No Kode: DAR2/PROFESIONAL/001/2/2018
BIDANG KAJIAN 3
TEKNIK ENERGI SURYA
MODUL 3
PENGOPERASIAN SISTEM PLTS
Jenis SHS(
Solar Home Sistem
)
Tim Penyusun: Elih Mulyana, Dr. M.Si Maman Somantri., Dr., MT
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI KEMENTERIANPENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
JAKARTA, 2018
2
KATA PENGANTAR
Peran dan fungsi Kemenristek secara terus menerus selalu meningikatkan dan mengembangkan pendidikan kejuruan secara terpadu dan terkait dengan dunia industri/ dunia kerja.
Program Pendidikan Guru dalam Jabatan dengan model hybrid learning merupakan bagian pengembangan pendidikan yang mengacu pada kebutuhan yang terjadi di dalam masyarakat guna kepentingan pengembangan pendidikan kejuruan, khususnya dalam upaya meningkatkan pendidikan dan pelatihan kejuruan.
Agar pengembangan tersebut dapat diimplementasikan dalam bentuk pendidikan dan pelatihan (Diklat) serta dapat mencapai sasaran sesuai dengan tujuan yang telah ditentukan, maka harus didukung dengan strategi dan metode pelaksanaan yang efektif dan efisien, Salah satu strategi tersebut adalah
penyampaian materi diklat yang dsajikan dan disusun dalam bentuk Modul Pembelajaran yang menitikberatkan pada keaktifan peserta.
Modul ini merupakan alat bantu diklat yang digunakan dalam proses belajar mengajar dan merupakan buku pegangan bagi dosen atau widiyaiswara maupun peserta diklat yang disusun secara sistematis mencakup capaian pembelajaran, uraian materi, latihan dan evaluasi. Modul pembalajaran ini diadopsi dari modul Pembangkit Listrik Tenaga Surya, yang ditulis oleh Murtoyo tahun 2009, yang diperuntukan diklat pendidikan guru kemediknas, kemudian modul tersebut dikompilasi, direvisi dan disusun sedemikian rupa disesuaikan dengan kebutuhan hybrid learning, dalam penyusunannya masih terdapat kekurangan, baik dalam isi materi maupun teknik penulisan, untuk itu saran konstruktif dari para pengguna sangat diharapkan.
Demikianlah semoga dengan tersedianya modul pembelajaran ini dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas diklat di lembaga ini dan SMK.
Jakarta, 29 April 2018 Tim Energi Terbarukan,
Elih Mulyana
3
PENDAHLUAN
A.Relevansi :
Modul PLTS ini digunakan untuk hybrid learning bagi guru SMK, yang dibagi dalam empat kegiatan belajar pertama didalamnya berisi perencanaan sistem, komponen sistem, pemasangan, dan pengoperasian. Kerangka modul kegiatan belajar dilengkapi capaian pembelajaran, pendahuluan, materi utama, penutup (didalamnya berisi rangkuman, tes, tugas, kunci jawaban, dan referensi).
B. Rasional :
Pembelajaran materi PLTS memerlukan waktu 600 menit dan harus dituntaskan dalam 12 kali pertemuan dengan masing - masing kegiatan belajar 2 x 50 menit.
Modul pemebelajaran PLTS terdiri dari teori, praktik, studi lapangan, laporan dan evaluasi. Materi tersebut harus dituntaskan dalam waktu 600 menit, peserta diklat wajib mengikuti program kegiatan pada modul tersebut, Teori dilakukan di kelas, praktik dilaksanakan di lab atau di lapangan. Akhir dari pembelajaran dan praktik peserta akan dievaluasi baik tes formatif maupun tes sumatif dengan alat tes pada level maksimum 7. Untuk praktik lapangan peserta wajib membuat laporan dan melakukan presentasi hasil laporannya.
C. Petunjuk Pembelajaran :
Capaian pembelajaran yang diharapkan pada mata diklat keahlian PLTS dikelompokan dalam empat kelompok capaian yaitu mampu : merancang PLTS, memasang PLTS, mengoperasikan PLTS, memelihara PLTS.
Pada bagian modul ini capaian pembelajaran yang menjadi target yaitu peserta diklat
4
Daftar Isi
KATA PENGANTAR ... 2
PENDAHLUAN ... 3
Modul 3... 5
Pengoperasian PLTS jenis SHS (Solar Home System) ... 5
3.1. Capaian Pembelajaran ... 5
3.2. Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ... 5
3.3. Pokok-Pokok Materi... 5
3.4. Uraian Materi ... 5
3.4.1 Mengoperasikan Individual PLTS ... 5
3.4.1.1 Individual Solar Home System (SHS) ... 5
3.4.1.2. Langkah Kerja... 7 3.4.2. Mengoperasikan PLTS terpusat ... 9 3.4.2.1 SHS atau PLTS terpusat ... 9 3.4.2.2. Langkah kerja ... 11
3.5. Rangkuman ... 16
3.6. Tugas... 16
Glossarium ... 20
Tes Akhir Kegiatan Belajar III ... 21
5
Modul 3
Pengoperasian PLTS jenis SHS (
Solar Home System)
3.1. Capaian Pembelajaran
Mampu mengopersikan PLTS jenis SHS (Solar Home System)
3.2. Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan
Mampu mengoperasikan Individual PLTS jenis SHS (Solar Home System)
Mampu mengoperasikan PLTS terpusat jenis SHS (Solar Home System)
3.3. Pokok-Pokok Materi
Pada kegiatan belajar 3 mencakup materi mengoperasikan Individual (SHS) PLTS; mengoperasikan PLTS terpusat
3.4. Uraian Materi
3.4.1 Mengoperasikan Individual PLTS 3.4.1.1 Individual Solar Home System (SHS)
Sistem Penerangan Individual yang umum disebut Solar Home System. Sistem ini umumnya mempunyai tegangan kerja 12 Volt DC, dengan kapasitas modul surya berkisar antara 50 Wp sampai dengan 300 Wp. Yang paling banyak terdapat di pasar adalah sistem dengan kapasitas modul surya 50 Wp.
Sistem SHS ini umumnya dipasang dan dikhususkan untuk memenuhi kebutuhan listrik minimum pada rumah-rumah di daerah terpencil dengan pola penyebaran rumah yang terpencar.
SHS selain terdiri dari modul surya juga terdiri dari komponen-komponen lain seperti batere dengan kapasitas 70Ah, sistem pengontrol kondisi batere (BCR), Lampu DC 12 volt, dan stop kontak. SHS pada umumnya dapat dilihat pada gambar berikut ini:
6
Gambar 1: Sistem penerangan individual atau Solar Home System (SHS)
SHS pada beberapa kasus ada yang tidak menggunaka baterai, dalam arti tidak adanya proses penyimpanan energi. SHS rata-rata di Indonesia menggunakan baterai untuk penggunaan listrik di malam hari, karena skenario dasarnya adalah untuk sistem penerangan di malam hari.
SHS di perkotaan yang membutuhkan sistem yang lebih besar dan konversi listrik DC ke AC karena pemakaian peralatan rumah tangga di kota lebih dari sekedar kebutuhan penerangan. Sistem seperti ini membutuhkan DC/AC converter atau sering disebut inverter.
7
1. Baterai
Idealnya, baterai yang digunakan untuk SHS adalah baterai yang memang dirancang untuk aplikasi fotovoltaik. Namun di Negara-negara berkembang seperti Indonesia, umumnya digunakan baterai lead-acid yang biasa digunakan untuk mobil. Dalam penggunaannya, awet dan tidaknya baterai bergantung dari tipe, ukuran yang sesuai dengan kebutuhan, lingkungan sekitarnya (suhu dan kelembapan), BCU dan perawatan baterai.
Baterai secara operasional merupakan komponen yang paling mahal dalam sistem SHS. Sehingga dibutuhkan komponen power regulation untuk mengatur optimasi masa pakai baterai. SHS di Indonesia termasuk sistem yang diperuntukkan bagi penduduk terpencil dengan rata-rata ekonomi rendah, sehingga dibutuhkan kontrol baterai yang baik agar tidak cepat rusak.
2. BCU
Biasanya komponen BCU hanya memakan 5% dari keseluruhan investasi SHS, namun demikian tetap dibutuhkan BCU dengan kualitas yang baik demi kesinambungan operasi baterai dan BCU itu sendiri.
Fungsi pertama BCU adalah memutus hubungan modul surya saat baterai penuh agar tidak over-charged. Fungsi keduanya adalah memutus hubungan beban saat SOC baterai pada level tertentu untuk menghindari over-discharged.
Rata-rata pengaturan BCU yang ada di Indonesia adalah dengan pengaturan tegangan baterai. BCU kemudian menghubungkan modul surya kembali saat tegangan baterai
drop mencapai level tegangan minimum, dan dapat menghubungkan beban kembali saat tegangan baterai telah naik ke batas yang diperbolehkan untuk discharge.
3.4.1.2. Langkah Kerja
Percobaan kali ini adalah pengoperasian SHS yang sudah terpasang. Hal-hal yang perlu dilakukan dalam percobaan adalah mencatat setiap komponen yang terlibat dalam satu sistem, serta mempelajari setiap fungsi komponen tersebut.
Kemudian juga perlu dilakukan pengukuran kinerja sistem. Pengukuran ini menjadi dasar untuk menaksir kinerja komponen sistem (misalnya berapa rugi-rugi daya pada koneksi kabel PV ke baterai, serta berapa besar daya yang digunakan oleh tiap beban).
Akan sangat menarik jika percobaan dilakukan saat matahari bersinar secara optimal, namun demikian pengukuran dapat juga dilakukan saat kondisi berawan ataupun mendung.
8
1. Setelah sistem terpasang, pelajari dengan seksama tiap komponen sistem dan sistem secara keseluruhan.
2. Pelajari juga spesifikasi tiap komponen sistem, baik yang tertera pada label komponen maupun pada literatur.
3. Gambar sketsa diagram listrik yang menunjukkan hubungan tiap komponen sistem.
4. Ukur tegangan rangkaian terbuka (VOC) dan arus hubung singkat (ISC) modul
surya.
Ingat: modul tidak terhubung dengan baterai dan beban.
5. Ukur tegangan dan arus input yang berasal dari modul surya.
Apakah besar input tersebut sesuai dengan yang diharapkan sesuai perhitungan teori (berdasarkan pengetahuan anda mengenai modul surya dan besar radiasi matahari)?
6. Nyalakan beban lampu satu persatu.
7. Catat arus dan hitung daya yang dikonsumsi oleh masing-masing beban.
Apakah daya yang dikonsumsi sesuai dengan spesifikasi tiap beban?
8. Ukur tegangan jatuh (voltage drop) antara modul surya dan baterai menggunakan multimeter. Jangan lupa untuk mencatat arus dari modul surya ke baterai pada saat mengukur tegangan jatuh ini, menggunakan ammeter secara terpisah dengan voltmeter untuk mengukur tegangan jatuh.
9. Pengukuran tegangan modul surya dapat dilakukan dengan membuka penutup
junction box pada bagian belakang modul surya.
10.Ukur panjang dan ukuran kabel dari modul surya ke baterai. Hal ini dilakukan untuk menghitung rugi-rugi yang berasal dari pengkabelan.
11.Gunakan data pada langkah (9) untuk mengukur tegangan jatuh dan rugi-rugi daya sistem.
9
3.4.2. Mengoperasikan PLTS terpusat 3.4.2.1 SHS atau PLTS terpusat
PLTS terpusat diaplikasikan untuk memasok listrik di daerah terpencil dengan pola penyebaran rumah yang terkumpul atau jumalh rumah yang setiap km2-nya cukup banyak.
Sistem terpusat ini umumnya mempunyai keluaran sistem tegangan 220VAC, karena itu diperlukan inverter untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik
Blok diagram sistem PLTS terpusat dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 2 : Blok diagram sistem PLTS terpusat
1. Panel surya
Modul fotovoltaik sebagai komponen utama dari PLTS terpusat, pada umumnya menggunakan tipe monokristal dan/atau polikristal berbasis silikon.
Untuk keperluan pemasangan, modul fotovoltaik dilengkapi dengan box koneksi (junction box) termasuk blocking-diode, bingkai modul, dan kerangka penyangga modul.
2. Pengendali Baterai (BCU)
Fungsi pengendali baterai (battery control unit - BCU) adalah untuk melindungi baterai dari pengisian berlebihan (over charged) dan pengosongan habis-habisan (over discharged), karena hal tersebut dapat mempercepat kerusakan baterai. Baterai dikatakan rusak apabila baterai tidak dapat lagi menyimpan listrik dalam batas waktu yang diharapkan.
Pada dasarnya terdapat dua tipe pengendali BCU yang tersedia, yaitu : tipe seri dan paralel. Pada tipe seri, apabila kapasitas baterai telah maximum atau penuh maka hubungan modul fotovoltaik ke baterai akan diputus dengan cara
BCU
PV Array Inverter
=
Baterai
10
mengaktifkan suatu relay (baik secara mekanik maupun elektronik). Sedangkan pada BCU tipe paralel, keluaran modul fotovoltaik akan dihubung-singkatkan apabila baterai telah penuh.
Kelengkapan BCU antara lain terminal-terminal untuk modul fotovoltaik, baterai dan beban. Selain itu, BCU pada umumnya dilengkapi dengan berbagai indikator, seperti : lampu indikator LED, atau berupa layar (dan panel) yang dapat mengindikasikan bahwa baterai dalam keadaan normal, pengisian atau kosong.
Apabila indikator baterai kosong menyala (tegangan baterai turun sampai tegangan lepas - disconnect voltage), maka semua hubungan ke beban akan diputus dan akan tersambung kembali apabila baterai telah penuh atau normal kembali (pada tegangan baterai mencapai tegangan terhubung – reconnect voltage).
3. Baterai
Fungsi baterai adalah didalam PLTS pada umumnya untuk keperluan menyimpan listrik yang dibangkitkan oleh modul fotovoltaik pada siang hari dan digunakan untuk memasok listrik ke beban pada malam hari.
Dewasa ini terdapat banyak jenis baterai yang pada dasarnya disesuaikan untuk keperluan tertentu. Jenis baterai yang sudah terbukti handal untuk keperluan PLTS adalah baterai stasioner dari jenis lead acid.
Pada percobaan ini digunakan baterai lead-acid tipe baterai starter yang sering digunakan pada kendaraan mobil.
Baterai stasioner pada umumnya dirancang untuk pemakaian arus relatif kecil tetapi dalam jangka yang waktu yang lama. Karenanya permukaan sel aktif yang luas tidak diperlukan sehingga jumlah rugi-rugi baterai (self discharge) dapat ditekan dan baterai dapat bekerja lebih efisien.
Disamping itu konstruksi baterai stasioner pada umumnya dirancang sedemikian rupa sehingga erosi material aktif pada saat gasing dapat ditekan minimum dan ruang pengendapan untuk sel-sel yang telah dibuat cukup (menghindari kemungkinan hubung singkat internal) sehingga baterai dapat berumur lebih lama.
Umur baterai ditentukan oleh mekanisme degradasi (berkurangnya sel-sel aktif), korosi, dan kejadian hubung singkat. Penyebab proses penuaan baterai yang terutama karena :
- baterai sering mengalami kekosongan (over discharged) - pengisian yang berlebihan (over charged)
- pemeliharaan yang tidak memadai
Dua alasan pertama dapat dihindarkan dengan cara penghitungan kapasitas baterai (battery sizing) yang optimal dan dilengkapi dengan BCU yang tepat.
11
4. Inverter
Inverter mengubah listrik DC dari panel surya menjadi listrik AC, yang sesuai dengan kebutuhan beban. Tegangan keluaran biasanya 230VAC, 50Hz.
Tegangan input DC inverter menunjukkan jumlah modul yang harus disambungkan secara seri, sedangan tegangan output AC menjelaskan tegangan AC beban yang digunakan.
Jenis gelombang AC yang dihasilkan sebaiknya Pure Sine Wave atau gelombang AC murni. Gelombang AC murni sesuai dengan kebutuhan rata-rata peralatan rumah tangga, karena tidak menimbulkan gangguan listrik berupa noise.
Gambar 3 : Bentuk gelombang Pure Sine Wave
3.4.2.2. Langkah kerja
Untuk menghindarkan hal-hal yang tidak diinginkan (yang mungkin bisa berakibat fatal) maka sebelum mengoperasikan sistem terlebih dahulu perlu dilakukan pengecekan akhir bahwa segala sesuatunya telah sesuatu dengan perencanaannya.
Hal ini dilakukan dengan memperhatikan urutan langkah-langkah yang disampaikan di bawah ini. Jangan lupa mengisi tanggal pengisian (dan nama pelaksana pada pengecekan lapangan).
12
1. Pengecekan spesifikasi modul surya
Catat data-data berikut:
Merk & tipe modul surya :
Jenis sel : Monokristal/
Polikristal/ Amorphous Daya puncak tiap modul surya : Wp
Jumlah modul surya : Buah
Jumlah modul dalam hubungan seri (per satu paralel) : Buah Jumlah hubungan paralel (string atau array) : Buah Dimensi tiap modul surya : cm x cm
2. Pengecekan spesifikasi inverter
Catat data-data berikut:
Merk & tipe :
Daya & fasa : VA, Tegangan masukan : Volt Tegangan keluaran : Volt
Frekuensi : Hz
Efisiensi : %
Cos :
3. Pengecekan spesifikasi baterai
(Saran: Gunakan sarung tangan dan pelindung mata)
Catat data-data berikut:
Merk& tipe :
Kapasitas dan tegangan tiap baterai : Ah, Volt Jumlah baterai keseluruhan : Buah Jumlah baterai dalam hubungan seri : Buah Jumlah hubungan paralel (jumlah string) : Buah Dimensi tiap baterai : mm x mm x mm
Gambar blok diagram yang menjelaskan skema instalasi sistem
4. Pengecekan awal
(Saran: Gunakan topi keselamatan dan pelindung mata)
Periksa pentanahan semua bagian metal (seperti: bingkai modul surya, penyangga modul, rak batere, dan box terminal).
13
Pastikan bahwa semua label, tanda bahaya dan peringatan keselamatan telah sesuai dengan perencanaan.
Periksa bila semua bagian pemutus arus (seperti:sekring, saklar, dan MCB) baik bagian DC maupun AC dalam posisi terbuka, dan berikan aba-aba pada setiap bagian yang mungkin ditutup oleh pihak lain bahwa “Sistem dalam Pengecekan”
5. Pengecekan array modul surya
(Saran: Gunakan topi keselamatan, sarung tangan dan pelindung mata)
Pastikan bahwa semua sekring dan MCB pada combiner box dalam keadaan terbuka dan tidak ada tegangan yang muncul pada keluaran
combiner box.
Periksa secara visual bahwa semua kabel telah terpasang sempurna dengan cara menarik setiap kabel secukupnya pada titik sambungan atau terminalnya.
PERHATIAN: KONTAK YANG KURANG SEMPURNA AKAN MENCIPTAKAN HAMBATAN ARUS YANG TINGGI DAN DAPAT MENIMBULKAN LONCATAN BUNGA API:
Periksa bahwa semua kabel telah terikat sempurna pada rangka penyangganya dan tersusun rapi.
Periksa sekali lagi permukaan modul dari ketidaksempurnaan, seperti: kaca retak atau kelainan sel.
Periksa kerapian pemasangan kabel dan disangga secara sempurna.
Setiap kabel terpasang label dan terlihat jelas.
Periksa urutan pemasangan kabel dan array modul surya ke combiner box
apakah sudah sesuai dengan perencanaan.
6. Pengecekan string
(Saran: Gunakan topi keselamatan, sarung tangan dan pelindung mata)
Pertama-tama lakukan pengukuran data-data sebagai berikut dengan catatan:
- Pengukurun dilakukan di terminal combiner box
- Sekring/fuse dalam keadaan terbuka (off)
- Catat kondisi cuaca (cerah/terang berawan/mendung/hujan)
14
No Array VOC (Volt) ISC (Ampere) IO (W/m2)
1 2
Keterangan: IO adalah penyinaran matahari (irradiation) pada permukaaan
horizontal (W/m2)
Kemudian memeriksa PV array gabungan, dengan mengukur dan mencatat data-data berikut dengan catatan:
- Pengukuran dilakukan pada terminal combiner box
- Sekring dalam keadaan terpasang
- Posisi MCB OFF
VOC (Volt) ISC (Ampere)*
* Keterangan: hanya apabila memungkinkan dilakukan pengukuran, perhatikan tegangan tinggi saat tegangan terbuka (open-circuit) dan arus besar pada hubung singkat (short-circuit)
Pelajari apakah data tegangan terbuka (VOC) dari setiap string telah konsisten
dan sesuai dengan spesifikasi fabrikan (catat apabila ditengarai ada kelainan).
Pastikan bahwa polaritas dari kutub string telah terpasang benar.
PERHATIAN: JIKA POLARITAS PADA SALAH SATU STRING TERBALIK, HAL INI DAPAT MENIMBULKAN KEBAKARAN DI COMBINER BOX MODUL PV ATAU KERUSAKAN KOMPONEN LAIN.
Pastikan bahwa kutub-kutub positif dan negatif dari string telah ditandai secara jelas (dengan label atau tanda kabel).
Ulangi pengecekan/pemeriksaan untuk setiap string.
7. Pengecekan string
(Saran: Gunakan topi keselamatan, sarung tangan dan pelindung mata)
Ukur dan catat data-data berikut, dengan catatan:
- Pengukuran dilakukan melalui terminal input inverter
- Posisi MCB pada combiner box ON
- Posisi inverter OFF
Inverter VOC (Volt) ISC (Ampere)*
Terminal input
* Keterangan: hanya apabila memungkinkan dilakukan pengukuran, perhatikan tegangan tinggi saat tegangan terbuka (open-circuit) dan arus besar pada hubung singkat (short-circuit)!
15
8. Start-up test
(Saran: Gunakan topi keselamatan, sarung tangan dan pelindung mata)
Pastikan seluruh MCB pada BCU (yaitu bank-A, bank-B dan load) dalam keadaan terbuka (off).
Pelajari apakah data tegangan masukan dari setiap MCB (yang dicatat pada saat komisioning) dan terminal baterai telah konsisten dengan tegangan
combiner box dan baterai. Pada saat ini tegangan beban = 0 Volt.
Pasang seluruh sekring, tutup rumah sekring dan tutup MCB pada combiner box.
Aktifkan BCU dengan menekan tombol ON.
Hidupkan MCB beban, periksa melalui display dan keypad pada BCU (jika ada) apakah arus dan tegangan beban menunjukkan angka yang sesuai.
Terakhir, hidupkan MCB bank A-B secara berurutan dan periksa melalui display dan keypad (jika ada) pada BCU, apakah arus hubung singkat (ISC) dan
tegangan terbuka (VOC) menunjukkan konsistensi angka.
Pada saat ini PLTS siap dioperasikan sebagai catudaya sistem terpusat.
9. Start-up test inverter
(Saran: Gunakan topi keselamatan dan pelindung mata)
Pastikan inverter dan MCB ke beban dalam keadaan OFF sebelum pelaksanaan tes.
Pelajari apakah data tegangan masukan (DC) inverter (yang dicatat pada saat komisioning) telah konsisten dengan tegangan BCU atau batere, tergantung pada sistem catudaya inverter. Pada saat ini tegangan beban = 0 volt.
Pastikan tegangan masukan (DC) tersebut pada check-list no. 29 sesuai dengan spesifikasi inverter.
Pelajari apakah data tegangan keluaran (AC) inverter telah sesuai dengan spesifikasi fabrikan.
Aktifkan inverter dengan menekan tombol ON pada inverter, tunggu sementara waktu sampai lampu indikator warna hijau dari inverter menyala.
Hidupkan MCB ke beban dan periksa apakah inverter dan beban telah berfungsi sebagaimana mestinya.
16
3.5. Rangkuman
Keandalan dan kesinambungan pelayanan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) sangat tergantung pada penggunaan komponen-komponen pendukungnya, serta kinerja sistem secara integral.
Dengan mempelajari dan mendalami keseluruhan isi modul ini peserta diharapkan dapat memahami secara benar langkah-langkah penting dalam mengoperasikan PLTS. Pemahaman mengenai kinerja sistem secara nyata, akan sangat penting bagi menunjang kegiatan pemeliharaan dan penginspeksian sistem.
3.6. Tugas Tugas 1:
Lakukan Tugas dengan langkah –langkah sbb:
Gambar 4: Skema rangkaian percobaan sistem pompa tenaga surya
Tahap pertama adalah mempelajari spesifikasi masing-masing komponen yang dibagi menjadi 4 bagian: panel surya, inverter, motor listrik, dan pompa air.
17
1) Untuk modul surya, catat data-data berikut:
Jenis panel : Monokristal/
polikristal/ amorfous Daya puncak tiap modul surya : Wp Jumlah modul keseluruhan : Buah Jumlah modul dalam hubungan seri : Seri
2) Untuk inverter, catat data-data berikut:
Tipe inverter :
Daya dan fasa : VA, Tegangan masukan : Volt Tegangan keluaran : Volt
Frekuensi : Hz
3) Untuk motor listrik pada pompa air, catat data-data berikut:
Tipe motor :
Daya dan fasa : VA, Tegangan kerja : Volt
Frekuensi : Hz
4) Untuk kemampuan pompa, catat data-data berikut:
Tipe pompa :
Tinggi pemompaan : Meter
Kapasitas pemompaan (debit) : m3/jam
Tahap kedua adalah pengukuran masing-masing komponen sebelum dihubungkan ke sistem.
Gambar 5 : Skema rangkaian listrik sistem pompa air tenaga surya
Motor & pompa air
PV Array Combiner
18
5) Memeriksa PV array atau hubungan seri modul surya sebelum dihubungkan ke
combiner box, ukur dan catat data-data sebagai berikut:
Ingat: posisi CB pada combiner box dalam keadaan OFF!
Array VOC (Volt) ISC (Ampere)
1 2
6) Pemeriksaan panel surya diukur dari combiner box:
VOC : Volt
ISC : Ampere
7) Pemeriksaan inverter, ukur dan catat data-data sebagai berikut:
Ingat:
- Pengukuran dilakukan pada terminal input inverter
- Inverter dalam keadaan OFF
- Posisi CB pada combiner box dalam keadaan OFF
Inverter VOC (Volt) ISC (Ampere)
Terminal input
Tahap ketiga adalah tahap pemeriksaan sistem. Tipe sistem pada percobaan ini adalah direct-coupling, yaitu tidak menggunakan baterai. Sebagai syarat keberhasilan percobaan, sebaiknya percobaan dilakukan pada saat matahari bersinar secara optimal.
8) Ukur dan catat data-data sebagai berikut:
Ingat:
- pengukuran ini dilakukan pada saat sistem beroperasi - posisi CB pada combiner box dalam keadaan ON - posisi inverter dalam keadaan ON
Tegangan pada combiner box : Volt Tegangan input inverter : Volt Tegangan output inverter : Volt
19
Tugas 2 :
1. Bagaimana korelasi panjang dan ukuran kabel terhadap rugi-rugi listrik?
2. Mengapa diperlukan pengukuran voltage drop antara panel surya dengan baterai? Bagaimana pengukurannya?
3. Pilih kabel yang sesuai untuk sistem DC: a. Pejal
b. Serabut
berikan alasannya secara teori!
4. Baterai 70Ah dibebani beban konstan sebesar 2A selama 6 jam. Saat awal dibebani tegangan baterai sebesar 12.6V. Berapakah SOC baterai setelah beban dimatikan?
Tugas 3 :
1. Apa yang anda ketahui tentang inverter bi-directional? Kapan dan mengapa inverter ini dibutuhkan?
2. Mengapa dalam pengukuran yang anda lakukan, tegangan dari panel surya tidak stabil?
3. Pada PLTS, bagaimana anda mengetahui sistem tegangan DC hanya dengan melihat rangkaian baterai?
20
Glossarium
AC : Alternating current atau arus bolak-balik
Accu Zuur : Larutan asam atau larutan elektrolit yang ada di dalam batere Ah : Ampere-hour, satuan kapasitas baterai
Ampere : satuan arus listrik
Battery-coupling : Tipe sistem tenaga surya yang menggunakan baterai sebagai penyimpan energi
BCU : Battery Control Unit, adalah perangkat pengontrol proses
charge dan discharge baterai
Debit air : Volume air (m3) yang mengalir per satuan waktu
Direct-coupling : Tipe sistem tenaga surya yang langsung menyuplai beban tanpa menggunaka baterai
Inverter : Merupakan konverter yang mengubah input DC menjadi output AC
IO : Intensitas penyinaran matahari atau irradiation pada
permukaan horizontal (W/m2) ISC : Arus hubung singkat (short-circuit)
Lead-Acid battery : Jenis baterai yang terdiri dari kombinasi timbal dan asam
LED : Light Emitting Diode, biasanya digunakan sebagai lampu
indicator pada perangkat seperti BCU dan inverter
MCB : Miniature Circuit Breaker, saklar pemutus otomatis pada
sistem untuk proteksi rangkaian sistem Over charge : Proses pengisian baterai yang berlebih Over discharge : Proses pengosongan baterai yang berlebih PV Array : Rangkaian seri/parallel beberapa modul surya PV Junction Box : Kotak di bagian belakang modul surya
PV Combiner Box : Kotak yang menggabungkan koneksi seluruh PV Array Phidrolik : Tekanan hidrolik yang disebabkan dinamika air yang
mengalir
SHS : Solar Home System, adalah sistem suplai listrik menggunakan
energi surya yang dikhususkan bagi kebutuhan minimum rumah penduduk di daerah terpencil
VOC : Tegangan rangkaian terbuka (open-circuit)
Volt : Satuan tegangan listrik
Voltage drop : Tegangan jatuh, adalah penurunan tegangan pada suatu rangkaian listrik antara sumber listrik dan beban
Watt : Satuan daya listrik
Wp : Watt-peak, daya puncak yang bisa dihasilkan suatu
21
Tes Akhir Kegiatan Belajar III
1. Bagaimana korelasi panjang dan ukuran kabel terhadap rugi-rugi listrik?
a. Semakin panjang kabel dan semakin besar diamater kabel, maka semakin besar rugi-rugi listrik.
b. Semakin pendek kabel dan semakin kecil diamater kabel, maka semakin kecil rugi-rugi listrik.
c. Semakin pendek kabel dan semakin besar diamater kabel, maka semakin kecil rugi-rugi listrik.
d. Semakin panjang kabel dan semakin kecil diamater kabel, maka semakin besar rugi-rugi listrik.
e. Semua jawaban salah
2. Kabel seperti apakah yang sesuai untuk sistem DC?
a. Pejal, karena tidak akan terjadi skin effect, sehingga tidak bertabrakan dan saling bertolakan satu sama lain.
b. Serabut, karena tidak akan terjadi skin effect, sehingga tidak bertabrakan dan saling bertolakan satu sama lain.
c. Kabel mana pun bisa karena tidak akan terjadi skin effect.
d. Serabut, karena terjadinya skin effect, sehingga tidak bertabrakan dan saling bertolakan satu sama lain.
e. Semua jawaban salah
3. Apa yang anda ketahui tentang inverter bi-directional ?
a. Inverter bi-directional adalah converter dengan fasilitas proses charging baterai dan dapat mengubah sumber AC menjadi tegangan DC nominal.
b. Inverter bi-directional adalah converter daengan fasilitas proses charging baterai dan dapat mengubah sumber DC menjadi tegangan AC nominal.
c. Inverter bi-directional adalah converter pengubah sumber AC menjadi tegangan DC secara sesaat.
d. Inverter bi-directional adalah converter dengan fasilitas proses charging baterai dari DC ke AC.
22
4. Apa yang dimaksud dengan PV hybrid system?
a. PV hybrid system adalah sistem catudaya fotovoltaik yang hanya memiliki satu sumber energi.
b. PV hybrid system adalah sistem penguat catudaya fotovoltaik yang dikombinasikan dengan dua atau lebih sumber energi yang berbeda.
c. PV hybrid system adalah sistem catudaya fotovoltaik yang dikombinasikan dengan dua atau lebih sumber energi yang berbeda.
d. PV hybrid system adalah sistem penstabil catudaya fotovoltaik yang ditempatkan pada dua atau lebih sumber energi yang berbeda.
e. Semua jawaban benar.
5. Komponen mana yang dalam prosedur awal sebelum pengoperasian dihubungkan paling akhir? a. Batrai b. Inverter c. Relay d. Panel surya e. converter
6. Apa prosedur keamanan sistem yang harus dilakukan dalam mengukur VOC dan ISC
modul surya?
a. Mematikan inverter dan mencabut sumber ke semua komponen
b. Menghubungkan semua sekring/fuse combiner, karena untuk mendapatkan VOC dan
ISC modul surya
c. Semua sekring/fuse pada kotak combiner OFF, karena untuk membuat beban terhubung dengan sistem.
d. Semua sekring/fuse pada kotak combiner OFF, karena tidak terhubung dengan beban dan sistem.
23
7. Apa yang dimaksud dengan PV String? a. Rangkaian paralel modul surya b. Rangkaian seri paralel modul surya c. Rangkaian seri modul surya
d. Rangkaian kontorl modul surya e. Rangkaian penguat modul surya
8. Pada PLTS, bagaimana anda mengetahui sistem tegangan DC hanya dengan melihat rangkaian baterai?
a. Dengan melihat PV string
b. Dengan melihat rangkaian seri/paralel modul surya c. Dengan melihat rangkaian seri/paralel baterai d. Dengan melihat rangkaian inverter
e. Semua jawaban benar
24
DAFTAR PUSTAKA
Adi Sukarno .Winarso. 2005. Penggunaan Osciloskop. PPPPTK BMTI Bandung. (Departemen Pendidikan Nasional, Dirjen PMPTK, 2009)
Gerhard.Brechmann,. 1993. Table for the Electric Trade. Deutche Gesselchaft fiir https://gautamakarisma.wordpress.com/2013/11/27/plts-daya-dan-energi/ (16 sep
2017;05.58)
https://www.google.co.id/search?q=Efisiensi+PLTS&oq=Efisiensi+PLTS&aqs=chrome..6 9i57.10603j0j1&sourceid=chrome&ie=UTF-8, (16 sep 2017;05.58)
Indonesia Australia Partnership For Skills Development Batam Institutional Development Project.2001
Jenneson J.R. 1990.Electrical principles for the Electrical Trades, 3rd edition. McGraw Hill, Sidney.
Modul Bahan Ajar Elektro. 2001. Tim Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Munthe. Berayan. 2007. Pengukuran Listrik. PPPPTK BMTI Bandung.
Murtoyo, 2009, PENGOPERSIAN PLTS, Modul Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), PPPTK BMTI Bandung, Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik Dan Tenaga Kependidikan, Departemen Pendidikan Nasional.
Pahmi. Aji W, Ahmad K. 2001. Penggunaan Alat Ukur Listrik. CV. Armico, Bandung.
Supaat. 1999. Photo Voltaic Sumber Tenaga Listrik Alternatif Untuk Sekolah Menengah
Kejuruan. PPPGT Malang.
Technische Zusammenarbeit (GTZ) Gmbh, Eschborn Federal Republic of Germany.
Theraja B.L. 1984. A Text Book of Electrical Technology, Dhampat Rai & Son , New Delhi
