Analisa dan Perancangan PEmbangkit Listr (1)

(1)

ANALISA DAN PERANCANGAN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA

Studi Kasus : Ds. Somagede

Oleh

(2)

Abstrak

(3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Listrik merupakan kebutuhan primer manusia saat ini, sesuai dengan kemajuan zaman semakin pesat kebutuhan listrik hampir semua kalanagan mulai dari daerah perkotaan hingga pedesaan saat ini. Di Indonesia untuk kebutuhan listrik masyarakat menggunakan layanan PLN ( Perusahaan Listrik Negara ). Hampir semua masyarakat Indonesia menikmati layanan listrik dari perusahaan tersebut.

Kecamatan Somagede merupakan daerah yang terletak di pulau Jawa Kecamatan Banyumas, merupakan salah satu daerah yang masyarakatnya belum pernah merasakan terangnya listrik seperti daerah lain di kota-kota besar di pulau jawa. Listrik di wilyah ini belum masuk di karenakan jangkauan PLN untuk masuk kedaerah terpencil seperti kecamamatan Somagede sangat sulit. Warga pernah mewacanakan pembuatan fasilitas listrik sederhana dengan bersumber pada tenaga mikro hidro. Namun, ternyata wacana tersebut hingga sekarang belum bisa terealisasi,karena aliran air yang akan digunakan untuk mikro hidro tidak memenuhi syarat.

Oleh karena itu penulis berinisiatif untuk merancang pembangunan pembangkit listrik tenaga surya untuk daerah tersebut. Sistem listrik tenaga surya (LTS) sebagai pembangkit listrik diarahkan agar dapat dimanfaatkan oleh para pemakai di daerah terpencil yang tidak mungkin dijangkau oleh jaringan PLN. Oleh karena itu penulis berinisiatif untuk merancang pembangkit listrik tenaga surya untuk daerah tersebut dengan judul “Analisa & Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS ) “ sebagai bahan Skripsi.

(4)

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka yang menjadi permasalahan adalah bagaimana merancang Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS ) dengan memanfaatkan sinar matahari sebagai energi utama. sehingga dapat menghasilkan energi listrik.

1.3 Batasan Masalah

Mengingat luas dan banyaknya hal-hal yang perlu diperhatikan dalam proses perancangan pembangkit tenaga surya ini, maka penulis memberikan beberapa batasan masalah antara lain :

1. Perhitungan dari pembangkit tidak secara detail.

2. Jumlah kebutuhan Panel Surya,Controllel dan Inverter sudah ditentukan 3. Maket sebagai Contoh atau Prototype Perancangan

1.4 Tujuan

Tujuan dari perancangan dan pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini adalah untuk memberikan gambaran tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) kepada masyarakat khususnya kepada masyarakat Desa Kanding yang belum mendapat aliran listrik dari PLN.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada laporan ini terdiri dari lima BAB dengan susunan BAB Sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

(5)

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisikan tentang Landasan teori dari PLTS

BAB III PERANCANGAN

Bab ini berisika tentang perancangan perencanaan dan pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Matahari

BAB IV ANALISA

Bab ini berisikan tentang Analisa yang dilakukan setelah hasil perancangan.

BAB V KESIMPULAN

(6)

BAB II

TEORI DASAR

2.1.Konsep Sistem PLTS

Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan.

Bandingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita. Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya 20 watt atau 30 watt. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari.

(7)

berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu.

Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan sistem sel surya itu hanya dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai. Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri.

Biasanya panel surya itu siletakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya.

Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal,sistem sel surya itu masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana, karena terdiri dari bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroller macam ini cukup mahal.

2.2. Photovoltaic

(8)

merubahnya menjadi arus listrik AC, dan juga dengan otomatis akan mengatur seluruh sistem. Listrik AC akan didistribusikan melalui suatu panel distribusi indoor yang akan mengalirkan listrik sesuai yang dibutuhkan peralatan listrik. Besar dan biaya konsumsi listrik yang dipakai di rumah akan diukur oleh suatu Watt-Hour Meters.

Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi. Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS.

Untuk itulah, modul pembuatan sel surya di Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian membuat laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. Hal ini karena teknologi pembuatan sel surya dengan bahan silicon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi untuk elektrifikasiuntukpedesaan.

Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengankebutuhannya.

(9)

anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim electron ke perabot listrik.Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktordioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik

Gambar 2.1 Modul Solar Cell

Spesisifikasi solar sel yang biasanaya dipakai seperti pada table 2.1 dibawah ini :

Tabel 2.1

Model FL-P250w

Cell Type polycrystalline

(10)

Power Tolerance ±5%

Maximum Power Voltage(Vpm) 36V

Maximum Power current(IPM) 8.34A

Open Cirucuit Voltage(Voc) 43.9V

Shot Circuit Current(lsc) 8.78A

Number of Cells 72pcs

Size of Module 1950*990*50mm

maximum System Voltage 1000V

Temperature coefficients of lsc 0.1%/

Temperature coefficients of VOC -0.38%/

temperature coefficients of PM 0.47%/

Temperature coefficients of VM 0.1%/

Temperature coefficients of IM -0.38%

Temperature range -40 to+90

(11)

Junction Box Type PPO black

length of Cables 900mm

Frame anodized aluminum alloy

Warranty 90%power for 10years and

80% power for 25 years

2.4. Komponen-komponenPLTS

Modul Sel Surya (photovoltaics) cell surya atau sel photovoltaic merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi radiasi matahari secara langsung menjadi energi listrik. Pada dasarnya sel tersebut berjenis diode yang tersusun atas P – N junction. Sel surya photovoltaic yang dibuat dari bahan semi konduktor yang diproses sedemikian rupa, yang dapat menghasilkan listrik arus searah (DC). Dalam penggunaannya, sel-sel surya itu dihubungkan satu sama lain, sejajar atau seri, tergantung dari penggunaannya, guna menghasilkan daya dengan kombinasi tegangan dan arus yang dikehendaki.

(12)

Sel tersambung secara elektrik untuk memberikan arus dan tegangan tertentu. Masing-masing sel di enkapsulasi untuk mengisolasi dan melindungi dari kelembaban dan korosi. Ada perbedaan tipe modul yang tersedia di pasaran, tergantung pada kebutuhan daya yang dibutuhkan. Modul yang paling umum digunakan terbuat dari 32 atau 36 crystalline silicon sel surya. Sel-sel ini berukuran sama, tersambung secara seri, dan terbungkus diantara bahan kaca dan plastik, menggunakan polymer resin (EVA) sebagai insulator termal (thermal insulator). Bagian muka modul biasanya antara 0,1 dan 0,5 m^2.

Panel surya biasanya memiliki dua kontak listrik, satu positif dan satu negatif. Beberapa panel menyertakan kontak ekstra yang memungkinkan instalasi dioda penyingkat atau bypass diode di antara masing-masing sel. Dioda ini melindungi panel dari gejala yang dikenal sebagai “hot-spots”. Sebuah hot spot terjadi ketika beberapa sel berada dalam bayangan sedangkan sisa panel berada di bawah matahari penuh. Daripada menghasilkan daya, sel yang terteduh bertingkah laku sebagai beban yang membuang daya.

(13)

mengikuti titik yang menyediakan daya maksimum (V x I). Daya maksimum berkaitan dengan lutut kurva IV.

2.4. Prinsip.Kerja.Solar.Cell

Secara sederhana prinsip kerja solar cell photovoltaic dapat dijelaskan dengan memisalkan sebagai dioda. Diode ini terdiri dari semikonduktor tipe N dan semikonduktor tipe P. Untuk membentuk semikonduktor silicon tipe N, yaitu ditambahkan bahan yang bervalensi 5 yang biasa digunakan antara lain Foster dan Arenakum.

(14)

elektron yang berkombinasi kembali, dengan demikian alat ini merupakan suatu alat pembangkit listrik kecil yang energinya diperoleh dari cahaya matahari.

Gambar 2.2 Prinsip kerja Solar Cell

(15)

negative charge controller . Tegangan panel surya / solar cell yang dihasilkan akan digunakan oleh charge controller untuk mengisi baterai . Untuk menghidupkan beban perangkat AC (alternating current) seperti Televisi, Radio, komputer, dll, arus baterai disupply oleh inverter.

2.5. Fungsi Charge Controller

1. Mengatur arus untuk pengisian ke baterai

2. Menjaga baterai dari overcharging dan overvoltage

1. Mengartur arus yang dibebaskan/ diambil dari baterai agar baterai tidak 'full discharge',dan overloading serta memonitor temperatur baterai

Gambar I.3 Charge Controller

(16)

panel sel surya karena biasanya ada 'diode protection' yang hanya melewatkan arus listrik DC dari panel sel surya kebaterai,bukansebaliknya.Charge Controller bahkan ada yang mempunyai lebih dari 1 sumber daya, yaitu bukan hanya berasal dari matahari, tapi juga bisa berasal dari tenaga angin ataupun mikro hidro. Di pasaran sudah banyak ditemui charge controller 'tandem' yaitu mempunyai 2 input yang berasal dari matahari dan angin. Untuk ini energi yang dihasilkan menjadi berlipat ganda karena angin bisa bertiup kapan saja, sehingga keterbatasan waktu yang tidak bisa disuplai energi matahari secara full, dapat disupport oleh tenaga angin. Bila kecepatan rata-rata angin terpenuhi maka daya listrik per bulannya bisa jauh lebih besar dari energi matahari.

2.7. Baterai

Baterai adalah alat yang menyimpan daya yang dihasilkan oleh panel surya yang tidak segera digunakan oleh beban. Daya yang disimpan dapat digunakan saat periode radiasi matahari rendah atau pada malam hari. Komponen baterai kadang-kadang dinamakan akumulator (accumulator). Baterai menyimpan listrik dalam bentuk daya kimia. Baterai yang paling biasa digunakan dalam aplikasi surya adalah baterai yang bebas pemeliharaan bertimbal asam (maintenance-free lead-acid batteries), yang juga dinamakan baterai recombinant atau VRLA (klep pengatur asam timbal atau valve regulated lead acid). Baterai terbentuk oleh sekelompok elemen atau sel yang diletakan secara seri.

(17)

Baterai tersebut mengalami proses siklis menyimpan dan mengeluarkan, tergantung pada ada atau tidak adanya sinar matahari. Selama waktu adanya matahari, array panel menghasilkan daya listrik. Daya yang tidak digunakan dengan segera dipergunakan untuk mengisi baterai. Selama waktu tidak adanya matahari, permintaan daya listrik disediakan oleh baterai, yang oleh karena itu akan mengeluarkannya.Siklus menyimpan dan mengeluarkan ini terjadi setiap kali daya yang dihasilkan oleh panel tidak sama dengan daya yang dibutuhkan untuk mendukung beban. Kalau ada cukup matahari dan bebannya ringan, baterai akan menyimpan daya. Tentunya, baterai akan mengeluarkan daya pada malam hari setiap kali sejumlah daya diperlukan. Baterai juga akan mengeluarkan daya ketika penyinaran tidak cukup untuk menutupi kebutuhan beban (karena variasi alami kondisi keikliman,awan,debu,danlain-lain).

Jika baterai tidak menyimpan cukup daya untuk memenuhi permintaan selama periode tidak adanya matahari, sistem akan kehabisan daya dan tidak siap memenuhi konsumsi. Di sisi lainnya, memperbesar sistem (dengan menambahkan terlalu banyak panel dan baterai) mahal dan tidak efisien. Ketika mendesain sistem yang mandiri, kita perlu mengkompromikan antara biaya komponen dengan ketersediaan daya dari sistem. Satu cara untuk melakukan ini adalah memperkirakan jumlah hari dimana sistem beroperasi secara mandiri. Sebaliknya, jika sistem surya bertanggung jawab atas daya yang menyediakan ke peralatan pelanggan anda mungkin dapat mengurangi jumlah hari otonomi sampai dua atau tiga.

(18)

mulai hancur. Ini menghasilkan gelembung oksigen dan hidrogen, dalam proses yang diketahui sebagai pembuatan gas atau gasification. Ini berakibat hilangnya air, oksidasi di elektroda positif, dan dalam kasus ekstrim, terjadi bahaya ledakan.

Gambar I.4 Baterai 12 V ,100 Ah

Di sisi lainnya, keberadaan gas menghindari stratifikasi asam. Setelah beberapa siklus penyimpanan dan pengeluaran yang terus menerus, asam cenderung terpusat di bagian bawah baterai, sehingga mengurangi kapasitas efektifnya. Proses gasifikasi menggerakan elektrolit dan menghindari stratifikasi. Sekali lagi, adalah perlu untuk menemukan kompromi antara keuntungan (menghindari stratifikasi elektrolit) dan keadaan merugikan (kehilangan air dan produksi hidrogen). Satu pemecahannya adalah lebih sering membiarkan penyimpanan yang sedikit berlebihan. Satu metode yang umum adalah membiarkan tegangan sebanyak 2,35 sampai 2,4 Volt untuk masing-masing elemen baterai sekali dalam beberapa hari, di suhu 25o C. Regulator sebaiknya menjamin penyimpanan berlebihan yang berkala dan terkontrol. Pengeluaran daya yang berlebihan.

(19)

memutuskan beban dari baterai.Jika pengeluaran baterai sangat mendalam dan baterai tetap dalam kondisi pengeluaran untuk jangka waktu yang lama, akan terjadi tiga efek: pembentukan sulfat yang terkristal pada pelat baterai, bahan aktif pada pelat baterai akan lepas / berguguran, dan pelat baterai akan melengkung. Proses membentuk kristal sulfat yang stabil dinamakan sulfasi keras. Ini benar-benar tidak baik karena akan membentuk kristal besar yang tidak turut serta dalam reaksi kimia dan dapat membuat baterai anda tidak dapat digunakan.

2.7. Inverter

Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere, panel surya / solar cell menjadi AC. Penggunaan inverter dari dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah untuk perangkat yang menggunakan AC (Alternating Current). Ada beberapa jenis inverter antara lain:

.

Gambar I.5 Inverter 1. Square WaveGelombangKotak

(20)

maka inverter square wave ini jarang dijual dipasaran dikarenakan keinginan dari pasar menginginkan untuk membackup selain lampu 2. Modified Sine Wave / Gelombang Modifikasi Sinus

Square Wave2. Modified Sine Wave/ Gelombang Modifikasi Sinus, Di belahan dunia dan juga indonesia produk inverter dengan jenis inverter modified sine wave ini sering digunakan untuk beban seperti lampu, kipas, komputer, TV, dll

Jenis Inverter modified sine wave yang beredar pun ada yang memberikan Low noise atau berarti sangat kecil kebisingan suara yang dihasilkan saat beroperasi. dan ada juga yang menghasilkan noise yang besar.

3. True Sine Wave/ Pure Sine Wave/ Gelombang Sinus Murni

(21)

Pada tahap planning penulis membuat sebuah perencanaan siteplan prototype sebelum tahap analisan dan selanjutnya. Gambar I.7 adalah gambar Site Plan Desa Kanding, Plana Kecamatan Somagede dengan luas area + 14900 mm2.dengan 30 kk ini,lokasi yang direncakan dibangun pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan kapasitas 15.000 Watt atau 18450 VA.karena daerah ini terletak di pegunungan yang belum terjangkau oleh PLN. Siteplan desa tersebut seperti pada gambar 3.1 dibawah ini.

3.1 Site Plan Desa

(22)

Gambar 3.2.A Rencana Tata letak peralatan PLTS

(23)

Gambar 3.2.D Skedul Panel MCB BOX –Power house

Gambar 3.2.B adalah gambar rencana instalasi penerangan Power house dengan mengunakan lampu LED.1 x 187 Watt & LED.7 Watt + Fitting yang dipasang di :

a. Kantor,1 lampu

b. Ruang istirahat 1 lampu c. Ruang Panel 2 lampu d.Toilet 1 lampu

e.Teras 1 lampu

jadi Power house terpasang 6 lampu.instalasi memakai kabel NYM.2x1,5 mm2

Gambar 3.2.C adalah gambar rencana instalasi stop kontak Power house mengunakan stop kontak 1phase 10 A ( type dinding ) dipasang :

a.Kantor,1 stop kontak

b. Ruang istirahat 1 stop kontak c. Ruang Panel 2 stop kontak

(24)

Gambar 3.3.A Rencana Inst.Penerangan Gambar 3.3.B Rencana Inst.Stop Kontak

Gambar 3.3.C Skedul Panel MCB BOX –Tipe A

Gambar 3.3.A adalah gambar rencana instalasi penerangan Tipe-A dengan mengunakan lampu LED.7 Watt + Fitting yang dipasang di :

a.Kamar 2 lampu. b.Ruang tamu 2 lampu c.Dapur 1 lampu d.Toilet 1 lampu

(25)

Gambar 3.3.B adalah gambar rencana instalasi stop kontak Tipe-A mengunakan stop kontak 1phase 10 A ( type dinding ) dipasang :

a.Kamar 2. b.Ruang tamu 1.

Jadi 1 rumah terpasang 3 stop kontak. instalasi memakai kabel NYM 3x2,5 mm2

Gambar 3.3.C adalah skedul panel MCB BOX , Tipe-A merupakan perhitunagan antara penerangan dan stop kontak.kabel dari mcb box ke kwh memakai NYM 3x2,5 mm2,sedangkan dari Kwh ke SDP memakai kabel NYFGBY.3x4 mm2.

(26)

Gambar 3.4.C Skedul Panel MCB BOX – Tipe C

Gambar 3.4.A adalah gambar rencana instalasi penerangan Tipe-C dengan mengunakan lampu LED.7 Watt + Fitting yang dipasang di :

a.Kamar 2 lampu. b.Ruang tamu 2 lampu c.Dapur 1 lampu d.Toilet 1 lampu

jadi 1 runah terpasang 8 lampu.instalasi memakai kabel NYM.2x1,5 mm2 Gambar 3.4.B adalah gambar rencana instalasi stop kontak Tipe-C mengunakan stop kontak 1phase 10 A ( type dinding ) dipasang :

a.Kamar 2. b.Ruang tamu 1.

Jadi 1 runah terpasang 3 stop kontak. instalasi memakai kabel NYM 3x2,5 mm2

(27)

Gambar I.11. Skedul Panel Penerangan Jalan

3.1.2 Model Matematis Perencanaan Sistem

Pembangkit listrik tenaga surya sangat bergantung pada sinar matahari, maka dalam instalasinya memerlukan kebutuhan daya seperti:

a. Jumlah daya yang dibutuhkan per hari (Watt)

b. Besar arus yang dihasilkan panel (Ampere hour)

c. Jumlah unit baterai (Ampere hour)

Maka dari ke-3 poin tersebut, dapat diberi persamaan matematisnya :

(28)

Dimana :

n = banyaknya beban/peralatan elektronik yg digunakan

Pbeban = daya yang dibutuhkan untuk dapat menggunakan peralatan tsb.

Lama pemakaian = lama pemakaian peralatan per hari (dalam satuan jam). b. Jenis panel surya terdapat beberapa jenis dengan daya yang dihasilkan berbeda.

Namun, di Indonesia dipakai 120 Wp yaitu 120 Wh per hari dengan perkiraan selama 5 jam maksimum tenaga surya per hari.

Maka,

Jumlah panel ygdipakai =

c. Jumlah baterai

(Imax) =

Dimana :

Vs = daya baterai (volt/Ampere hour)

3.2 Analisa Kebutuhan

3.2.1. Kebutuhan listrik Rumah penduduk :

a.Kebutuhan per umit rumah = 450 Watt

b.Jumlah rumah sebanyak 30 unit rumah Terdiri dari 3 tipe yaitu :

(29)

Untuk rumah Tipe A Terpasang instalasi penerangan dan stop kontak seperti rincian sebagai berikut :

 2 Kamar tidur Terpasang 2 lampu dan 2 stop kontak

 Ruang tamu Terpasang 2 lampu dan 1 stop kontak

 Dapur Terpasang 1 lampu

 Toilet Terpasang 1 lampu

 Teras Terpasang 1 lampu

Untuk rumah tipe A terpasang 7 lampu dan 3 stop kontak.

Rumah Tipe B

 2 Kamar tidur terpasang 2 Lampu dan 2 Stop Kontak

 Ruang Tamu Terpasang 2 Lampu dan 1 Stop Kontak

 Dapur Terpasang Dua Lampu

 Toilet Terpasang Satu lampu

 Teras Terpasang Satu lampu

Untuk rumah tipe B terpasang 8 lampu dan 3 stop kontak

Rumah Tipe C

 2 Kamar tidur terpasang 2 Lampu dan 2 Stop Kontak

 Ruang Tamu Terpasang 2 Lampu dan 1 Stop Kontak

 Dapur Terpasang Dua Lampu

 Toilet Terpasang Satu lampu

 Teras Terpasang Satu lampu

Untuk rumah tipe C terpasang 8 lampu dan 3 stop kontak

(30)

Kebutuhan listrik untuk fasilitas umum adalah kebutuhan yang digunakan untuk keperluan umum seperti Power House dan Penerangan Jalan.

Power House

Power House merupakan tempat penyimpanan tegangan listrik tenaga surya yang akan Terpasang instalasi penerangan sebanyak 8 lampu dan 4 stop kontak dengan rincian sebagai berikut :

 Ruang Tunggu Terpasang 1 lampu dan 1 stop kontak

 Ruang Kantor Terpasang 1 lampu dan 1 stop kontak

 Ruang Panel Terpasang 2 lampu

 Toilet Terpasang 1 lampu

 Teras Terpasang 1 lampu

Penerangan Jalan

Kebutuhan jumlah listrik pada penerangan jalan untuk Desa tersebut adalah sebanyak 20 lampu yang bisa mewakili penerangan jalan untuk menuju desa.

3.2.3 Analisa Kebutuhan Anggaran

Kebutuhan anggaran biaya yang harus dikeluarkan untuk membuat instalasi listrik tenaga surya adalah sebesar 2,266,110,000.00 ( Dua Milyar Dua Ratus Enam Puluh Enam Juta Seratus Sepuluh Ribu Rupiah ). Dengan rincian kebutuhan sebagai berikut :

RENCANA ANGGARAN BIAYA ( RAB )

PROYEK : Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS ) LOKASI : Banyumas - Jawa Tengah

TANGGAL : Mei 2014

NO. URAIAN PEKERJAAN VOLUME

PEK. SATUANPEK. SATUAN (Rp)HARGA JUMLAH HARGA(Rp)

1 PEKERJAAN PANEL UTAMA

a Low Voltage Main Distribution Panel ( LVMDP ) 1 Unit 32,000,000 32,000,000.00

b - SDP - 1 1 Unit 15,000,000 15,000,000.00

c - SDP - 2 1 Unit 12,000,000 12,000,000.00

(31)

e - Panel Box 3 Unit 200,000 600,000.00

a.1 Dari Modul Solar Cell I ke

- Panel Box 1

NYYHY.1 x 4 mm² 90 M' 9,700 _873,000.00

a.2 Dari Modul Solar Cell II ke

- Panel Box 2

NYYHY.1 x 4 mm² 90 M' 9,700 _873,000.00

TANGGAL : Mei 2014

PEK. SATUANPEK. SATUAN (Rp)HARGA JUMLAH HARGA(Rp)

a.3 Dari Modul Solar Cell III ke

(32)

c.1 Dari Charge Controller I ke

- Baterai 1

NYYHY.2 x 6 mm² 10 M' 34,000 _340,000.00

c.2 Dari Charge Controller II ke

- Baterai 2

NYYHY.2 x 6 mm² 13 M' 34,000 442,000.00

c.3 Dari Charge Controller III ke

- Baterai 3

PROYEK : Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS ) LOKASI : _{Banyumas - Jawa Tengah}

TANGGAL : Mei 2014

e.2 Dari Inverter II ke

- LVMDP

NYFGBY.2 x 6 mm² 14 M' 25,000 _350,000.00

e.3 Dari Inverter II ke

(33)

- NYFGBY 4 x 25 mm² 170 M' 95,000 16,150,000.00

1.D Dari Sub Distribution Panel ( SDP-1 ), ke :

- KWH METER 1

PROYEK : _{Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS )} LOKASI : _{Banyumas - Jawa Tengah}

(34)

1.E Dari Sub Distribution Panel ( SDP-2 ), ke :

PROYEK : _{Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS )} LOKASI : Banyumas - Jawa Tengah

TANGGAL : Mei 2014

PEK. SATUANPEK. SATUANHARGA JUMLAH HARGA(Rp)

- KWH METER 7

Pengadaan dan pemasangan Fixtures dan Armatures :

- Lampu Jalan LED.15 Watt 20 Buah 650,000 13,000,000.00

- Tiang Lampu Jalan 20 Buah 1,450,000 29,000,000.00

Sub Total

1.F 47,000,000.00 2 PEKERJAAN PANEL RUMAH & POWER HOUSE

(35)

- MCB BOX 4 Group 1 Phase 31 Titik 35,000 1,085,000.00

Sub Total 2 _{13,020,000.00}

2.A PEKERJAAN INSTALASI PENERANGAN DAN FIXTURES

1.G Power House

a. Pekerjaan instalasi Penerangan dan Stop Kontak lengkap

kabel NYM 3 x 2,5 mm2_{, konduit, T-does,accessories}

TANGGAL : Mei 2014

PEK.

- Instalasi Penerangan 7

- Instalasi Stop Kontak Dinding, 1 Ph, 10 A 3

b. Pengadaan dan pemasangan Fixtures dan Armatures :

- Lampu LED.3 Watt 7

- Stop Kontak Dinding, 1 Ph, 10 A 3

- Saklar Tunggal 5

- Saklar Ganda 1

2.A.1 Rumah Type A

kabel NYM 3 x 2,5 mm2_{, konduit, T-does,accessories :}

- Lampu LED.3 Watt 7

- _{Lampu LED.3 Watt} 7

- Stop Kontak Dinding, 1 Ph, 10 A 3

- Saklar Tunggal 4

(36)

PROYEK : _{Pembangkit Listrik Tenaga Surya ( PLTS )} LOKASI : _{Banyumas - Jawa Tengah}

TANGGAL : Mei 2014

a. Pekerjaan instalasi Penerangan dan Stop Kontak _lengkap

- Instalasi Penerangan 8 Titik _190,000 1,520,000.0₀

- Instalasi Stop Kontak Dinding, 1 Ph, 10 A 3 Titik _210,000 630,000.0₀

(37)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Sistem Distribusi Listrik

(38)

Gambar 4.1 Blok Diagram Sistem Distribusi Listrik

Gambar 4.1 diatas adalah gambar diagram sistem Distribusi listrik merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber listrik sampai ke konsumen melalui beberapa tahapan

1. Pertama Dari sumber Listrik yaitu Solar Cell 207 Unit dengan kapasitas 250 Wp dibagi 3 Jaringan ke Panel Box 3 unit

2. Kedua Panel Box disalurkan ke Charge Controller

3. Ketiga dari Charge Controller menyalurkan listrik mengisi Battery.

(39)

5. Kelima dari LVMDP ke SDP -1 dari SDP -1 ke SDP -2 dan LP-PL ( Penel Penerangan Luar )

6. Keenam dari SDP-1 & SDP-2 didistribusikan ke rumah-rumah warga.memakai kabel tanah NYFGBY.2 x 2.5 mm2. SDP-1 melayani 15 rumah dan SDP-2 melayani 15 rumah.sedangkan LP-PL melayani penerangan jalan.

4.2. Site Plan

Sesuai dengan Site pada bab sebelumnya Desa Kanding, Plana Kecamatan Somagede dengan luas area + 14900 mm2.dengan 30 kk ini,lokasi yang direncakan dibangun pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan kapasitas 15.000 Watt atau 18450 VA.karena daerah ini terletak di pegunungan yang belum terjangkau oleh PLN.

4.3. Perhitungan Kebutuhan Listrik Tenaga Surya Cell

4.3.1. Kebutuhan listrik penduduk :

a. Kebutuhan per unit rumah = 450 Watt b. Jumlah Rumah sebanyak 30 unit rumah

Untuk menghitung kebutuhan listrik penduduk menggunakan pendekatan rumus sebagai berikut :

T=P.U

Dimana :

T=Total

P = Daya listrik dalam satuan Watt (W) U = Unit Rumah

4.3.2. Kebutuhan listrik Fasilitas umun :

(40)

a. Power house = 450 Watt b.Penerangan Jalan = 300 Watt

T = P x PL

Dimana :

T =Total

P = Daya listrik dalam satuan Watt (W) PL = Penerangan Jalan

T = P x PL

Total = 15 Watt x 21 lampu Total = 315 Watt

Total kebutuhan listrik untuk Fasilitas umum adalah = 450 + 315 Watt

= 765. Watt

4.3.3 Total kebutuhan Listrik :

Total kebutuhan lsitrik penduduk dan Fasilitas umum adalah = 13.500 + 765 Watt

= 14.265 Watt

Sebagai estimasi awal bahwa dari perhitungan di atas didapat bahwa kebutuhan listrik penduduk dan fasilitas umum adalah 14.625 per jam.

4.3.3. Perhitungan jumlah Panel Surya yang dibutuhkan

Untuk memenuhui kebutuhan listrik tersebut maka dibutuhkan beberapa banyak panel surya dengan menggunakan pendekatan rumus dibawah ini maka kita biasa menghitung berapa panel surya yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan listrik sebesar 14.265 Watt per Jam

(41)

T = WP x H T = P : ( WP x H ) Dimana :

T = Total

P = Daya listrik dalam satuan Watt (W) H = Pemakaian per Jam

Wp = Watt Peak

% = Pemakaian Inverter & alat lainya Adalah:

Total kebutuhan listrik, 14.250 Watt 14.250 x 20% = 17.100 Watt 17.100 x 15 = 256.500 Watt

250 x 5 = 1250 Watt

256.500 : 1250 = 205.2 Wp

Total pemakaian Panel Surya 250 Wp adalah 207 Panel Surya

4.3.4. Charge Controller yang dibutuhkan

Untuk mengetahui jumlah charge controller yang berfungsi sebagai pengontrol battery pada saat pengisian adalah 1800 Amp, ini didapat menggunakan pendekata rumus sebagai berikut :

T = P : V Dimana : T = Total

P = Daya listrik dalam satuan Watt (W) V = Tegangan baterai

Jadi Total Total kebutuhan listrik,17.100 Watt 17.100 : 12 = 1425

1425 x 20% = 1710 Ampere

(42)

Dibutuhkan charge controller yaitu 6 buah dengan kapasitas charge controller 300 A.

4.3.5. Baterai yang dibutuhkan

Untuk memenuhi kebutuhan listrik rumah dan fasilitas umum maka baterai yang dibutuhkan adalah 216 baterai dengan menggunakan pendekatan rumus sebagai berikut :

T = P : V : Ah

Dimana : T = Total

P = Daya listrik dalam satuan Watt (W) H = Pemakaian per Jam

V = Tegangan baterai

I = Arus listrik dalam satuan Ampere (A) Adalah:

Total kebutuhan listrik,14.250 Watt

256.500 : 12 : 200 = 106.87 Battery yang dibutuhkan 107 buah .12 V,200 Ah

107 x 2 = 216 Battery

Total pemakaian Battery adalah 216 Battery

Jumlah batterai 216 buah itu hanya dipakai 50 %,untuk menjaga ketahanan baterai

4.3.6. Inverter yang dibutuhkan

Inverter untuk merubah arus DC menjadi arus AC dalam penerangan desa Kanding kecamatan Somagede Kabupaten Banyumas adalah 3 Unit Inverter dengan kapasitas masing – masing inverter 15 Kw. Nilai itu didapat mengggunakn pendekatan rumus sebagai berikut :

I = P : V Dimana :

(43)

I = Arus listrik dalam satuan Ampere (A) Adalah: Total kebutuhan listrik, 256.500 Watt 256.500 : 12 = 31.375 A

Inverter yang dibutuhkan 3 Unit dengan kapasitas per unit 15 Kw

BAB V KESIMPULAN

(44)