Presentasi Tugas Akhir DESAIN PLT SURYA MENGGUNAKAN METODE LOSS OF LOAD PROBABILITY (LOLP) UNTUK ANJUNGAN MINYAK DAN GAS

(1)

Presentasi Tugas Akhir

DESAIN PLT SURYA MENGGUNAKAN METODE LOSS OF LOAD

PROBABILITY (LOLP) UNTUK ANJUNGAN MINYAK DAN GAS

1

HIKAM ADZKIYAK | 2209100182

HIKAM ADZKIYAK NRP. 2209100182

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Pembimbing:

1. Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT. 2. Heri Suryoatmojo, ST., MT., Ph.D

(2)

Bagian 1

Pendahuluan

Bagian 2

Metodelogi Penelitian

Teori Penunjang

Bagian 3

Analisa dan Hasil Simulasi

Bagian 4

(3)

Daftar Istilah

3



_{Autonomi (TA):}

_Lama

_PLTS

_dalam

menanggung beban tanpa ada sinar matahati

(hari).



_{Recharge (TR): Lama PLTS dalam mengisi}

baterai (hari).



_{Solar irradiance: Besaran yang menunjukkan}

kuat penyinaran matahari (W / m2). Energi yang

dihasilkan disebut radiasi.



_{Loss-of-load probability (LOLP): Indeks}

yang menunjukkan probabilitas PLTS gagal

mensuplai beban.

(4)

Bagian 1

Pendahuluan

Bagian 2

Metodelogi Penelitian

Teori Penunjang

Bagian 3

Analisa dan Hasil Simulasi

Bagian 4

(5)

1. Permasalahan

teknologi

terbarukan

dan

teknologi

ramah

lingkungan

2. Industri harus mengurangi emisi gas rumah kaca baik untuk

pembangkitan maupun produksi

3. Industri migas memiliki anjungan yang mempunyai peralatan yang

harus disuplai kelistrikannya

HIKAM ADZKIYAK | 2209100182 5

(6)

Tantangan

• Penggunaan PLTS untuk mengurangi

emisi gas rumah kaca

• Umumnya digunakan metode autonomy

yang menyebabkan penggelembungan baik

kapasitas maupun dimensi ruang peralatan

• Anjungan minyak dan gas memiliki ruang

yang terbatas.

menggunakan

metode LOLP

(7)

State of the Art

7

• H. A. M. Maghraby dkk, dari King Abdulaziz University, Saudi Arabia:

• membandingkan 3 metode: fixed autonomy – recharge days, LOLP dan marchov chain (MC). Konfigurasi PLTS metode LOLP dan MC paling optimum.

• menggunakan bahasa pemograman MATLAB

• belum ada standar yang digunakan untuk penentuan autonomi.

2002

• J.H. Lucio dkk dari University of Burgos, Spanyol:

• berbasis neural network yang dilatih melalui data dari NASA database. • Khaled Bataineh dkk, Jordan University of Science and Technology, Jordania:

• mengoptimasi konfigurasi PLTS untuk perumahan.

2012

• Tugas akhir ini:

• Untuk permasalahan pada anjungan lepas pantai perusahaan migas. • Menggunakan standar yang relevan dengan lokasi anjungan.

• Menggunakan data dari Nasa database.

• Menggunakan bahasa pemograman Delphi agar dapat dengan mudah digunakan masyarakat umum.

(8)

Tujuan

• _{Membandingkan metode fixed}

autonomy - recharge dan metode

LOLP

(9)

9

O

U

T

L

I

N

E

Bagian 1.

Pendahuluan

Bagian 2

Metodelogi Penelitian

Teori Penunjang

Bagian 3

Analisa dan Hasil Simulasi

Bagian 4

(10)

(11)

Teori

Desain PLTS Berdiri Sendiri

(Stand-Alone Photovoltaic

Generation System)

11 HIKAM ADZKIYAK | 2209100182

(12)

(13)

Desain PLTS Berdiri Sendiri

Estimasi

Beban

•DC

•AC

Menghitung

Kebutuhan

Baterai

•Baterai Seri

•Baterai

Pararel

Menghitung

Kebutuhan

PV

•PV Seri

•PV Pararel

(14)

M

ETODE

U

NTUK

D

ESAIN

PLTS

Metode fixed autonomy – recharge merupakan

metode dengan perhitungan sederhana untuk

desain PLTS. Metode ini berdasarkan keadaan

terburuk suatu daerah. [5]

IEEE Std 1562-2007

(15)

15

Metode LOLP merupakan metode desain

PLTS berdasarkan indeks keandalan sistem

PV tersebut.

LOLP =

∑

(6)

LOL = energi yang tidak dapat disuplai oleh PLTS

(16)

Untuk menggunakan metode LOLP,

harus

diketahui

terlebih

dahulu

kesetimbangan energi dari sistem

tersebut. Kapan sistem dalam keadaan

surplus energi atau dalam keadaan

defisit energi.

Apabila energi yang dihasilkan PLTS

lebih

rendah

dari

beban, maka

keadaan defisit tercapai. Sehingga

energi harus diambil dari baterai.

Apabila energi yang dihasilkan PLTS

lebih besar dari beban, maka keadaan

(17)

17

O

U

T

L

I

N

E

Bagian 1.

Pendahuluan

Bagian 2

Metodelogi Penelitian

Teori Penunjang

Bagian 3

Analisa dan Hasil Simulasi

Bagian 4

(18)

(19)

Perhitungan Kebutuhan Baterai& PV

n Batt Seri =

(1)

n Batt Pararel =

( )

(2)

n PV Seri =

(3)

n PV Pararel =

(5)

TA= autonomi (hari)

TR= waktu pengisian(hari)

Plow= energi terendah yang dihasilkan PV (Wh)

(20)

Hasil metode fixed autonomy – recharge di atas digunakan

untuk masukan awal metode LOLP.

(21)

Perhitungan LOLP

21



_{Perhitungan LOLP berdasarkan}

kesetimbangan energi yang terjadi.



_{Table 8 adalah kesetimbangan}

energi yang terjadi pada hari

pertama bulan Januari. Perhitungan

tersebut akan dilakukan sampai

akhir tahun. Sehingga LOLP dapat

dihitung dari :



LOLP =

∑

(6)

LOL = total energi yang tidak dapat

disuplai oleh PLTS.

(22)

Kesetimbangan Energi

0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Energ i (Wh) Bulan

(23)

23

Konfigurasi hasil metode fixed

autonomy – recharge menghasilkan

indeks LOLP sebesar 0,013

dengan

terbuangnya

energi

sebesar 2673,66 kWh

Hasil optimasi:

PV Pararel = 12 ea.

Batteries Pararel= 27 ea.

Biaya = Rp.228.000.00,00

Indeks LOLP= 0,013

(24)

Result of Some Cases

Termurah

Terendah

(25)

25

O

U

T

L

I

N

E

Bagian 1.

Pendahuluan

Bagian 2

Metodelogi Penelitian

Teori Penunjang

Bagian 3

Analisa dan Hasil Simulasi

Bagian 4

(26)

Conclusions



_{Metode fixed autonomy – recharge memiliki kemungkinan besar untuk terjadi}

penggelembungan berlebihan.



_{Metode LOLP lebih cenderung ke arah optimasi desain untuk mengetahui}

apakah terjadi penggelembungan atau tidak.



_{Penggunaan metode LOLP dapat menghemat biaya investasi sebesar 19,7% atau}

lebih tanpa menurunkan tingkat keandalan.



_{Konfigurasi hasil metode LOLP mimiliki tingkat penggelembungan paling kecil}

terlihat dari terbuangnya energi yaitu 1061,25 kWh.

Sedangkan energi

terbuang dari konfigurasi lainnya berturut-turut dari kondisi eksisting, kondisi

(27)

TERIMA KASIH

HIKAM ADZKIYAK NRP. 220910018

Department of Electrical Engineering

Faculty of Industrial Technology

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

(28)

Daftar Pustaka

1. Putranti, Titi M, “Tax Policies on Certified Emission Reduction Transactions”, International Journal of Administrative Science & Organization, Vol.18(3) , pp. 199-210. 2011.

2. Galarza, Raul Gonzalez and friends, “Hybrid Electrical Generation Stand-Alone Systems Application in Offshore Satellite in Mexico”, 3rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference Journal, 2008.

3. Maghraby , H. A. M. and friends, “Probabilistic Assessment of Photovoltaic (PV) Generation System”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 17, NO. 1, FEBRUARY pp. 205-208, 2002.

4. Masters, Gilbert M, “Renewable and efficient electric power systems”, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2004.

5. IEEE Std 1562-2007, “IEEE Guide for Array and Battery Sizing in Stand-Alone Photovoltaic (PV)”.

6. Lucio, J.H. ,R. Valdes, and L.R. Rodriguez, “Loss-of-load probability model for stand-alone photovoltaic

systems in Europe”, Science Direct: Solar Energy 86 (2012) pp. 2515–2535, 2012.

7. API RP540-1999, “Electrical Installation in Petroleum Processing Plants”, 1999.

8. Botrill, G. “Practical Electrical Equipment And Installations In Hazardous Areas (Practical Professional)”, pp. 34, 2005.

(29)

Frequently Asked

Questions

(30)

(31)

(32)

(33)

HIKAM ADZKIYAK | 2209100182 33 D D/(1-D) 1/(1-D) 0 0 1 0,1 0,111111 1,111111 0,2 0,25 1,25 0,3 0,428571 1,428571 0,4 0,666667 1,666667 0,5 1 2 0,6 1,5 2,5 0,7 2,333333 3,333333 0,8 4 5 0,9 9 10 0,99 99 100

(34)

Buck

(35)

(36)

Requirement Peralatan



_{Peralatan PLTS harus memenuhi standar instalasi untuk hazardous area.}



_{North America :NFPA (National Fire Protection Association)}



_{NFPA terdiri dari 3 pembagian yaitu kelas, divisi, dan group [7].}



_{Kelas mendefinisikan sifat umum dari bahan berbahaya di atmosfer sekitar peralatan.}



_{Divisi mendefinisikan probabilitas hadirnya bahan berbahaya dalam konsentrasi yang}

mudah terbakar di atmosfer sekitar peralatan.



_{Group mendefinisikan bahan berbahaya di atmosfer sekitar peralatan.}



_{Eropa: IEC (International Electro technical Commission )}



_{IEC terdiri dari 2 pembagian utama yaitu zona dan group [8].}

(37)

Perbandingan Antara IEC dan NFPA

37

(38)

(39)

Perhitungan Kebutuhan PV dan Baterai

(40)

Mulai

Jumlah PV Seri dan Pararel Jumlah Baterai Seri Baterai Pararel

Irradiation tiap bulan Temperatur tiap bulan Hari tanpa matahari tiap bulan

Data Baterai dan PV

Perhitungan LOLP

(41)

Software

41

Konfigurasi POD Nsol Pebedaan LOLP PV Batt TA LOLP TA LOLP TA LOLP

36 15 3 0,076 4 0,051 1 0,03

36 26 5 0,01 7 0 2 0,01

(42)

PV Out

0 100000

200000

300000

400000

500000

600000

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

E

nerg

i

(Wh)

Keluaran PV

(43)

Hasil Beberapa Kondisi

43



_{Konfigurasi eksisting merupakan yang paling tidak efisien}

dengan terbuangnya energi terbesar.



_{Metode fixed autonomy – recharge dapat memberikan indeks}

LOLP yang baik bila dipilih TA yang tepat.



_{Metode LOLP dapat memperkecil energi yang terbuang.}



_{Metode LOLP dapat memperkecil biaya investasi:}



_{Metode LOLP vs eksisting mengurangi sebesar 24% ( 72 jt )}



_{Metode LOLP vs kondisi 1mengurangi sebesar 19,7% (59,1 jt )}



_{Metode LOLP vs kondisi 2 mengurangi sebesar 29,6% ( 88 jt )}

(44)

Equipment

Requirement

As Hazardous Area

Equipment

NPFA 70

(45)

Equipment Requirement

45



_{Jika ditinjau secara umum, peralatan yang dipasang pada anjungan}

minyak dan gas harus sesuai digunakan pada Zone 1 atau Zone 2

Hazardous Area, Gas Group IIA dengan kode temperatur T3.



_{PV harus sebisa mungkin dipasang di luar hazardous area.}

Strukturnya harus dicat untuk melindungi dari korosi atau dapat

menggunakan bahan metal anti korosi.



_{Junction box harus memenuhi syarat klasifikasi Zone 1, Gas Group}

IIA, Temperature Class T3.



_{Battery box harus sesuai untuk Zone 2, Gas Group IIA, Class T6}

(46)

(47)

HIKAM ADZKIYAK | 2209100182 47 0 10 20 30 40 50 60 25 30 35 40 45 PV Baterai