DESAIN SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA PADA GEDUNG INSTITUSI PENDIDIKAN (STUDI KASUS SD INTIS SCHOOL BALIKPAPAN)

DESAIN SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

SURYA PADA GEDUNG INSTITUSI PENDIDIKAN

(STUDI KASUS SD INTIS SCHOOL BALIKPAPAN)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Fathan Mujahid Satria

102116055

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PERTAMINA

JAKARTA

D

es

ai

n S

is

te

m

P

em

b

angki

t L

is

tri

k

T

ena

g

a S

urya

P

ada

G

edung Ins

tit

us

i P

endi

d

ika

n

(S

tudi

K

as

us

S

D

IN

T

IS

S

chool

Ba

likpa

p

an)

F

at

ha

n M

uj

ahi

d S

at

ri

a

1021160

5

DESAIN SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

SURYA PADA GEDUNG INSTITUSI PENDIDIKAN

(STUDI KASUS SD INTIS SCHOOL BALIKPAPAN)

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

Fathan Mujahid Satria

102116055

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PERTAMINA

JAKARTA

Universitas Pertamina - i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Tugas Akhir

: Desain Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pada Gedung Institusi Pendidikan (Studi Kasus SD

INTIS School Balikpapan)

Nama Mahasiswa

: Fathan Mujahid Satria

Nomor Induk Mahasiswa

: 102116055

Program Studi

: Teknik Elektro

Fakultas

: Teknologi Industri

Tanggal Lulus Sidang Tugas Akhir : 8 September 2020

Jakarta, 16 September 2020

MENGESAHKAN

Pembimbing I :

Nama : Dr. Eng Muhammad Abdillah S.T., M.T.

NIP

: 116153

Pembimbing II :

Nama : Nita Indriani Pertiwi, S.T., M.T.

NIP

: 116148

MENGETAHUI,

Ketua Program Studi Teknik Elektro

Dr. Eng. Wahyu Kunto Wibowo, S.T., M.Eng.

NIP 116059

ACC 16/09/2020

Universitas Pertamina - ii

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir berjudul Desain Sistem Pembangkit Listrik

Tenaga Surya pada Gedung Institusi Pendidikan (Studi Kasus SD INTIS School Balikpapan)

ini adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan tidak mengandung materi

yang ditulis oleh orang lain kecuali telah dikutip sebagai referensi yang sumbernya telah

dituliskan secara jelas sesuai dengan kaidah penulisan karya ilmiah.

Apabila dikemudian hari ditemukan adanya kecurangan dalam karya ini, saya bersedia

menerima sanksi dari Universitas Pertamina sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Pertamina hak bebas royalty noneksklusif (non-exclusive royalty-free right) atas

Tugas Akhir ini beserta perangkat yang ada. Dengan hak bebas royalty noneksklusif ini

Universitas Pertamina berhak menyimpan, mengalih, dan mempublikasikan Tugas Akhir

saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik

Hak Cipta

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya

Universitas Pertamina - iii

ABSTRAK

Fathan Mujahid Satria. 102116055.

Desain Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Pada

Gedung Institusi Pendidikan (Studi Kasus SD INTIS School Balikpapan).

Pada tugas akhir ini, dilakukan penentuan desain sistem PLTS yang cocok digunakan pada

gedung institusi pendidikan. Penentuan desain sistem PLTS yang cocok akan dianalisa

diantara ketiga sistem PLTS yang umum digunakan. Ketiga sistem tersebut adalah sistem

PLTS secara

off-grid,

on-grid, serta

hybrid. Ketiga sistem PLTS yang akan dianalisa,

terlebih dahulu akan ditentukan kapasitas pemakaian setiap komponennya. Kapasitas

komponen yang ditentukan berupa sudut kemiringan panel surya, daya keluaran inverter,

kapasitas penyimpanan energi baterai, daya pembangkitan panel surya, serta arus

pengecasan

solar charge controller. Penentuan kapasitas komponen bergantung kepada

daya beban listrik perjam, kondisi intensitas matahari, serta suhu lingkungan area panel

surya setiap tahunnya. Kapasitas komponen yang didapatkan akan disesuaikan kembali

dengan parameter input serta output pada setiap komponen yang digunakan. Setelah semua

kapasitas komponen ditentukan, akan dihitung nilai keekonomian setiap sistem untuk

melihat sistem PLTS yang dapat menghemat biaya konsumsi listrik dari PLN. Dari ketiga

sistem PLTS yang dianalisa, didapatkan sistem PLTS secara on-grid yang dapat menghemat

pengeluaran listrik dari PLN. Penghematan ini terjadi karena biaya energi yang diperlukan

pada PLTS on-grid sebesar Rp 559/kWh. Dibanding biaya listrik PLN sebesar Rp 900/kWh pada

tipe beban S-2, sistem PLTS secara on-grid dapat menghasilkan penghematan hingga Rp 134.380.774 selama 25 tahun pemakaian. Kegagalan sistem PLTS off-grid dan hybrid dalam menghemat pengeluaran dari PLN diakibatkan oleh biaya pengadaan baterai yang jauh lebih mahal dibandung komponen lainnya. Oleh karena itu sistem PLTS secara on-grid mampu menghadirkan sumber energi yang ramah lingkungan serta menghemat biaya pemakaian listrik tahunan pada aplikasi kelistrikan gedung institusi pendidikan.

Kata kunci: energi terbarukan, PLTS, panel surya, off-grid solar system, on-grid solar system, hybrid solar system

Universitas Pertamina - iv

ABSTRACT

Fathan Mujahid Satria. 102116055. Design of Solar PV System for Educational Institution

Buildings (Study Case at SD INTIS School Balikpapan).

In this final project, will be determine the design of the solar photovoltaic (PV) system which

is suitable for use in educational institution buildings. The determination of the system will

be design by analyzed among the three commonly used of solar PV systems. The systems are

the off-grid solar system, on-grid solar system, and hybrid solar system. The first step to

analyzed the system, will determine the capacity of each component. The determined

component capacities are the solar panel tilt angle, the inverter power output, the battery

capacity, the solar panel power generation, and the solar charge controller charging

current. Determination of component capacity depends on the hourly electrical load,

conditions of irradiance, and the environmental temperature in every year. The component

capacity will be readjusted with the input and output parameters for each used component.

After all components are determined, the economic value of each system will be calculated.

Economic value in the solar PV system is to analysis which system can save electrical

consumption cost from grid. From the all solar PV system, an on-grid solar system can save

electricity consumption cost from grid. This saving occurs because the energy cost required

for the on-grid system is Rp 559/kWh. Compared to PLN's electricity costs of Rp 900/kWh

for the S-2 load type, the on-grid system can savings up to Rp 134.380.774 for 25 years of

use. The failure of the off-grid and hybrid systems to save expenses from grid is caused by

the cost of procuring batteries are much more expensive than other components. Therefore,

the on-grid system is able to provide an environmentally energy source and save the annual

cost of electricity consumption in the electrical applications of educational institution

buildings.

Keywords: renewable energy, solar PV system,

off-grid solar system, on-grid solar system, hybrid solar system

Universitas Pertamina - v

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT atas nikmat dan hidayah-Nya sehingga Laporan

Tugas Akhir Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri,

Universitas Pertamina – Jakarta yang berjudul “Desain Sistem Pembangkit Listrik Tenaga

Surya Pada Gedung Institusi Pendidikan (Studi Kasus SD INTIS School Balikpapan)” dapat

diselesaikan. Tidak lupa pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1.

Kedua Orang Tua yang tiada henti-hentinya selalu mendoakan serta memberikan

semangat dalam menjalani perkulihan hingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir.

2.

Bapak Dr. Eng. Wahyu Kunto Wibowo, S.T., M.Eng selaku Ketua Program Studi Teknik

Elektro serta mentor pertama penulis dalam membangun budaya riset di Prodi Teknik

Elektro Universitas Pertamina.

3.

Ibu Aulia Rahma Annisa, S.ST., M.T., selaku Dosen Wali yang telah menemani dan

membimbing penulis dari awal perkuliahan hingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir.

4.

Bapak Dr. Eng. Muhammad Abdillah, S.T., M.T., sebagai mentor, motivator, serta

Dosen Pembimbing 1 yang telah menginspirasi penulis selama perkuliahan hingga

membimbing dalam penyelesaian Tugas Akhir.

5.

Ibu Nita Indriani Pertiwi, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah

mengarahkan dan membimbing dengan detail hingga Laporan Tugas Akhir penulis

selesai dengan baik.

6.

Seluruh Dosen Teknik Elektro yang telah memberikan penulis ilmu & pengalamannya

selama duduk di bangku perkuliahan.

7.

Penghuni kostan An-Nur 49B yang telah hidup 4 tahun bersama-sama menjalani

perkuliahan dalam masa suka maupun duka.

8.

Auliya Nanda Susmita yang selalu mendukung saya dalam suka maupun duka.

9.

Seluruh teman-teman keluarga besar Teknik Elektro Universitas Pertamina yang telah

memberikan pengalaman hidup selama perkuliahan.

Akhir kata bila ada kesalahan dalam pembentukan laporan ini mohon dimaafkan, karena

sesungguhnya kesempurnaan adalah milik Allah SWT semata. Terima kasih.

Balikpapan, 16 September 2020

Universitas Pertamina - vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ...i

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ...iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ...vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ...ix

DAFTAR SINGKATAN... x BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 1 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan Perancangan ... 2 1.5 Manfaat Perancangan ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1 Sistem Kelistrikan PLTS ... 3

2.1.1 Sistem kelistrikan PLTS secara off-grid ... 3

2.1.2 Sistem kelistrikan PLTS secara on-grid... 3

2.1.3 Sistem kelistrikan PLTS secara hybrid ... 4

2.2 Komponen Sistem PLTS ... 5

2.2.1 Inverter ... 5

2.2.2 Baterai ... 5

2.2.3 Panel surya ... 6

2.2.4 Solar charge controller ... 7

2.3 Studi Keekonomian ... 8

2.3.1 Net present cost ... 8

2.3.2 Annualized cost ... 8

2.3.3 Renewable Fraction... 9

2.3.4 Cost of energy... 9

2.3.5 Payback period ... 10

BAB III KONSEP PERANCANGAN ... 11

Universitas Pertamina - vii

3.2 Pertimbangan Perancangan ... 12

3.3 Analisis Teknis ... 12

3.4 Sumber Energi ... 13

3.5 Peralatan dan Bahan ... 15

BAB IV HASIL DAN ANALISIS ... 16

4.1 Analisis Beban ... 16

4.2 Intensitas Matahari dan Suhu Lingkungan ... 17

4.3 Peletakan Modul Panel Surya ... 18

4.4 Analisis Kebutuhan Teknis Sistem PLTS ... 20

4.4.1 Analisis kebutuhan teknis sistem PLTS secara off-grid ... 20

4.4.2 Analisis kebutuhan teknis sistem PLTS secara on-grid ... 28

4.4.3 Analisis kebutuhan teknis sistem PLTS secara hybrid ... 32

4.5 Analisis Hasil Keekonomian Sistem PLTS ... 41

4.5.1 Analisis hasil keekonomian sistem PLTS secara off-grid ... 42

4.5.2 Analisis hasil keekonomian sistem PLTS secara on-grid ... 45

4.5.3 Analisis hasil keekonomian sistem PLTS secara hybrid ... 49

4.6 Rekomendasi Sistem ... 53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 55

5.1 Kesimpulan ... 55

5.2 Saran ... 55

Universitas Pertamina - viii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Daftar Kapasitas Serta Harga Komponen Sistem PLTS Off-Grid ... 20

Tabel 4.2 Spesifikasi EPEVER UP5000-M8342 ... 22

Tabel 4.3 Spesifikasi Luminous VRLA 12V 200Ah ... 23

Tabel 4.4 Spesifikasi JA Solar JAM78S10-440/MR ... 25

Tabel 4.5 Spesifikasi EPEVER Tracer8420AN... 26

Tabel 4.6 Daftar Kapasitas Serta Harga Komponen Sistem PLTS On-Grid ... 28

Tabel 4.7 Spesifikasi Growatt 3000-S ... 30

Tabel 4.8 Daftar Kapasitas Serta Harga Komponen Sistem PLTS Hybrid ... 32

Tabel 4.9 Spesifikasi SOFAR HYD 3000-ES ... 34

Tabel 4.10 Spesifikasi EPEVER IT6415ND ... 37

Tabel 4.11 Tabel NPC Sistem PLTS Off-grid ... 42

Tabel 4.13 Total Produksi dan Konsumsi Energi Sistem PLTS Off-Grid... 44

Tabel 4. 14 Tabel NPC Sistem PLTS On-grid ... 46

Tabel 4.16 Total Produksi dan Konsumsi Energi Sistem On-Grid ... 47

Tabel 4.17 Tabel NPC Sistem PLTS Hybrid ... 49

Tabel 4.19 Total Produksi dan Konsumsi Energi Sistem PLTS Hybrid ... 51

Universitas Pertamina - ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kelistrikan PLTS Off-Grid ... 3

Gambar 2.2 Sistem Kelistrikan PLTS On-Grid ... 4

Gambar 2.3 Sistem Kelistrikan PLTS Hybrid ... 4

Gambar 2.4 Penggambaran Sudut Kemiringan dan Azimuth Panel Surya ... 6

Gambar 2.5 Pengaruh Intensitas Matahari Terhadap Daya Keluaran Panel Surya [16] ... 7

Gambar 3. 1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir ... 11

Gambar 3.2 Potensi Energi Matahari pada Area SD INTIS School Balikpapan ... 13

Gambar 3.3 Potensi Energi Angin pada Area SD INTIS School Balikpapan ... 14

Gambar 4.1. Daya Beban Listrik Sekolah pada Hari Kerja ... 16

Gambar 4.2. Daya Beban Listrik Sekolah Akhir Pekan... 16

Gambar 4.3. Grafik Rata-Rata Radiasi Matahari Perhari dalam Setiap Bulan ... 17

Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Suhu Lingkungan Perhari dalam Setiap Bulan ... 18

Gambar 4.5 Radiasi Rata-rata Harian Matahari Setiap Bulan ... 18

Gambar 4.6 Sudut Optimal Panel Surya Pada Gedung SD Intis School Balikpapan ... 19

Gambar 4.7 Area SD INTIS School Balikpapan dengan Citra Satelit ... 19

Gambar 4.8 Diagram Skematik Sistem PLTS Off-Grid ... 20

Gambar 4.9 Rangkaian Baterai Sistem PLTS Off-Grid ... 23

Gambar 4.10 Intensitas Matahari di area SD INTIS School Balikpapan Dalam Satu Minggu ... 24

Gambar 4.11 Kapasitas Panel Surya Menggunakan Optimasi HOMER... 24

Gambar 4.12 Simulasi Rangkaian Panel Surya Terhadap SCC pada Sistem off-grid ... 27

Gambar 4.13 Rangkaian String Panel Surya pada Sistem Off-Grid ... 27

Gambar 4.14 Rangkaian String Panel Surya Terhadap SCC ... 28

Gambar 4.15 Diagram Skematik Sistem PLTS On-Grid ... 29

Gambar 4.16 Simulasi Rangkaian Panel Surya Terhadap Inverter pada Sistem On-Grid ... 31

Gambar 4.17 Rangkaian String Panel Surya pada Sistem On-Grid ... 31

Gambar 4.18 Rangkaian String Panel Surya Terhadap Inverter pada Sistem On-Grid ... 32

Gambar 4.19 Diagram Skematik Sistem PLTS Hybrid ... 34

Gambar 4.20 Rangkaian Baterai Sistem PLTS Hybrid ... 36

Gambar 4.21 Simulasi Rangkaian Panel Surya Terhadap MPPT Inverter pada Sistem Hybrid ... 38

Gambar 4.22 Simulasi Rangkaian Panel Surya Terhadap SCC pada Sistem Hybrid ... 39

Gambar 4.23 Rangkaian String Panel Surya terhadap SCC pada Sistem Hybrid ... 40

Gambar 4.24 Rangkaian Panel Surya Terhadap SCC pada sistem Hybrid ... 40

Gambar 4.25 Rangkaian String Panel Surya terhadap MPPT A Inverter pada Sistem Hybrid ... 40

Gambar 4.26 Rangkaian String Panel Surya terhadap MPPT B Inverter pada Sistem Hybrid ... 41

Gambar 4.27 Rangkaian String Panel Surya Terhadap SCC ... 41

Gambar 4.28 Payback Period PLTS sistem Off-Grid... 45

Gambar 4.29 Payback Period PLTS sistem On-Grid ... 49

Universitas Pertamina - x

DAFTAR SINGKATAN

No

Singkatan

Keterangan

1

PLTS

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

2

PLN

Perusahaan Listrik Negara

3

SD

Sekolah Dasar

4

DC

Direct Curent

5

AC

Alternating Current

6

SCC

Solar Charge Controller

7

NPC

Net Present Cost

Universitas Pertamina - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Energi menjadi kebutuhan hidup utama manusia sejak abad ke 19. Energi digunakan untuk berbagai tipe kebutuhan manusia seperti rumah tangga, pendidikan, dan industri. Pada umumnya, pemanfaatan energi yang digunakan di industri tidak bersumber dari energi bersih [1]. Penggunaan energi yang tidak bersih secara kontinyu akan mengakibatkan dampak kerusakan lingkungan secara global. Akibat kerusakan lingkungan yang berasal dari energi tidak bersih, masyarakat sadar untuk beralih menggunakan energi alternatif seperti panel surya [2]. Selain dapat mengurangi kerusakan lingkungan, penggunaan panel surya dapat menghemat biaya pengeluaran listrik secara kontinyu. Penggunaan panel surya tidak membutuhkan pemeliharaansecara berkalaserta penghematan energi yang dihasilkannya menjadi nilai tambah untuk memanfaatkan energi terbarukan secara mudah [3].

Penggunaan modul panel surya dapat diaplikasikan sebagai sumber pembangkit listrik yang bernama Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Aplikasi PLTS secara terdistribusi, dapat digunakan langsung pada setiap sistem kelistrikan pada sebuah bangunan. Salah satu potensi penghematan yang dapat dihasilkan dari penerapan sistem PLTS adalah pada gedung sekolah. Kegiatan operasional sekolah umumnya berkisar sejak pagi hari hingga sore hari. Waktu operasional sekolah yang berkisar dari pagi hingga sore hari ini merupakan waktu penyinaran matahari setiap harinya. Sementara pada malam hari, gedung sekolah hanya memerlukan energi untuk penerangan gedung saja. Karakteristik beban listrik gedung sekolah yang mayoritas digunakan selama matahari bersinar menjadi potensi besar untuk dimanfaatkannya sistem PLTS pada kelistrikan gedung sekolah.

Penerapan sistem PLTS pada gedung sekolah dapat diimplementasikan dengan mudah dan dapat diinstalasi di tempat yang memiliki area sinar matahari secara langsung. Energi matahari yang diserap oleh panel surya tidak memiliki emisi yang berbahaya sehingga tidak berdampak pada perubahan iklim [4]. Ketahanan sistem panel surya dapat bertahan hingga 25 tahun sehingga dapat menghemat biaya pengeluaran listrik PLN. Agar sistem PLTS dapat beroperasi selama 25 tahun, analisa kelayakan sistem PLTS perlu dilakukan agar setiap komponen yang digunakan dapat bertahan hingga batas maksimal pemakaian. Dengan menjaga agar setiap komponen dapat beroperasi maksimal, biaya pergantian komponen dapat ditekan seminimal mungkin agar sistem menghasilkan biaya operasional yang lebih ekonomis. Keekonomian sistem PLTS akan dibandingkan dengan biaya pengeluaran listrik ketika hanya menggunakan jaringan listrik PLN. Nilai sistem PLTS yang paling ekonomis pada penelitian ini akan menjadi rekomendasi sistem yang dapat digunakan pada kelistrikan gedung SD INTIS School Balikpapan.

1.2

Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari latar belakang yang sudah dijelaskan yaitu:

1. Bagaimana topologi sistem PLTS yang optimal untuk diaplikasikan pada gedung SD INTIS School Balikpapan?

2. Apakah sistem PLTS dapat menghemat pengeluaran biaya listrik untuk kebutuhan gedung SD INTIS School Balikpapan?

3. Berapa penghematan yang terjadi ketika terpasang sistem PLTS pada gedung SD INTIS School Balikpapan?

Universitas Pertamina - 2

1.3

Batasan Masalah

Berdasarkan penjelasan pada rumusan masalah, ditetapkan batasan masalah dalam pengerjaan desain sistem PLTS ini sebagai berikut:

1. Sistem PLTS yang akan didesain menggunakan tipe pemanfaatan energi matahari dengan teknologi photovoltaic.

2. Desain yang akan dibuat menggunakan software optimasi energi terbarukan yang bernama HOMER (HybridOptimization of Multiple Energy Resources) dan PVsyst.

3. Data radiasi global matahari akan menggunakan data dari NASA melalui akses dari software HOMER.

4. Analisis teknis yang dibuat akan berdasarkan simulasi menggunakan software PVsyst. 5. Penentuan ketinggian sudut panel surya akan ditentukan menggunakan software PVsyst

dengan data radiasi global matahari dari NASA

6. Analisis keekonomian yang dibuat akan berdasarkan hasil simulasi menggunakan software HOMER.

7. Sistem PLTS yang telah didesain hanya akan menjadi rekomendasi sistem kelistrikan pada gedung SD INTIS School Balikpapan.

1.4

Tujuan Perancangan

Tujuan perancangan dalam pengerjaan desain PLTS ini yaitu:

1. Menentukan sistem PLTS yang dapat menghemat penggunaan listrik dari PLN dan layak secara teknis.

2. Membandingkan biaya operasional sistem yang sudah ada dengan sistem menggunakan PLTS.

3. Menghitung penghematan sistem PLTS ketika diimplementasikan pada bangunan institusi pendidikan.

1.5

Manfaat Perancangan

Manfaat perancangan dalam desain PLTS ini yaitu:

1. Menjadi acuan dasar penentuan topologi sistem PLTS yang dapat menghemat biaya dari penggunaan listrik pada bangunan institusi pendidikan.

2. Sistem PLTS yang telah didesain dapat menjadi rekomendasi untuk digunakan pada bangunan gedung SD INTIS School Balikpapan.

3. Memperkenalkan sistem energi terbarukan yang efisien pada bangunan institusi pendidikan.

Universitas Pertamina - 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Sistem Kelistrikan PLTS

Sistem kelistrikan pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) mempunyai keunggulan serta kekurangannya masing-masing. Setiap sistem PLTS yang dirancang harus disesuaikan dengan kebutuhan daya listrik serta karakteristrik lingkungan tempat beban berada. Ada tiga tipe sistem PLTS dalam skala rumah tangga yang sering digunakan yaitu :

2.1.1

Sistem kelistrikan PLTS secara off-grid

Sistem Kelistrikan PLTS off-grid atau atau biasa disebut sistem mandiri merupakan sistem kelistrikan tanpa adanya sumber dari grid utama. Sistem PLTS off-grid disuplai dari suatu sumber energi berupa panel surya yang menghasilkan listrik untuk kebutuhan 24 jam. Sistem kelistrikan off-grid akan memakan biaya yang lebih banyak dari pada sistem kelistrikan PLTS yang lain. Pengeluaran biaya yang sangat banyak pada sistem off-grid dikarenakan banyaknya jumlah panel surya yang dibutuhkan serta komponen baterai untuk untuk menyediakan energi setiap waktunya.

Gambar 2.1 Sistem Kelistrikan PLTS Off-Grid

Energi yang dihasilkan panel surya akan disimpan dalam suatu media penyimpanan energi seperti baterai untuk memenuhi kebutuhan listrik harian. Energi yang tersimpan dalam media penyimpanan energi seperti baterai akan diubah menjadi listrik arus AC menggunakan inverter untuk memenuhi kebutuhan beban listrik. Sistem PLTS off-grid membutuhkan jumlah panel surya serta baterai dengan jumlah yang kompatibel agar dapat menyediakan energi selama satu hari penuh [5].

2.1.2

Sistem kelistrikan PLTS secara on-grid

Sistem kelistrikan PLTS on-grid merupakan sistem kelistrikan PLTS yang terkoneksi dengan jaringan grid PLN. Terhubungnya panel surya dan grid memungkinkan untuk terjadinya tukar energi diantara kedua sumber tersebut. Penghasilan daya listrik yang lebih besar pada panel surya dibandingkan dengan daya yang dibutuhkan oleh beban dapat dikirimkan pada jaringan grid untuk dijual pada PLN. Penggunaan sistem PLTS on-grid tidak membutuhkan baterai sebagai media penyimpanan energi, akan tetapi dapat menggunakan net kwh metering untuk menjual energi berlebih yang dihasilkan oleh PLTS.

Universitas Pertamina - 4 Gambar 2.2 Sistem Kelistrikan PLTS On-Grid

Energi yang dijual pada grid dapat menambah kuota listrik kWh meter ekspor-impor sesuai pada Peraturan Menteri ESDM No. 49 Tahun 2018. Penjualan listrik pada net metering membutuhkan inverter bertipe on-grid yang dapat menerima sumber DC dari panel surya dan sumber AC dari grid serta menghasilkan sinyal AC yang sesuai dengan karakteristik grid yang tersambung. Penjualan energi yang dihasilkan panel surya hanya bisa digunakan selama matahari bersinar. Implementasi sistem PLTS on-grid merupakan sistem yang paling sedikit mengeluarkan biaya dikarenakan tidak diperlukannya baterai pada sistem ini [6].

2.1.3

Sistem kelistrikan PLTS secara hybrid

Sistem kelistrikan PLTS hybrid merupakan sistem kelistrikan on-grid yang ditambahkan baterai sebagai media penyimpanan energi. Tambahan baterai pada sistem kelistrikan PLTS hybrid dapat berfungsi sebagai media penyimpanan energi yang dapat digunakan ketika matahari terbenam ataupun energi cadangan ketika grid dan panel surya tidak menghasilkan energi.

Gambar 2.3 Sistem Kelistrikan PLTS Hybrid

Kehandalan sistem dalam menyediakan energi selama 24 jam dapat menggunakan inverter on-grid dengan rangkaian sistem off-grid untuk menghasilkan sebuah sistem PLTS hybrid. Sistem PLTS hybrid merupakan sistem yang paling handal diantara sistem PLTS lainnya dikarenakan terdapat 3 sumber energi yang tersedia untuk mensuplai beban. Ketiga sumber energi yang tersedia pada sistem hybrid dapat saling menggantikan ketika satu ataupun dua sumber energi lainnya tidak berfungsi semestinya [7].

Universitas Pertamina - 5

2.2

Komponen Sistem PLTS

Sistem PLTS yang akan digunakan pada SD INTIS School Balikpapan memiliki spesifikasi dasar perunitnya yang dapat digunakan untuk segala sistem PLTS lainnya. Karakteristik serta spesifikasi alat yang disimulasikan menggunakan software homer akan dijelaskan sebagai berikut.

2.2.1

Inverter

Inverter merupakan komponen elektronik yang merubah arus DC menjadi arus AC. Inverter dibutuhkan pada sistem PLTS dikarenakan baterai serta panel surya menghasilkan arus DC dan beban elektronik umumnya menggunakan arus AC. Pemilihan inverter pada sistem PLTS tergantung pada topologi sistem [8]. Pada sistem PLTS off-grid cukup menggunakan inverter yang dapat merubah arus DC menjadi AC, akan tetapi dalam sistem PLTS on-grid dan on-grid dengan baterai perlu menggunakan inverter yang dapat menghasilkan arus AC menyerupai dengan grid PLN. Kapasitas inverter yang digunakan dalam sistem PLTS minimal harus sama dengan besar beban puncak. Dengan batas minimal sebesar beban puncak, kapasitas inverter dengan sistem PLTS on-grid dibatasi paling tinggi 100% dari daya tersambung ke PLN yang diatur dalam Pasal 5 Peraturan Menteri ESDM Nomor 49 tahun 2018.

2.2.2

Baterai

Baterai merupakan media penyimpanan energi dalam sistem PLTS. Dalam aplikasi PLTS, jenis baterai yang umum digunakan sebagai media penyimpanan energi adalah lead acid. Baterai lead acid terbagi menjadi dua kategori yaitu starting battery dan deep cycle battery. Baterai lead acid dengan kategori starting battery umumnya digunakan dalam dunia otomotif dikarenakan dapat memberikan arus yang besar dalam waktu singkat. Baterai lead acid dengan kategori deep cycle mempunyai keunggulan dapat digunakan hingga 80% dari kapasitas total serta dapat memberikan arus listrik yang stabil dalam waktu lama. Baterai lead acid deep cycle memiliki ketahanan dalam siklus pengisian dan pengosongan yang berulang hingga cocok digunakan dalam aplikasi PLTS [9].

Baterai yang digunakan dalam sistem PLTS haruslah dapat mensuplai beban ketika tidak ada energi yang dihasilkan dari panel surya maupun PLN [10]. Besar kapasitas baterai yang digunakan dalam sistem PLTS ditentukan oleh kapasitas energi yang diperlukan serta nilai Depth of Discharge (DOD) suatu baterai yang dapat dirumuskan pada persamaan 2.1 [11].

Batt.Cap= 1

DOD𝐸𝑟𝑒𝑞 (2.1)

Dimana :

Batt.Cap : Kapasitas baterai (kWh) DOD : Depth of Discharge (%) Ereq : Energi yang dibutuhkan (kWh)

Kapasitas baterai yang akan digunakan, selain dipengaruhi dari besarnya energi yang dibutuhkan, juga dipengaruhi oleh nilai Depth of Discharge (DOD). Penentuan nilai Depth of Discharge maksimal suatu baterai akan berpengaruh pada ketahanan umur pakai baterai yang digunakan. Agar umur baterai yang digunakan dapat bertahan semaksimal mungkin, nilai DOD harus dijaga diantara 20-60% disetiap pengaplikasiannya. Dengan pengaplikasian baterai pada kisaran DOD sebesar 20-60%, maksimal energi yang digunakan pun tidak boleh melebihi 80% dari yang tersimpan pada baterai agar tidak semakin memperpendek umur baterai [12].

Universitas Pertamina - 6

2.2.3

Panel surya

Komponen utama dalam sistem PLTS adalah panel surya. Panel surya merupakan beberapa rangkaian seri dan pararel dari sebuah modul sel surya. Modul sel surya tersusun dari dua lapisan semikonduktor dengan muatan yang berbeda. Lapisan atas sel surya bermuatan negatif dan lapisan bawah bermuatan positif. Daya yang dihasilkan dalam satu buah panel surya ditentukan dari jumlah sel surya yang terdapat pada satu panel [13]. Berdasarkan [11] mengenai penentuan kapasitas panel surya dalam sebuah sistem PLTS, dapat dirumuskan sesuai pada persamaan 2.2 dan 2.3.

PSH =𝐷𝑟𝑎𝑑

𝐼𝑆𝑇𝐶 (2.2)

Dimana:

PSH : Waktu puncak matahari (h)

Drad : Radiasi harian matahari (kWh/m2/day)

ISTC : Standar iradiasi puncak matahari (1000 W/m2) PV_cap= Ereq

PSH (2.3)

Dimana:

PVcap : Kapasitas panel surya (kW) Ereq : Energi yang diperlukan (kWh) PSH : Waktu puncak matahari (h)

Daya yang dihasilkan panel surya sangat bergantung pada intensitas matahari. Penentuan letak serta posisi panel surya berbeda setiap daerah. Hal ini disebabkan oleh letak astronomis panel surya terhadap posisi matahari. Akibat letak astronomis yang berbeda setiap daerah, daya keluaran panel surya bergantung pada sudut matahari. Sudut yang mempengaruhi daya keluaran panel surya adalah sudut kemiringan dan azimuth [14].

Gambar 2.4 Penggambaran Sudut Kemiringan dan Azimuth Panel Surya

Sudut kemiringan merupakan sudut panel surya terhadap sumbu horisontal. Sedangkan sudut azimuth merupakan sudut putar dari utara ke selatan dengan acuan sudut 0o _{yang menunjukkan arah} ke utara. Sudut kemiringan panel surya untuk di negara Indonesia umumnya berkisar antara 1o _pada musim hujan hingga 24o _{derajat pada kemarau [15]. Sedangkan untuk sudut azimuth panel surya} bergantung pada posisi belahan bumi. Daerah dengan posisi bumi bagian utara, optimalnya memiliki sudut azimuth panel surya sebesar 180o _{atau menghadap kearah selatan. Untuk posisi daerah bumi} bagian selatan, sudut azimuth panel surya memiliki nilai optimal sebesar 0o _{yang berarti menghadap}

Universitas Pertamina - 7 ke utara. Selain dipengaruhi oleh kemiringan sudut matahari, daya keluaran panel surya sangat dipengaruhi dari intesitas matahari. Daya keluaran panel surya akan bergantung pada intesitas matahari yang didapatkan. Daya panel surya akan berbanding lurus dengan besarnya intensitas matahari yang seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5. Merujuk pada [16], perubahan daya keluaran panel surya terhadap intensitas matahari memiliki grafik slope mendekati 1. Oleh karena itu daya keluaran panel surya sangat bergantung terhadap intensitas matahari yang diterima.

Gambar 2.5 Pengaruh Intensitas Matahari Terhadap Daya Keluaran Panel Surya [16]

2.2.4

Solar charge controller

Solar Charge Controller (SCC) merupakan komponen yang digunakan dalam mengatur proses pengisian energi pada baterai yang bersumber dari panel surya. SCC pada umumnya memiliki 2 tipe fitur yaitu PWM dan MPPT. SCC yang memiliki fitur MPPT dapat menyerap daya lebih besar daripada tipe PWM. Efisiensi yang dihasilkan SCC bertipe MPPT memiliki nilai yang lebih tinggi dari pada tipe PWM. Kemampuan menyerap daya yang lebih besar serta efisiensi yang lebih tinggi membuat SCC bertipe MPPT memiliki harga yang lebih mahal dibandingkan dengan tipe PWM [17]. SCC bertipe PWM maupun MPPT walaupun memiliki efisiensi yang berbeda, akan tetapi memiliki konfigurasi pemakaian yang sama. Kedua tipe SCC tersebut dapat menerima daya yang dihasilkan dari panel surya pada level tegangan tertentu kemudian diturunkan menuju level tegangan sistem baterai maupun inverter. Dengan penurunan level tegangan panel surya ke baterai yang cenderung konstan, kapasitas SCC yang digunakan ditentukan oleh kapasitas arus yang dapat dialirkan. Kapasitas arus SCC pada sistem PLTS ditentukan oleh kapasitas daya maksimal dari panel surya dan level tegangan sistem baterai maupun input inverter yang dapat dirumuskan pada persamaan 2.4 dan 2.5 [18].

I_SCC=PVcap

V_batt (2.4)

Dimana:

ISCC : Kapasitas SCC (A) PVcap : Kapasitas panel surya (W)

Universitas Pertamina - 8 Vbatt : Tegangan sistem baterai (V)

SCC_unit= ISCC

I_SCC(unit) (2.5)

Dimana:

SCCunit : Jumlah SCC (Unit) ISCC :Kapasitas SCC (A)

2.3

Studi Keekonomian

Pada analisis sistem PLTS, dibutuhkan pula studi keekonomian untuk melihat tingkat keekonomisan dari setiap sistem PLTS yang didesain. Analisis studi keekonomian yang digunakan meliputi net present cost, annualized cost, renewable fraction dan payback period. Analisis yang digunakan merupakan dasar perhitungan keekonomian yang digunakan pada software HOMER.

2.3.1

Net present cost

Net Present Cost (NPC) merupakan nilai total biaya investasi sistem selama masa kerjanya. Perhitungan NPC dapat mengunakan perangkat lunak HOMER yang menghitung biaya bersih dari setiap komponen dan sistem secara keseluruhan. Perhitungan nilai NPC dapat diperhitungkan menggunakan persamaan 2.6 [19].

NPC = ∑Capital Cost + ∑Replacement costs + ∑O&M costs + ∑Resource - ∑salvage (2.6) Capital costs = Biaya modal komponen (Rp)

Replacement costs = Biaya pergantian komponen (Rp) O&M costs = Biaya operasional dan perawatan (Rp) Resource = Biaya sumber energi (Rp)

Salvage = Harga sisa komponen (Rp)

2.3.2

Annualized cost

Annualized cost merupakan total biaya yang dikeluarkan oleh sistem dalam waktu satu tahun [20]. Nilai annualized cost bergantung pada tingkat inflasi dan suku bunga acuan setiap negara. Perhitungan nilai annualized cost dapat dihitung menggunakan persamaan 2.7 hingga 2.9.

i=i

'_-f

1+f

(2.7) Dimana:

i = Real discount rate

i’ = Nilai suku bunga

f = Nilai inflasi

CRF=i(1+1)

N

(1+i)N-1

Universitas Pertamina - 9 Dimana:

CRF = Capital Recovery Factor

i = Real discount rate

N = Masa waktu sistem beroperasi (Tahun)

Cann,tot = CRF x NPC (2.9)

Dimana:

Cann,tot = Biaya tahunan sistem (Rp)

CRF = Capital Recovery Factor

NPC = Net present cost (Rp)

2.3.3

Renewable Fraction

Renewable Fraction merupakan persentase nilai yang menunjukkan volume energi yang diterima oleh beban dari sumber energi terbarukan. Persentase renewable fraction sangat bergantung dari jumlah produksi energi tidak terbarukan terhadap energi yang dikonsumsi. Persentase renewable fraction dapat dihitung menggunakan persamaan 2.8.

𝑓𝑟𝑒𝑛 = (1 −

𝐸𝑛𝑜𝑛𝑟𝑒𝑛 𝐸𝑠𝑒𝑟𝑣𝑒𝑑

) ∗100 % (2.10)

Dimana:

fren = Persentase penyerapan energi terbarukan (%) Enonren = Total produksi energi tidak terbarukan (kWh) Eserved = Total konsumsi energi (kWh)

2.3.4

Cost of energy

Cost of energy (COE) merupakan nilai biaya yang dikeluarkan untuk menghasilkan energi per kWh dari sistem. Dengan melihat nilai COE, pemilik sistem dapat menghitung biaya dari setiap penghasilan energi yang dihasilkan oleh sistem. Nilai biaya per kWh yang dihasilkan sistem dapat menjadi acuan untuk menjual energi yang dihasilkan ataupun pengurangan biaya kelistrikan sebelum terpasangnya sistem kelistrikan baru. Perhitungan nilai COE dapat dikalkulasikan menggunakan persamaan 2.9.

COE= Annual Cost

Etotal konsumsi

(2.11) Dimana:

Cost of Energy = Biaya yang dikeluarkan per kWh (Rp) Annual Cost = Biaya tahunan sistem (Rp)

Universitas Pertamina - 10

2.3.5

Payback period

Payback period merupakan waktu yang diperlukan untuk mengembalikan biaya yang dikeluarkan untuk membangun sistem PLTS yang telah digunakan. Masa operasional sistem PLTS umumnya selama 25 tahun dengan acuan mengikuti masa tahan modul panel surya. Dengan masa operasional 25 tahun, total NPC sebagai kas keluar akan dikurangi dengan kas yang masuk setiap tahun hingga mencapai nilai 0. Ketika kas keluar sudah bernilai 0 sebelum tahun ke 25, maka total kas yang masuk setiap tahunnya hingga tahun ke 25 menjadi keuntungan yang didapatkan oleh investor.

Universitas Pertamina - 11

BAB III

KONSEP PERANCANGAN

3.1

Diagram Alir Perancangan

Perancangan sistem PLTS pada SD INTIS School Balikpapan memiliki diagram alir seperti pada Gambar 3.1. Diagram alir digunakan untuk menggambarkan proses dari pelaksanaan perancangan Tugas Akhir sehingga mudah dipahami dan diselesaikan berdasarkan urutan yang telah ditentukan.

Pembelajaran dasar teori

Apakah beban dapat menggunakan 50% lebih energi terbarukan? Mulai Perumusan masalah Pengambilan data Menentukan topologi sistem PLTS 1. Radiasi Matahari 2. Suhu lingkungan 3. Bentuk bangunan gedung sekolah

4. Daya beban listrik setiap jam Menentukan kapasitas masing-masing komponen PLTS X Verifikasi rangkaian komponen menggunakan software PVsyst X Perhitungan nilai keekonomian sistem menggunakan software HOMER

Analisis hasil verifikasi software PVsyst dan

HOMER

Penulisan laporan

Selesai

Universitas Pertamina - 12 Permulaan pendesainan sistem PLTS memerlukan kelengkapan data awal yang cukup. Data awal yang dibutuhan meliputi radiasi matahari pada koordinat gedung sekolah, karakteristik beban listrik, suhu lingkungan sekitar gedung sekolah, serta bentuk bangunan sekolah. Koordinat gedung sekolah berfungsi untuk melihat nilai radiasi matahari dan suhu yang didapatkan bersumber dari NASA yang diakses menggunakan software HOMER. Selain koordinat gedung, karakteristik beban listrik yang ditunjukkan oleh data daya beban yang diperlukan untuk menentukan komponen sistem PLTS yang akan digunakan. Komponen sistem PLTS ditentukan melalui persamaan pada dasar teori untuk menghitung kapasitas masing masing komponen PLTS yang akan digunakan. Setelah data kapasitas komponen selesai dianalisis, hasil analisis tersebut akan menjadi input variabel komponen pada software PVsyst. Variabel yang diperlukan pada software PVsyst meliputi sudut kemiringan dan azimuth panel surya, kapasitas panel surya, SCC, inverter dan baterai. Software PVsyst akan berperan untuk memverifikasi hasil perhitungan teori yang telah ditentukan pada saat pendesainan.Verifikasi yang dilakukan meliputi tegangan dan arus input-output setiap komponen yang digunakan agar tidak melebihi batas maksimal yang sudah ditentukan.

Setelah selesai pendesainan teknis, nilai keekonomian sistem PLTS akan dihitung menggunakan software HOMER. Setelah mendapatkan desain sistem PLTS yang optimal, dilakukan pengujian kehandalan untuk melihat seberapa handal sistem PLTS untuk mensuplai daya listrik pada gedung sekolah. Kehandalan sistem PLTS yang ditentukan haruslah dapat mensuplai 50% atau lebih energi terbarukan dan dapat beroperasi ketika terjadi gangguan pada grid.

Setelah analisis teknis selesai, dilakukan analisis keekonomian untuk melihat berapa biaya yang diperlukan untuk mengimplementasikan sistem yang telah dibuat pada software HOMER. Hasil analisis yang sudah mencakup aspek teknis serta keekonomian, dirumuskan dalam kesimpulan untuk menjawab tujuan penelitian ini dilakukan.

3.2

Pertimbangan Perancangan

Sistem PLTS yang akan didesain memiliki pertimbangan dan acuan penentuan komponen sistem seusai dengan Panduan Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Terpusat yang dikeluarkan oleh Kementerian ESDM bersama USAID pada tahun 2018 dan Peraturan Menteri ESDM Nomor 49 Tahun 2018. Berikut acuan penentuan setiap komponen PLTS pada gedung SD INTIS School Balikpapan:

1. Pada sistem off-grid kapasitas inverter minimum sebesar 125% dari daya puncak [21]. 2. Pada sistem yang melakukan ekspor dan impor energi, kapasitas inverter dibatasi paling

tinggi 100% dari daya tersambung konsumen PLN [22].

3. Kapasitas panel surya dapat mensuplai kebutuhan energi harian dalam kondisi STC [21]. 4. Kapasitas minimum SCC dapat mengkonversi 100% energi dari total modul panel surya

[21].

5. Kapasitas baterai dapat mensuplai kebutuhan energi yang dibutuhkan setiap harinya [11].

3.3

Analisis Teknis

Pendesainan sistem PLTS membutuhkan data radiasi matahari, suhu, dan karakteristik beban listrik selama satu tahun. Data awal yang dibutuhkan untuk mendesain sistem PLTS pada gedung sekolah akan menggunakan data NASA yang dapat diakses melalui software HOMER.

Data kebutuhan beban perjam akan berperan untuk menentukan kapasitas panel surya, SCC, baterai, dan inverter. Kapasitas inverter akan dianalisis sesuai dengan nilai daya puncak beban pada gedung sekolah. Daya output inverter untuk mensuplai beban puncak, haruslah sesuai dapat disuplai dari kapasitas panel surya. Kapasitas panel surya akan dihitung sesuai kebutuhan daya beban yang

Universitas Pertamina - 13 diperlukan. Setelah mendapatkan nilai kapasitas panel surya, rangkaian seri dan string modul panel surya akan didesain agar sesuai dengan unit komponen SCC yang digunakan. Kapasitas SCC akan dihitung sesuai dengan kapasitas total panel surya yang digunakan. Output tegangan SCC akan ditentukan sesuai tegangan rangkaian sistem baterai. Kapasitas baterai akan dihitung sesuai kebutuhan energi listrik harian gedung sekolah.

Hasil perhitungan teknis rangkaian sistem PLTS akan disimulasikan menggunakan software PVsyst untuk memverifikasi apakah rangkaian sudah sesuai dengan spesifikasi masing-masing komponen. Nilai input dan output setiap komponen akan diuji pada software PVsyst untuk melihat apakah terdapat nilai yang berlebih dari batas maksimal spesifikasi yang ditentukan. Ketika tegangan dan arus masing-masing input-output sudah sesuai dengan spesifikasi, pengujian dan perhitungan keekonomian sistem dilanjutkan menggunakan software HOMER. Hasil perhitungan software HOMER akan menampilkan biaya total komponen, biaya tahunan, dan total produksi energi.

Hasil perhitungan software HOMER akan digunakan untuk melihat total investasi yang dibutuhkan, harga produksi energi per kWh, serta jangka waktu balik modal sistem PLTS yang digunakan. Setelah semua perhitungan sudah dianalisis, semua desain yang telah dibuat akan dibandingkan dari segi keekonomisan dan ditentukan sistem yang dapat bekerja secara optimal dengan nilai investasi yang paling rendah, harga produksi yang paling kecil, dan jangka waktu pengembalian modal yang paling cepat.

3.4

Sumber Energi

Pada area SD INTIS School Balikpapan yang berkoordinat pada garis lintang 1°13,3'S dan garis bujur 116°52,9'E memiliki potensi energi terbarukan berupa energi matahari dan angin. Potensi energi matahari dan angin dalam skala pembangkitan komponen masing masing 1 kW dapat terlihat pada Gambar 3.2 dan 3.3.

Universitas Pertamina - 14 Gambar 3.3 Potensi Energi Angin pada Area SD INTIS School Balikpapan

Pada Gambar 3.2 dan 3.3 merupakan potensi energi matahari dan angin dengan skala pembangkitan 1 kW berdasarkan data NASA Surface meteorology and Solar Energy database yang diakses menggunakan software HOMER. Dari Gambar 3.2 dan 3.3 data tersebut dapat terlihat bahwa potensi energi matahari lebih banyak dibandingkan potensi energi angin. Pada Gambar 3.2 yang merupakan daya keluaran panel surya untuk kapasitas 1 kW dapat menghasilkan daya puncak berkisar dari 0,6 hingga 0,8 kW perharinya. Terdapat beberapa hari dimana energi matahari hanya mampu menghasilkan 0,1 hingga 0,2 kW perharinya akibat gangguan kondisi cuaca. Sementara pada Gambar 3.3 yang merupakan potensi energi angin di SD INTIS School Balikpapan hanya dapat menghasilkan daya puncak tidak sampai 0,1 kW dari bulan Januari hingga Mei. Dalam periode satu tahun, energi angin paling tinggi pada area SD INTIS School Balikpapan terjadi antara bulan Juni hingga September dengan daya puncak berkisar antara 0,4 hingga 0,45 kW.

Berdasarkan data Gambar 3.2 dan 3.3, potensi energi terbarukan pada area SD INTIS School Balikpapan didominasi oleh energi matahari. Potensi energi matahari yang lebih besar dibanding energi angin menjadi acuan untuk menggunakan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya pada gedung SD INTIS School Balikpapan. Selain potensi energi angin yang kecil, pemanfaatan energi matahari menggunakan panel surya pada SD INTIS School Balikpapan dapat menjadi keuntungan jika dibandingkan dengan menggunakan turbin angin. Keuntungan penggunaan modul panel surya jika dibandingkan turbin angin adalah tidak banyak memerlukan perawatan dikarenakan pada modul panel surya tidak terdapat benda mekanik yang memerlukan prawatan akibat adanya gesekan antar benda. Dengan potensi energi matahari yang lebih besar dari pada angin, serta lebih sedikitnya keperluan perawatan komponen, menjadikan sistem PLTS lebih optimal untuk diterapkan pada gedung SD INTIS School Balikpapan.

Universitas Pertamina - 15

3.5

Peralatan dan Bahan

Pada perancangan desain PLTS untuk aplikasi gedung sekolah akan menggunakan software PVsyst dan HOMER (On-Grid dengan Back Up Battery Optimization of Multiple Energy Resources) yang akan dijalankan pada laptop dengan spesifikasi CPU AMD RYZEN 3 3200U, RAM 12GB, dan SSD 256 GB.

Universitas Pertamina - 16

BAB IV

HASIL DAN ANALISIS

4.1

Analisis Beban

Data beban listrik di SD INTIS School Balikpapan yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 menggambarkan perhitungan seluruh daya komponen listrik per jam selama hari kerja. Data beban listrik secara umum terbagi menjadi dua kondisi yaitu daya beban pada hari kerja dan akhir pekan. Beban listrik yang digunakan di SD INTIS School Balikpapan terdiri dari kipas angin, printer, dispenser, penerangan, dan lain lain.

Gambar 4.1. Daya Beban Listrik Sekolah pada Hari Kerja

Pada Gambar 4.1, beban puncak terjadi pada pukul 9:00 dan 12:00 selama hari kerja. Beban puncak yang terjadi pada pukul 9:00 dan 12:00 merupakan aktivitas istirahat sekolah yang didominasi oleh kipas angin, printer disetiap kelas, serta dispenser. Jam operasional efektif kegiatan sekolah berada pada pukul 07:00-15:00. Jam operasional sekolah pada hari kerja membutuhkan energi sebesar 20,595 kWh perharinya. Dengan menjumlahkan daya setiap jam nya, SD INTIS School Balikpapan mengkonsumsi listrik sebesar 25,64 kWh perharinya pada masa hari kerja.

Gambar 4.2. Daya Beban Listrik Sekolah Akhir Pekan 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 D aya ( W) Waktu (Jam)

Data Daya Beban pada Hari Kerja

0 50 100 150 200 250 300 350 Daya (W) Waktu (Jam) Data Beban Akhir Pekan

Universitas Pertamina - 17 Dengan melihat data beban pada Gambar 4.2, beban listrik sekolah selama akhir pekan, hanya didominasi oleh beban penerangan serta komponen cctv dan wifi. Pada Gambar 4.2 terlihat beban puncak terjadi pada jam 18:00-05:00 yang merupakan beban listrik penerangan pada malam hari. Pada siang hari lampu penerangan tidak digunakan sehingga daya listrik dari 325 Watt menurun hingga menjadi 195 Watt perjamnya. sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4.2 dengan menjumlahkan daya setiap jam nya maka SD INTIS School Balikpapan mengkonsumsi listrik sebesar 9,21 kWh perharinya pada masa akhir pekan.

Konsumsi listrik SD INTIS School Balikpapan dibatasi oleh PLN dengan daya maksimal perjamnya sebesar 3.500 VA. Konsumsi listrik SD INTIS School Balikpapan termasuk dalam konsumsi kelas sosial dengan tipe S-2 dengan harga listrik sebesar Rp 900/kWh. Tipe konsumsi listrik S-2 dengan daya tersambung PLN sebesar 3.500 VA merupakan jenis listrik subsidi untuk kebutuhan gedung sekolah di Indonesia.

4.2

Intensitas Matahari dan Suhu Lingkungan

Lokasi SD INTIS School Balikpapan berada pada Komplek Sepinggan Pratama, Kecamatan Balikpapan Selatan, Kota Balikpapan, Provinsi Kalimantan Timur. Koordinat SD INTIS School Balikpapan berada pada garis lintang 1°13,3'S dan garis bujur 116°52,9'E.

Gambar 4.3. Grafik Rata-Rata Radiasi Matahari Perhari dalam Setiap Bulan

Data radiasi matahari didapatkan dari NASA Surface meteorology and Solar Energy database yang dapat diakses melalui software HOMER. Gambar 4.3 menunjukkan radiasi harian rata-rata matahari dan disekitar SD INTIS School Balikpapan perharinya. Selain diperlukannya radiasi matahari, kondisi suhu lingkungan juga berpengaruh terhadap daya keluaran panel surya. Gambar 4.4 menunjukkan nilai rata-rata suhu lingkungan SD INTIS School Balikpapan perbulannya. Berdasarkan data pada Gambar 4.3. dan 4.4, maka nilai rata-rata radiasi matahari serta suhu tiap bulannya sebesar G4,57 kWh/m2 _{dan 26}o_{C. Nilai rata-rata radiasi tiap bulan diperlukan untuk} menentukan kapasitas panel surya yang akan digunakan. Daimbil nilai rata-rata radiasi matahari tiap bulannya sebagai acuan perhitungan disebabkan radiasi matahari tidak selalu sama setiap bulannya dikarenakan adanya gerak semu mathari akibat revolusi bumi.

4,44 4,65 4,69 4,55 4,45 4,31 4,41 4,75 4,95 4,79 4,54 4,39 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 Radi as i M at ah ar i P er h ar i (k Wh /m 2/d ay) Bulan

Universitas Pertamina - 18 Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Suhu Lingkungan Perhari dalam Setiap Bulan

Gambar 4.5 Radiasi Rata-rata Harian Matahari Setiap Bulan

Nilai puncak rata-rata radiasi matahari pada SD INTIS School Balikpapan berada pada kisaran 600 W/m2 _{yang dapat dilihat pada Gambar 4.5. Radiasi matahari yang hanya sebesar 600 W/m}2 disebabkan oleh kondisi cuaca yang tidak selalu cerah setiap harinya. Kondisi cuaca berawan dan hujan dapat mengurangi radiasi matahari yang masuk kedalam bumi.

4.3

Peletakan Modul Panel Surya

Data iradiasi matahari yang didapatkan dari NASA menggunakan software HOMER akan dimasukkan kedalam software PVsyst untuk melihat sudut optimal panel surya. Berdasarkan Gambar 4.6, sudut optimal panel surya pada gedung SD INTIS School Balikpapan memiliki kemiringan 6o dengan sudut azimuth tegak lurus menghadap ke utara. Nilai sudut optimal panel surya tersebut akan ditempatkan pada bidang datar di area SD INTIS School Balikpapan.

24,8 25 25,2 25,4 25,6 25,8 26 26,2 26,4 26,6 26,8 S u h u ( oC) Bulan

Universitas Pertamina - 19 Gambar 4.6 Sudut Optimal Panel Surya Pada Gedung SD Intis School Balikpapan

Bidang datar di area SD INTIS School Balikpapan merupakan area yang belum termanfaatkan sehingga menjadi lokasi panel surya akan dipasang. Luas area yang belum termanfaatkan pada SD INTIS School Balikpapan dapat terlihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Area SD INTIS School Balikpapan dengan Citra Satelit

Luas lahan yang belum terpakai pada area SD INTIS School Balikpapan sebesar 600 m2_. Luas lahan sebesar 600 m2 _{dapat ditempatkan panel surya maksimal sebanyak 120 buah jika memiliki} efisiensi 20% per modulnya. Lokasi penempatan panel surya dapat diinstalasi diatas permukaan tanah ataupun diatas atap sebuah bangunan. Jumlah panel surya yang akan digunakan akan diperhitungkan lebih lanjut pada sub bab Analisis Kebutuhan Teknis Sistem PLTS.

Universitas Pertamina - 20

4.4

Analisis Kebutuhan Teknis Sistem PLTS

Sistem PLTS yang akan didesain meliputi 3 sistem utama yaitu sistem PLTS secara off-grid, on-grid, dan hybrid. Berikut ini merupakan analisis rancangan teknis dari ketiga sistem PLTS yang akan didesain.

4.4.1

Analisis kebutuhan teknis sistem PLTS secara off-grid

Sistem PLTS secara off-Grid pada SD INTIS School Balikpapan merupakan sistem kelistrikan yang tidak terhubung dengan jaringan PLN. Sistem PLTS tanpa terhubung dengan jaring PLN akan terdiri dari beberapa komponen dengan kapasitas serta harga sesuai pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Daftar Kapasitas Serta Harga Komponen Sistem PLTS Off-Grid Komponen Kapasitas

Total

Jumlah Total

Harga satuan Harga Total

Inverter 4.000 W 1 Rp 9.692.397 Rp 9.692.397 Baterai 48.000 Wh 20 Rp 4.250.000 Rp 85.000.000 Panel Surya 15.840 Wp (78,17 m2₎ 36 Rp 2.500.000 Rp 90.000.000 Solar Charge Controller 12.000 W 3 Rp 9.500.000,- Rp 28.500.000 SCC #1 SCC #2 SCC #3 INVERTER Panel Listrik Utama Beban Listrik Baterai 48V DC 1000 Ah Panel Surya 15,84 kWp 220V AC 50 Hz 48V DC 48V DC 220V AC 50 Hz 48V DC 48V DC 48V DC 48V DC

Universitas Pertamina - 21 Daya listrik pada sistem PLTS secara off-grid akan disuplai menggunakan inverter dengan total daya 4.000 W. Kapasitas inverter sebesar 4.000 W dalam sistem off-grid sudah melebihi spesifikasi yang ditentukan kementerian ESDM sebesar 125% dari daya beban puncak. Energi yang dihasilkan oleh inverter berasal dari panel surya dengan kapasitas 15.840 Wp. Kapasitas panel surya sebesar 15.840 Wp pada sistem off-grid dibutuhkan untuk mensuplai beban dan mengecas kembali energi baterai ketika intesitas cahaya matahari dibawah nilai STC (Standar Test Condition).

Gambar 4.9 Grafik Kapasitas Baterai Terhadap Intensitas Matahari

Berdasarkan Gambar 4.9, kapasitas baterai pada tanggal 1 Januari dan tanggal 5 Januari berada dibawah level 60%. Kapasitas baterai menurun hingga dibawah 60% diakibatkan intensitas matahari yang sangat kecil yang menyebabkan beban akan menyerap energi yang tersimpan dalam baterai. Pada tanggal 2 Januari dan 6 Januari dimana matahari dapat bersinar optimal, kapasitas baterai akan terisi kembali akibat intensitas matahari yang sudah mendekat nilai STC sebesar 1 kW/m2_{. Pengisian baterai didukung oleh komponen SCC sebesar 12.000 W. Dengan kapasitas daya} pengecasan SCC sebesar 12.000 W, dapat menyerap energi matahari sebesar 11.880 Wp untuk kebutuhan pengecasan langsung pada baterai seperti yang tertera pada Gambar 4.8. Selain panel surya yang terhubung pada SCC, panel surya sebanyak 9 unit dengan daya puncak 3.960 Wp yang terhubung pada inverter diprioritaskan untuk mensuplai beban secara langsung. Berdasarkan kapasitas komponen pada Tabel 4.1 yang sudah memenuhi standar acuan perancangan, menjadikan desain sistem PLTS secara off-grid pada gedung SD INTIS School Balikpapan sudah layak secara kebutuhan teknis. Penentuan kapasitas setiap komponen pada sistem PLTS secara off-grid untuk gedung SD INTIS School Balikpapan sehingga mendapatkan hasil seperti pada Tabel 4.1, dapat ditentukan sebagai berikut:

4.4.1.1

Kebutuhan inverter

Kebutuhan inverter pada sistem PLTS secara off-grid di SD INTIS School Balikpapan minimal memiliki kapasitas output daya yang dapat mensuplai beban puncak sebesar 2.881 Watt. Inverter yang akan digunakan pada sistem PLTS secara off-grid di SD INTIS School Balikpapan adalah

Universitas Pertamina - 22 EPEVER UP5000-M8342 yang memiliki kapasitas daya output sebesar 4.000 W dengan efisiensi 95%. Dengan nilai efisiensi sebesar 95%, EPEVER UP5000-M8342 dapat menghasilkan daya sebesar 3.800 W. Dengan daya puncak beban sebesar 2.881 W, kapasitas inverter yang digunakan mencapai 75,8% dari kapasitas maksimalnya. Dengan penggunaan inverter sebesar 75,8% setiap harinya, inverter dapat bekerja normal tanpa harus penggunaannya dipaksa hingga 95%. Inverter dengan merk EPEVER UP5000-M8342 yang dapat menghasilkan daya output sebesar 4.000W dengan spesifikasi seperti pada Tabel 4.2. Spesifikasi pada Tabel 4.2 akan dimodelkan pada software PVsyst untuk mensimulasikan sistem secara teknis.

Tabel 4.2 Spesifikasi EPEVER UP5000-M8342 EPEVER

Model : UP5000-M8342 Inverter

Tegangan Nominal Sistem 48 VDC Tegangan Input Baterai 43,2 V ~ 64 V

Daya Output 4000 W

Tegangan Output 220 VAC (-5% ~ +3%)

Frekuensi Output 50/60Hz

Gelombang Output Pure Sine Wave

Power Factor 0,2~1

Efisiensi 95%

MPPT Include : Tracer8420AN

Dimensi 614x315x178 mm

Harga Rp 9.692.397,-

Komponen inverter dengan spesifikasi seperti pada Tabel 4.2, memiliki nominal tegangan sistem DC sebesar 48 V. Dengan nominal tegangan sistem DC sebesar 48 V, maka nilai tegangan output SCC dan tegangan sistem baterai akan diatur hingga mencapai 48 V. Inverter EPEVER UP5000-M8342 memiliki fitur tambahan yaitu solar charge controller yang memiliki spesifikasi sama seperti pada Tabel 4.5. Dengan fitur pengecasan baterai yang terdapat pada komponen inverter, penggunaan SCC untuk pengecasan baterai dapat dihemat sebanyak 1 unit SCC

4.4.1.2

Kebutuhan baterai

Kapasitas baterai yang digunakan pada sistem PLTS secara off-grid minimal sebesar konsumsi energi yang dibutuhkan beban dalam satu hari. Berdasarkan data beban perjam pada Gambar 4.1, konsumsi energi terbanyak pada SD INTIS School Balikpapan terdapat pada hari kerja sebesar 25,64 kWh/hari. Dengan menggunakan persamaan 2.1, kapasitas baterai yang dibutuhkan sebesar:

Universitas Pertamina - 23 Batt.Cap= 1

60%25,64 𝑘𝑊ℎ = 42,73 kWh

Kapasitas baterai sebesar 42,73 kWh akan disuplai menggunakan baterai dengan merk LUMINOUS VRLA 12V 200Ah yang memiliki kapasitas 2,4 kWh perunitnya dengan spesifikasi seperti pada Tabel 4.3. Berdasarkan tegangan input inverter pada Tabel 4.2, baterai akan disusun seri sebanyak 4 buah hingga menjadi 48 V. Dengan satu string baterai bertegangan 48 V memiliki kapasitas 9,6 kWh, maka diperlukan 5 string baterai untuk mencapai kapasitas yang dibutuhkan. Spesifikasi pada Tabel 4.3 akan dimodelkan pada software PVsyst untuk mensimulasikan sistem secara teknis.

Tabel 4.3 Spesifikasi Luminous VRLA 12V 200Ah LUMINOUS

Model : VRLA 12V 200Ah Tegangan Nominal 12 VDC

Kapasitas 200 Ah

Jenis Baterai VRLA AGM

Dimensi 522x240x218 mm

Harga Rp 4.250.000,-

Dengan menggunakan susunan baterai yang terdiri atas 4 seri dan 5 paralel, rangkaian sistem baterai akan memiliki nilai tegangan sebesar 48 V dan kapasitas total sebesar 48 kWh. Rangkaian sistem baterai 4 seri dan 5 pararel dapat terlihat seperti pada Gambar 4.10.

+

-Gambar 4.10 Rangkaian Baterai Sistem PLTS Off-Grid

4.4.1.3

Kebutuhan panel surya

Kebutuhan panel surya dalam sistem off-grid dipengaruhi oleh radiasi rata-rata matahari dan total energi yang dibutuhkan. Merujuk pada Gambar 4.3 dengan rata-rata radiasi matahari tiap bulan 4,57 kWh/m2_{, serta kebutuhan energi perhari sebesar 25,64 kWh, maka kapasitas minimum panel} surya dapat dihitung menggunakan persamaan 2.2 dan 2.3

Universitas Pertamina - 24 PSH =4,57 kWh m 2 ⁄ 1000 W m_⁄ 2 = 4,57 h PV_cap= 25,64 kWh 4,57 h = 5,61 kWp

Kapasitas panel surya dari hasil perhitungan persamaan 2.3 yang sebesar 5,61 kWp merupakan nilai minumum kapasitas panel surya dalam keadaan iradiasi optimal matahari sebesar 1000 W/m2_. Dalam aplikasinya, matahari tidak selalu bersinar dalam keadaan optimal dan beban harus terus mendapatkan suplai energi. Dengan menggunakan data yang diperoleh dari NASA menggunakan software HOMER, didapatkan iradiasi matahari terendah di SD INTIS School Balikpapan yang ditunjukkan pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Intensitas Matahari di area SD INTIS School Balikpapan Dalam Satu Minggu Dengan menggunakan data tahun 2007, intensitas matahari terendah setiap minggu sebesar 100 W/m2 _{pada tengah hari. Dengan intensitas matahari yang sebesar 100 W/m}2_{, daya keluaran panel} surya akan menjadi 1/10 dari kondisi intensitas matahari optimal. Dikarenakan sistem PLTS secara off-grid tidak mempunyai sumber energi yang lain, maka daya keluaran panel surya harus dapat mensuplai beban secara kontinu. Untuk menghasilkan panel surya yang dapat bekerja pada kondisi minimum intensitas matahari tahunan, maka kapasitas panel surya akan didapatkan dengan menggunakan fitur optimasi pada software HOMER dengan hasil seperti pada Gambar 4.12.

Universitas Pertamina - 25 Pada Gambar diatas, kapasitas panel surya dihitung menggunakan optimasi HOMER dengan menunjukkan hasil sebesar 14,7 kW. Kapasitas panel surya 14,7 kW akan didukung dengan sistem baterai 48 V berkapasitas 48 kWh, serta inverter sebesar 4 kW.

Modul panel surya yang digunakan adalah tipe monocrystalline dengan merk JA Solar JAM78S10-440/MR yang memiliki spesifikasi seperti pada Tabel 4.4. JA Solar JAM78S10-440/MR merupakan panel surya dan tipe sel monocrystalline yang lebih tahan terhadap gangguan shading serta memiliki efisiensi lebih besar dari tipe sel lainnya.Dengan menggunakan JA Solar JAM78S10-440/MR, rangkaian panel surya akan disesuaikan lebih lanjut setelah didapatkan kapasitas SCC yang akan digunakan. Spesifikasi pada Tabel 4.4 akan dimodelkan pada software PVsyst untuk mensimulasikan sistem secara teknis.

Tabel 4.4 Spesifikasi JA Solar JAM78S10-440/MR JA Solar

Model : JAM78S10-440/MR STC (Standar Test Condition)

Daya Maksimum (Pmax) 440 W

Tegangan Maksimum Operasional (Vmp) 44,87 V Arus Maksimum Operasional (Imp) 9,81 A

Tegangan Open Circuit (Voc) 53 V

Arus Short Circuit (Isc) 10,44 A

Efisiensi Modul 20,3%

Suhu Operasional -40℃ ~ +85℃

Tegangan Maksimum Sistem 1500V (IEC)

Toleransi Daya 0 ~ +5 W

Tipe Sel Monocrystalline, 6 inci

Kombinasi Sel 156 (6 x 26)

Dimensi 2180 x 996 x 40 mm

Harga Rp 2.500.000,-

4.4.1.4

Kebutuhan SCC

Kebutuhan SCC pada sistem PLTS off-grid dipengaruhi oleh kapasitas panel surya dan sistem tegangan baterai. Perhitungan kapasitas SCC dapat menggunakan persamaan 2.4

ISCC=

14,7 kWp 48 V = 306,25 A

Universitas Pertamina - 26 Kapasitas minimum SCC yang akan digunakan untuk mensuplai sistem PLTS secara off-grid adalah sebesar 306,25 A. Dengan kapasitas arus hingga 306,25 A pada tegangan 48V, akan digunakan SCC dengan merk EPEVER Tracer8420AN yang dapat mengalirkan arus ke baterai sebesar 80A perunitnya dengan spesifikasi seperti pada Tabel 4.5. Spesifikasi pada Tabel 4.5 akan dimodelkan pada software PVsyst untuk mensimulasikan sistem secara teknis.

Tabel 4.5 Spesifikasi EPEVER Tracer8420AN EPEVER

Model : Tracer8420AN

Tegangan Maksimal Voc 180 V (25℃) Rating Arus Pengecasan 80 A

Maksimal Daya Pengecasan

1.000 W/12 V 2.000 W/ 24 V 3.000 W/36 V 4.000 W/48 V Tegangan Nominal Sistem 48 VDC Tegangan Input Baterai 8V ~ 68 V

Efisiensi 97,6%

Fuse Baterai 150 A/58 V

Dimensi 394x240x143 mm

Harga Rp 9.500.000,-

Dengan spesifikasi SCC pada Tabel 4.5, pada level tegangan 48V dapat menyerap daya maksimal dari panel surya sebesar 4.000 W. Dengan rating arus pengecasan 80 A, maka jumlah SCC yang akan digunakan dapat dihitung menggunakan persamaan 2.5

SCCunit=

306,25 A

80 A

= 3,82 Unit ~ 4 Unit

Dari hasil perhitungan persamaan 2.5 didapatkan jumlah SCC sebanyak 3,82 Unit yang akan dibulatkan menjadi 4 Unit. Kapasitas panel surya sebesar 14,7 kWp akan dibagi ke setiap SCC secara merata dengan daya input perunit SCC sebesar 3.675 Wp. SCC yang akan digunakan akan memakai 3 buah EPEVER Tracer8420AN dan 1 buah fitur SCC yang terdapat pada inverter UP5000-M8342. Dengan spesifikasi pada Tabel 4.5, tegangan maksimal VOC dari panel surya yang dapat diterima SCC sebesar 180 V. Dengan tegangan input VOC 180 V serta kapasitas arus pengecasan 80 A, maka panel surya dengan spesifikasi pada Tabel 4.3 dapat disusun secara 3 seri dan 3 pararel. Pengujian rangkaian panel surya terhadap SCC akan disimulasikan menggunakan software PVsyst yang dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Universitas Pertamina - 27 Gambar 4.13 Simulasi Rangkaian Panel Surya Terhadap SCC pada Sistem off-grid

Dengan rangkaian panel surya yang terhubung secara 3 seri dan 3 pararel, keterangan SCC pada Gambar 4.13 menunjukkan bahwa kapasitas daya kontroler sedikit lebih besar dari pada daya panel surya. Hal ini menunjukkan bahwa kapasitas panel surya tidak melebihi kapasitas maksimal SCC. Nilai tegangan Vmpp panel surya pun berada didalam kisaran tegangan operasi MPP dari SCC. Nilai VOC padapanel surya ketika suhu rendah (-10oC) tidak melebihi rating tegangan input pada SCC. Dari hasil simulasi PVsyst dalam pengujian rangkaian panel surya terhadap SCC membuktikan bahwa panel surya JAM78S10-440/MR dapat disusun secara 3 seri dan 3 pararel dengan 1 buah SCC Tracer8420AN. Rangkaian panel surya dan SCC dapat dilihat pada Gambar 4.14 dan 4.15.

+