UNIVERSITAS INDONESIA
ANALISIS DAMPAK LINGKUNGAN DAN
BIAYA PEMBANGKITAN LISTRIK
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIBRIDA
DI PULAU SEBESI LAMPUNG SELATAN
TESIS
HERLINA
0706305305
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM MAGISTER TEKNIK ELEKTRO
DEPOK
UNIVERSITAS INDONESIA
ANALISIS DAMPAK LINGKUNGAN DAN
BIAYA PEMBANGKITAN LISTRIK
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIBRIDA
DI PULAU SEBESI LAMPUNG SELATAN
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Teknik
HERLINA
0706305305
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
KEKHUSUSAN TEKNIK TENAGA LISTRIK
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan rahmat-Nya, sya dapat menyelesaikan tesis ini. Penulisan tesis ini dilakukan
dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Magister Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro, Kekhususan Teknik Tenaga Listrik, Departemen
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Saya menyadari bahwa, tanpa
bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada
penyusunan tesis ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan tesis ini. Oleh
karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada :
(1)Dr. Ir. Uno Bintang Sudibyo, selaku dosen pembimbing pertama dan Dr-Ing. Eko
Adi Setiawan, selaku dosen pembimbing kedua yang telah menyediakan waktu,
tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan tesis ini;
(2) Research Group Renewable Energy and Microgrid, Jurusan Teknik Elektro
Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia;
(3)Pihak PT. PLN (Persero) Lampung yang telah banyak membantu dalam usaha
memperoleh data yang saya perlukan;
(4)Orang tua dan keluarga saya yang telah memberikan bantuan dukungan material
dan moral; dan
(5)Para sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan tesis ini.
Akhir kata, saya berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan
semua pihak yang telah membantu. Semoga tesis ini membawa manfaat bagi
pengembangan ilmu.
Depok, 3 Juli 2009
ABSTRAK
Nama : Herlina
Program Studi : Teknik Elektro
Judul Tesis : Analisis Dampak Lingkungan dan Biaya Pembangkitan Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida di Pulau Sebesi Lampung Selatan.
Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH) adalah integrasi sistem pembangkit listrik berbasis energi fosil (tak terbarukan) dan pembangkit listrik terbarukan. Tujuan utamanya untuk menghemat pemakaian bahan bakar dan mengurangi emisi terutama CO2. Secara menyeluruh, integrasi pada sistem PLTH ini
merupakan sistem yang multi variabel sehingga digunakan bantuan perangkat lunak, dalam hal ini HOMER versi 2.67. perangkat lunak ini mengoptimasi berdasarkan nilai NPC terendah.
Dengan studi kasus optimasi sistem PLTH di Pulau Sebesi propinsi Lampung Selatan, diintegrasikan PLTD, PLTB dan PLTS. Hasil simulasi dan optimasi berbantuan PL HOMER menunjukkan bahwa secara keseluruhan PLTH yang optimum untuk diterapkan di area studi di atas adalah integrasi antara PLTB dan PLTD. Pada kondisi yang optimum ini, kontribusi PLTB sebesar 57% dan PLTD 43% dengan nilai bersih sekarang (net present cost, NPC) sebesar $ 943.957, biaya pembangkitan listrik (cost of electricity, COE) sebesar $ 0,492 per kWh, konsumsi BBM pertahun 42.630 liter, emisi CO2 yang dihasilkan sistem sebesar 112.258
kg/tahun atau berkurang sebesar 43,4%, kelebihan energinya selama setahun sebesar 44.984 kWh.
Kata kunci:
ABSTRACT
Nama : Herlina
Studi Programme : Teknik Elektro
Title of Thesis : Environmental Effects and Cost of Electricity Analysis of a Hybrid Power Plant in Sebesi Island - South Lampung.
Hybrid power system is the integration of power system based on fossil fuel energy and renewable energy. The main purpose of the system is to save the fossil fuel and reduce the environmental effect, especially CO2 emission. The hybrid system is a
multi-variable system. HOMER version 2.67, a micropower optimization modeling software is used to analyze data for both wind speed and solar radiation, simulating hybrid system configurations at once and rank them according to its lowest net present cost.
the configuration of the hybrid system in Sebesi island consist of a diesel generating unit , photovoltaic modules (PV) and wind turbines. The optimum hybrid system from the simulation and optimization result is consist of wind and diesel generating set. Contribution of wind turbin is 57% and the contribution of diesel generating set is 43%. The optimum hybrid system has $ 943.957 of the total Net Present Cost (NPC), Cost of Electricity (COE) is $ 0,492 $/kWh , fuel consumption in a yearly is 42.360 litre, CO2 emission is 112.258 kg/year or decrease 43,4% from the
first condition, excess electricity is 44.984 kWh/year.
Kata kunci:
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
KATA PENGANTAR... iv
HALAMAN PENGESAHAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... v
ABSTRAK...vi
ABSTRACT ...vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ...x
DAFTAR TABEL ...xi
DAFTAR LAMPIRAN ...xii
1. PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan...1
1.2 Perumusan Masalah ...2
1.3 Tujuan Penelitian ...2
1.4 Batasan Masalah ...2
1.5 Metode Penelitian ...3
1.6 Sistematika Pembahasan...3
2. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIBRIDA ...4
2.1 Prinsip Dasar...4
2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ...5
2.2.1 Komponen PLTS ...6
2.2.2 Perhitungan Penentuan Jumlah Modul Surya...7
2.2.2.1 Menentukan Jumlah Hubungan Seri Modul Surya...7
2.2.2.2 Menentukan Jumlah Modul Fotovoltaik dalam Hubungan Paralel...8
2.2.3 Prinsip Kerja PLTS...9
2.2.4 Keunggulan dan Kelemahan PLTS ...9
2.3 Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) ...10
2.3.1 Potensi Tenaga Angin...11
2.3.2 Kecepatan Angin Rata-rata...12
2.3.3 Komponen-Komponen PLTB...12
2.3.4 Jenis-Jenis Turbin Angin ...15
2.3.4.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal... ...15
2.3.4.2 Turbin Angin Sumbu Vertikal... ...16
2.3.5 Keunggulan dan Kelemahan Turbin Angin...17
2.3.5.1 Keunggulan dan Kelemahan Turbin Angin Sumbu Horizontal... ...17
2.3.5.2 Keunggulan dan Kelemahan Turbin Angin Sumbu Vertikal... ...18
2.4 Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ...19
2.4.1 Prinsip Kerja dan Komponen PLTD...19
2.4.2 Keunggulan dan Kelemahan PLTD...21
2.5 Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH) ...22
2.5.1 Prinsip Kerja PLTH ...22
2.5.2.1 PLTH Sistem Serial ...22
2.5.2.2 PLTH Sistem Tersaklar (Switched) ...24
2.5.2.3 PLTH Sistem Paralel ...25
3. STUDI IMPLEMENTASI PLTH DI PULAU SEBESI LAMPUNG SELATAN... ...26
3.1 Kondisi Geografis dan Administrasi ...26
3.2 Kondisi Meteorologi dan Kelistrikan ...27
3.2.1 Angin ... ...27
3.2.2 Potensi Radiasi Matahari ... ...27
3.2.3 Kondisi Kelistrikan... ...28
3.3 Perangkat Lunak HOMER...30
3.3.1 Perhitungan Data ... ...31
3.3.3.1 Perhitungan Total Net Present Cost...32
3.3.3.2 Perhitungan Levelized Cost Of Energy ...32
3.3.3.3 Perhitungan Emisi...33
3.4 Studi Implementasi PLTH Pulau Sebesi...34
3.4.1 Metode Simulasi dan Optimasi...35
3.4.2. Model PLTH Pulau Sebesi.... ...35
3.4.3 Komponen-Komponen Penyusun PLTH ...35
3.4.4 Variabel Sensitivitas... ...37
3.4.5 Batasan-Batasan Pengoperasian PLTH ...37
4. SIMULASI DAN ANALISIS ...38
4.1 Hasil Simulasi ...38
4.1.1 Kondisi Awal (PLTD).. ...38
4.1.2 Kondisi Kedua (PLTH)...39
4.2 Analisis Hasil Simulasi...40
4.2.1 Kondisi Awal (PLTD).. ...40
4.2.2 Kondisi Kedua (PLTH)...42
5. KESIMPULAN ...49
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Konversi Listrik Pada Panel Surya...5
Gambar 2.2 PLTS Stand Alone dan PLTS Hybrid ...5
Gambar 2.3 Skema Sistem PLTS...9
Gambar 2.4 Potongan Turbin Angin...13
Gambar 2.5 Turbin Angin Sumbu Horizontal ...15
Gambar 2.6 Turbin Angin Sumbu Vertikal ...16
Gambar 2.7 Skema Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ...20
Gambar 2.8 PLTH Sistem Serial ... ...23
Gambar 2.9 PLTH Sistem Tersaklar ...24
Gambar 2.10 PLTH Sistem Paralel...25
Gambar 3.1 Peta Lokasi Pulau Sebesi.... ...26
Gambar 3.2 Kecepatan Angin Rata-Rata di Pulau Sebesi. ...27
Gambar 3.3 Clearness Index dan Solar Radiation di Pulau Sebesi...28
Gambar 3.4 Profil Beban Harian Pulau Sebesi. ...29
Gambar 3.5 Profil Beban Bulanan Pompa. ...29
Gambar 3.6 Diagram Alir Simulasi dan Optimasi PLTH...34
Gambar 3.7 Model Sistem PLTH Pulau Sebesi...35
Gambar 4.1 Kondisi Beban harian – Daya Keluaran PLTD 40 kW, 50 kW dan Kelebihan Listrik yang Tidak Terpakai... ...41
Gambar 4.2 Aliran Biaya PLTD 40 kW, 50 kW selama 25 tahun...42
Gambar 4.3 Kondisi Beban harian – Daya Keluaran PLTB - PLTD 40 kW dan Kelebihan Listrik yang Tidak Terpakai... ...43
Gambar 4.4 Kontribusi PLTB - PLTD... ...44
Gambar 4.5 Konsumsi BBM Diesel 40 kW...45
Gambar 4.6 Kelebihan Energi Listik – Kontribusi ET – Total Produksi Energi Listrik PLTH... ...45
Gambar 4.7 Aliran Biaya PLTD 40 kWdan PLTD selama 25 tahun...46
Gambar 4.8 Emisi CO2 - Kontribusi ET – Biaya Listrik (COE)... ...47
Gambar 4.9 Emisi CO2 - Kontribusi ET – Emisi SOx...47
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Hasil Simulasi pada Kondisi Awal...38
Tabel 4.2 Data Hasil Simulasi pada Kondisi Kedua (kontribusi energi
terbarukan minimum 0%).. ...39
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Clearness Index dan Daily Radiation di Pulau Sebesi...52
Lampiran 2 Data Kecepatan Angin di Pulau Sebesi...53
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan
Pulau Sebesi adalah salah satu pulau di Indonesia yang terletak di mulut Teluk
Lampung dengan posisi geografis 5o 55’ 37,43” - 5o 58’44,48” LS dan 105o 27’ 30,50”
- 105o 30’ 47,54” BT, berdekatan dengan Kepulauan Krakatau.yang terpencil dan
terisolasi. Total luas Pulau Sebesi 2620 ha dihuni oleh lebih dari 2500 jiwa, aktivitas
ekonomis masyarakat bertumpu pada pertanian dan perikanan.Disamping itu penduduk
di pulau ini juga kesulitan untuk mendapatkan air bersih. Meskipun demikian
pemerintah Provinsi Lampung menetapkan Pulau Sebesi sebagai salah satu daerah
tujuan pariwisata.
Saat ini energi listrik di Pulau Sebesi dipasok oleh 2 unit Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel (PLTD) yang masing-masing memiliki kapasitas terpasang 40 kW dan
50 kW. Namun demikian PLTD hanya beroperasi selama 8 jam per hari yaitu mulai
dari jam 16.00 sampai jam 00.00 dengan beban puncak sebesar 49 kW. Mengingat
Pulau Sebesi merupakan salah daerah wisata, maka infrastruktur kelistrikannya perlu
diperhatikan lebih komprehensif untuk mendorong pertumbuhan ekonomi masyarakat
di Pulau tersebut. Sesuai program pemerintah dalam hal hemat energi dan karena PLTD
menghasilkan banyak emisi CO2, maka penyediaan energi listrik diusahakan
memanfaatkan seoptimum mungkin sumber-sumber energi terbarukan setempat (Pulau
Sebesi), dalam hal ini energi surya dan energi angin. Untuk itu perlu dilakukan studi
terlebih dahulu guna pengoperasian PLTD yang diintegrasikan dengan Pembangkit
Listrik Tenaga Bayu (PLTB) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Secara
keseluruhan integrasi ketiga macam pembangkit listrik tersebut dinamakan Pembangkit
Listrik Tenaga Hidrida (PLTH).
Keluaran studi ini berupa unjuk kerja atau kemampuan PLTH, yaitu integrasi
antara PLTD yang berbasis BBM, dengan PLTS dan PLTB yang berbasis energi
terbarukan, berupa total daya PLTH, jumlah BBM yang dapat dihemat, kelebihan
energi listrik yang dihasilkan, biaya pembangkitan listrik dan keluaran emisinya.
1.2 Perumusan Masalah
Masalah yang dirumuskan pada penelitian ini adalah :
• elektrifikasi di pulau Sebesi kurang efisien untuk menunjang aktivitas ekonomis masyarakat pulau Sebesi, karena hanya disuplai oleh 2 PLTD berkapasitas total 90
kW, dengan beban puncak sebesar 49 kW dan waktu suplainya hanya 8 jam
(16.00-00.00)
• Untuk meningkatkan efisiensi pemakaian BBM (PLTD) dan waktu elektrifikasi Pulau Sebesi menjadi 24 jam dan penambahan beban deferrable berupa pompa air
untuk suplai kebutuhan air bersih.
• Menerapkan metode pembangkit listrik hibrida antara Pembangkit Listrik Energi Terbarukan dan Pembangkit Listrik Energi Tak Terbarukan (konvensional).
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang berupa studi ini adalah sebagai berikut :
• Merancang model sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH) berdasarkan potensi alam di Pulau Sebesi Lampung Selatan.
• Melakukan simulasi dan optimasi model sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH).
• Menganalisis hasil simulasi, energi yang dibangkitkan oleh PLTH, prosentase kontribusi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan Pembangkit Listrik
Tenaga Bayu (PLTB).
• Mengoptimasi pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH)
1.4 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, masalah dibatasi pada :
• Kasus hanya dilihat pada daerah studi yaitu Pulau Sebesi, Lampung Selatan, Provinsi Lampung.
• Beban yang diperhitungkan adalah beban aktual yang dipikul oleh PLTD sesuai dengan kurva beban harian di Pulau Sebesi. Data beban harian yang digunakan
adalah data beban harian pada bulan Januari 2009.
• Pembangkit tenaga listrik utama adalah PLTD, di bawah koordinasi dan dikelola langsung oleh PT. PLN Persero Wilayah Lampung Ranting Kalianda. Sedangkan
• Parameter-parameter yang ditinjau dalam pengolahan data dengan menggunakan Perangkat Lunak HOMER adalah : batasan ekonomi, dispatch strategy, pengaturan
generator, dan sistem operasi PLTH. Penjelasan lebih rinci batasan ini dimuat
dalam bab 3.
• Semua harga komponen PLTH adalah harga pada bulan April 2009 yang diperoleh dari website masing-masing komponen PLTH.
1.5 Metode Penelitian
Langkah-langkah utama yang dilaksanakan dalam penelitian ini ialah :
• Studi literatur, untuk mempelajari, mengembangkan dan menerapkan ilmu pengetahuan dan teknologi yang telah dikembangkan dan diterapkan sebelumnya.
• Mengumpulkan data kebutuhan beban energi listrik di Pulau Sebesi dari dari PT. PLN Persero Wilayah Lampung Ranting Kalianda, data beban kecepatan angin,
data radiasi sinar matahari dan menentukan besaran beban deferrable berupa pompa
air untuk memenuhi kebutuhan air bersih di Pulau Sebesi.
• Mempelajari prinsip kerja perangkat lunak HOMER.
• Mensimulasi dan mengoptimasi model PLTH dengan menggunakan perangkat lunak HOMER. Simulasi akan dijalankan dengan kondisi yang berbeda.
• Menganalisis hasil simulasi dan menarik kesimpulan dari analisis tersebut.
1.6 Sistematika Pembahasan
Pada bab 1 membahas tentang latar belakang penelitian, perumusan
permasalahan, tujuan penelitian, pembatasan masalah, metode penelitian, dan
sistematika pembahasan ; bab 2 membahas tentang konsep dasar yang meliputi
gambaran mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), Pembangkit Listrik
Tenaga Bayu (PLTB), Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dan gabungannya
berupa Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH) ; bab 3 membahas tentang kondisi
kelistrikan di Pulau Sebesi Lampung Selatan, potensi sumber daya alam Pulau Sebesi,
cara kerja perangkat lunak HOMER, algoritma simulasi dan optimasi PLTH untuk
kondisi yang berbeda, menguraikan prinsip-prinsip dasar perhitungan Nilai Bersih
Sekarang (Net Present Cost, NPC), dan biaya pembangkitan listrik per kWh (Cost of
Electricity, COE) ; bab 4 membahas hasil simulasi dan optimasi sistem kelistrikan
kondisi awal dimana hanya PLTD yang beroperasi, serta perhitungan biaya
BAB 2
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIBRIDA
2.1 Prinsip Dasar
Pembangkit listrik tenaga hibrida (PLTH) adalah gabungan atau integrasi antara
beberapa jenis pembangkit listrik berbasis BBM dengan pembangkit listrik berbasis
energi terbarukan umumnya sistem pembangkit yang banyak digunakan untuk PLTH
adalah generator diesel, pembangkit listrik tenaga surya (PLTS), mikrohidro,
pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB). Dalam studi ini, PLTH terdiri dari PLTD,
PLTB dan PLTS. Ketiga jenis pembangkit ini dioperasikan bersamaan dan
dihubungkan pada satu rel (busbar) untuk memikul beban.
Kontribusi daya masing-masing jenis pembangkit setiap saat tidak tetap,
mengingat PLTB dan PLTS sangat tergantung dari kondisi alam. Pada siang hari,
ketika cuaca cerah, PLTS dapat beroperasi maksimum dan pada malam hari PLTS
sama sekali tidak beroperasi, tetapi digantikan oleh baterai yang menyimpan energi
listrik dari PLTS sepanjang siang hari. Sedangkan PLTB dapat beroperasi selama 24
jam penuh setiap hari, namun PLTB tergantung tergantung dari kecepatan angin,
sehingga daya yang dibangkitkan pun berubah setiap saat. Pembangkit berikutnya,
PLTD adalah pembangkit instan yang dapat beroperasi penuh selama 24 jam. Namun
sesuai dengan tujuan pengoperasian PLTH, yaitu menghemat BBM dan mengurangi
emisi CO2, maka pengoperasian PLTD merupakan variabel terakhir yang mengikuti
perubahan suplai daya PLTB dan PLTS, sehinga kontribusi dayanya pun tergantung
dari suplai daya kedua pembangkit listrik tersebut. Dengan pengoperasian PLTB dan
PLTS yang terintegrasi pada PLTH, maka pemakaian BBM dan emisi CO2 dapat
dikurangi.
Pada prinsipnya peninjauan kontribusi daya dari masing-masing pembangkit
listrik dalam PLTH ditinjau setiap saat, namun peninjauan pengoperasian jenis-jenis
pembangkit listrik, khususnya PLTD, dapat pula ditinjau berdasarkan biaya bahan
bakar minyak (BBM) dan komponen biaya pengoperasian lainnya serta biaya
pemeliharaan yang harus dikerjakan. Dalam penelitian ini, peninjauan akan lebih
2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah suatu teknologi pembangkit
listrik yang mengkonversi energi foton dari surya menjadi energi listrik. Konversi ini
dilakukan pada panel surya yang terdiri dari sel – sel fotovoltaik. Sel – sel ini
merupakan lapisan – lapisan tipis dari silikon (Si) murni atau bahan semikonduktor
lainnya yang diproses sedemikian rupa, sehingga apabila bahan tersebut mendapat
energi foton akan mengeksitasi elektron dari ikatan atomnya menjadi elektron yang
bergerak bebas, dan pada akhirnya akan mengeluarkan tegangan listrik arus searah. [1]
Gambar 2.1 Proses Konversi Energi Listrik Pada Panel Surya
Sumber : http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm
PLTS memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan listrik DC (direct
current), yang dapat diubah menjadi listrik AC (alternating current) apabila
diperlukan. Oleh karena itu meskipun cuaca mendung, selama masih terdapat cahaya,
maka PLTS tetap dapat menghasilkan listrik. PLTS pada dasarnya adalah pecatu daya
(alat yang menyediakan daya), dan dapat dirancang untuk mencatu kebutuhan listrik
yang kecil sampai dengan besar, baik secara mandiri, maupun dengan hybrid, baik
dengan metoda desentralisasi (satu rumah satu pembangkit) maupun dengan metoda
sentralisasi (listrik didistribusikan dengan jaringan kabel).
( a ) ( b )
Gambar 2.2 (a) PLTS stand alone (mandiri), desentralisasi. (b) PLTS Hybrid dengan genset sentralisasi
2.2.1 Komponen PLTS
PLTS terdiri dari tiga komponen utama:
• Modul Surya
Modul surya berfungsi merubah cahaya matahari menjadi listrik arus searah
(Direct Current, DC), tenaga listrik yang dihasilkan tersebut harus mempunyai besar
tegangan tertentu yang sesuai dengan tegangan yang diperlukan inverter kemudian
inverter dapat dengan mudah merubahnya menjadi listrik arus bolak balik (Alternating
Current, AC) apabila diperlukan. Bentuk moduler dari modul surya memberikan
kemudahan pemenuhan kebutuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan. Kebutuhan
kecil dapat dicukupi dengan satu modul atau dua modul, dan kebutuhan besar dapat
dicatu oleh bahkan ribuan modul surya yang dirangkai menjadi satu.
• Alat Pengatur
Alat pengatur merupakan perangkat elektronik yang mengatur aliran listrik dari
modul surya ke baterai dan aliran listrik dari baterai ke peralatan listrik seperti lampu,
TV atau radio/tape. Charge-Discharge pengontrol melindungi baterai dari pengisian
berlebihan dan melindungi dari korsleting atau pengiriman muatan arus berlebih ke
input terminal. Alat ini juga mempunyai beberapa indikator yang akan memberikan
kemudahan kepada pengguna PLTS dengan memberikan informasi mengenai kondisi
baterai sehingga pengguna PLTS dapat mengendalikan konsumsi energi menurut
ketersediaan listrik yang terdapat didalam baterai. Selain itu terdapat 3 indikator
lainnya yang menginformasikan status pengisian, adanya muatan berlebih dan
pengisian otomatis pada saat baterai kosong.
• Baterai / Accu
Baterai berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh modul surya
sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu
penerangan atau peralatan elektronik dan peralatan lainnya yang membutuhkan listrik.
Ukuran baterai yang dipakai sangat tergantung pada ukuran genset, ukuran solar panel,
dan load pattern. Ukuran baterai yang terlalu besar baik untuk efisiensi operasi tetapi
mengakibatkan kebutuhan investasi yang terlalu besar, sebaliknya ukuran baterai
2.2.2 Perhitungan Penentuan Jumlah Modul Surya
Rangkaian dari sel – sel yang disusun seri dan paralel tersebut dinamakan
modul. Biasanya setiap modul terdiri dari 10 – 36 unit sel. Apabila tegangan, arus dan
daya dari suatu modul tidak mencukupi untuk beban yang digunakan, maka modul –
modul tersebut dapat dirangkaikan seri, paralel ataupun kombinasi keduanya untuk
menghasilkan besar tegangan dan daya sesuai kebutuhan. Rangkaian modul yan
dihubungkan seri tersebut dinamakan rangkaian cabang (branch circuit) dan modul –
modul total yang terpasang disebut dengan susunan modul (array) yang terdiri dari
kumpulan paralel rangkaian cabang.
Untuk memperoleh besar tegangan dan daya yang sesuai dengan kebutuhan, sel-
sel fotovoltaik tersebut harus dikombinasikan secara seri dan paralel, dengan aturan
sebagai berikut [1] :
• untuk memperoleh tegangan keluaran yang dua kali lebih besar dari tegangan keluaran sel fotovoltaik, maka dua buah sel fotovoltaik harus dihubungkan secara
seri.
• untuk memperoleh arus keluaran yang dua kali lebih besar dari arus keluaran sel fotovoltaik, maka dua buah sel fotovoltaik harus dihubungkan secara paralel.
• Untuk memperoleh daya keluaran yang dua kali lebih besar dari daya keluaran sel fotovoltaik dengan tegangan yang konstan, maka dua buah sel fotovoltaik harus
dihubungkan secara seri dan paralel.
2.2.21 Menentukan Jumlah Hubungan Seri Modul Surya
Daya generator modul surya yang telah dihitung diatas harus dinyatakan
terlebih dahulu sebagai hasil perhitungan sementara. Generator modul surya merupakan
bentuk kombinasi hubungan seri dan paralel modul – modul surya. Langkah penting
berikutnya adalah menentukan jumlah modul surya yang harus dihubungkan seri dan
paralel.
Jumlah modul yang harus dihubungkan seri ditentukan oleh tegangan masukan
inverter, dengan rumus dibawah ini[2] :
MF INV s
V V
J = (2.1)
Js = jumlah seri modul surya
V INV = tegangan masukan inverter (volt)
V MF = tegangan maksimum modul surya (volt)
Bilangan Js harus merupakan bilangan bulat (integer). Bila didapatkan bilangan
pecahan, maka bilangan tersebut harus dibulatkan, sehingga diperoleh [2] :
V GPV = Js . V MF (2.2)
Dengan V GPV adalah tegangan generator modul surya dalam Volt.
2.2.2.2 Menentukan Jumlah Modul Surya Dalam Hubungan Paralel
Suatu string terdiri dari Js modul surya dalam hubungan seri. Untuk
memperoleh daya total generator fotovolatik sebesar P GPV, maka dibutuhkan jumlah
string,sebagai berikut [2] :
MF GPV
GPV p
I V
p J
. '
= (2.3)
Bila diperoleh bilangan pecahan, Jp dibulatkan keatas, arus nominal generator
fotovoltaik (I GPV) dapat dihitung kemudian dengan rumus sebagai berikut :
I GPV = Jp . I MF (2.4)
Setelah ditentukan Js dan Jp, maka daya generator fotovoltaik terpasang dihitung
kembali menggunakan persamaan [2]:
P GPV = V GPV . I GPV (watt peak) (2.5)
Sedangkan jumlah susunan modul fotovoltaik (N) yang terpasang adalah :
N = JP . Js (2.6)
Dengan :
Jp = jumlah string modul fotovoltaik
P’ GPV = daya generator fotovoltaik (watt)
V GPV = tegangan generator fotovoltaik (volt)
2.2.3 Prinsip Kerja PLTS
Pada siang hari modul surya menerima cahaya matahari yang kemudian diubah
menjadi listrik melalui proses fotovoltaik. Listrik yang dihasilkan oleh modul dapat
langsung disalurkan ke beban ataupun disimpan dalam baterai sebelum digunakan ke
beban: lampu, radio, dll. Pada malam hari, dimana modul surya tidak menghasilkan
listrik, beban sepenuhnya dicatu oleh battery. Demikian pula apabila hari mendung,
dimana modul surya menghasilkan listrik lebih rendah dibandingkan pada saat matahari
benderang. Modul surya dengan kapasitas tertentu dapat menghasilkan jumlah listrik
yang berbeda-beda apabila ditempatkan pada daerah yang berlainan. Secara skematis
sistem PLTS dapat digambarkan sebagai berikut:
Gambar 2.3 Skema sistem PLTS
Sumber : Informasi umum PLTS – PT. Azet Surya Lestari
2.2.4 Keunggulan dan Kelemahan PLTS Keunggulan-keunggulan PLTS :
• Tidak memerlukan bahan bakar, karena menggunakan sumber energi matahari yang dapat diperoleh dimana saja secara cuma-cuma sepanjang tahun, sehingga hampir
tidak memerlukan biaya operasi.
• Tidak memerlukan konstruksi yang berat dan menetap, sehingga dapat dipasang dimana saja dan dapat dipindahkan bilamana dibutuhkan.
• Dapat diterapkan secara sentralisasi (PLTS ditempatkan di suatu area dan listrik yang dihasilkan disalurkan melalui jaringan distribusi ke tempat-tempat yang
membutuhkan) maupun desentralisasi (sistem PLTS dipasang pada setiap rumah,
• Pada pola desentralisasi, gangguan pada satu sistem tidak akan mempengaruhi sistem yang lain dan tidak banyak energi yang terbuang pada jaringan distribusi.
• Bersifat moduler; kapasitas listrik yang dihasilkan dapat disesuaikan dengan kebutuhan dengan cara merangkai modul secara seri dan paralel.
• Dapat dioperasikan secara otomatis (unattendable) maupun menggunakan operator (attendable).
• Ramah lingkungan. Tidak menimbulkan polusi suara maupun polusi asap.
• Tidak ada bagian yang bergerak, sehingga hampir tidak memerlukan biaya pemeliharaan, yang diperlukan hanya membersihkan modul apabila kotor dan
menambah air accu (aquades).
• Umur pakai (life time) lebih dari 25 tahun
Kelemahan – kelemahan PLTS :
• Modul surya memiliki efisiensi konversi yang rendah dibandingkan jenis pembangkit lainnya.
• Untuk bekerja dengan baik, modul surya harus cukup mendapatkan penyinaran matahari (tergantung pada musim).
• Memerlukan area yang luas untuk pemasangan modul surya untuk mendapatkan daya keluaran yang tinggi.
• Harga modul surya (skala kecil) masih mahal sehingga biaya pembangkitan yang dihasilkan juga mahal.
2.3 Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB)
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) adalah suatu teknologi pembangkit
listrik yang merubah potensi energi angin menjadi energi listrik. Angin adalah udara
yang bergerak/mengalir, sehingga memiliki kecepatan, tenaga dan arah. Penyebab dari
pergerakan ini adalah pemanasan bumi oleh radiasi matahari. Udara di atas permukaan
bumi selain dipanaskan oleh matahari secara langsung, juga mendapat pemanasan oleh
radiasi matahari bumi tidak homogen, maka jumlah energi matahari yang diserap dan
dipancarkan kembali oleh bumi berdasarkan tempat dan waktu adalah bervariasi. Hal
ini menyebabkan perbedaan temperatur pada atmosfer, yang menyebabkan
perbedaan kerapatan dan tekanan atmosfer. Udara memiliki sifat untuk selalu
atmosfer ini menyebabkan udara bergerak dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah
bertekanan rendah.
Pada daerah yang relatif panas, partikel udara mendapat energi sehingga udara
memuai. Akibat dari pemuaian ini, tekanan udara di daerah itu naik, namun kerapatan
udara menjadi berkurang, sehingga berat jenis udara di tempat itu menjadi relatif kecil,
akibatnya udara berekspansi ke atas dan menyebabkan terjadinya penurunan tekanan di
daerah yang ditinggalkannya. Daerah ini lalu diisi oleh udara dari daerah sekelilinginya
yang memiliki tekanan udara dan massa jenis lebih tinggi. Udara yang berekspansi ke
atas lalu mengalami penurunan suhu, sehingga terjadi penyusutan dan massa jenisnya
kembali naik. Udara ini akan turun kembali di tempat lain yang memiliki tekanan yang
lebih rendah. Hal ini berlangsung terus menerus sepanjang waktu, sehingga pergerakan
udara terus berlangsung.
2.3.1 Potensi Tenaga Angin
Angin adalah udara yang memiliki massa dan bergerak dengan kecepatan
tertentu. Akibat pergerakan ini, angin memiliki daya yang sebanding dengan massanya
dan berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya. Secara ideal kecepatan angin yang
menggerakkan kincir angin ada tiga, yaitu kecepatan aliran angin masuk (Vi) atau
kecepatan aliran angin menuju blade, kecepatan aliran angin saat mengenai blade (Va)
dan kecepatan aliran angin ketika meninggalkan blade (Ve)., yaitu :
Angin mempunyai tenaga yang sama besarnya dengan energi kinetik dari aliran
2.3.2 Kecepatan Angin Rata – Rata
Langkah awal dalam menghitung energi angin adalah mengetahui kecepatan
angin rata – rata. [2] Kecepatan angin rata – rata tersebut dapat dihitung dengan rumus :
∑
Ti = lamanya angin bertiup dengan kecepatan Vi (m/s)
N = banyaknya data pengukuran
Kecepatan angin rata – rata untuk tiap satu jam digunakan untuk mengetahui
variasi kecepatan harian. Dengan mengetahui variasi harian dari kecepatan angin, dapat
diketahui saat – saat dimana angin bertiup kencang dalam satu hari, sehingga dapat
digunakan untuk menentukan berapa jam dalam sehari semalam energi angin di daerah
tersebut dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin.
2.3.3 Komponen – Komponen PLTB
Komponen-komponen PLTB dari ukuran besar, pada umumnya dapat terlihat
dalam gambar 2.4 berikut ; sedangkan untuk ukuran kecil biasanya tidak semua
komponen ada seperti yang terlihat dalam gambar [3].
• Anemometer
Mengukur kecepatan angin, dan mengirim data angin ini ke alat pengontrol.
• Blades (Bilah Kipas)
Kebanyakan turbin angin mempunyai 2 atau 3 bilah kipas. Angin yang
menghembus menyebabkan turbin tersebut berputar.
• Brake (Rem)
Suatu rem cakram yang dapat digerakkan secara mekanis, dengan tenaga listrik
atau hidrolik untuk menghentikan rotor atau saat keadaan darurat. Digunakan untuk
menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat
angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman
pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin diluar
digunakan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator,
sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari
kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat, rotor breakdown, kawat pada
generator putus, karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.
Gambar 2.4 Potongan Turbin Angin Sumber : DOE / NREL
• Controller (Alat Pengontrol)
Alat Pengontrol ini menstart turbin pada kecepatan angin kira-kira 12-25
km/jam, dan mematikannya pada kecepatan 90 km/jam. Turbin tidak beroperasi di atas
90 km/jam, karena angin terlalu kencang dapat merusakkannya.
• Gear box (Roda Gigi)
Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran
tinggi. Biasanya Gearbox yang digunakan sekitar 1:60. Roda gigi menaikkan putaran
dari 30-60 rpm menjadi kira-kira 1000-1800 rpm yaitu putaran yang biasanya
disyaratkan untuk memutar generator listrik.
• High-speed shaft (Poros Putaran Tinggi)
Berfungsi untuk menggerakkan generator.
• Low-speed shaft (Poros Putaran Rendah)
• Generator
Generator pembangkit listrik, biasanya sekarang alternator arus bolak-balik. 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 ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang
bentuk fisisnya 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.
• Nacelle (Rumah Mesin)
Rumah mesin ini terletak di atas menara . Di dalamnya berisi gear-box, poros
putaran tinggi / rendah, generator, alat pengontrol, dan alat pengereman.
• Pitch (Sudut Bilah Kipas):
Bilah kipas bisa diatur sudutnya untuk mengatur kecepatan rotor yang dikehendaki,
tergantung angin terlalu rendah atau terlalu kencang.
• Rotor
Bilah kipas bersama porosnya dinamakan rotor.
• Tower (Menara)
Menara bisa dibuat dari pipa baja, beton, rangka besi. Karena kencangnya angin
bertambah dengan ketinggian, maka makin tinggi menara makin besar tenaga yang
didapat.
• Wind direction (Arah Angin)
Gambar diatas adalah turbin yang menghadap angin, desain turbin lain ada yang
mendapat hembusan angin dari belakang.
• Wind vane (Tebeng Angin)
Mengukur arah angin, berhubungan dengan penggerak arah yang memutar arah
• Yaw drive (Penggerak Arah)
Penggerak arah memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap
angina. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angina dari belakang tak
memerlukan alat ini.
• Yaw motor (Motor Penggerak Arah)
Motor listrik yang menggerakkan penggerak arah.
2.3.4 Jenis – Jenis Turbin Angin
Jenis-jenis turbin angin berdasarkan arah / poros perputarannya dibedakan
menjadi dua jenis yaitu turbin angin sumbu horizontal dan turbin angin sumbu
vertikal.[4]
2.3.4.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal
Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki poros rotor utama dan
generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah
baling-baling angin (baling-baling cuaca) yang sederhana, sedangkan turbin berukuran
besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuah
servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran
kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.
Gambar 2.5 Turbin Angin Sumbu Horizontal
Source: DOE/NREL
Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya
diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka
bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan.
Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu
penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind (melawan arah angin). Meski
memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind (menurut jurusan angin) dibuat
karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan
angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang, bilah bilahnya bisa ditekuk
sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi
resintensi angin dari bilah-bilah itu.
2.3.4.2 Turbin Angin Sumbu Vertikal
Turbin angin sumbu vertikal/tegak (atau TASV) memiliki poros/sumbu rotor
utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus
diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat
yang arah anginnya sangat bervariasi. TASV mampu mendayagunakan angin dari
berbagai arah.
Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di dekat
tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan
perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang
berdenyut. Drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida
(zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.
Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebih
dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan.
Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia
adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain
mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai
permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear
yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin.
Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50% dari tinggi
bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi
angin yang minimal.
2.3.5 Keunggulan dan Kelemahan Turbin Angin
Masing-masing jenis turbin angin yang terlah diuraikan diatas memiliki
keunggulan dan kekurangan. [4]
2.3.5.1 Keunggulan dan Kelemahan Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) Keunggulan TASH
Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di
tempat-tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah angin
antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfir bumi. Di sejumlah lokasi
geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.
Kelemahan TASH
• Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh
biaya peralatan turbin angin.
• TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil.
• Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox, dan generator.
• TASH yang tinggi bisa mempengaruhi radar airport.
• Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
• TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.
•
2.3.5.2 Keunggulan dan Kelemahan Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) Keunggulan TASV
• Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
• Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
• Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
• TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi
sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
• Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter
tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
• TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam (6 m.p.h.)
• TASV biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga
lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.
• TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
• TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau
bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),
• TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
• Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.
Kelemahan TASV
• TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
• Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
• Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel
yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin
bertiup.
•
2.4 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) sesuai untuk diimplementasikan pada
lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat
murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban dasarnya adalah seperti yang
dapat ditangani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta dapat berfungsi
dalam waktu yang singkat. Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang
dapat berfungsi untuk pusat pembangkit, cadangan (stand by plant), beban puncak
dan cadangan untuk keadaan darurat (emergency) [6].
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan pilihan yang sesuai untuk PLTD
antara lain :
• Jarak dari beban dekat
• Persediaan areal tanah dan air
• Pondasi, tidak diperlukan untuk PLTD jenis mobile
• Pengangkutan bahan bakar
• Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.4.1 Prinsip Kerja dan Komponen – Komponen PLTD
Bagian-bagian utama pada PLTD adalah mesin (motor) diesel dan generator.
Mesin diesel adalah motor bakar berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang
dipergunakan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel menggunakan bahan bakar
minyak diesel dengan kecepatan tinggi, bekerja dengan prinsip pembakaran kompresi
dan menggunakan dua langkah putaran dalam operasi, ini digunakan bilamana mesin
Gambar 2.7 skema Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Sumber : http://www.pln.co.id/InfoUmum/ElectricityEvocation
Komponen – Komponen PLTD (Keterangan gambar) [7]: 1. Fuel Tank
2. Fuel oil separator
3. Daily tank
4. Fuel oil booster
5. Diesel motor : menghidupkan mesin diesel untuk mempunyai energi untuk bekerja
6. Turbo charger : menaikkan efisiensi udara yang dicampur dengan bahan bakar dan
menaikkan tekanan serta temperaturnya.
7. Air intake filter : Perangkat untuk mengalirkan udara
8. Exhaust gas silincer : Peredam dari sisa gas yang digunakan
9. Generator : Menghasilkan energi listrik
10.Pengubah utama : Alat pengubah utama untuk menjadi energi listrik
11.Jalur transmisi : Penyaluran energi listrik ke konsumen
Daya yang dihasilkan oleh kerja mesin diesel ditentukan faktor-faktor sebagai
berikut[5] :
a n i v Pe P
. 450000
. . .
= (2.9)
Pe adalah tekanan efektif yang bekerja
v adalah volume langkah silinder yang dapat dicapai
i adalah jumlah silinder
n adalah putaran permenit atau kecepatan putar mesin
a bernilai 2 untuk tipe mesin 4 langkah
bernilai 1 untuk tipe mesin 2 langkah
Untuk jenis 2 langkah daya keluarannya adalah 2 kali jenis 4 langkah, tetapi
jenis 4 langkah banyak dipilih karena efisiensi bahan bakar yang digunakan lebih besar.
Mesin diesel adalah motor bakar dimana daya yang dihasilkan diperoleh dari
pembakaran bahan bakar. Adapun daya yang dihasilkan akan berubah menjadi [6] :
• Daya manfaat 40%
• Panas yang hilang untuk pendingin 30%
• Panas yang hilang untuk pembuangan gas 24%
• Panas yang hilang dalam pergeseran, radiasi dan sebagainya 6%
2.4.2 Keunggulan dan Kelemahan PLTD
PLTD sebagai pembangkit tenaga listrik yang instan, saat ini paling banyak
digunakan sebagai sumber pembangkitan tenaga listrik. Berikut ini adalah beberapa
keunggulan dan kelemahan apabila menggunakan PLTD sebagai sumber pembangkitan
tenaga listrik. [8]
Keunggulan jika menggunakan PLTD
• Daya listrik tersedia sesuai dengan kebutuhan
• Secara teknis handal
• Layanan purna jual relatif mudah diperoleh
• Biaya investasi (Rp/kW) relatif murah.
Kelemahan jika menggunakan PLTD
• Biaya operasi dan pemeliharaan mahal
• Memerlukan transportasi penyediaan dan penyimpanan BBM
• Menimbulkan polusi udara, kebisingan, dan bau,
• Memerlukan pemeliharaan rutin
2.5 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH)
2.5.1 Prinsip Kerja PLTH
PLTH adalah suatu sistem pembangkit listrik (PL) yang memadukan beberapa
jenis PL, pada umumnya antara PL berbasis BBM dengan PL berbasis EBT.
Merupakan solusi untuk mengatasi krisis BBM dan ketiadaan listrik di daerah terpencil,
pulau-pulau kecil dan pada daerah perkotaan. Umumnya terdiri atas : modul surya,
turbin angin, generator diesel, baterai, dan peralatan kontrol yang terintegrasi. Tujuan
PLTH adalah mengkombinasikan keunggulan dari setiap pembangkit sekaligus
menutupi kelemahan masing-masing pembangkit untuk kondisi-kondisi tertentu,
sehingga secara keseluruhan sistem dapat beroperasi lebih ekonomis dan efisien.
Mampu menghasilkan daya listrik secara efisien pada berbagai kondisi pembebanan[8]
Untuk mengetahui unjuk kerja sistem pembangkit hibrida ini, hal – hal yang
perlu dipertimbangkan antara lain : karakteristik beban pemakaian dan karakteristik
pembangkitan daya khususnya dengan memperhatikan potensi energi alam yang ingin
dikembangkan berikut karakteristik kondisi alam itu sendiri, seperti pergantian siang
malam, musim dan sebagainya.
2.5.2 Sistem Operasi PLTH
Sistem operasi pada PLTH dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu sistem serial,
sistem tersaklar, dan sistem paralel[8].
2.5.2.1PLTH Sistem Serial
Prinsip Kerja PLTH Sistem Serial
Semua pembangkit daya mensuplai daya DC ke dalam baterai, setiap komponen
harus dilengkapi dengan charge controller sendiri, untuk menjamin operasi yang handal
sistem ini, generator dan inverter harus didisain agar dapat melayani beban puncak.
Pada sistem ini sejumlah besar energi yang dibangkitkan dilewatkan melalui baterai,
siklus baterai bank menjadi naik dan mengurangi efisiensi sistem, daya listrik dari
genset di DC kan dan diubah kembali menjadi AC sebelum disuplai ke beban sehingga
Gambar 2.8 PLTH Sistem Serial
Sumber : Rosyid, A., (2008) PLTH Wini. Balai Besar Teknologi Energi – BPPT. Tangerang
Keunggulan – Keunggulan PLTH Sistem Serial
PLTH sistem serial ini memiliki beberapa keunggulan antara lain :
• Genset dapat didisain untuk dapat dibebani secara optimal, sewaktu mensuplai beban juga mengisi baterai hingga mencapai State of Charge (SOC) 70-80%,
• Tidak diperlukan saklar AC diantara sumber energi, menyederhanakan komponen antar muka keluaran, daya yang disuplai ke beban tidak terinterupsi ketika genset di
start.
Kelemahan – Kelemahan PLTH Sistem Serial
Kelemahan atau kerugian apabila menggunakan sistem ini adalah :
• Inverter tak dapat beroperasi paralel dengan genset, sehingga inverter harus didisain untuk mensuplai beban puncak,
• siklus baterai menjadi tinggi, sehingga mengurangi umur baterai, profil siklus membutuhkan baterai bank yang besar, untuk membatasi DOD (Depth of
Discharge)
• Efisiensi total rendah, karena genset tak dapat mensuplai beban secara langsung, kerusakan inverter akan mengakibatkan kehilangan daya total ke beban, kecuali
2.5.2.2PLTH Sistem Tersaklar (Switched) Prinsip Kerja PLTH Sistem Tersaklar
Pada sistem PLTH tersaklar (switched), genset dan inverter dapat beroperasi
sebagai sumber AC, pada sistem yang tidak memiliki operasi paralel, genset dan
sumber energi terbarukan dapat mengisi (charging) baterai. Pada sistem ini beban dapat
langsung disuplai genset sehingga meningkatkan efisiensi total, kelebihan daya dari
genset dapat digunakan untuk mengisi baterai, ketika beban rendah, genset dimatikan,
beban disuplai dari ET bersama energi yang tersimpan.
Gambar 2.9 PLTH Sistem Tersaklar (Switched)
Sumber : Rosyid, A., (2008) PLTH Wini. Balai Besar Teknologi Energi – BPPT. Tangerang
Keunggulan – Keunggulan PLTH Sistem Tersaklar
Keunggulan yang dapat diperoleh jka menggunakan sistem ini adalah :
• Inverter dapat membangkitkan gelombang sinus, kotak termodifikasi atau kotak tergantung pada aplikasi
• genset dapat mensuplai beban secara langsung, sehingga meningkatkan efisiensi sistem total dan mengurangi konsumsi BBM.
Kelemahan – Kelemahan PLTH Sistem Tersaklar Sedangkan kelemahannya adalah :
• daya ke beban terinterupsi sesaat ketika terjadi pemindahan sumber listrik AC,
2.5.2.3PLTH Sistem Paralel
Prinsip Kerja PLTH Sistem Paralel
Pada PLTH yang menggunakan sistem ini, beban dapat disuplai baik dari genset
maupun inverter secara paralel. Bi-directional inverter (BDI) digunakan untuk
menjembatani antara baterai dan sumber AC, BDI dapat mengisi baterai dari genset
(AC-DC converter) maupun sumber energi terbarukan, juga dapat beraksi sebagai
DC-AC converter, sumber ET dihubungkan pada sisi DC, sistem ini terbagi lagi menjadi
dua jenis yaitu sistem paralel AC Coupling dan sistem paralel DC Coupling.
Gambar 2.10 PLTH Sistem Paralel
BAB 3
STUDI IMPLEMENTASI PLTHDI PULAU SEBESI LAMPUNG SELATAN
3.1 Kondisi Geografi dan administrasi
Pulau Sebesi terletak di Teluk Lampung dan dekat Gunung Krakatau (Pulau
Rakata) tepatnya pada posisi 05°55’37.43"-05°58’44.48" LS dan 105°27’30.50" -
105°30’47.54" BT. Pulau Sebesi termasuk dalam wilayah administrasi Desa Tejang
Pulau Sebesi Kecamatan Raja Basa Kabupaten Lampung Selatan. Desa Tejang Pulau
Sebesi terdiri dari empat dusun yaitu; Dusun I Bangunan, Dusun II Inpres, Dusun III
Regahan Lada, dan Dusun IV Segenom. Luas wilayah Pulau Sebesi adalah 2620 ha
dengan panjang pantai 19,55 km. [9]
Sebagian besar daratan Pulau Sebesi tersusun dari endapan gunung api muda
dan merupakan daratan perbukitan. Bukit tertinggi di Pulau Sebesi mencapai 884 meter
dari permukaan laut dengan bentuk kerucut yang mempunyai tiga puncak. Akses
menuju Pulau Sebesi adalah dari pelabuhan Canti yang ada di Kalianda Lampung
Selatan. Transportasi dari Canti ke Pulau Sebesi menggunakan perahu motor (ojek)
yang berangkat satu kali dalam sehari. Selain dari Canti, ke Pulau Sebesi juga dapat
ditempuh dari Cilegon, Provinsi Banten dengan menggunakan perahu motor yang
biasanya mengangkut kelapa dan kopra.
Gambar 3.1 Peta Lokasi Pulau Sebesi
Sebagian daratan Pulau Sebesi tersusun dari endapan gunung api muda yang
terdiri dari lava (andesit-basal), breksi, dan tuf. Pantai Timur Pulau Sebesi tersusun
dari formasi alluvium yang terdiri dari : kerakal, kerikil, lempung, dan gambut. Pulau
Sebesi memiliki lokasi bahan galian jenis besi di kaki Gunung Sebesi di wilayah
Segenom dan memiliki batu-batuan (dalam ukuran besar) yang tersusun rapi dan
diduga berasal dari letusan gunung berapi .[10]
3.2 Kondisi Meteorologi dan Kelistrikan
Kondisi meteorologi dan oseanografi di Pulau Sebesi tidak begitu berbeda
dengan kondisi meteorologi dan oseanografi Teluk Lampung. Angin yang bertiup di
sekitar Pulau Sebesi merupakan angin musim yang berubah arah dua kali dalam
setahun dengan rata-rata kecepatan 3 – 7 m/detik. Rata-rata curah hujan di sekitar Pulau
Sebesi adalah 230 mm dengan jumlah hari hujan 11 kali. Rata-rata suhu bulanan
sebesar 28,5°C dengan perbedaan suhu maksimum dan minimum sebesar 11,8°C
3.2.1 Angin
Berdasarkan data yang didapat melalui situs internet www.weatherbase.com
rata-rata kecepatan angin di Pulau Sebesi diukur dengan ketinggian 10 meter dari
permukaan tanah adalah 4,17 m/s[11]. Data kecepatan angin Pulau Sebesi selama satu
tahun dapat dilihat pada gambar 3.2.
6,290
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sept Okt Nov Des
K
Gambar 3.2 Kecepatan Angin Rata – Rata di Pulau Sebesi
Sumber : www.weatherbase.com. (2009).
3.2.2 Potensi Radiasi Matahari
Data yang diperlukan HOMER untuk melakukan optimasi sistem pembangkit
tahun di Pulau Sebesi. Data indeks kecerahan (Clearness Index) dan radiasi sinar
matahari (Solar Radiation) adalah rata-rata global radiasi matahari pada permukaan
horisontal, dinyatakan dalam kWh/m2, untuk setiap hari dalam tahun. Clearness Index
rata – rata sebesar 0.477 dan daily radiation rata – rata untuk di Pulau Sebesi adalah
4.761 kWh/m2/day. Sumber data dapat diperoleh dengan pengukuran langsung atau
melalui bantuan HOMER yang akan menghubungkan ke satelit NASA melalui koneksi
internet dengan memberikan letak lintang dan bujur lokasi penelitian[12]. Gambar
berikut adalah data clearness index dan daily radiation.
Gambar 3.3 Clearness Index dan Solar Radiation di Pulau Sebesi
Sumber : http://eosweb.larc.nasa.gov. (2009)
3.2.3 Kondisi Kelistrikan
Kebutuhan listrik di pulau Sebesi hanya disuplai oleh PLTD dengan kapasitas
40 kW dan 50 kW dari pukul 16.00 hingga pukul 00.00 dengan beban puncak sebesar
49 kW. Apabila suplai listrik terputus, maka tidak ada listrik sama sekali di pulau
tersebut. Pulau Sebesi termasuk pulau terpencil, untuk mencapainya harus
menggunakan kapal perintis yang hanya beroperasi 1 kali dalam sehari, hal ini
menyebabkan pasokan bahan bakar termasuk solar pun langka sehingga harganya
menjadi sangat mahal.
Model PLTH di Pulau Sebesi akan disimulasikan dengan kurva beban harian
dan beban deferrable. Data beban utama berupa data beban harian di Pulau Sebesi yang
diperoleh dari PT. PLN Persero Wilayah Lampung Cabang Tanjung Karang Ranting
Kalianda. Sedangkan data beban deferrable adalah beban pompa yang akan
• Beban Harian
Beban utama disini berupa beban untuk konsumsi rumah tangga yang sebagian
besar adalah penerangan, TV, dan lain-lain. Beban rata – rata harian untuk Pulau Sebesi
sebesar 490 kWh/hari dengan beban puncaknya sebesar 49 kW terjadi pada jam 19.00 –
20.00. [13]
Data yang diperoleh dari PT. PLN Persero Wilayah Lampung Cabang Tanjung
Karang Ranting Kalianda adalah data beban harian selama 8 jam, gambar berikut
adalah kurva beban harian yang diprediksikan sesuai dengan kebutuhan penduduk di
Pulau Sebesi.
Gambar 3.4 Kurva Beban Harian Pulau Sebesi
Sumber : HOMER, NREL
• Data Beban Teralihkan (Deferrable Load)
Untuk memenuhi konsumsi air bersih dan keperluan lainnya, maka
ditambahkan pompa sebagai beban teralihkan pada disain sistem PLTH. Beban ini
adalah berupa pompa air dengan beban puncak sebesar 400 watt beroperasi selama 6
jam setiap hari. Dengan batas perbandingan minimum pembebanan sebesar 50%, maka
energi yang dikonsumsi pompa rata – rata perhari untuk mengisi bak penampungan
sebesar 2.4 kWh/hari dengan total kapasitas bak penampungan 4.8 kWh. Gambar
berikut ini adalah profil beban pompa sebagai beban teralihkan.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sept Okt Nov Des
B
e
ba
n Pom
p
a
(k
W
h
/h
a
ri
)
3.3. Perangkat Lunak HOMER
Perangkat lunak HOMER adalah suatu perangkat lunak yang digunakan untuk
optimasi model sistem pembangkit listrik skala kecil (micropower), perangkat lunak ini mempermudah evaluasi disain sistem pembangkit listrik untuk berbagai jenis
pembangkit listrik skala kecil baik yang tersambung ke jaringan listrik atau pun tidak.
Perangkat lunak ini melakukan perhitungan keseimbangan energi ini untuk setiap
konfigurasi sistem yang akan dipertimbangkan. Kemudian menentukan konfigurasi
yang layak, apakah dapat memenuhi kebutuhan listrik di bawah kondisi yang
ditentukan, perkiraan biaya instalasi dan sistem operasi selama masa proyek. Sistem
perhitungan biaya seperti biaya modal, penggantian, operasi dan pemeliharaan, bahan
bakar, dan bunga.[14]
Perangkat lunak ini bekerja berdasarkan tiga langkah utama, yaitu simulasi,
optimasi dan analisis sensitifitas.
• Simulasi
Perangkat lunak ini akan mensimulasikan pengoperasian sistem pembangkit
listrik tenaga hibrida dengan membuat perhitungan keseimbangan energi selama 8.760
jam dalam satu tahun. Untuk setiap jam, HOMER membandingkan kebutuhan listrik ke
sistem energi yang dapat memasok dalam jam tersebut, dan menghitung energi yang
mengalir dari dan ke setiap komponen dari sistem. Untuk sistem yang mencakup
baterai atau bahan bakar - powered generator, HOMER juga memutuskan jam operasi
generator, apakah akan dikenakan biaya atau mengosongkan baterai.
• Optimasi
Setelah disimulasi, tahapan selanjutnya adalah mengoptimasi semua
kemungkinan sistem konfigurasi kemudian diurutkan berdasarkan Nilai Sekarang
Bersih ( Net Present Value ) yang dapat digunakan untuk membandingkan
sistem desain pilihan.
• Analisis Sensitivitas
Ketika variabel sensitivitas ditambahkan, HOMER mengulangi proses optimasi
untuk setiap sensitivitas variabel yang menentukan. Misalnya, jika ditetapkan
kecepatan angin sebagai sensitivitas variabel, HOMER akan mensimulasikan sistem
Kelebihan perangkat lunak ini adalah penggunaannya mudah, bisa mensimulasi,
mengoptimasi suatu model kemudian secara otomatis bisa menemukan konfigurasi
sistem optimum yang bisa mensuplai beban dengan biaya sekarang terendah (NPC),
dan bisa menggunakan parameter sensitifitas untuk hasil yang lebih bagus.
Sedangkan kelemahannya adalah perangkat lunak ini keluaran utamanya berupa
parameter ekonomi (NPC, COE) bukan model sistem yang terperinci, dan beberapa
teknologi energi terbarukan masih belum bisa disimulasikan dengan perangkat lunak
ini.
3.3.1 Perhitungan Data
Persamaan-persamaan berikut ini digunakan sebagai dasar perhitungan energi
yang disuplai oleh pembangkit energi terbarukan, pengisisan baterai dan pengosongan
baterai serta perhitungan total nilai bersih sekarang (Total Net Present Cost, TNPC) [14].
Persamaan Daya Pembangkit Tenaga Bayu
3
Persamaan Daya Pembangkit Tenaga Surya
pv
Persamaan Total Daya Pembangkit Tenaga Terbarukan
Dengan :
pv
I adalah arus panel PV
b
P adalah energi baterai dalam interval waktu
bh
P adalah total energi yang dibangkitkan oleh PV array
σ adalah faktor pengosongan sendiri baterai
bi
P total beban pada interval waktu
bb
η Efisiensi baterai
3.3.3.1Biaya Net Total Masa Kini (Total Net Present Cost )
Biaya Net Total Masa Kini (Total Net Present Cost ; NPC) adalah keluaran
ekonomi yang paling utama untuk nilai suatu sistem PLTH, HOMER akan
mengurutkan data hasil keluaran simulasi dan optimasi berdasar nilai NPC terendah.
Total NPC dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
)
Cann,tot adalah total biaya tahunan ($/tahun)
CRF( ) adalah faktor penutupan modal
i adalah suku bunga (%)
Rproj adalah lamawaktu suatu proyek
N adalah jumlah tahun
Sedangkan faktor penutupan modal bisa didapatkan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
3.3.3.2Syarat Batas Biaya Energi (Levelized Cost of Energy)
levelized cost of energy (COE) didefinisikan sebagai biaya rata per kWh
produksi enegi listrik yang terpakai oleh sistem. Untuk menghitung COE, biaya
produksi energi listrik tahunan dibagi dengan total energi listrik terpakai yang
sales
Cann,tot adalah biaya total sistem tahunan ($/tahun)
cboiler adalah marjin biaya boiler ($/kWh)
Ethermal adalah Total beban thermal yang terpenuhi (kWh/tahun)
Eprim,AC adalah beban AC utama yang terpenuhi (kWh/tahun)
Eprim,DC adalah beban DC utama yang terpenuhi (kWh/tahun)
Edef adalah beban deferrable yang terpenuhi (kWh/tahun)
Egrid,sales adalah total penjualan grid (kWh/tahun)
3.3.3.3Perhitungan Emisi
HOMER menggunakan rumus berikut untuk menghitung penalti emisi sistem
PLTH.
MUHC emisi UHC (kg/tahun)
MPM emisi PM (kg/tahun)
MSO2 emisi SO2 (kg/tahun)
3.4 Studi Implementasi PLTH Pulau Sebesi
studi ini menggunakan bantuan PL HOMER dengan algoritma seperti terlihat
pada gambar berikut :
3.4.1 Metode Simulasi dan Optimasi
Untuk optimasi disain sistem PLTH ini dibuat dua kondisi dengan mengikuti
kurva beban harian, yaitu :
• kondisi pertama simulasi dijalankan untuk mengetahui kondisi awal sistem pensuplaian beban di Pulau Sebesi dengan menggunakan 2 unit PLTD kapasitas
40 kW dan 50 kW.
• kondisi kedua simulasi dijalankan dengan menambahkan batas minimum kontribusi PLTS dan PLTB adalah 0%.
3.4.2 Model PLTH Pulau Sebesi
Model PLTH yang akan disimulasi dan dioptimasi terdiri dari panel surya
(photovoltaik), turbin angin, diesel generator 40 kW, 50 kW, inverter dan baterai.
Gambar berikut adalah model PLTH yang akan disimulasi dan dioptimasi oleh
HOMER.
Gambar 3.7 Model Sistem PLTH Pulau Sebesi
Sumber : HOMER, NREL
3.4.3 Komponen-komponen penyusun PLTH
Komponen-komponen penyusun PLTH terdiri dari panel photovoltaic, turbin
angin, generator diesel, inverter dan baterai. Semua harga yang digunakan pada
• Modul Surya
Modul surya terdiri dari 10 modul yang tersusun seri dan diparalelkan, kapasitas
tiap-tiap modul surya adalah 60 Wp. Harga untuk 12 kWp modul surya adalah $
66.000[15], biaya penggantian $ 66.000, biaya operasional dan pemeliharaan dengan
diasumsikan $ 400 pertahun, masa pakai modul surya selama 25 tahun.
Data spesifikasi Modul MSX-60 :
Panjang : 43,63 inch
Lebar : 19,75 inch
Daya maksimum (Ppp) : 64 W
Tegangan saat daya maksimum (Vpp) : 17 V
Tegangan saat daya maksimum (Ipp) : 3,5 A
• Turbin Angin
Turbin angin yang digunakan adalah type BWC Excel-R dengan daya nominal
7,5 kW DC. Biaya modal untuk 1 unit turbin angin 7,5 kW DC adalah sebesar $
39.745[16], biaya penggantian $ 26.845, biaya operasi dan pemeliharaan diasumsikan
sebesar $ 1000 pertahun. Masa pakai turbin angin selama 15 tahun, pemasangan turbin
angin di ketinggian 20 meter dari permukaan tanah.
• Generator Diesel
Generator Diesel yang digunakan adalah dua unit generator diesel dengan
kapasitas 40 kW dan 50 kW. Waktu operasi untuk masing – masing generator
diperkirakan 15.000 jam dan pembebanan minimumnya adalah 30 %. Untuk generator
diesel kapasitas 40 kW biaya investasi sebesar $ 22.000[17], biaya penggantian $
18.000, biaya operasi dan pemeliharaan perhari diasumsikan sebesar $ 0,07 untuk
generator diesel kapasitas 40 kW sedangkan untuk generator diesel kapasitas 50 kW
biaya investasi sebesar $ 27.000, biaya penggantian $ 22.000, biaya operasi dan
pemeliharaan perhari sebesar $ 0.72 untuk generator diesel kapasitas 50 kW
• Inverter
Inverter yang digunakan adalah Bidirectional Inverter (Inverter – Rectifier) tipe
XW4024 dengan efisiensi inverter sebesar 90%, lama waktu pengoperasiannya 10
tahun. Sedangkan efisiensi Rectifier adalah 85 % capacity relative to inverter sebesar
biaya penggantian sebesar $ 5.960 dan biaya operasi dan pemeliharaan pertahun
diasumsikan sebesar $ 596.
• Baterai
Baterai yang digunakan adalah baterai lead acid type L16P, biaya investasi
untuk baterai ini sebesar $ 620[19], biaya penggantian sebesar $ 620 dan biaya operasi
dan pemeliharaan pertahun diasumsikan sebesar $ 50. Karakteristik baterai lead acid
adalah sebagai berikut :
Kapasitas nominal 360 Ah
Tegangan nominal 6 V
Efisiensi 85 %
Minimum state of charge 30 %
Waktu pakai 10 tahun
Arus pengisian maksimum 18 A
3.4.4 Variabel Sensitivitas
• Sensitivitas kecepatan angin berkisar antara 3 m/detik – 7 m/detik, ditetapkan berdasarkan data kecepatan angin rata – rata di Pulau Sebesi yang diperoleh dari
situs www.weatherbase.com pada bulan April 2009.
• Sensitivitas harga bahan bakar antara 0,4 – 1 $/liter, ditetapkan berdasarkan harga nyata bahan bakar di Pulau Sebesi pada bulan April 2009.
3.4.5 Batasan – Batasan Pengoperasian PLTH
• Batasan ekonomi yang digunakan untuk semua perhitungan ketika sistem PLTH disimulasikan adalah annual real interest rate 8%, jangka waktu proyek 25 tahun,
• Dispatch strategy yang digunakan adalah cycle charging dengan setpoint state of charge 80%, maximum annual capacity shortage 0%.
• untuk pengaturan generatornya sistem diizinkan beroperasi dengan beberapa generator dan sistem juga diizinkan untuk mengoperasikan generator dibawah
beban puncak
• Sistem operasi PLTH yang digunakan adalah sistem PLTH Paralel.
Setelah melalui langkah – langkah diatas, HOMER akan mensimulasi dan
![Gambar 2.6 Turbin Angin Sumbu Vertikal Source: AWI (www.awi-bremerhaven.de)[5]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1642225.1559496/30.612.229.397.483.700/gambar-turbin-angin-sumbu-vertikal-source-awi-bremerhaven.webp)
