengan pesatnya pertumbuhan dan pembangunan di bidang teknologi, industi dan informasi. Namun pelaksanaan penyediaan energi listrik yang di lakukan oleh PT.PLN (Persero), selaku lembaga resmi yang ditunjukkan oleh pemerintah untuk mengelolah masalah kelistrikan di Indonesia, sampai saat ini masih belum dapat memenuhi kebutuhan masyarakat akan energi listrik secara keseluruhan. Menurut (Ramani, 1992) Kondisi geografis negara Indonesia yang terdiri atas ribuan pulau dan kepulauan, tersebar dan tidak meratanya pusat-pusat beban listrik, rendahnya tingkat permintaan listrik di beberapa wilayah, tingginya biaya marginal pembangunan sistem suplai energi listrik, serta terbatasnya kemampuan finansial, merupakan faktor-faktor penghambat penyediaan energi listrik dalam skala nasional. Sehingga masih terdapat cukup banyak daerah-daerah maupun pulau-pulau terluar Indonesia yang masih belum mendapatkan pasokan energi listrik.
Indonesia, serta makin meningkatnya kesadaran akan usaha untuk melestarikan lingkungan, menyebabkan kita harus berpikir untuk mencari alternatif penyediaan energi listrik yang memiliki karakter, dapat mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian energi fosil, khususnya minyak bumi dapat menyediakan energi listrik dalam skala lokal regional maupun memanfaatkan potensi sumber daya energi yang ada.
Sistem penyediaan energi listrik yang dapat memenuhi kriteria di atas adalah sistem konversi energi yang memanfaatkan sumber daya energi baru atau energi terbarukan yang ada, seperti: nuklir, matahari, angin, air, biomasa dan lain sebagainya (Djojonegoro, 1992). Sistem ini merupakan penggunanaan energi alternatif sebagai solusi untuk meningkatkan peran energi baru dalam rangka menjamin keamanan pasokan energi untuk memenuhi kebutuhan energi nasional yang semakin meningkat secara berkelanjutan. Kecendrungan untuk mengembangkan dan memanfaatkan potensi sumber-sumber daya energi baru ini telah meningkat dengan pesat, khususnya di negara-negara maju atau berkembang yang telah menguasai rekayasa dan teknologinya, serta mempunyai dukungan finansial yang kuat. Oleh sebab itu, merupakan hal yang menarik untuk disimak lebih lanjut, bagaimana peluang dan kendala pemanfaatan sumber-sumber daya energi baru ini di negara-negara sedang berkembang, khususnya di Indonesia.
Energi Bayu (angin) dan Surya merupakan salah satu dari sumber daya alam yang perlu dipertimbangkan sebagai sumber energi alternatif mengingat di Indonesia merupakan negara yang memiliki garis pantai yang paling luas serta ribuan pulau kecil yang dikelilingi oleh lautan, Indonesia juga memiliki panas matahari yang bersinar dengan intensitas rata-rata sangat tinggi dan waktu relatif lebih lama per harinya (karena daerah tropis). Dari kedua
dimanfaatkan dengan menggunakan solar cell. Solar cell sendiri adalah alat konversi cahaya atau radiasi matahari menjadi listrik dengan menggunakan photovoltaic. Solar cell produksinya sangat dipengaruhi oleh cuaca, hal ini di sebabkan karena solar cell memanfaatkan cahaya matahari sebagai sumber pembangkit listriknya. Untuk menutupi kekurangan dari masing-masing pembangkit, bisa di gunakan cara penggabungan dua atau lebih pembangkit. Cara ini dikenal dengan nama hybrid power system.
Kondisi kelistrikan di Pulau Belitung saat ini sebenarnya hampir semua rumah penduduk telah disuplai listrik oleh PT.PLN. Namun masih ada sejumlah rumah penduduk yang masih belum dialiri listrik terutama rumah penduduk di pulau-pulau kecil di Belitung. Belitung Merupakan wilayah yang kepulawan terdiri dari 2 Kabupaten (Belitung & Belitung Timur) yang terdiri beberapa pulau kecil salah satunya adalah Pulau Ketapang .
Berdasarkan dalam (Direktori pulau-pulau kecil Indinesia), Pulau
sebuah sistem pembangkit listrik yang dapat memenuhi kebutuhan listrik Pulau Ketapang dengan memanfatkan potensi sumber daya berupa panas matahari dan angin yang digambungkan yaitu sistem pembangkit hybrid, nantinya dari sistem pembangkit ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan energi listrik penduduk Pulau Ketapang, dan secara tidak langsung dapat meningkatkan pertumbuhan tingkat ekonomi penduduk nelayan yang tidak bergantung lagi dengan bahan bakar minyak untuk memenuhi kebutuhan listrik dengan menggunakan disel pribadi.
1.2Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka diambil rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pola beban konsumsi listrik penduduk Pulau Ketapang dan seberapa besar potensi dari sumber daya energi matahari dan energi angin sebagai pembangkit tenaga listrik di Pulau Ketapang.
2. Bagaimana merancang sebuah sistem pembangkit listrik tenaga hybrid untuk penduduk Pulau Ketapang
3. Bagaimana konfigurasi sistem pembangkit listrik yang dapat menghasilkan jumlah produksi energi listrik yang optimal untuk memenuhi kebutuhan listrik Pulau Ketapang.
4. Bagaimana analisis ekonomi berupa biaya pembangunan dan operasional dari sistem pembangkit listrik pada simulasi optimalisasi menggunakan perangkat lunak HOMER.
1.3Tujuan Penelitan
Dalam penelitian yang diusulkan untuk tugas akhir ini memiliki tujuan utama sebagai berikut:
Ketapang.
3. Mendapatkan konfigurasi sistem pembangkit yang teroptimal dan mengetahui hasil produksi dari system pembangkit teroptimal tersebut 4. Mengetahui biaya yang diperlukan dalam pembangunan dan
operasional sistem pembangkit listrik di Pulau Ketapang.
1.4Batasan Masalah
Pembahasan dalam tugas akhir ini lebih fokus untuk tercapainya tujuan penelitian maka perlu adanya beberapa batasan masalah sebagai berikut:
1. Perencanaan sistem PLTH berupa skema pada HOMER.
2. Pembangkit listrik hybrid yang disimulasikan adalah (PLTS-PLTB). 3. Pengambilan data beban hanya di kawasan warga penduduk Pulau
Ketapang.
4. Pengambilan data di lakukan dengan metode sampling acak beberapa rumah.
5. Analisis biaya terpusat hanya dibatasi dalam segi teknis dari hasil perhitungan simulasi menggunakan software Homer
1.5Manfaat Penelitian
1. Dapat memberikan informasi tentang penyediaan energi alternatif yang mandiri dan tidak tergantung pada energi fosil.
2. Dapat memberikan informasi terhadap para investor, Pemerintah Daerah, Atau pihak PLN setempat terhadap solusi permasalahan penyediaan energi listrik bagi penduduk di Pulau yang letaknya di luar daratan utama wilayah Kabupaten.
3. Dapat di jadikan acuan sebagai penyedia energi listrik terbarukan yang ramah lingkungan.
1. Metode Studi Pustaka
Metode studi pustaka yaitu suatu cara untuk mengumpulkan data atau atau tulisan dengan cara mencari sumber-sumber pustaka ataupun buku dari berbagai perpustakan yang ada dan berguna sebagai referensi dalam penulisan tugas akhir.
2. Metode interview
Interview adalah suatu cara untuk mengumpulkan data dengan mengajukan pertanyaan secara langsung lepada seorang informan atau otoritas (ahli yang berwenang dalam suatu sejarah masalah). Dalam hal ini penyusun mengajukan pertanyaan secara langsung kepada masyarakat dusun Pulau Ketapang dan pihak terkait untuk mendapatkan data-data penelitian.
3. Metode Observasi
Metode observasi adalah suatu cara untuk mengumpulkan data pengamatan secara langsung kepada suatu objek yang diteliti. Untuk itu penulis melakukan pengamatan secara langsung di tempat penelitian guna melengkapi data yang diperlukan.
4. Metode Bimbingan
Untuk mendapatkan pengarahan dan petunjuk pembuatan Tugas Akhir dari Dosen Pembimbing ataupun dari pihak lainya, sehingga pembuatan skripsi dapat berjalan lancar.
5. Penyusunan Tugas Akhir
Setelah didapatkan data-data yang diperlukan, data tersebut akan dianalisa dan disusun dalam penyusan sebuah laporan tertulis.
1.7Sistematika Penulisan
Membahas mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulis, manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistimatika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA & LANDASAN TEORI
Tinjauan pustaka memaparkan mengenai berbagai hasil dari penelitian yang dilakukan oleh para peneliti/cendekiawan sebelumnya yang berkaitan dengan pokok pembahasan judul dan selanjutnya membahas tentang teori-teori yang mendukung dari masing-masing bagian dan juga menjadi panduan atau dasar dari pembuatan tugas akhir ini.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Berisi metodologi penelitian yang akan dilakukan yang meliputi studi literatur, survey lapangan dan pengambilan data, perancangan model system pembangkit, simulasi sistem dan analisis terhadap data yang di peroleh.
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Berisi analisis serta pembahasan terhadap masalah yang di ajukan dalam tugas akhir.
BAB V PENUTUP
Pada akhir pengerjaan Tugas Akhir ini akan didapatkan suatu kesimpulan yang menyatakan pernyataan akhir dari uraian dan penjelasan pada bab-bab sebelumnya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1Tinjauan Pustaka
Semakin menipisnya sumber energi fosil yang tersedia, menuntut para cendikiawan memikirkan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan. Sebelumnya telah banyak para cendikiawan yang melakukan Penelitian tentang pembangkit listrik alternatif. Purwanto Eko Nugroho melakukan penelitian tentang “rancang bangun turbin angin sumbu vertikal mikro wind
energy skala rumah tangga” Pada pengujian turbin angin Mikro Wind
Energy didapatkan sudut optimal sudu turbin angin adalah 10º. Turbin angin mampu berputar pada kecepatan range angin >0,8 m/s. Turbin angin tanpa pembebanan mampu berputar dengan kecepatan 238 rpm, dan dengan pembebanan sebesar 226 rpm pada kecepatan angin 3,8 m/s. Turbin angin dengan penghasil listrik Alternator mampu mengeluarkan arus sebesar 3,4 ampere dengan voltase 12 Volt DC, saat kecepatan angin >3m/s.
Kalitbang Prof. Jateng bekerja sama dengan PT Karsa Halyamulya melakukan penelitian tentang “ Pengembangan energi listrik tenaga angin di Jawa Tengah”. Dalam penelitiannya di dapat kecepatan rata rata angin tahunan di kawasan pantai Selatan Pulau Jawa Kabupaten Purworejo Provinsi Jawa Tengah adalah 6,1 m/s pada ketinggian 100 m dengan kecepatan angin efektif sebanyak 77,83%. Kecepatan angin tersebut dapat menghasilkan daya 289,4 W/m2, dengan produksi energi angin tahunan 2335,75 Kwh/m2. Dengan kecepatan yang ada maka dilokasi penelitian dimungkinkan untuk membangun pembangkit listrik tenaga angin dengan kapasitas besar ( >100 Kwh/turbin).
Wasana Saputra melakukan penelitian tentang “rancang bangun solar tracking system untuk mengoptimalkan penyerapan energi matahari pada
mengoptimalkan penerimaan energi matahari oleh solar cell. Meskipun hasil pengujian belum berfungsi dengan baik, karena belum menemukan posisi peletakan LDR yang benar.
Selain itu Puloeng Raharjo, juga melakukan penelitian yang berhubungan dengan pembangkit listrik, yaitu tentang “ perancangan sistem hibrid solar cell-baterai-pln menggunakan programmable logic controllers”. Dengan menggunakan sistem hibrid yang terdiri dari 2 buah sumber pembangkitan dari solar cell dan dari PLN, pemakaian ini bertujuan untuk saling bantu antar pembangkit. Dengan menggunakan solar cell sebesar 100wp dan mengalami beban puncak pada pukul 13.00 dengan menghasilkan tegangan 20,03v, arus 4,52v dan daya sebesar 90,52W. Keadaan baterai 100% ketika tegangan mencapai 12,7v dan dilakukan pengisian ketika keadaan baterai 30%-40% dengan tegangan sebesar 11,8V. Semua sistem dikontrol dengan PLC menggunakan bahasa ladder diagram.
2.2Landasan Teori
2.2.1 Hybrid Power Sistem
Hybrid power sistem adalah suatu sistem pembangkit tenaga listrik yang menggunakan dua atau lebih pembangkit dengan sumber energi berbeda sehingga dapat saling menutupi kelemahan masing-masing dan dapat dicapai keandalan supply dan efisiensi ekonomis pada beban tertentu.. Tujuan utama dari sistem ini adalah untuk memaksimalkan energi dengan harga murah, bebas polusi, kualitas daya yang bagus, dan Dengan adanya kombinasi dari sumber-sumber energi tersebut, diharapkan dapat menyediakan catu daya listrik yang kontinyu dengan efisiensi yang paling optimal. Hybrid power system ini memiliki beberapa kelebihan dari konfigurasinya yaitu (Juwito, 2012):
a. Dapat menjadi solusi untuk mengatasi krisis bahan bakar fosil. b. Dapat memenuhi beban listrik secara optimal terutama pada
d. Meningkatkan keandalan (reliability) sistem pembangkit. e. Meningkatkan waktu layanan listrik secara ekonomis. f. Meningkatkan umur operasi sistem.
g. Tidak menimbulkan polusi dan limbah (ramah lingkungan). h. Biaya pengoperasian dan pemeliharaannya relatif murah.
i. Biaya produksi energi listrik atau Cost of Energy (Rp/kWh) per tahun relatif murah.
Di samping kelebihan-kelebihan di atas konfigurasi sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid tersebut juga mempunyai beberapa kekurangan, diantaranya (Juwito, 2012):
a. Produksi energi baru dan terbarukan sangat tergantung pada siklus alam.
b. Biaya investasi awal sistem ini lebih mahal.
c. Tidak dapat menangani beban puncak dengan baik tanpa penyimpanan energi.
2.2.2 Sel Surya
Sel surya adalah sebuah komponen elektronik yang dapat mengubah energi cahaya gelombang pendek menjadi energi listrik, perubahan energi ini disebabkan sebuah proses yang di sebut efek photovoltaic. Efek photovoltaic sendiri adalah pelepasan muatan positif dan negatif dalam material padat melalui cahaya. Jadi secara tidak langsung output berupa arus dan tegangan dipengaruhi oleh besarnya intensitas cahaya. Pada sel surya terdapat sambungan (junction) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” (positif) dan semikonduktor jenis “N” (Negatif).
mengenai permukaan sel surya, beberapa fhoton dari cahaya diserap oleh atom semikonduktor untuk membebaskan electron dari ikatan atomnya, sehingga menjadi electron yang bebas bergerak. Adanya perpindahan electron inilah yang menyebabkan terjadinya arus listrik. (Quaschning, 2005)
Gambar 2.1 Hubungan Sel Surya, Panel Surya (Quaschning, 2005 ) Array adalah Gabungan dari beberapa sel surya disebut panel surya. Sebuah panel surya umumnya terdiri dari 32-40 sel surya, tergantung ukuran panel (Quaschning, 2005). Gabungan dari panel-panel ini akan membentuk suatu “Array”.
2.2.3 Keuntungan dan Kelebihan Sel Surya a. Keuntungan
Sel surya dapat memberikan keuntungan dibandingkan dengan sumber-sumber tenaga lainnya, seperti generator diesel, fosil dan lain-lain. Berikut adalah keuntungannya:
1. Tidak membutuhkan bahan bakar untuk beroperasi. Hal ini menguntungkan karena tidak menyebabkan gangguan pada lingkungan karena tidak menyebabkan polusi akibat proses pemakaian bahan bakar, dan tidak mengeluarkan suara mesin yang bergerak sehingga tidak mengganggu lingkungan.
2. Sel surya memiliki ketahanan dan kestabilan yang sudah teruji waktu operasinya cukup lama.
3. Sel surya dapat dengan mudah di bangun di daerah terpencil dan dapat di pindahkan peletakannya.
b. Kerugian
Di samping memiliki keuntungan sel surya juga memiliki beberapa kerugian, yaitu
1. Terlalu bergantung pada matahari, sehingga sangat terpengaruh oleh keadaan cuaca dalam produksi listriknya.
2. Biaya pembangunannya cukup mahal.
3. Membutuhkan komponen tambahan untuk mengonversi dan memperbesar output listriknya.
2.2.4 Jenis Sel Surya a. Monokristal
sekitar 16 sampai 17%. Berikut contoh modul fotovoltaik (PV) jenis monokristal seperti yang terlihat pada gambar 2.3
(a) Sel fotovoltaik (b) Modul fotovoltaik (Sumber: Laporan Kerja Praktek Ega dan Pandu di PT Surya Utama Putra)
Gambar 2.3 Sel dan Modul fotofoltaik (PV) Jenis Monokristal
b. Polikristal
Polikristal PV atau sel surya yang bermateri polokristal dikembangkan atas alasan mahalnya materi monokristal per kilogram. Efisiensi konversi sel surya jenis silicon polikristal berkisar antara 12% hingga 15%. Berikut contoh modul fotovoltaik jenis polikristal seperti yang terlihat pada gambar 2.4
(a) Sel Fotovoltaik (b) Modul
Fotovoltaik
(Sumber : Laporan Kerja Praktek Ega dan Pandu di PT Surya Utama Putra)
c. Amorfous
Sel surya bermateri Amorphous Silicon merupakan teknologi fotovoltaik dengan lapisan tipis atau thin film. Ketebalannya sekitar 10µm (micron) dalam bentuk modul surya. Efisiensi sel dengan silicon amorfous berkisar 6% sampai dengan 9%. Berikut contoh fotovoltaik jenis amorfous seperti yang terlihat pada gambar 2.5
(Sumber Laporan Kerja Praktek Ega dan Pandu di PT Surya Utama Putra)
Gambar 2.5 Modul Fotovoltaik Jenis Amorfous
2.2.5 Karakteristik Sel Surya
Gambar 2.6 Kurva arus dan tegangan (Wulandari Triyas Ika,2010) Keterangan:
Isc = Short-circuit current Vsc = Open-circuit voltage Vm = Voltage maximum power Im = Current maximum power
Pm = Power maximum-output dari PV array (watt)
Gambar 2.7 Grafik Arus Terhadap Temperatur (Wulandari Triyas Ika, 2010)
Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung keadaan spektrum solar ke bumi. Intensitas matahari akan banyak berpengaruh pada current (I) sedikit pada volt. Semakin rendah intensitas cahaya yang diterima oleh sel surya, maka arus akan semakin rendah. Hal ini membuat titik Maximum Power Point berada pada titik yang semakin rendah. Gambar 2.8 merupakan grafik pengaruh temperatur pada solar cell dalam W/m2.
Efisiensi dari konversi energi surya dari sel surya di deskripsikan melalui persamaan:
η = �������� � �� �� � � x 100%...(2.1) Dimana:
η = efisiensi
Tentunya dengan semakin tingginya nilai efisiensi maka semakin tinggi pula daya keluaran sel surya yang di dapatkan.
2.2.6 Parameter Sel Surya
Pengoperasian maximum Sel Surya sangat tergantung pada : a. Ambient air temperature
Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secara maximum jika temperatur sel tetap normal (pada 25 derajat Celsius), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal pada sel surya akan melemahkan voltage (Voc). Setiap kenaikan temperatur Sel Surya1 derajat celsius (dari 25 derajat) akan berkurang sekitar 0.4 % pada total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah 2x lipat untuk kenaikan temperatur Sel per 10 derajat C.
b. Radiasi solar matahari (insolation)
Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung keadaan spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada current (I) sedikit pada volt.
c. Kecepatan angin bertiup
Kecepatan tiup angin di sekitar lokasi sel surya (array) dapat membantu mendinginkan permukaan temperatur kaca-kaca sel surya (array).
d. Keadaan atmosfer bumi
e. Orientasi panel atau sel surya (array)
Kecepatan tiup angin di sekitar lokasi sel surya (array) dapat membantu mendinginkan permukaan temperatur kaca-kaca sel surya (array). Keadaan atmosfer bumi—berawan, mendung, jenis partikel debu udara, asap, uap air udara (Rh), kabut dan polusi sangat menentukan hasil maximum arus listrik dari deretan sel surya. Orientasi dari rangkaian sel surya (array) ke arah matahari secara optimum adalah penting agar panel/deretan sel surya dapat menghasilkan energi maximum.
Kalau tidak dapat mempertahankan ketegak lurusan antara sinar matahari dengan bidang sel surya, maka penambahan luas bidang panel sel surya dibutuhkan (bidang panel sel surya terhadap sun altitude yang berubah setiap jam dalam sehari).
2.2.7 Sistem Penyimpanan Energi
Sistem penyimpanan energi yang biasanya di pakai pada sel surya adalah baterai, dari segi penggunaannya baterai dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu:
a. Baterai Primer
Baterai primer adalah baterai yang hanya digunakan atau di pakai sekali saja. Pada waktu baterai dipakai, material dari salah satu elektroda menjadi larut dalam elektrolit dan tidak dapat dikembalikan dalam keadaan semula.
b. Baterai Sekunder
Baterai berperan sangat penting dalam sistem sel surya karena baterai di gunakan untuk membantu agar sel surya dapat memenuhi kestabilan suplai daya ke beban. Baterai pada sel surya mengalami proses siklus mengisi (Charging) dan mengosongkan (Discharging), tergantung pada ada tidaknya sinar matahari. Selama ada sinar matahari, panel surya akan menghasilkan listrik. Apabila energi listrik yang dihasilkan tersebut melebihi kebutuhan bebannya, maka energy listrik tersebut akan segera dipergunakan untuk mengisi baterai. Sebaliknya, selama matahari tidak ada maka permintaan energi listrik akan di suplai oleh baterai. Proses pengisian dan pengosongan ini disebut satu siklus baterai. Karakteristik daya keluaran sel surya sendiri tidak stabil, daya keluaran akan terus naik turun sesuai dengan intensitas cahaya matahari yang jatuh pada permukaan sel surya. Berikut adalah beberapa hal yang harus di perhatikan dalam baterai:
a. Tegangan baterai
Tegangan baterai adalah karakteristik dasar dari baterai, yang di tentukan oleh reaksi kimia dalam baterai.
b. Kapasitas baterai
c. Parameter charging dan discharging baterai
Nilai charging dan discharging berpengaruh terhadap nilai kapasitas baterai. Jika baterai di discharging dengan cepat(arus discharging tinggi), maka sejumlah energi yang dapat digunakan oleh baterai menjadi berkurang sehingga kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini dikarenakan kebutuhan suatu material/komponen untuk reaksi yang terjadi tidak mempunyai waktu yang cukup untuk bergerak ke posisi yang seharusnya. Jadi seharusnya arus discharging yang di gunakan sekecil mungkin, sehingga energi yang di gunakan kecil dan kapasitas baterai menjadi lebih tinggi.
2.2.8. Inverter
Inverter adalah peralatan elektronika yang berfungsi untuk mengubah arus searah (DC) dari panel surya atau baterai menjadi arus bolak-balik (AC). Tegangan keluaran dapat bernilai tetap atau berubah-ubah sesuai kebutuhan. Bentuk gelombang keluaran dari inverter idealnya gelombang sinus. Tetapi pada kenyataannya tidak demikian karena adanya harmonisa. Inverter di bagi menjadi 2 macam yaitu, inverter satu fase dan inverter tiga fase. Dan menurut jenis gelombangnya ada tiga jenis inverter yang ada di pasaran yakni; inverter gelombang sinus, gelombang sinus termodifikasi, dan inverter gelombang kotak. Berikut formula untuk menghitung kapasitas inverter (rashid. 1993):
Pinverter = Pmax x 125%...(2.2) Keterangan:
2.2.9 Energi Angin
Angin merupakan energi alternatif yang murah dan dapat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi bagi kebutuhan masyarakat. Energi tersebut dapat di konversikan menjadi beberapa energi kinetik yang nantinya dapat mempermudah pekerjaan manusia. Hal ini sudah diterapkan dalam pemanfaatan angin menjadi penggerak utama pompa air untuk pengairan sawah.
Gambar 2.9 Skema terjadinya angin (Eri prasetyo, 2002)
Pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu antara udara panas dan udara dingin. Di daerah khatulistiwa, udaranya menjadi panas mengembang dan menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak 300 hingga 600 ke daerah yang lebih dingin misalnya daerah Kutub. Sebaliknya di daerah Kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin dan turun ke bawah dengan demikian terjadi suatu perputaran udara berupa perpindahan udara dari Kutub Utara ke Garis Khatulistiwa menyusuri permukaan bumi, dan sebaliknya suatu perpindahan udara dari Garis Khatulistiwa kembali ke Kutub Utara, melalui lapisan udara yang lebih tinggi.
pengubahan energi dilakukan melalui dua tahapan konversi energi, pertama aliran angin akan menggerakkan rotor (baling-baling) yang menyebabkan rotor berputar selaras dengan angin yang bertiup, kemudian putaran dari rotor dihubungkan dengan generator, dari generator inilah dihasilkan arus listrik.
2.2.10 Jenis-Jenis Angin
Jenis-jenis angin adalah antara lain: 1. Angin tetap
a. Angin Barat, bertiup dari daerah subtropik ke daerah kutub. b. Angin Timur, bertiup dari daerah kutub.
c. Angin pasat, bertiup dari daerah subtropik selatan dan utara menuju ke daerah khatulistiwa.
d. Angin anti pasat, bertiup berlawanan dengan angin pasat. 2. Angin periodik
a. Angin muson, bertiup setiap setengah tahun sekali dan selalu berganti arah.
b. Angin darat, bertiup dari darat ke laut dan terjadi pada malam hari.
c. Angin laut, bertiup dari laut ke darat dan terjadi pada siang hari. d. Angin gunung, bertiup dari lereng gunung ke lembah dan terjadi
pada malam hari.
e. Angin lembah, bertiup dari lembah ke puncak gunung dan terjadi pada siang hari.
3. Angin lokal
a. Angin siklon, bertiup di daerah depresi yang memiliki barometri minimum dan dikelilingi barometri maksimum.
c. Angin fohn, bertiup dari daerah pegunungan yang bersifat panas dan kering. Contohnya : angin kumbang di Cirebon, angin bahorok di Deli, angin gending di Pasuruan, angin brubu di Makasar dan angin wambrau di Biak, Papua.
2.2.11 Syarat Kecepatan Angin
Syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dengan kincir angin dan jari-jari 1 meter dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut:
Tabel 2.1 Tingkatan kecepatan angin 10 meter di atas permukaan tanah (Sumber: www.kincirangin.info)
Kelas Kecepatan Kondisi Alam di Daratan 1 0.00 – 0.02 Angin tenang
2 0.3 – 1.5 Angin tenang, asap lurus ke atas 3 1.6 – 3.3 Asap bergerak mengikuti arah angin 4 3.4 – 5.4 Wajah terasa ada angin, daun-daun bergoyang
pelan, petunjuk arah angin bergerak 5 5.5 – 7.9 Debu jalan, kertas beterbangan, ranting pohon
Bergoyang
6 8.0 – 10.7 Ranting pohon bergoyang, bendera berkibar 7 10.8 – 13.8 Ranting pohon besar bergoyang, air kolam
berombak kecil
8 13.9 – 17.1 Ujung pohon melengkung, hembusan angin terasa di telinga
9 17.2 – 20.7 Dapat mematahkan ranting pohon, jalan berat melawan arah angin
10 20.8 – 24.4 Dapat mematahkan ranting pohon, rumah rubu 11 24.5 – 28.4 Dapat merubuhkan pohon, menimbulkan
kerusakan
2.2.12 Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat mengonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Sistem pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam.
2.2.13 Turbin Angin (Wind Turbine)
Turbin angin atau wind turbine adalah kincir angin yang digunakan untuk memutar generator listrik dan menghasilkan energi listrik. Prinsip kerja dari turbin angin ini menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang terbarukan yaitu angin. Energi angin bisa ditangkap dengan dua atau tiga buah bilah sudu yang didesain seperti sayap pesawat terbang. Bilah sudu yang digunakan berfungsi seperti sayap pesawat udara. Ketika angin bertiup melalui bilah tersebut, maka akan timbul udara bertekanan rendah di bagian bawah dari sudu, Tekanan udara yang rendah akan menarik sudu bergerak ke area tersebut. Gaya yang ditimbulkan dinamakan gaya angkat. Besarnya gaya angkat biasanya lebih kuat dari tekanan pada sisi depan bilah, atau yang biasa disebut tarik. Kombinasi antara gaya angkat dan tarik menyebabkan rotor berputar seperti propeler dan memutar generator. Turbin angin terbagi dalam dua kelompok, yaitu:
1. Turbin sumbu horizontal
diarahkan melawan arah angin. Bilah-bilah dibuat kaku agar tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi.
2. Turbin sumbu vertikal
Turbin ini merupakan turbin yang dapat menerima angin dari segala arah selain itu juga mampu bekerja pada angin dalam kecepatan yang rendah. Turbin ini memiliki efisiensi yang lebih kecil dibandingkan dengan turbin angin sumbu horizontal. Komponen turbin angin terdiri dari rotor dengan sudu sebagai penggerak utama, generator sebagai pengubah energi mekanik menjadi energi listrik, dan sayap/ekor yang berfungsi sebagai pengubah arah dan perangkat sistem kontrol elektrik.
Turbin angin mengambil energi angin dengan menurunkan kecepatannya. Untuk bisa mencapai 100% efisien, maka sebuah turbin angin harus menahan 100% kecepatan angin yang ada, dan rotor harus terbuat dari piringan solid dan tidak berputar sama sekali, yang artinya tidak ada energi kinetik yang akan dikonversi. Besarnya energi angin yang dapat dikonversi menjadi daya dapat dicari dengan menggunakan persamaan:
P = ½ Aρηv3
………(2.3) Dimana:
P = daya yang dapat dihasilkan oleh wind turbine A = swept area wind turbine
ρ = massa jenis udara η = efisiensi wind turbine V = kecepatan angin
59%. Jika faktor-faktor seperti kekuatan dan durabilitas diperhitungkan, maka efisiensi sebenarnya hanya 35 - 45%, bahkan untuk desain terbaik. Terlebih lagi jika ditambah inefisiensi sistem wind turbine lengkap, termasuk generator, bearing, transmisi daya dan sebagainya, hanya 10 - 30% energi angin yang bisa di konversikan ke listrik.
2.2.14 Komponen Utama Wind Turbine
Dalam mengonversi energi kinetik menjadi energi mekanik suatu
wind turbine memerlukan beberapa komponen-komponen yang
mempunyai fungsi masing-masing. Khusus untuk turbin dengan kapasitas kecil di hindarkan dari pemakaian gearbox karena gearbox bisa menyebabkan bertambah beratnya turbin sehingga untuk mengubah arah turbin di butuhkan angin yang kencang untuk menerpa ekor yang berfungsi untuk mengarahkan arah turbin ke angin. Selain itu brake juga di hindari karena untuk turbin kapasitas kecil rata-rata di gunakan untuk kecepatan angin yang rendah, jadi ketika di tambah dengan komponen brake yang memiliki gaya gesekan di brake meskipun dalam keadaan tidak mengerem gaya gesekan tersebut tetap ada, hal ini mengakibatkan putaran turbin semakin berat. Komponen-komponen tersebut antara lain adalah:
1. Sudu
Sudu adalah bagian rotor dari turbin angin. Rotor ini menerima energi kinetik dari angin dan dirubah ke dalam energi gerak putar. menggunakan prinsip-prinsip aerodinamika seperti halnya pesawat.
Gambar 2.11 Gaya –gaya angin pada sudu (Eri prasetyo, 2002)
Pada prinsipnya gaya-gaya angin yang bekerja pada sudu-sudu kincir sumbu horizontal terdiri atas tiga komponen yaitu:
a. Gaya aksial(a), yang mempunyai arah sama dengan angin, gaya ini harus ditampung oleh poros dan bantalan.
b. Gaya sentrifugal (s), yang meninggalkan titik tengah. Bila kipas bentuknya simetris, semua gaya sentrifugal s akan saling meniadakan atau resultannya sama dengan nol.
c. Gaya tangensial( t), yang menghasilkan momen, bekerja tegak lurus pada radius dan yang merupakan gaya produktif.
E = 0.5 m v2……….(2.4) Dimana:
E = Energi Angin m= Massa benda v = kecepatan
sementara efisiensi turbin dapat di hitung dengan persamaan berikut
.………(2.5)
Tower atau tiang penyangga adalah bagian struktur dari turbin angin horizontal yang memiliki fungsi sebagai struktur utama penopang dari komponen sistem terangkai sudu, poros, dan generator.
3. Ekor
menyebabkan turbin berputar pelan kalena arah angin tidak pas di tengah turbin.
4. Generator
Ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetic permanen. Setelah itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisis nya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC (alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.
5. Baterai
akomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki mobil memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.5 jam pada daya 780 watt. Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC (Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC (Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini.
2.2.15 HOMER
Homer adalah singkatan dari the hybrid optimization model for electric renewables, merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk membantu pemodelan dari sebuah sistem tenaga listrik dengan menggunakan berbagai pilihan sumber daya terbahrukan dan salah satu tool popular untuk desain system PLH (Pembangkit Listrik Hybrid) menggunakan energi terbarukan dan energi yang sudah ada. HOMER mensimulasikan dan mengoptimalkan system pembangkit listrik baik stand-alone maupun grid connected yang dapat terdiri dari kombinasi turbin angin, photovoltaic, mikrohidro, biomassa, generator (diesel/bensin), microturbine, fuel-cell, baterai, dan penyimpanan hidrogen, melayani beban listrik maupun termal. Dengan HOMER, dapat diperoleh spisifikasi paling optimal dari sumber-sumber energy yang mungkin diterapkan.
a) Tutorial HOMER
terbarukan. Proses simulasi pada HOMER dilakukan untuk mengetahui karakteristik atau performansi dari suatu system pembangkit.
Gambar 2.12 Tampilan utama Homer
Setelah kita membuat program Homer, maka yang harus kita lakukan adalah memberikan atau menambahkan masukan device pada system hybrid yang akan kita buat. Disini, yang harus kita masukan adalah jenis beban yang akan ditopang dari system kita. Homer memberikan pilihan berbagai jenis beban sesuai dengan kebutuhan pengguna. Begitu juga pada pilihan komponen yang akan kita buat. Komponen pembangkit energi yang disediakan HOMER yaitu: PV, Wind Turbine, Hydro, Converter, Electrolyzer, Hydrogen Tank, Reforme, Generator, dan system batteray.
Gambar 2.13 Pemilihan tipe beban dan komponen
Disini ada pilihan beban yang kita buat, tipe DC dan AC. Selanjutnya simulasi dari variasi beban tiap waktunya dapat kita simulasikan dengan memasukkan presentase pada random variable.
Gambar 2.14 Proses input data beban
Data beban yang telah kita inputkan secara otomatis akan langsung dihitung oleh Homer dan menghasilkan data rata-rata pemakaian, dan beban puncak dan load factor beban.
b) Konfigurasi HOMER
METODOLOGI PENELITIAN
1.1Alat Penelitian
Untuk menganalisis data dari hasil penelitian ini dengan menggunakan software HOMER.
1.2Bahan Penelitian
Bahan yang menjadi objek penelitian antara lain:
1. Data intensitas cahaya matahari & kecepatan rata-rata angin yang digunakan sebagai dasar untuk menentukan potensi di Pulau Ketapang untuk PLTH menggunakan software Homer.
2. Data pola beban listrik penduduk di Pulau Ketapang. Data ini digunakan untuk menganalisis beban maksimum atau minimum pada perencanaan sistem Homer PLTH.
3. Data komponen yang digunakan dalam perancangan sistem konfigurasi optimalisasi pembangkit dari software homer. Data ini digunakan sebagai acuan untuk menganalisis kelistrikan, ekonomi dalam penelitian.
3.3Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian untuk membuat analisis potensi pembangkit listrik hybrid dalam penyediaan energi listrik menggunakan program homer dilakukan di Dusun Pulau Batu, Pulau Ketapang, Desa Tanjung Kelumpang, Kecamatan Simpang Pesak, Kabupaten Belitung Timur, Prov. Bangka Belitung. Pulau Ketapang mempunyai luas kurang lebih 6 Ha yang terletak pada ˚ ’ , ”
LS, ˚ ’ , ” BT dan ˚ ’ , ” LS, ˚ ’ , ” BT. Pulau Ketapang
sedang buruk.
Untuk Mengetahui Potensi PLTH di Pulau Ketapang tersebut, penelitian ini dilakukan pada bulan juni 2016 s/d agustus 2016.
Gambar 3.1 Letak Dusun Pulau Batu (Pulau Ketapang) (https://www.researchgate.net/publication/281290442)
3.4Langkah Penelitian
Langkah penelitian adalah urutan penulisan karya tulis, langkah penelitian ini di mulai dari studi pendahuluan sampai dengan pembuatan karya tulis. Untuk memberikan gambaran secara jelas tentang karya tulis ini, berikut adalah penjelasan tentang langkah-langkah penulisan yang di lakukan:
1. Studi pendahuluan
lingkungan yang di butuhkan dalam penyusunan karya tulis ini.
2. Identifikasi dan perumusan masalah
Setelah dilakukannya studi pendahuluan yang hasilnya dapat digunakan untuk latar belakang, maka dapat ditarik permasalahan yang ada pada lokasi penelitian. Kemudian dari masalah tersebut, dapat di telusuri penyebab dari permasalahan tersebut. Analisis permasalahan bisa dilakukan dengan melihat kondisi lapangan dengan mengamatinya.
Dalam tugas akhir ini, permasalahan yang diangkat menjadi topik adalah tidak tersedianya suplai listrik dari PLN bagi penduduk yang tinggal di Pulau Ketapang. Dikarenakan jarak dari sistem distribusi PT. PLN di daratan Belitung yang jauh dari pulau tersebut, dan penduduk Pulau Ketapang hanya menggunakan disel pribadi untuk kebutuhan listrik sehari-hari sedangkan seluruh warga Pulau Ketapang merupakan Nelayan yang secara langsung sangat membutuhkan tersedianya Minyak bumi (bensin/solar). Maka dengan adanya pembangkit dengan sumber energi terbarukan dalam hal ini PLTH (Surya & Bayu) secara tidak langsung akan meningkatkan tingkat ekonomi penduduk di Pulau tersebut.
3. Studi pustaka
Tahap ini dilakukan dengan tujuan untuk mencari informasi-informasi dan referensi dalam bentuk text book, jurnal maupun sumber yang lainnya, seperti bertanya kepada dosen ataupun ahlinya, informasi-informasi tersebut diusahakan menyangkut tentang teori, metode, dan konsep yang relevan untuk menjadi acuan dalam mengatasi masalah yang di dapatkan dari identifikasi lapangan.
4. Pengumpulan data
Pengumpulan data dilakukan dengan cara wawancara dan pembuatan daftar beban beserta profil lama pemakaian beban. Beban total harian merupakan jumlah energi yang dibutuhkan oleh beban listrik rumah tangga setiap harinya. Pengumpulan data beban ini dilakukan dengan metode sampling dengan mensurvei sebagian dari rumah penduduk.
b. Data intensitas cahaya matahari
Intensitas cahaya matahari pada lokasi simulasi didapatkan dengan menggunakan software Homer. Caranya, yaitu dengan memilih komponen PV dan selanjutnya memasukan koordinat lokasi tempat sample.
c. Data Kecepatan Angin
Pengumpulan data angin dilakukan dengan cara pengambilan data dari BPS Kabupaten Belitung Timur dalam angka 2015.
d. Data Komponen
Pengumpulan data komponen didapat berdasarkan list yang sudah tersedia di software Homer yang terdisi data spesifikasi komponen serta harga dari komponen yang didapat berdasakan sumber yang jelas dengan bantuan referensi website.
5. Pengolahan Data
costs) dan di tampilkan berurutan menurut NPC (net present costs).
6. Analisis data
Dari hasil pengolahan data melalui software homer akan didapatkan suatu hasil yang nantinya akan di analisis adalah potensi penggunaan pembangkit listrik hibrid dengan pola beban rumah tangga dari hasil survey yang di lakukan. Analisis data terbagi menjadi beberapa poin yaitu:
a. Analisis potensi sumber daya energi alternatif
Analisis potensi ini berupa data sumber daya energi yang ada di lokasi penelitian apakah sudah memenuhi atau mampu menghasilkan energi listrik yang di butuhkan.
Analisis ini dilakukan dengan melihat hasil dari simulasi, apakah dari simulasi sumber daya energi di lokasi penelitian sanggup memenuhi permintaan beban.
b. Analisis konfigurasi sistem PLTH
analisis perhitungan beban listrik. Perhitungan beban listrik sangat dibutuhkan untuk mengetahui berapa besar beban yang dibutuhkan dan yang akan digunakan. Metode yang digunakan untuk mengumpulkan data beban listrik di rumah tangga dilakukan dengan cara menentukan beban total harian, dari penentuan beban total harian tersebut nantinya dapat dijadikan data untuk membuat kurva beban listrik harian rumah tangga. Beban total harian merupakan jumlah energi yang dibutuhkan oleh beban listrik rumah tangga setiap harinya.
Analisis tahap ini hanya berupa biaya pembangunan, biaya operasional, dan biaya yang muncul selama masa pakai sistem pembangkit PLTH.
7. Pembuatan karya tulis
Tahap ini adalah tahap terakhir, penyusunan karya tulis ini dilakukan dengan penyusunan hasil penelitian yang sudah di lakukan dengan tata cara penulisan yang sesuai dengan peraturan yang baku.
8. Kesimpulan
DATA DAN PEMBAHASAN
Pada Bab ini akan dijelaskan secara rinci hasil optimalisasi untuk system pembangkit listrik tenaga hybrid dan dapat melayani beban sesuai variable profil beban yang dimasukkan ke dalam alat bantu simulasi dan dengan berbagai pertimbangan untuk membuat suatu sistem pembangkit yang optimal. Sistem ini dirancang dengan bantuan program simulasi software Homer. Pengoptimalan Sistem pembangkit yang disimulasikan dalam penelitian ini adalah pembangkit listrik tenaga hybrid (PLTH) yaitu pembangkit listrik tenaga surya dan pembangkit listrik tenaga angin.
4.1 Potensi Energi Angin dan Energi Matahari 4.1.1 Objek Penelitian
Gambar 4.1 Pulau Ketapang
(https://www.researchgate.net/publication/281290442)
Karena secara geografis letak Pulau Ketapang yang terpisah dari daratan utama Pulau Belitung, sehingga menyebabkan pulau ini tidak terjangkau oleh jaringan listrik utama PT.PLN yang ada di Pulau Belitung. Penduduk di Pulau Ketapang hanya mengandalkan disel pribadi untuk memenuhi kebutuhan listrik sehari-hari. Dengan adanya penelitian tentang potensi pembangkit listrik hybrid (Surya & Angin) yang merupakan pembangkit listrik menggunakan sumber energi terbarukan ini diharapkan dapat sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi penduduk Pulau Ketapang.
4.1.2 Profil Beban
Berdasarkan informasi yang didapat dari kantor kepala desa Tanjung Kelumpang, jumlah rumah penduduk yang ada di Dusun Pulau Batu, Pulau Ketapang sebanyak 42 rumah dari 153 jumlah penduduk yang menempati pulau tersebut. Penelitian ini mengambil data pemakaian energi listrik/pola beban listrik dengan metode sampling pada 42 rumah dengan mengambil sample sebanyak 21 rumah untuk mengetahui konsumsi listrik rata-rata dari 42 rumah. Pada umumnya peralatan listrik yang di gunakan masyarakat berupa lampu penerangan, TV, penanak nasi, pompa air, setrika, dispenser, lemari es, dan peralatan elektronik lainnya.
kepada nara sumber (penduduk di pulau Ketapang). Dari hasil wawancara diketahui bahwa rata-rata pemakaian peralatan listrik penduduk pulau hanya untuk penerangan (lampu), peralatan hiburan (Televisi, digital receiver, VCD/DVD, Speaker), dan peralatan memasak yaitu reskoker. Survei penggunaan peralatan listrik atau pola beban yang telah dilakukan di Dusun Pulau Batu, Pulau Ketapang digunakan sebagai acuan kapasitas sebuah sistem pembangkit listrik dalam memenuhi kebutuhan energi listrik untuk penduduk Pulau Ketapang. Penjelasan mengenai rata-rata Penggunaan energi listrik penduduk Dusun Pulau Batu, Pulau Ketapang dalam satu hari dapat dilihat pada tabel 4.1. dan 4.2
1 rumah. Data tersebut diperoleh dari data pemakaian listrik berdasarkan sampel 21 rumah yang dilakukan oleh peneliti, sedangkan untuk hasil konsumsi listrik rata-rata untuk 42 rumah dapat dilihat pada tabel 4.2.
Gambar 4.2 Grafik Konsumsi Listrik Rata-rata harian
Dari grafik pola beban pemakaian listrik pada Gambar 4.2 di atas dapat disimpulkan bahwa terjadi beban puncak 2 kali dalam 1 hari. Beban puncak maksimal yang terjadi yaitu pada pagi hari jam 05:00 – 06:00 dikarenakan kebiasaan penduduk di pulau Ketapang pada jam tersebut masyrakat melakukan aktifitas di pagi hari sebelum melakukan pekerjaan dengan memasak nasi. Beban puncak juga terjadi pada malam hari yaitu di mulai dari jam 17:00 – 21:00 karena pada jam tersebut kebiasaan masyarakat banyak melakukan aktifitas hiburan di malam hari dengan menonton televisi ataupun mendengarkan radio. Untuk mengetahui besarnya beban listrik perhari, dan rata rata energi serta beban puncak yang mungkin terjadi di Pulau Ketapang maka perlunya memasukkan data beban yang didapat ke input data beban homer.
Homer dapat mengakomodasi perubahan profil beban listrik setiap bulan. Profil beban listrik di Dusun Pulau Batu, Pulau Ketapang, Desa Tanjung Kelumpang, Kecamatan Simpang Pesak, Kabupaten Belitung Timur, Provinsi Bangka Belitung berikut adalah beban prymari load yang digunakan untuk mensimulasikan beban listrik sepanjang tahun.
Gambar 4.3 Perancangan beban primer di homer
Gambar 4.4 Profil beban listrik bulanan dalam satu tahun 2016
Profil beban merupakan perkiraan penggunaan beban pada setiap rumah dalam satu tahun. Namun dalam penelitian ini, profil beban listrik untuk daerah pulau kecil di Indonesia terutama di pulau kecil di Belitung dianggap hampir sama untuk setiap bulannya. Hal ini di karenakan tingkat ekonomi penduduk pulau yang stabil sehingga tidak adanya perbedaan perubahan pemakaian listrik yang sangat mencolok dalam satu tahun.
4.1.3 Potensi Energi Angin
kecepatan angin di Kabupaten Belitung Timur selama satu tahun yaitu di tahun 2015 dapat di lihat pada tabel berikut.
Tabel 4.3 Kecepatan angin perbulan ditahun 2015 (Sumber: BPS Belitung Timur dalam angka 2015)
Bulan
Berdasarkan tabel data kecepatan angin diatas maka untuk potensi angin di Pulau Ketapang sebangai pembangkit listrik tenaga angin (wind turbin) sebenarnya tidak cocok, dikarenakan rata-rata tipe wind turbin yang di jual hanya bisa memutar wind turbin dengan kecepatan minimal 3 m/s sehingga diperlukan adanya sebuah tipe wind turbin yang memiliki karakter dapat memutar wind turbin dan menghasilkan daya dengan kecepatan angin yang sangat rendah.
4.1.4 Potensi Energi Matahari
dan garis bujur lokasi penelitian pada input location di Homer dan mengubah zona waktu (time zone) sesuai dengan zona waktu di Indonesia. Kemudian disaat jaringan connection ke internet maka Homer akan menghubungkan ke NASA kemudian data radiasi matahari akan didapat. Data radiasi matahari yang didapat pada simulasi perangkat lunak HOMER yaitu data radiasi matahari selama setahun.
Data yang diperlukan HOMER untuk melakukan optimasi pada sistem PLTS adalah Clearness Index dan radiasi harian matahari (daily radiation, kWh/m2/d) selama satu tahun. Dari data potensi energi matahari untuk lokasi PLTS didapatkan indeks kecerahan rata-rata sebesar 0,514 dan dailyradiation rata-rata sebesar 5,142 kWh/m2/d. Berikut adalah tabel data radiasi matahari yang di dapatkan dari software homer.
Tabel 4.4 Radiasi matahari perbulan di Pulau Ketapang (Sumber: Solar Resource input Homer)
Bulan Clearnes index Daily radiation
Pemodelan sistem PLTH dengan sumber energi terbarukan dapat dilakukan melalui pemodelan komputer. HOMER digunakan sebagai alat bantu untuk pemodelan pada energi terbarukan dengan mempertimbangakan antara kebutuhan beban dan sumber energi yang tersedia. HOMER mampu memodelkan sistem pembangkit skala kecil yang optimal, dan evaluasi sistem pada kondisi Off-Grid maupun On-Grid . Kelayakan teknis dan analisa tentang beban yang terpasang, daya yang dapat dihasilkan dari sistem dapat ditentukan melalui simulasi menggunakan HOMER yang didasarkan pada konfigurasi sistem yang tepat.
Berikut adalah tampilan awal software homer. Terdapat beberapa komponen pilihan yang dapat di gunakan untuk penelitian tentang energi terbarukan. Untuk penelitian ini sendiri menggunakan 5 komponen yaitu beban primer, wind turbin, photovoltaic, converter, dan battery.
Gambar 4.5 Komponen di homer
Gambar 4.6 Kondisi pemodelan Sistem PLTH
4.2.1 Desain sistem wind turbin
Untuk inputan yang di butuhkan software HOMER dalam instalasi wind turbin ini meliputi biaya capital, kecepatan angin, dan ketinggian. Untuk perhitungan ekonomi meliputi biaya konstruksi pembangunan wind turbin, harga windturbin generator. Homer akan menghitung daya keluaran wind turbin dari kecepatan angin.
hal yang harus dilihat, yaitu melihat berdasarkan cuaca dan kecepatan angin rata-rata di kawasan pulau Ketapang. Hal ini dilakukan untuk mengoptimalkan potensi angin yang ada di pulau Ketapang. Berdasarkan memperhatikan faktor yang telah disebutkan, maka di putuskan menggunakan tipe turbin HY-1000 pabrikan Guangzhou HY Energy. Pada data sheet turbin HY-1000 (1kW) didapatkan nominal kecepatan angin yang di butuhkan untuk menggerakan turbin sebesar 2 m/s dan sudah dapat menghasilkan energi listrik walaupun hanya sebesar 6 Watt. Sedangkan di Dusun Pulau Ketapang, Desa Tanjung Kelumpang, Kecamatan Simpang Pesak, Belitung Timur, Provinsi Bangka Belitung sendiri memiliki kecepatan rata-rata 2,35m/s.
Tabel 4.5 spesifikasi turbin angin HY-1000 (1 kW) Star-up wind speed 2 m/s (4.5mph)
Cut-in wind speed 2,5m/s (5.6mph) Rated wind speed 12 m/s(26.8mph) Maximum design wind speed 50m/s(110mph)
Rated output 1000W
Peak Output 1200W
Type 5 blade up wind
Rotor diameter 1.96 m
Weight 463 kgs (1,020 lbs) Temperature range -40o – 60o C
Output 48 V DC
Generator Type Brushless PMA 3-phase
Wind Turbin HY-1000 memiliki beberapa fitur diantaranya adalah : • 5 pisau yang dirancang untuk daerah angin rendah,
• Operasi biasa tenang dengan minim getaran
pada generator dan pisau • Tahan terhadap cuaca ekstrim • Anti karat dan anti korosi
• Ringan dan instalasi yang mudah
• Umur produk yang panjang, dan bebas perawatan
Gambar 4.8 Wind Turbin HY-1000 (www.hyenergy.com.cn)
Dalam pengisian harga di homer, harga didapatkan dari web http://www.alibaba.com/ harga untuk satu wind turbine tipe HY-1000 sebesar $785. kemudian untuk biaya replacement di asumsikan sebesar 70% dari biaya investasi pembangunan awal. Hal ini di karenakan pada sistem turbin angin ini apabila mengalami kerusakan, biaya penggantian komponen tidak sepenuhnya di ganti semua melainkan masih terdapat beberapa komponen yang dapat di gunakan kembali. Sedangkan replacement cost di kenakan setelah penggunaan wind turbin ini telah bekerja selama 15 tahun karena turbin ini di klaim perusahaan pengembangnya mampu bertahan selama 15 tahun.
tubin angin.
Namun dalam http://www.windmeasurementinternational. Com/wind-turbines/om-turbines.php dijelaskan bahwa biaya pemeliha raan tahunan pada turbin angin dengan teknologi tua atau lama rata-rata sebesar 3% dari biaya awal turbin. Namun untuk turbin dengan teknologi modern atau baru biasanya memiliki substansial lebi besar dan memiliki perkembangan material baru sehingga biaya pemeliharaan dan operasionalnya lebih kecil yaitu sebesar antara 1,5% sampai dengan 2% dari investasi awal. Biaya operasional dan pemeliharaan ini tetap ada karena meskipun turbin angin yang di gunakan adalah sekala kecil namun tetap memerlukan pemeliharaan, yang umumnya adalah pergantian komponen yang aus atau rusak, pengecekan terhadap debu atau kotoran yang melekat terutama di bagian yang berputar atau bergerak, pemeriksaan ekor pengarah, pemeriksaan karat, dll.
4.2.2 Desain sistem PV
Perancangan PV pada software homer terdiri dari 3 inputan yaitu data kapasitas PV, harga dari PV dan size to consider. Desain sistem Pv sendiri menggunakan panel surya 340 Watt dengan tipe monokristal yang merupakan panel dengan tingkat efisiensinya paling besar sehingga pada saat intensitas cahaya matahari yang besar akan menghasilkan satuan daya listrik yang tinggi. Kelemahan dari jenis panel ini adalah tidak akan berfungsi dengan baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh). Namun berdasarkan dari data intensitas cahaya matahari pada Tabel 4.4, Maka penggunaan panel surya tipe mono masih cocok untuk kondisi matahari di tempat penelitian.
besarnya sama dengan cost, hal ini disebabkan karena asumsi saat terjadi kerusakan pada PV, maka PV tersebut harus di ganti keseluruhan komponennya.
Inggris Feed-in melalui http://info.cat.org.uk/, umur produksi untuk PV adalah seumur hidup PV yaitu 25 tahun. Departmen of
Energy an Climate Change of UK percaya bahwa panel akan
menghasilkan setidaknya selama itu. Kondisi garansi untuk panel PV biasanya menjamin bahwa panel masih dapat menghasilkan setidaknya 80% dari nilai puncak keluaran awal dari 25 tahun, yaitu 20 tahun. Jadi lifetimes PV untuk simulasi PV dimasukkan angka 25 tahun, dengan artian dalam waktu 25 tahun PV harus diganti baru semuanya.
Gambar 4.9 perancangan PV pada homer
