BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi Listrik merupakan energi yang sangat penting bagi kehidupan
manusia.Dari kebutuhan yang sifatnya mendasar seperti untuk kebutuhan rumah
tangga hingga untuk kebutuhan komersial, hampir semuanya membutuhkan energi
listrik.Sebagian besar kebutuhan energi dipenuhi sumber energi dari bahan
fosil.Sedangkan saat ini kebuthan energi semakin lama mengalami peningkatan.Di
Indonesia sendiri ketersediaan sumber energi listrik tidak mampu memenuhi
peningkatan kebutuhan listrik tersebut.Terjadiya pemutusan sementara dan
pemadaman energi listrik secara bergilir merupakan dampak dari terbatasnya
energi listrik yang dapat disalurkan oleh PLN.
Perkembangan kebutuhan masyarakat akan tenaga listrik terus
mengalamikenaikan. Saat ini kebutuhan akan tenaga listrik masih sangat
bergantung ada energifosil. Energi fosil yang digunakan berupa minyak bumi dan
batu bara yang manadiketahui bahwa jumlahnya terus menipis dan menghasilkan
polusi yang cukupberbahaya bagi lingkungan. Hal ini menyebabkan sangat
diperlukannya pengembanganenergi terbarukan dalam pembangkitan tenaga
listrik. Salah satu energi terbarukan yangdapat dikonversikan energinya menjadi
energi listrik ialah energi matahari[1].
Dalam upaya pemanfaatan sumber energi matahari ini dibutuhkan suatu
penerapan teknologi photovoltaic untuk memenuhi kebutuhan energi
oleh site specific yang berarti lokasi dimana PV itu dipasang, kemudian juga
dipengaruhi oleh fenomena statistik dan kondisi klimatologi daerah setempat
(suhu lingkungan dan radiasi matahari).
Perkembangan era globalisasi saat ini berdampak pada kebutuhan
konsumsi energi listrik yang semakin meningkat.Sangat diperlukan sumber energi
alternatif terbarukan untuk memenuhi kebutuhan listrik saat ini salah satunya
menggunakan energi matahari (Solar Energy).Solar sel yang berfungsi untuk
mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik.Teknologi solar cell
merupakan sebuah hamparan semikonduktor yang dapat menyerap photon dari
sinar matahari dan mengkonversi menjadi listrik.Solar sel banyak digunakan
untuk berbagai aplikasi salah satunya pada lampu penerangan.
Sebagai energi alternatif yang terbarukan di Indonesia, sistem photovoltaic
telah dimanfaatkan antaralain untuk penerangan (ramah tangga, jalan), pompa air,
catu daya bagi perangkat telekomunikasi, TV umum, pendingin, rambu-rambu
Adapun data intensitas radiasi cahaya matahari dan temperaturkota Medan
dapat dilihat pada Tabel 1.1 dan Tabel 1.2. Data intensitas radiasi cahaya matahari
dan temperatur yang didapat merupakan datakecepatan angin sejak Januari 2013
hingga May 2016.
Tabel 1.1 RATA-RATA INTENSITAS RADIASI MATAHARI (W/m2)
Tahun Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Des 2013 234 227 255 245 264 268 255 243 252 237 242 239 2014 238 264 262 270 255 268 253 236 236 228 221 229 2015 214 240 256 245 237 263 245 230 239 238 211 220 2016 212 180 207 252 212
Tabel 1.2 RATA-RATA SUHU UDARA (DERAJAT CELCIUS)
Tahun Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Des
2013 27.1 26.8 28.3 28.1 28.6 28.6 27.8 27.3 27.2 26.8 27.3 26.4
2014 26.0 26.8 27.7 28.0 28.3 29.0 28.8 27.2 27.1 27.1 27.0 26.6
2015 26.6 26.6 28.0 27.8 28.3 28.7 28.0 27.5 27.7 27.4 27.2 27.4
2016 27.8 27.3 28.8 29.4 28.2
Dapat dilihat pada tabel intensitas radiasi cahaya matahari nilai nya relatif
kecil. Itu diakibatkan karena nilainya merupakan nilai rata-rata dari 12 jam
penyinaran matahari yaitu dari jam 6:00 pagi sampai dengan jam 18:00. Puncak
intensitas radiasi matahari terjadi pada jam 12:00 yaitu dengan nilai 1000-1500
W/m2. Dengan nilai puncak tersebut PV dapat mencapai nilai maksimumnya.
Sedangkan untuk temperatur kota Medan dengan nilai rata-rata 27°C
sangatlah baik untuk PV, karena photovoltaic dapat bekerja sangat baik dalam
suhu tersebut. Maka dengan suhu tersebut, performansi PV akan sangat baik jika
Kerja sel surya dapat diukur dengan melihat daya keluaran yang dihasilkan
dari sel surya tersebut.Kerja sel surya dipengaruhi oleh beberapa hal seperti bahan
pembuatnya, resistansi bahan, temperatur dan tingkat radiasi matahari.Dari kurva
arus-tegangan (I-V) dapat diketahui parameter-parameter keluaran sel surya
seperti arus hubungan singkat (Isc), tegangan terbuka (Voc), arus maksimum, dan
tegangan maksimum serta daya maksimum.Untuk mendapatkan karakteristik I-V
sel surya dapat digunakan software MATLAB/SIMULINK dengan menggunakan
data masukan seperti intensitas radiasi matahari dan temperature. Beberapa sel
surya yang telah diketahui karakteristiknya, disusun dandihubungkan satu dengan
lainnya sehingga mendapatkan output maksimal sesuai dengan yang dibutuhkan
sebagai catu daya pada system[2].
Pada peneletian ini penulis akan membuat model photovoltaic yang
dipasang seri dan parallel yang kemudian akan dilihat karakteristik arus (I),
tegangan (V), dan daya (P) dalam berbagai kondisi. Seperti iradiansi yang berubah
suhu tetap, atau sebaliknya.Simulasi menggunakan software MATLAB
SIMULINK.
1.2 Perumusan Masalah
Adapun masalah yang akan dihadapi pada Tugas Akhir ini:
1. Karakteristik PV yang bergantung pada sinar matahari dan suhu.
2. Kinerja dari PV yang dipasang seri.
3. Kinerja dari PV yang dipasang parallel.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:
1. Mengetahui bagaimana performansi dari PV.
2. Mengetahui nilai output dari PV jika dipasang seri dan paralel.
3. Membandingkan karakteristik yang dihasilkan PV seri dengan PV
parallel.
1.4 Batasan Masalah
Adapun masalah yang akan dihadapi dalam tugas akhir ini:
1. Simulasi perancangan menggunakan MATLAB/SIMULINK.
2. Mengabaikan penggunaan battery storage pada pv.
3. Hanya melihat performansi PV dari karakteristik V-I dan V-P.
4. Data yang digunakan adalah data matahari yang ada di kota Medan.
1.5 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah:
Hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat menjadi salah satu referensi
