PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA PLTS (3)

PAPER

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

SOLAR POWER PLANTS

Adi Tri Soelistio * 41416110016

Program Studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebon Jeruk, Jakarta Barat

Abstrak

Energi listrik merupakan salah kebutuhan masyarakat modern yang sangat penting dan vital. Ketiadaan energi listrik akan sangat mengganggu keberlangsungan aktivitas manusia. Oleh karena itu kesinambungan dan ketersediaan energi listrik perlu dipertahankan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah perkotaan dan sekitarnya, energi listrik tidaklah menjadi masalah. Karena energi listrik yang disediakan oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) telah tersedia di kawasan tersebut. Namun bagi masyarakat yang tinggal di daerah-daerah pedalaman dan pulau-pulau terpencil, energi listrik merupakan suatu masalah besar. Karena jaringan listrik PLN belum menjangkau pada daerah tersebut. Solusi yang tepat untuk mengatasi ketiadaan energi listrik di daerah tersebut adalah mengubah cahaya matahari yang melimpah menjadi energi listrik menggunakan teknologi photovoltaic. Sistem penyediaan listrik seperti ini disebut Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). PLTS yang digunakan khusus untuk perumahan disebut Solar Home System (SHS). Pada makalah ini dibahas metoda perancangan pembangkit listrik tenaga surya untuk perumahan. Hasil dari perancangan ini diharapkan menjadi acuan bagi calon pengguna maupun praktisi listrik agar diperoleh kesesuaian antara kebutuhan energi, harga, dan kualitas yang tepat.

Kata Kunci : Sel Surya, PLTS, SHS, Photovoltaic, Energi surya

Abstract

Electrical energy is a vital of modern community. The activity of can be disturbed if electricity is not available. Therefore its sustainability and availibity must be maintained. For the urban and surrounding community, Electrical energy is not be a problem. Because its availability in the are is always supplied by the National Electricity Company (PLN). However, for the community in remote are such as people who stay in remote and small islands, electricity always to be a big problem. Becaquse PLN difficult to make distribution network in those area. The effective solution to such locations is to convert the solar light become electrical energy using photovoltaic technology. Sistem like that is called Solar Electricity Generation (SEG). The SEG that specially used for individual is called Solar Home System. In this paper the method to design solar energy system for home is discussed. The desgn result is hoped to a reference for user and electricity practical in order to obtaine a suitablibility between electrical demand, price, and quality.

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Energi merupakan kebutuhan utama sepanjang peradaban umat manusia. Peningkatan kebutuhan energi dapat menjadi indikator peningkatan kemakmuran, namun pada saat yang sama menimbulkan masalah dalam usaha penyediaannya. Dengan kian menipisnya cadangan minyak bumi di Indonesia, pemanfaatan energi alternatif nonfosil harus ditingkatkan. Ada beberapa energi alam sebagai energi alternatif yang bersih, tidak berpolusi, aman dan persediaanya tidak terbatas yang dikenal dengan energi terbarukan. Diantaranya adalah energi surya, angina, gelombang dan perbedaan suhu air laut.

Indonesia merupakan negara tropis mempunyai potensi energi surya yang tinggi dengan radiasi harian rata-rata (insolasi) sebesar 4,5 kWh/m2_{/hari (Solarex, 1996)[2]. Potensi ini dapat} dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif yang murah dan tersedia sepanjang tahun. Disamping itu, kondisi geografis Indonesia yang terdiri dari ribuan pulau menyebabkan masih banyaknya daerah terpencil yang belum terjangkau listrik PLN. Oleh karena itu, penerapan teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) untuk memanfaatkan potensi energi surya tersedia dilokasi-lokasi tersebut merupakan solusi yang tepat.

2.1 Rumusan

Dalam upaya penerapan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Indonesia perlu diketahui beberapa prasyarat akan diterapkannya sistem PLTS ini diantaranya :

a. Potensi PLTS di Indonesia b. Prinsip Kerja PLTS

c. Kelebihan dan Kekurangan PLTS

3.1 Tujuan

Adapun tujuan penerapan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yaitu : a. Mengetahui potensi PLTS di Indonesia

b. Mengetahui prinsip kerja PLTS

c. Mengetahui Kelebihan dan Kekurangan PLTS

2. Pembahasan

2.1 Potensi PLTS di Indonesia

Indonesia mempunyai intensitas radiasi yang berpotensi untuk membangkitkan energi listrik, dengan rata-rata daya radiasi matahari di Indonesia sebesar 10000 Watt/m2_{. Data hasil} pengukuran intensitas radiasi teanga surya di seluruh Indonesia yang sebagian besar dilakukan oleh BPPT dan sisanya oleh BMG dari tahun 1965 hingga 1995 ditunjukkan pada Tabel 1.

Pada Tabel 1 terlihat bahwa Nusa Tenggara Barat dan Papua mempunyai intensitas radiasi matahari paling tinggi di seluruh wilayah Indonesia, sedangkan Bogor mempunyai intensitas radiasi matahari paling rendah di seluruh wilayah Indonesia. Dalam penelitian potensi PLTS di Indonesia ini, semua wilayah baik yang mempunyai intensitas radiasi matahari paling tinggi maupun paling rendah dipertimbangkan.

Secara umum biaya pembangkitan PLTS lebih mahal dibandingkan dengan biaya pembangkitan pembangkit listrik tenaga fosil, pembangkit listrik tenaga air, minihidro, dan panas bumi. Tetapi seiring dengan adanya penelitian dari Amerika yang menyatakan bahwa biaya investasi PLTS di masa datang akan menurun, sehingga dengan dihapuskannya subsidi Bahan Bakar Minyak (BBM) secara bertahap dimungkinkan PLTS dapat dipertimbangkan sebagai pembangkit listrik alternatif.

Pada tahun 2002, masih banyak daerah terpencil dan pedesaan yang tidak dilewati jaringan listrik PLN, sehingga hanya pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) yang di manfaatkan di daerah tersebut. Dengan makin sulitnya memperoleh kesinambungan pasokan minyak solar, menyebabkan beberapa wilayah di Indonesia memanfaatkan PLTS untuk subsitusi PLTD. Pemanfaatan PLTS khusus untuk daerah pedesaan yang kebutuhan listriknya rendah, mengingat di daerah ini listrik diutamakan untuk penerangan. Selain untuk penerangan ada beberapa wilayah yang memanfaatkan PLTS sebagai sumberdaya listrik untuk telekomunikasi, lampu suar, lemari pendingin (Puskesmas), dan pompa air. Pada tahun tersebut, total kapasitas terpasang PLTS di wilayah Indonesia hampir mencapai 3 MWp.

2.2 Prinsip Kerja PLTS

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi pada gambar 2 dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Gambar 1. Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron)[3]

semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti ditunjukan pada gambar 3 dibawah.

Gambar 2. Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction [3].

Lebih detailnya komponen-komponen kerja perlengkapan sel surya seperti ditunjukan pada gambar 4 berikut.

Gambar 4. Komponen-komponen pelengkap sel surya agar dapat bekerja (Balance of System)[4]

2.3 Kelebihan dan Kekurangan PLTS

Di Indonesia Pemanfaatan energi surya memiliki potensi masa depan yang sangat besar, tidak hanya dalam menyediakan listrik dan panas tetapi juga untuk digunakan pada proses industri serta pengembangan kendaraan surya.

Beberapa keuntungan menggunakan PLTS di Indonesia adalah :  Sumber energy tersedia sepanjang tahun dan gratis

 Bebas polusi udara  Tidak bising

 Tidak memerlukan system transmisi yang rumit  Tidak menyebabkan efek pemanasan global  Dapat ditempatkan di daerah terpencil

 Umur pakainya panjang, kurang lebih 20 tahun  Aman

 Perawatannya sangat mudah dan hamper tanpa biaya

karena masalah intermitten (tidak kontinyu). Seperti yang kita ketahaui, energi surya tidak tersedia pada malam hari dan karenanya membutuhkan solusi penyimpanan energi yang memadai untuk menutup kekurangan ini.

Beberapa Hambatan Distribusi PLTS di Indonesia adalah:  Biaya/harga pengadaan (investasi) PLTS tinggi;

 Target sasaran: rakyat yang belum dilayani PLN, mereka yang berpendapatan sangat rendah, tinggal di daerah terpencil, kondisi infrastruktur minim;

 Biaya distribusi dan pelayanan tinggi;

 Harapan Konsumen melebihi kemampuan teknologi PLTS, karena cara pandang konsumen sangat dipengaruhi oleh sifat listrik konvensional (PLN);

 Banyak pihak, termasuk lembaga keuangan melihat Listrik sebagai produk konsumtif dan menganggapnya sebagai infrastruktur• dan bukan komoditas;

 Pengetahuan dan kesadaran masyarakat tentang peranan PLTS dalam memberikan energi listrik alternatif ramah lingkungan terbatas;

 Beberapa Instansi Pemerintah melaksanakan proyek PLTS tahunan dengan pendekatan proyek (bukan program), caranya beragam yang seringkali bertabrakan dengan bisnis perusahaan swasta yang menjual secara kredit;

 Kebijakan Nasional yang jelas dan komprehensif pemanfaatan PLTS (bandingkan dengan negara-negara yang telah berhasil memanfaatkannya : Srilanka, Kenya dll) belum ada;

3. Penutup

3.1 Kesimpulan

a. Energi surya melalui konversi di manfaatkan menjadi energi listrik, yang diperoleh dengan system photovoltaic (Pembangkit Listrik tenaga surya).

b. Energi yang dihasilkan panel/modul surya perhari tergantung pada intensitas cahaya matahari.

c. Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan perbandingan daya yang dapat dibangkitkan oleh sel surya dengan energi input yang diperoleh dari sinar matahari.

d. Intensitas radiasi matahari rata-rata di seluruh wilayah Indonesia sekitar 4,8 kWh/m2 yang berpotensi untuk membangkitkan energi listrik dan dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif. Kendala yang dihadapi pada penerapan PLTS di Indonesia adalah tingginya biaya investasi, piranti utama PLTS yaitu modul fotovoltaik masih diimpor dari negara lain dan efisiensi dari modul fotovoltaik hanya sebesar 16% yang menyebabkan harga PLTS per kW masih sangat tinggi.

4. Daftar Pustaka

1. _{BPPT. Out put model MARKAL}

2. _{Solarex, 1993, Everything You Always wanted to know about Solar Power, Villawood Sydney,} N.S.W. Australia.

3. _{Teknologisurya.wordpress.com, 2011. Sel surya : Struktur & Cara kerja.} [Online]: http://teknologisurya.wordpress.com.