SISTEM PENGISIAN KENDARAAN LISTRIK DARI PV DAN GRID PLN : STUDI
KASUS CHARGING STATION 20 KW, B2TKE PUSPIPTEK
Latar belakang dan Metedologi
Tahun 2018 : BPPT dalam hal ini B2TKE mendapatkan Anggaran untuk mengembangkan Charging Station
Oleh Karena Dibentuklan STKK Tantangan :
- BPPT belum punya pengalaman dan guidance
- Kebijakan Tentang KBL belum ada, walaupun sudah sering didiskusikan dan dibicarakan oleh beberaoa pihak pada beberapa kesempatan
- Belum banyak Informasi tentang Jenis dan Spesifikasi, kapasitas, plug in Charging Station yang banyak digunakan di Dunia, apalagi di Indonesia
- Sumber energi untuk menyuplai kebutuhan Charging Station haruslah stabil, andal, Kontinyu dan ramah lingkungan
Dilakukan beberapa Desk Study, dengan banyak referensi al : - Smart Solar Charging (Universiteit Untrecht, 2017)
- PV Based EV Charging Optimization (Jurnal IJSEIA, 2015)
- Electric Vehicle Charging Technology Analysis And Standards (Florida Solar Energy Center, 2015)
- Evaluation of a PV Powered EV Charging Station and Its Buffer Battery (Journal of Energy and Power Engineering, 2016)
- DESIGN GUIDELINES AND STANDARDS OF PUBLIC ELECTRIC VEHICLE CHARGING STATIONS (2013)
- Smart Solar Charging: E Vehicle to Grid in The Netherlands
(Jurnal 2017) - Electric Vehicle Charging Station Guidebook Planning for Installation and Operation (www.ccrpcvt.org, 2014)
- Dan beberapa jurnal, dan publikasi, tidak kurang dari 30 referensi
Metohologi
- Fokus pada pemanfaatan EBT untuk menyuplai kebutuhan CS 20 kW
Kendala :
- Sulit menemukan Lokasi yang cocok
- Sifat PV yang intermittent - Butuh lahan yang cukup luas
dan tidak ada shading - Butuh battery yang cukup
besar dan mahal
- Anggaran yang terbatas
Perencanaan CS yang akan dikembangkan
Kata Kunci :
Lokasi tanpa shading, pelayanan yang kontinyu, memanfaatkan EBT dan ramah lingkungan, eye catching, dan sesuai budget
Lokasi 2
Lokasi 3
Lokasi 1
Lokasi 2
Lokasi 1
Lokasi 3
5,95m 10,40m
5,95m ±10 kWP
10,40m
±10 kWP ESTIMASI DIMENSI CHARGING STATION
2 x 10 kWp
4,92
0,90 0,90 7,50
3,00
8,00 TAMPAK ATAS
TAMPAK DEPAN TAMPAK SAMPING
5,10 7,50
Lantai charging
Modul Surya
Struktur Penyangga Dinding Pembatas
1,00
KONSEP DISAIN
SUPPORT PENYANGGA MODUL KAPASITAS : 5 KWp
6,72 PV ARRAY
LANTAI (AREA PV CHARGING STATION)
3 4
2 1
6 5
7 8
11 12
10 9
14 13
15 16
19 20
18 17
PV ARRAY (1 string 20 modul)
ILUSTRASI BENTUK JADI PV CHARGING STATION KAPASITAS : 9 KWp
MDP CS 400 A
Dari PTR-2
125 A Lt 2
40 A LP- Lt 1 125 A PP-Lt 1
100 A CS
MDP-1 (Gedung 621)
100 A
100 A CS
32 A PV 5 kWp
1000 A
125 A
400 A
MDP-3 Ged 620)125 A
Ged. PBB100 A
ContainerSCP
PTR-1 Gedung 622 Gedung 623
100 A
Solar ParkTR-2, 630 kVA
20/0,4 kV
TR-1, 1000 kVA 20/0,4 kV
PTR-2
PTM
Gardu R11
Daya 900 kVA
Profil Beban Gedung dan Trafo
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1/0/00 0:01 1/0/00 0:54 1/0/00 1:49 1/0/00 2:44 1/0/00 3:39 1/0/00 4:34 1/0/00 5:29 1/0/00 6:24 1/0/00 7:19 1/0/00 8:14 1/0/00 9:09 1/0/00 10:04 1/0/00 10:59 1/0/00 11:54 1/0/00 12:49 1/0/00 13:44 1/0/00 14:39 1/0/00 15:34 1/0/00 16:29 1/0/00 17:24 1/0/00 18:19 1/0/00 19:14 1/0/00 20:09 1/0/00 21:04 1/0/00 21:59 1/0/00 22:54 1/0/00 23:49
KW
Data Listrik Gedung B2TE dari TR-1 ( 630 kVA)
Daya Gd 620 Daya Gd 621 Total TR-1
75 kW
42,5 kW 32,5 kW
Berdasarkan hasil
pengukuran Gedung 620 dan Gedung 620
diperlihatkan bahwa Total Beban adalah 74 kW atau 85 kVA
Ditambah beban CS, pada saat tidak ada Suplai dari PLTS max 18 kW
Sehingga total beban adalah 93 kW atau 100 kVA
Dengan demikian Load
Faktor Transformator adalah 15,87%
Masih bisa penambahan FC
2 x 50 kW
Sistem CS 20 kW Hybrid PV (5 kWp) –Grid PLN
Modul PV
(260 Wp)Inverter Model Sunny Tripower max 9 kW
Sistem CS 20 kW Hybrid PV (5 kWp) –Grid PLN
Plan layout cs 20 kW
Wiring Diagram PV system 5 kWp
Electrical Wiring Diagram EV 20 kW Dari Grid PLN
Dari PV 5kWp
Ke EV Charging
Station 20 kW
Profil Produksi PLTS 5 kWp
MDP CS 400 A
Dari PTR-2
125 A Lt 2
40 A LP- Lt 1
125 A PP-Lt 1
100 A CS
MDP-1 (Gedung 621)
100 A
100 A CS
32 A PV 5 kWp
218.56 kWh 21.698kWh
21,7 kWh (10%)
21,7 kWh (10%)
218,6 kWh 196,9kWh
(90%)
Pengujian awal CS 20 kW Serpong
Charger Specification C J G
Charging standard CCS CHAdeMO Type 2 cable Maximum output
power 20 kW 20 kW 22 kW
Output voltage range 50 - 500 Vdc 50 - 500 Vdc 400 V +/- 10%
Maximum output
current 60 Adc 60 Adc 32 A
EV Smart Charging Station mobil listrik dengan
Teknologi Hybrid PLN - Photovoltaic. Charging avalaible DC dan AC, normal dan fast charging dengan
kapasitas 20 kW
• Pengujian dilakukan mengunakan mobil mitshubishi miev mengunakan konektor jenis Chademo untuk pengisian daya cepat, kondisi baterai mobi adalah 12 % pada saat diuji mengunakan charging station diserpong dengan spesifikasi 20 kw.
• Dari kondisi baterai 12 % ke 80 % membutuhkan waktu 35 menit sedangkan untuk melakukan
pengisian dari kondisi 12 % ke 100 % membutuhkan waktu 60 menit .
Daya rata-rata pada kondisi baterai 12%
sampai dengan 80 % adalah sekitar 17 kw dengan maksimum daya yang terekam adalah 18.8 kW. Daya akan turun setelah kondisi baterai mencapai 80 %.
Pengujian Unjuk kerja dengan sumber PLTS dan Grid PLN
Pengisian Battery MIEV dengan sumber dari PV dan grid PLN :
• Pada saat pengisian dilakukan, kondisi Battery mobil listrik MIEV tersisa 28% (4,48 kWh). Energi yang masuk ke Battery dari 28%
(4,48 kWh) hinggal 93% (14,88 kWh) adalah 10,4 kWh.
• Sedangkan energi yang diserap dari sistem PLN dan PLTS adalah sebesar 12,87 kWh, ini berarti ada sekitar 2,37 kWh yang menjadi rugi2 di EV Charging Station dan peralatan lainnya.
• Waktu yang digunakan untuk pengisian cepat dari 28% - 80% adalah 30 menit 40 detik dengan jumlah energi 9,19 kWh
• Waktu yang digunakan untuk pengisian slow dari 80% - 93% adalah 32 menit 0 detik dengan jumlah energi 3,67 kWh
• Gambar di atas mempelihatkan bahwa sumber energi yang berasal dari PLTS yang bekerja sinkron dengan PLN dapat diandalkan, continue dan dapat mengikuti karaktersitik pengisian dari pada Battery KBL
Gambar disamping memperlihatkan bahwa pada saat pengisian dari 28% - 93% selama 62 menit 40 detik dibutuhkan energi sebanya 12,87 kWh yang terdiri dari PLTS : 3,30 kWh (26%) dan dari Grid PLN 9,6 kWh (74%). Komposisi ini tentu akan berubah sesuai radiasi matahari, lama charging dan kapasitas dari pada battery kendaraan listrik.
PLN 9,579.69
74%
3,298.94 26%
CHART TITLE
PLN PLTS -
2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000
10:15:50 10:18:00 10:20:10 10:22:20 10:24:30 10:26:40 10:28:50 10:31:00 10:33:10 10:35:20 10:37:30 10:39:40 10:41:50 10:44:00 10:46:10 10:48:20 10:50:30 10:52:40 10:54:50 10:57:00 10:59:10 11:01:20 11:03:30 11:05:40 11:07:50 11:10:00 11:12:10 11:14:20 11:16:30 11:18:40
Daya (Watt)
Waktu
Kurva Daya pengisian Battery Mobil Listrik MIEV
Power to EV CS Power from PLN Power from PV
Profil Daya yang masuk ke CHarging Station untuk mengisi battery MIEV Profil daya dari
sumber PLN
Profil daya dari sumber PLTS
