Kegiatan Belajar 3: Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan
Menjelaskan prinsip Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menguraikandefinisi PLTS
2. Membandingkan kelebihan dan kelemahan PLTS 3. Menerangkan prinsip kerja PLTS
4. Membedakan jenis-jenis PLTS 5. Merinci komponen-komponen PLTS 6. Mencontohkan aplikasi PLTS
Pokok-Pokok Materi 1. Definisi PLTS
2. Kelebihan dan Kelemahan PLTS 3. Prinsip Kerja PLTS
4. Jenis-Jenis PLTS 5. Komponen PLTS 6. Aplikasi PLTS
Uraian Materi 1. DefinisiPLTS
Energi sangat penting bagi kehidupan setiap orang, kapan pun dan di mana pun.
Sumber energi yang banyak digunakan sampai saat ini berasal bahan bakar karbon fosil selama lebih dari dua abad. Semenjak terjadinya krisis energi pada tahun 70-an, masyarakat mulai memikirkan dan beranjak dari ketergantungan terhadap sumber energi yang berasal dari fosil.
Salah satu sumber energi yang bukan berasal dari fosil adalah dengan memfaatkan sumber energi matahari (surya). Energi ini mendapat perhatian lebih oleh masyarakat dunia dikarenakan energi ini ramah lingkungan dan pengembangannya bisa dimula dari skala kecil sampai besar.
Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) merupakan suatu pembangkit listrik yang dapat mengubah energi surya (cahaya matahari) menjadi energi listrik. Radiasi
pancaran cahaya matahari dimanfaatkan untuk diubah menjadi energi listrik.
Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik, seperti yang terlihat pada gambar 1 dan secara tidak langsung menggunakan cermin/lensa dengan pemusatan energi surya (Gambar 2). Fotovoltaik mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotolistrik. Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor (panas) seperti mesin stirling atau lainnya. PLTS yang banyak dikembangkan di dunia adalah PLTS dengan fotovoltaik. Pada uraian materi ini yang banyak dibahas adalah PLTS dengan fotovoltaik.
Gambar 1: PLTS dengan efek fotovoltaik (https://dailyenergyinsider.com)
Gambar2 : PLTS yang memanfaatkan efek cermin/lensa (http://helioscsp.com)
2. Kelebihan dan kelemahan PLTS
Kelebihan penggunaan listrik tenaga surya:
Seperti yang Anda ketahui energi surya merupakan salah satu sumber energi alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak (BBM). Tak hanya itu saja, energi surya juga merupakan sumber energi terbarukan yang tidak akan habis meski digunakan secara terus menerus oleh manusia. Berbeda dengan Bahan Bakar Minyak yang dapat semakin menipis ketika digunakan secara terus menerus. Hal ini dikarenakan Bahan Bakar Minyak berasal dari fosil jutaan tahun lalu. Berbeda dengan energi surya yang memerlukan sinar matahari.
Untuk memanfaatkan energi ini agar menjadi energi listrik dibutuhkan sebuah media panel surya yang akan mengubah panas sinar matahari menjadi energi listrik.
1. Tidak akan pernah habis
Keuntungan yang pertama adalah tidak akan pernah habis dan ramah lingkungan. Seperti yang Anda ketahui energi matahari merupakan sumber energi terbarukan yang tidak akan pernah habis. Penggunaan energi surya juga dapat mencegah penggunaan bahan bakar fosil menjadi semakin menipi. Dan bahkan saat ini banyak sekali negara- negara maju yang menggunakan energi surya untuk menjadikannya energi listrik.
2. Ramah lingkungan
Yang kedua adalah ramah lingkungan. Dikatakan ramah lingkungan karena penggunaan energi surya tidak akan menghasilkan emisi karbon sama seperti BBM. Oleh karena itu energi surya dapat dikatakan sebagai salah satu sumber energi alternatif yang sangat lingkungan. Dan pastinya hal ini dapat mencegah pemanasan global yang dapat menyebabkan perubahan iklim tak menentu.
3. Hanya membutuhkan sedikit perawatan
Keuntungan pembangkit listrik tenaga surya selanjutnya adalah hanya membutuhkan sedikit perawatan. Setelah instalasi dan dioptimasi, panel surya dapat menciptakan listrik dengan luasan hanya beberapa milimeter dan tidak memerlukan perawatan yang berarti. Tak hanya itu saja, panel
surya juga memproduksi energi dalam diam, sehingga tak mengeluarkan bunyi bising dan lainnya.Selain itu, energi surya juga memiliki keuntungan lainnya seperti, bebas dari biaya perawatan. Pemasangan sangat mudah, kapasitas yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan dan lainnya.
4. Umur panel surya / solar cell panjang/ investasi jangka panjang
Dalam nilai ke-ekonomian, pembangkit listrik tenaga surya memiliki nilai yang lebih tinggi, dimana listrik dari PT. PLN tidak dimungkinkan, ataupun instalasi generator listrik bensin ataupun solar. Misalnya daerah terpencil:
pertambangan, perkebunan, perikanan, desa terpencil, dll. Dari segi jangka panjang, nilai ke-ekonomian juga tinggi, karena dengan perencanaan yang baik, pembangkit listrik tenaga surya dengan panel surya / solar cell memiliki daya tahan 20 – 25 tahun. Baterai dan beberapa komponen lainnya dengan daya tahan 3 – 5 tahun.
5. Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia
Secara geografis, Indonesia terletak di garis katulistiwa, hal ini membuat Indonesia selalu dilalui peredaran matahari sepanjang tahun, sehingga potensi energi yang dihasilkan selalu ada sepanjang tahun.
Meskipun memiliki keuntungan, PLTS juga memiliki beberapa kelemahan, apa saja? Berikut ulasannya. Kelemahan penggunaan listrik tenaga :
1. Daya yang dihasilkan berkurang ketika mendung
Seperti yang kita ketahui PLTS membutuhkan sinar matahari untuk bekerja. Ketika mendung ataupun pada malah hari keluaran energi panel surya pastinya kurang maksimal. Namun untuk menyiasati hal ini banyak PLTS skala besar yang melacak matahari untuk menjaga panel surta di sudut optimal sepanjang hari.
2. Besarnya biaya pembangunan
Pembangkit listrik ini juga sangat membutuhkan biaya yng sangat besar per MW. Oleh karena itu banyak sekali negara-negara yang memikirkan hal ini ketika akan membangunnya.
3. Prinsip Kerja PLTS
Prinsip kerja pembangkit listrik tenaga surya ini sangat sederhana dan praktis.
Secara umum tidak jauh berbeda dengan pembangkit listrik dengan bahan bakar dari fosil.Untuk menggunakan tenaga surya ini, hanya diperlukan dengan memasang panel surya pada tempat terbuka dengan intensitas sinar matahari yang tinggi. Panel surya dalam jumlah yang banyak sangat efektif untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam skala yang besar.Komponen utama dari sumber energi ini adalah sel foltovotaik/surya. Sel tersebut memiliki peranan untuk menangkap intensitas cahaya matahari yang kemudian akan diubah menjadi energi listrik.
Prinsip kerja dari modulsurya adalah jika cahaya matahari mengenai modulsurya, maka elektron–elektron yang ada pada sel surya akan bergerak dari N ke P, sehingga pada terminal keluaran dari modulsurya akan menghasilkan energi listrik. Besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh modulsurya berbeda – beda tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan didalam modulsurya tersebut. Keluaran dari modulsurya ini adalah berupa listrik arus searah (DC) yang besar tegangan keluarnya tergantung dengan jumlah sel surya yang dipasang didalam modulsurya dan banyaknya sinar matahari yang menyinari modulsurya tersebut.
Gambar 3: Prinsip kerja sel surya
Keluaran dari modulsurya ini sudah dapat digunakan langsung ke beban yang memerlukan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Agar energi listrik yang dihasilkan juga dapat digunakan pada kondisi – kondisi seperti pada malam hari (kondisi saat modulsurya tidak disinari cahaya matahari), maka keluaran dari modulsurya ini harus di hubungkan ke sebuah media penyimpanan (storage). Dalam hal ini adalah baterei. Tetapi ini tidak langsung dihubungkan begitu saja dari modulsurya ke baterei, tetapi harus dihubungkan ke rangkaian Regulator, dimana didalam rangkaian tersebut terdapat rangkaian pengisi Baterei otomatis (Automatic charger). Fungsi dari Regulator ini adalah untuk meregulasi tegangan keluaran dari modulsurya dan mengatur arus yang masuk ke Baterei secara otomatis. Selain itu Regulator berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari Modul surya ke Baterei secara otomatis dan juga berfungsi untuk memutuskan aliran arus dari baterei kebeban bila terjadi hubungsingkat ataupun beban yang berlebihan. Tipe regulator yang dirancang disini adalah tipe modifikasi atau gabungan antara seri dan paralel.
Modul surya sebenarnya dapat langsung digunakan tanpa diberi rangkaian regulator ataupun baterei, tetapi ini tidak dilakukan karena dapat membebani kinerja dari modul(akibat adanya beban yang berlebihan) sehingga tidak akan terjadi kerusakan yang fatal pada modulsurya tersebut. Selain itu regulator ini juga berfungsi untuk mengamankan dari terjadinya kelebihan beban dari modulsurya sehingga modulsurya tidak cepat rusak.
Hubungan baterei dengan beban adalah dihubungkan paralel langsung ke beban. Jika baterei tersebut telah terisi dengan penuh. Untuk melindungi baterei akibat adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban, maka sebelum baterei dihubungkan langsung harus melewati rangkaian proteksi. Dimana fungsinya sudah cukup jelas, yaitu untuk memproteksi ataupun melindungi baterei akibat adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban.
Jika diinginginkan hasil keluaran listrik dari PLTS ini berupa listrik arus bolak- balik (AC) maka PLTS yang sudah dapat mengeluarkan listrik arus searah (DC) ini harus dihubungkan ke sebuah rangkaian elektronik / modul elektronik yang bernama Inverter DC – AC. Dimana Inverter DC – AC. berfungsi untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak – balik (AC). Setelah arus listrik searah diubah menjadi arus listrik bolak – balik, selanjutnya keluaran
dari inverter ini yang telah berupa arus bolak – balik ini dapat langsung digunakan untuk mencatu peralatan listrik dan elektronika yang membutuhkan arus bolak-balik. Besarnya tegangan dan daya keluaran yang dapat dihubungkan kebeban nantinya harus sesuai dengan kemampuan inverter yang dipakai dan besarnya sistem penyimpanan yang digunakan (besarnya ampere hour (AH) atau amper jam dari baterei).
Gambar 4: Prinsip kerja PLTS
4. Sistem konfigurasi PLTS
Secara umum sistem konfigurasi dari PLTS dapat dibagi menjadi 2 bagian:
a. Sistem PLTS on grid, yaitu PLTS yang terhubung ke jaringan listrik besar seperti jaringan listrik milik PLN, sebagain atau seluruh energi yang dibangkitkan dapat disalurkan ke jaringan listrik PLN
b. Sistem PLTS off grid, yaitu PLTS yang beroperasi sendiri atau tidak terhubung ke jaringan listrik milik PLN, khusus digunakan untuk lingkungan sendiri.
Gambar 5: sistem konfigurasi PLTS
PLTS on grid dalam sistem aplikasinya dapat dibagi atas:
a. Sistem tersebar (distrtibuted) yaitu menyalurkan daya ke konsumen jaringan listrik atau langsung ke sistem jaringan lilstrik besar.
b. Sistem terpusat (centrelised) yaitu menyediakan daya dalam jumlah besar yang tidak terkait dengan pelanggan tertentu.
Inverter
array PV
current DC
current AC
load meter hour - Watt
back -
Sell net metering
Gambar 6: Konfigurasi sistem PLTS on grid (sumber: dokumen Krismadinata)
PLTS
Sistem beroperasi sendiri
Tanpa baterei Dengan baterei
Peralatan kecil aplikasi sederhana Sistem dengan
beban AC Sistem dengan
beban DC
sistem hibrid
PLT Bayu
PLT Cogeneration
Genset
lain-lain
terhubung jaringan
tersebar terpusat
Gambar 7: Konfigurasi sistem PLTS off grid untuk beban DC dan AC
Gambar 8: Konfigurasi sistem PLTS off grid hybriduntuk beban DC dan AC
PLTS off grid dalam sistem aplikasinya dapat dibagi atas:
a. Sistem domestik yaitu menyediakan daya listrik untuk rumah tangga dan desa yang tidak terhubung dengan utilitas jaringan seperrti milik PLN b. Sistem non-domestik yaitu menyediakan daya listrik untuk berbagai
aplikasi bukan rumah tangga sepereti untuk telekomunikasi, pompa air dll.
Gambar 9: Pompa air tenaga surya ( sumber: dokumen Krismadinata)
Selain konfigurasi domestik dan non-domestik, PLTS off grid dapat langsung terhubung ke sumber beban yang menggunakan sistem arus searah (direct current, DC) yakni fotovoltaik yang merupakan sumber arus searah menyuplai daya ke beban DC juga yang juga dikenal dengan sistem DC Coupling. Ketika beban listrik berupa arus bolak-balik (alternating current, AC),suatu inverter diperlukan untuk mengubah sumber DC menjadi AC.Koneksi PLTS ke beban AC ini dikenal juga AC Coupling. PLTS off grid juga dapat dihubungkan ke genset yang dikenal dengan PLTS sistem hibrid.
5. Komponen PLTS dan cara kerjanya
Sistem PLTS berbeda dari sistem pembangkitan listrik lainnya dalam hal peralatannya, sedangkan prinsip-prinsip operasionalnya dan interaksi dengan sistem kelistrikan lainnya, serupa dan dipandu oleh kode dan standar listrik yang sama
Secara garis besar, komponen padad PLTS dapat dibagi menjadi 2 bagian:
a. Panel surya, yang dapat mengubah pancaran cahaya matahari menjadi listrik. Panel surya ini dapat terhubung seri, parallel atau kombinasi keduanya.
b. Aksesoris dan semua komponen pendukung PLTS.
Aksesoris dan komponen PLTS untuk sistem on grid berbeda dengan sistem off grid. Baterei sebagai penyimpan energi tidak digunakan pada PLTS on grid.
Jumlah komponen pendukung lebih sedikit yang diperlukan pada PLTS on grid dibandingkan untuk sistem PLTS off grid. Secara umum komponen pendukung untuk sistem PLTS on grid sbb:
a. Inverter
b. Kabel, alat pengaman seperti breaker, fuse, surge protection device dsb.
c. Penyangga untuk memasang panel surya
Pada sistem PLTS off grid komponen pendukung yang diperlukan adalah:
a. Baterei
b. Charge controller c. Inverter
d. Genset
e. Penyearah atau rectifier f. Trafo
g. Saklar
h. Kabel, alat pengaan seperti fuse, breaker, surge protection device dsb
Sel surya atau sel fotovoltaik adalah alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Dibuat pertama kali pada tahun 1883 oleh Charles Fritts. Sel surya merupakan suatu bahan semikonduktor yang memiliki nomor urut 14 dalam sistem tabel periodik Mendeley. Tabel ini memberikan informasi sifat-sifat dari suatu unsur kimia seperti sifat konduktor atau isolator.
Sel surya terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik.
Gambar 10: bentuk fisik sel surya
Pengertian Modul Surya Berdasarkan SNI 8395:2017 adalah beberapa sel surya yang digabungkan menjadi sebuah perangkat yang berfungsi mengubah energi matahari menjadi energi listrik.
Panel (array) surya merupakan bagian yang paling penting dalam PLTS tersusun atau beberapa modul surya, sedangkan modul surya merupakan kombinasi dari beberapa sel surya seperti yang terlihat pada gambar 11.
Gambar 11: perbedaan sel surya, modul surya dan apenl surya
Karakteristik modul surya dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari yang diterima serta suhu di sekitar modul surya. Pada gambar 12 terlihat bahwa tegangan hubung terbuka (open circuit) dan arus hubung singat (short circuit) modul surya makin bertambah besar dengan bertambah besarnya intensitas cahaya matahari yang diterima oleh modul surya.
Pada gambar 13 terlihat bahwa dengan meningkatnya suhu di sekitar permukaan modul surya, akan menurunkan tegangan hubung terbuka pada karakeristik listrik modul surya.
Gambar 12:Kurva karakteristik I-Vmodul surya pada berbagai irradiasi Sdi 25
0C, for KD135GX-LPU (Kyocera, 2008)
Gambar 13:Kurva karakteristik I-V modul surya pada berbagai suhu pada 1000W/m
2, untuk KD135GX-LPU (Kyocera, 2008)
Konfigurasi susunan hubungan panel surya dengan panel surya lainnya dapat berbagai macam konfigurasi tergantung pada jenis converter daya dan beban yang digunakan oleh PLTS.
1. Konfigurasi terpusat
Pada konsep ini satu unit power converter/inverter digunakan sengai pengubaha DC ke AC, sehingga modul surya dapat terhubng seri dan parallel, seperti yang terlihat pada gambar 14.
Gambar 14: Konnfigurasi terpusat
2. Konsep orintasi modul
Konfigurasi model ini terdapat beberapa inverter yang saling terhubung paralel dan masing-masing inverter terhubung pada kelompok modul surya yang terpisah. Seperti yang terlihat pada gambar 15.
Gambar 15: Konsep orientasi modul 3. Konfigurasi multistring
Pada konfigurasi ini terdapat beberapa power converter (DC-DC converter) yang saling terhubung paralel dengan satu unit inveter.Pada
setiap DC-DC converter terdapat satu string modul surya.hal ini dapat dilihat pada gambar 16.
= ~
=
string
string
string module
DC - DC
inverter string
module
PV
=
= =
= =
converters
Gambar 16: Konfigurasi multi string
4. Konfigurasi integrase modul
Konfigurasi ini setiap modul tergaung pada satu unit inverter. Jadi satu unit inverter diletakan di bawah setiap satu modul surya, seperti terlihat pada gambar 17.
Gambar 17: konfigurasi integrasi modul
5. Konfigurasi master-slave
Beberapa string modul surya terhubung paralel satu sama lain dan terhubung ke DC-link. Dua atau lebih inverter terhubung sejajar dengan jaringan listrik besar. Ketika inverter “master” tidak berfungsi, inverter lain (atau inverter lainnya) mendukung (kembali) sistem (lihat Gambar 18).
Keuntungannya adalah biaya rendah, pemeliharaan yang sangat efektif,
kesesuaian dengan sistem yang lebih besar, dan kemudahan pengendalian dan pemantauan. Keandalan dan kemampuan sistem dapat ditingkatkan dengan mengganti satu inverter dengan beberapa inverter.
= ~
=
~
= ~
=
~
string
string
string module
slave - master
inverter string
PV module
Gambar 18: Konfigurasi master-slave 2. Charge controller
Pengertian Controller berdasarkan SNI 8395:2017 adalah suatu perangkat keras yang berfungsi sebagai alat kontrol pengisian dan pengeluaran arus listrik pada baterai. Controller ini biasanya terintegrasi dengan sebuah kotak terminal baterai.
Solar Charge Controller adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban. Solar charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian – karena batere sudah ‘penuh’) dan kelebihan voltase dari panel surya. Kelebihan voltase dan pengisian akan mengurangi umur baterai. Solar charge controller menerapkan teknologi Pulse width modulation (PWM) untuk mengatur fungsi pengisian baterai dan pembebasan arus dari baterai ke beban. Solar panel 12 Volt umumnya memiliki tegangan output 16 – 21 Volt. Jadi tanpa solar charge controller, baterai akan rusak oleh over-charging dan ketidakstabilan tegangan. Baterai umumnya di-charge pada tegangan 14 – 14.7 Volt.
3.Inverter
Pengertian inverter berdasarkan SNI 8395:2017 adalah suatu peralatan listrik yang
berfungsi untuk mengubah arus searah (DC/a.s.) menjadi arus bolak-balik (AC/a.b.b.). Inverter ini dapat kita jumpai pada berbagai macam jenis paralatan elektronika. Tanpa alat ini arus searah yang dihasilkan oleh modul surya tidak akan dapat digunakan secaralangsung oleh alat-alat elektronika yang umumnya membutuhkan arus bolak-baliksebagai pasokan daya utamanya.
4.Baterai
Pengertian baterai berdasarkan SNI 8395:2017 adalah alat yang terdiri dari satu ataulebih sel dimana energi kimia diubah menjadi energi listrik dan digunakan sebagaipenyimpan energi listrik. Tanpa baterai maka energi surya hanya dapat digunakan padasaat ada sinar matahari saja karena tidak ada alat penyimpan energinya.
Komponen Contoh Gambar Keterangan
Modul Surya Fungsi :
mengubah energi matahari menjadi energi listrik.
Jenis – jenis modul surya, antara lain:
- Monocrystaline silicon
- Polycrsytaline silicon - Thin film
Solar Charge Controller (SCC)
Fungsi:
mengatur listrik arus searah (DC) yang diisi ke baterai dan yang dikeluarkan dari baterai
Inverter Baterai / Bidirectional Inverter
Fungsi:
Sebagai rectifier dengan melakukan charging baterai (AC ke DC) dan sebagai inverter untuk baterai (DC ke AC)
Inverter / inverter On- grid /
inverter Grid- tied
Fungsi:
Mengubah listrik arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) Inverter /
On-grid inverter / Inverter Grid-tied terhubung melalui busbar ke sisi beban AC
Penyangga Modul Surya
Fungsi:
Menyangga/menopang modul surya sesuai dengan posisi dan kemiringan yang telah ditentukan.
Bahan terbuat dari besiyang galvanized untuk melindungi struktur dari karat.
Baterai Fungsi:
Menyimpan energi listrik di dalam satu atau lebih sel dimana energi kimia dapat diubah menjadi energi listrik
Jenis-jenis baterai antara lain:
-Lithium-ion -VRLA Gel - Zinc Air
Combiner
Box Fungsi:
Panel listrik arus searah (DC) yang menggabungkan keluaran
dari beberapa string modul surya menjadi satu. Berfungsi juga sebagai panel isolasi dan proteksi terhadap
arus/tegangan lebih dan petir.
Sistem
Monitoring Fungsi:
Mencatat, merekam, menampilkan dan memonitor data-data parameter serta informasi sistem PLTS.
Sistem monitoring dapat diakses dari jarak
jauh melalui jaringan data yang ada. Alat ini lebih sering dikenal sebagai Remote Monitoring System (RMS)
Panel Distribusi AC
Fungsi:
Panel distribusi tegangan rendah 3 Phasa arus bolak-balik (AC) yang berfungsi menyalurkan daya dari pembangkit
ke beban.
Panel ini umumnya terdiri dari beberapa output feeder
Kabel Fungsi:
Menghubungkan kelistrikan
komponenkomponen PLTS
Sistem grounding (pentanahan) danPenangkal Petir
Sistem pentanahan peralatan
Fungsi:
Sistem pentanahan peralatan dibuat dengan menggunakan batang (rod) tembaga yang berfungsi melindungi baterai, inverter, controller, dan perangkat aktif lainnya dari induksi petir.
Penangkal petir Fungsi:
melindungi peralatan array modul surya dan rumah pembangkit dari sambaran langsung petir.
Tiang Distribusi Tegangan Rendah dan Lampu Penerangan Jalan Umum (PJU)
Tiang distribusi Tegangan Rendah (TR) Fungsi:
Penopang kabel distribusi tenaga listrik Tegangan Rendah (TR) Lampu Penerangan Jalan Umum (PJU) Fungsi:
lampu yang digunakan untuk penerangan jalan dimalam hari.
Tiang distribusi Tegangan Rendah (TR) umumnya terbuat dari Pipa Besi dan tiap tiang
dipasang lampu Penerangan Jalan Umum (PJU) jenis super hemat energi (lampu LED)
Energy
Limiter Fungsi:
Alat yang digunakan untuk membatasi pemakaian listrik konsumen. Alat ini sangat penting digunakan untuk menjaga keandalan sistem pembangkit agar beroperasi sesuai dengan desain yang direncanakan (tidak kelebihan beban)
6. Aplikasi PLTS bidang penerangan, telekomunikasi dan pertanian
Penggunaan PLTS bisa dikatakan dapat digunakan hampir untuk semua kebutuhan yang berkaitan listrik seperti untuk penerangan, telekomunikasi dan pertanian. Sistem PLTS yang modular dengan dimensi yang dapat disesuaikan, menyebabkan PLTS mudah dibawa ke lokasi tepencil sekalipun, serta kapasitas daya terpasang yang dapat ditingkatkan kapanpun tergantung keperluan.
PLTS untuk penerangan
Berdasarkan keunggulan di atas, PLTS dapat diterapkan pada lokasi-lokasi yang jauh dari jangkau listrik PLN seperti untuk penerangan jalan raya di lereng-lereng bukit (gambar 19).
Gambar 19: PLTS untuk penerangan
PLTS Untuk telekomunikasi
Telekomunikasi telah menjadi salah satu kebutuhan masyarakat modern, sehingga mendorong penyedia layanan telekomunikasi berlomba memberikan layanan maksimal kepada pelanggannya. Salah satu caranya adalah dengan memperluas jangkauan layanan melalui memperbanyak BTS (Base Transceiver Station).
Dengan morofologi wilayah Indonesia yang memiliki banyak pulau, gunung dan lembah, menyebabkan pekerjaan memasang BTS tidak mudah, terutama menemukan koneksi sumber listrik. Oleh karena itu penggunaan PLTS menjadi salah satu pilihan untuk menghasilkan energi mandiri.
Gambar 20: PLTS untuk telekomunikasi
PLTS untuk pertanian
Pada beberapa kawasan pertanian, sumber air yang digunakan masih mengandalkan air hujan. Akibat perubahan iklim global dan cuaca yang tidak menentu membuat banyak lahan-lahan pertanian menjadi tak dialiri air. Salah satu solusi untuk mengatasinya adalah dengan mengambil air tanah. Pompa air tenaga surya dapat dimanfaatkan untuk menyedot air tanah, selain itu pompa air tenaga surya juga bisa diaplikasikan untuk menaikan air yang berada dibagian bawah dari lahan pertanian agar tanaman dapat dialiri oleh air.
Pompa Tenaga Surya, tidak memerlukan biaya dalam pengoprasiannya. Biaya- biaya seperti biaya solar (Bahan Bakar), Olie, dan perawatan lainnya tidak perlu lagi dikeluarkan oleh para petani. Sehingga dari segi operasional tentu saja
sangat ringan dan tidak memberatkan. Contoh aplikasi PLTS untuk pertanian dapat dilihat pad gambar 21.
Gambar 21: Pompa air tenaga surya di tengah sawah
Rangkuman
Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya. Fotovoltaik mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor.Prinsip kerja dari panel surya adalah jika cahaya matahari mengenai panel surya, maka elektron – elektron yang ada pada sel surya akan bergerak dari N ke P, sehingga pada terminal keluaran dari panel surya akan menghasilkan energi listrik. Besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya berbeda – beda tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan didalam panel surya tersebut. Keluaran dari panel surya ini adalah berupa listrik arus searah (DC) yang besar tegangan keluarnya tergantung dengan jumlah sel surya yang dipasang didalam panel surya dan banyaknya sinar matahari yang menyinari panel surya tersebut.
Keluaran dari panel surya ini sudah dapat digunakan langsung ke beban yang memerlukan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Agar energi listrik yang dihasilkan juga dapat digunakan pada kondisi – kondisi seperti pada malam hari (kondisi saat panel surya tidak disinari cahaya matahari), maka
keluaran dari panel surya ini harus di hubungkan ke sebuah media penyimpanan (storage) seperti baterei.
Tugas Akhir
1. Jelaskan prinsip kerja PLTS foltavoltaik 2. Sebutkan jenis-jenis konfigurasi modul surya
3. Sebutkan komponen-komponen yang digunakan untuk PLTs off grid dan fungsinya
Daftar Pustaka
Goetzberger, A., & Hoffmann, V. U. (2005). Photovoltaic solar energy generation (Vol.
112). Springer Science & Business Media.
SNI 8395:2017, Panduan studi kelayakan pembangunan Pembangkit Listrik TenagaSurya (PLTS) fotovoltaik
Shaari, S., Omar, A. M., Haris, A. H., and Sulaiman, S. I. (2010). Solar Photovoltaic Power: Fundamentals. Kuala Lumpur: Ministry of Energy, Green Technology and Water, malaysia.
Tan, Y. T. (2004). Impact on The Power System with a Large Penetration of Photovoltaic Generation. PhD Thesis, Umist, Manchester.
Kyocera. (2008). High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KD135GX-LPU In Kyocera (Ed.). Northern Arizona.
Biswas, H., & Hossain, F. (2013). Solar Pump: a possible solution of irrigation and electric power crisis of Bangladesh. International Journal of Computer Applications, 62(16).
