TUGAS AKHIR
STUDI POTENSI PEMANFAATAN PANEL SURYA PADA KOST PUTRI ASRI MENGGUNAKAN SOFTWARE PVGIS
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
RICKO ESTUTOMO NIM: D200237284
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2024
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini, kehidupan manusia tidak lagi lepas dari penggunaan energi listrik.
Listrik digunakan di mana-mana mulai dari rumah kumuh hingga apartemen mewah. Energi listrik memegang peranan yang sangat penting karena semua perangkat yang kita gunakan sehari-hari mengonsumsi listrik dan bergantung pada energi listrik. Listrik telah menjadi salah satu komponen terpenting dalam kehidupan manusia modern. Dari rumah tangga hingga industri, penggunaan listrik telah meresap ke hampir semua aspek kehidupan sehari-hari. Kehadirannya yang tidak terlihat namun sangat penting telah membawa perubahan besar dalam cara kita hidup, bekerja, dan berinteraksi.
Energi adalah sumber vital yang memungkinkan manusia hidup dan menjalankan roda kehidupan. Namun, dalam hal keberlanjutan dan keselamatan lingkungan, ada perbedaan yang signifikan antara energi terbarukan dan non- terbarukan dalam hal ketersediaan dan dampak lingkungannya. Di dunia ini kita mengenal dua jenis sumber energi, yaitu sumber energi yang dapat diperbaharui dan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. Penggunaan energi secara nasional cenderung pada sumber energi batubara dan gas alam, yang mana persediaan energi tersebut semakin menipis karena tidak dapat diperbaharui. Jika dibiarkan dapat mengancam keberlangsungan kehidupan manusia di muka bumi ini.
Energi matahari adalah sumber energi terbarukan yang tidak terbatas.
Teknologi solar, juga dikenal sebagai photovoltaic (PV), memerlukan panel surya untuk mengubah energi matahari menjadi listrik. Panel surya terbuat dari modul surya yang terbuat dari bahan semikonduktor. Setiap tahun, pertumbuhan ekonomi negara mengikuti peningkatan konsumsi listriknya. Penggunaan listrik yang semakin meningkat dapat menyebabkan masalah bagi penyedia listrik negara, yaitu PLN, jika stoknya tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan. Jika stok listrik kurang, sistem perekonomian Negara akan terhambat karena listrik merupakan bagian penting dari operasi industri dan rumah tangga.
Teknik photovoltaic diciptakan dengan melapisi selenium dengan emas, yang memiliki efisiensi hanya 1% (Budiyanto & Fadliondi, 2017). Prinsip photovoltaic
bekerja dengan mengubah cahaya matahari melalui lapisan silikon murni dan bahan semikonduktor. Dengan menghubungkan kutub positif dan negatif pada setiap string, modul surya dihubungkan secara seri untuk mendapatkan tegangan yang diinginkannya. Wilayah Indonesia memiliki intensitas radiasi yang cukup tinggi, rata- rata intensitas radiasi di seluruh wilayah indonesia sekitar 4.8 kWh/m2 per hari. Ini Berarti tiap 1 kW photovoltaic (PV) dapat menghasilkan 4,8 kWh energi listrik setiap harinya. Berlimpahnya energi surya di negara kita ini merupakan potensi yang seharusnya dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik secara optimal (Heru Purnomo, 2011).
Salah satu masalah saat ini adalah pemasangan panel surya untuk mengubah energi matahari menjadi listrik membutuhkan biaya yang cukup besar. Oleh karena itu, kami perlu menggunakan program simulasi Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) untuk mensimulasikan ketersediaan energi matahari dan menentukan jumlah energi yang akan dihasilkan panel surya sepanjang tahun.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana potensi energi listrik yang dihasilkan panel surya di Kost Putri Asri menggunakan simulasi software PVGIS?
2. Bagaimana posisi/arah panel surya di atap Kost Putri Asri yang paling maksimal dalam menghasilkan energi listrik?
3. Bagaimana perbedaan performa panel surya dengan teknologi material yang berbeda?
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan yaitu:
1. Mengetahui potensi energi listrik yang dihasilkan panel surya di Kost Putri Asri menggunakan simulasi software PVGIS.
2. Mengetahui posisi/arah panel surya di atap Kost Putri Asri yang paling maksimal dalam menghasilkan energi listrik.
3. Mengetahui perbedaan performa panel surya dengan teknologi material yang berbeda.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Simulasi menggunakan software PVGIS.
2. Sudut (slope) dan arah (azimuth) panel surya sesuai dengan koondisi sudut dan arah atap Kost Putri Asri.
3. Material panel surya menggunakan material yang sudah tersedia di software PVGIS (Crystalline Silicon (c-Si), Copper Indium Selenide (CIS) dan Cadmium Telluride (CdTe)).
4. Penelitian ini hanya meneliti tentang potensi produksi listrik panel surya pada atap genteng Kost Putri Asri.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini antara lain:
1. Menambah pengetahuan dan pustaka tentang sistem pembangkit listrik tenaga surya.
2. Memahami perbedaan teknologi material panel surya yang tersedia di pasar.
3. Untuk mahasiswa, penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan penelitian mereka sendiri.
1.6 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini dibagi ke dalam beberapa bab dan disusun menurut sistematika berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab pendahuluan berisikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab tinjauan pustaka berisikan tentang kajian pustaka dari penelitan yang telah dilakukan dan teori pendukung yang digunakan dalam penulisan laporan ini.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Bab metodologi penelitian berisikan tentang diagram alir penelitian, alat dan bahan, metode penelitian dan prosedur penelitian.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab hasil dan pembahasan berisikan tentang hasil simulasi, hasil perhitungan dan pembahasan data dalam bentuk analisa, tabel data dan grafik.
BAB V : PENUTUP
Bab penutup berisikan tentang kesimpulan dan saran setelah penulis melakukan penelitian dan berdasarkan dari hasil dan pembahasan yang telah dianalisis.
DAFTAR PUSTAKA LALMPIRAN
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka
Studi tentang software simulasi untuk analisi dan ukuran teknis pada sistem photovoltaic, kebijakan teknis, ekonomi dan lingkungan di tingkat global pada promosi teknologi ramah lingkungan terutama penggunaan tenaga surya di sektor listrik ini.
Karena itu ruang lingkup untuk analisis dan permodelan sistem PV sebelum instalasi di lapangan menjadi bagian penting untuk installer dan penyedia layanan, untuk itu perlu menggunakan software simulasi untuk analisis dan ukuran teknis sistem PV.
Beberapa software simulasi untuk analisis dan ukuran teknis sistem PV. Beberapa software simulasi sistem PV yang dapat digunakan yaitu PV Watt, PVGIS, PV – Online, PV*SOL, PVsyst dan System Advisor Model (SAM). Dari enam software simulasi tersebut, hanya Pvsyst dan SAM yang tidak termasuk software online.
Analisa yang lebih rinci pada sistem PV dapat diakses menggunakan SAM dan Pvsyst (Kumar,2017)
Sebuah penelitian evaluasi perbandingan penggunaan software simulasi hasil produksi listrik photovoltaic (PVGIS, PVWatt dan RETScreen), tiga software yang digunakan untuk estimasi cepat dan perhitungan yang relevan dengan produksi listrik panel surya pada pengukuran aktual PLTS yang dipasang di Yunani yang sudah dikumpulkan lebih dari 24 bulan. Instalasi panel surya yang dipasang di atap sebesar 9,6 kWp di wilayah Athena, PVGIS memberikan hasil yang lebih dekat dengan pengukuran aktual, deviasi tahunan hanya -2% sedangkan deviasi tahunan PVWatt sebesar -9,2% dan RETScreen -13%. Instalasi panel surya yang dipasang pada lapangan terbuka di wilayah Lakonia, hasil simulasi PVGIS dan RETScreen tampak lebih akurat dengan pengukuran aktual, deviasi tahunan PVGIS sebesar +3%, RETScreen sebesar -2,4% dan PVWatt sebesar -8%. Instalasi panel surya yang menggunakan pelacakan 2 sumbu sebesar 98,4 kWp di wilayah Florina, PVGIS dan PVWatt memberikan hasil yang lebih akurat dengan pengukuran aktual, deviasi tahunan PVGIS sebesar -4%, PVWatt sebesar -6,5% dan RETScreen sebesar -12,6%
(Psomopoulos et al,.2015).
Sebuah penelitian tentang performa operasional sistem panel surya skala megawatt jaringan terintegrasi pada atap gedung di iklim tropis basah dan kering di India. Prediksi dan penilaian performa tiga software simulasi popular (PVGIS, PVWatt
dan PVSyst) untuk dilakukan perbandingan dengan hasil aktual pemasangan Solar Photovoltaic (SPV) 1MW di atap bangunan Gandhi Institute of Technology and Management Science (GITAM) di India, dengan pencatatan produksi energi SPV selama 12 bulan dari 1 Oktober 2018 hingga 30 September 2019. Perbandingan hasil tiga software simulasi dengan hasil aktual SPV 1 MW adalah mean bias error (MBE) atau deviasi tahunan PVGIS sebesar 5,33%, PVWatt sebesar 12,33% dan PVSyst sebesar 30,64%. Dan rata rata tahunan normalized mean bias error (NMBE) atau kesalahan rata rata bias yang dinormalisasi untuk software PVGIS sebesar 2,954%, PVWatt sebesar 7,88% dan PVSyst sebesar 22,75% (Thotakura et al.,2020).
Penelitian tentang pengujian sistem panel surya dengan program simulasi berbasis web PVGIS dan Sunny Design Web dan evaluasi kelayakan terhadap hasil yang diperoleh. PLTS dengan kapasitas 250 kWp dipasang di Dicle Universitesi Muhendislik Fakultesii (Fakultas Teknik Univesitas Dicle) Turki, data produksinya telah direkam sejak Desember 2015 selama 11 bulan.Hasil yang diperoleh, kedua program simulasi memperkirakan produksi energi lebih sedikit daripada energi sebenarnya yang dihasilkan pada bulan Desember, dengan hasil 20,8% lebih banyak dari PVGIS dan 25,64% lebih banyak dari Sunny Design Web. Dan sebaliknya di bulan Januari, energi aktual yang dihasilkan adalah 19,92% lebih rendah dari Sunny Design Web dan 28,97% lebih rendah dari PVGIS. Pada bulan – bulan lainnya, hasil simulasi mendekati hasil produksi aktual (Haydaroglu dan Gumus,2016).
Sebuah studi tentang potensi energi surya di Indonesia menggunakan software simulasi PVGIS dan menggunakan panel surya teknologi c-Si, CIS dan CdTe dengan kapasitas pemasangan 100 kWp di Medan. Hasil simulasi panel surya dengan sudut pemasangan tetap (Slope = 0o dan Azimuth = 0o) produksi energi listrik tahunan teknologi c-Si sebesar 133.200 kWh, CIS sebesar 131.340 kWh dan CdTe sebesar 143.300 kWh. Hasil simulasi panel surya menggunakan sistem pelacakan posisi matahari dengan 2 sumbu pelacakan, produksi energi listrik tahunan teknologi c-si sebesar 162.200 kWh, CIS sebesar 160.000 kWh dan CdTe sebesar 176.200 kWh.
Meskipun teknologi CdTe memperoleh performa yang paling baik, tetapi teknologi crystalline silicon (c-Si) masih menjadi pilihan terbaik karena kurang tergantung pada kemiringan, suhu dan harga lebih murah daripada teknologi thin film (Minh – Quan Dang,2017).
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
PLTS adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan sinar matahari melalui sel surya (photovalic) untuk mengubah radiasi sinar foton matahari menjadi energi listrik. Sel surya merupakan lapisan lapisan tipis dari bahan semikonduktor silicon (Si) murni dan bahan semikonduktor lainnya. PLTS memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan listrik DC, yang dapat diubah menjadi listrik AC apabila diperlukan. PLTS tetap dapat menghasilkan listrik dalam cuaca mendung selama masih terdapat cahaya.
Sistem PLTS dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis. Berdasarkan aplikasi dan konfigurasinya, secara umum PLTS dapat dibagi menjadi dua, yaitu sistem PLTS yang terhubung dengan jaringan (on – grid PV system) dan sistem PLTS yang tidak terhubung dengan jaringan (off grid PV system) atau PLTS yang berdiri sendiri (stand alone). PLTS stand alone ini selain dapat beroperasi secara mandiri, juga dapat ditunjang oleh sumber daya lain seperti tenaga angina,generator set, maupun tenaga air serta tenaga mikro hidro yang disebut sebagai sistem PLTS hybrid (Kumara et al., 2018).
Energi surya merupakan salah satu energi baru terbarukan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber pembangkitan listrik dengan menggunakan teknologi panel surya. Indonesia memiliki potensi radiasi surya yang besar yaitu 4.8 kWh sehingga sangat memungkingkan untuk mengembangkan penggunaan surya sebagai salah satu energi alternatif untuk mengurangi penggunaan energi fosil yang terbatas dan memiliki banyak dampak negative yang dapat merusak bumi. Pemerintah saat ini mengeluarkan beberapa kebijakan terkait penggunaan energi baru terbarukan (EBT) dan mengurangi penggunaan energi fosil dengan menargetkan pemanfaatan energi baru terbarukan paling sedikit 23% pada tahun 2050.
Beberapa alasan utama menggunakan teknologi fotovoltaik adalah sebagai beriku : 1. Sumber energi yang tersedia melimpah dan tanpa biaya untuk
mengeksplorasinya.
2. Ramah lingkungan, tidak menghasilkan polusi.
3. Pemeliharaan dapat dilakukan pekerja setempat yang sudah terlatih dan tidak memerlukan pemeliharaan yang sering.
4. Biaya pengoperasian dan pemeliharaan sistem pembangkit listrik tenaga surya relative kecil (Ramadhani,2018)
Gambar 2.1 Komponen Sederhana PLTS Komponen utama yang digunakan dalam PLTS :
1. Panel Surya
Panel surya berfungsi mengubah radiasi sinar matahari yang mengenai permukaan modul menjadi listrik DC.
2. Baterai
Baterai berfungsi untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan panel surya saat siang hari dan digunakan ketika ada penggunaan beban meningkat dan energi dari panel surya tidak cukup dalam memasok energi.
3. Solar Charge Controller (SSC)
SCC berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus dari panel surya ke baterai, mencegah pengisian daya baterai yang berlebihan dan memperpanjanh masa pakai baterai.
4. Inverter
Inverter berfungsi mengubah output DC dari panel surya menjadi arus AC yang aman untuk peralatan AC.
5. Load / beban
Load / beban yaitu peralatan listrik yang terhubung ke sistem panel surya seperti lampu, televisi, computer, lemari es, dll.
2.2.2 Panel Surya (Photovoltaic)
Panel Surya biasa disebut photovoltaic, berasal dari perkataan Yunani “phos”
yang memiliki arti Cahaya, dan “voltaic”, yang memiliki arti listrik. Voltan atau voltaic pula diambil sesuai nama ahli fisika Itali bernama Alessandro Volta. Istilah foto – voltan atau “photo voltaic” telah digunakan sejak 1849. Teknologi fotovoltan beroperasi tidak
bising, tidak mengeluarkan bahan pencemar, bersih, mempunyai tingkat kepercayaan yang tinggi, ongkos pemeliharaan yang rendah, dan mempunyai jangka pakai yang panjang, selama 20 hingga 30 tahun. Sel sel surya digabungkan dan dijadikan satu panel atau modul (Supranto, 2015). Sel sel tersebut berikut dengan kawat busbar penghubungnya dilindungi oleh bahan pelapis atau enkapulasi (encapsulating material) yang melindungi sel sel dari kontak langsung dengan lingkungan dan kekuatan mekanik yang dapat merusak sel sel yang tipis (Ramadhani,2018).
Panel surya merupakan suatu alata tau komponen yang berfungsi untuk merubah energi elektromagnetik dari sinar matahari menjadi energi listrik melalui proses aliran airan elektron positif dan negative didalam sel modul tersebut akan menjadi aliran listrik searah atau DC, listrik DC dimanfatkan untuk mengisi baterai atau aki dan dapat dimanfaatkan langsung untuk menghidupkan alat elektronik yang menggunakan listrik DC.
Gambar 2.2 Panel surya Faktor – factor yang mempengaruhi output dari panel surya :
1. Intensitas radiasi sinar matahari yang mengenai permukaan panel surya, radiasi diukur dengan satuan W/m2.
2. Shading atau bayangan benda yang menghalangi sampainya sinar matahari ke permukaan panel surya dan debu atau kotoran lainnya yang menempel diatas permukaan panel surya.
3. Kenaikan temperature pada panel surya yang menyebabkan efisiensi pada panel surya berkurang sesuai dengan koefisien temperature dari modul (%/oC).
4. Sudut kemiringan (slope) dan azimuth pemasangan panel surya. (Ramadhani, 2018)
Jenis panel surya dikelompokkan berdasarkan bahan atau material sel surya yang menyusunnya. Ada beberapa jenis panel surya yang dapat ditemukan dipasaran saat ini, yaitu
I. Crystalline Silicon (c-Si)
Teknologi c-Si mampu menghasilkan sel surya dengan efisiensi yang sangat tinggi. Teknologi crystalline silicon (c-Si) dibagi menjadi dua yaitu monocrystalline dan multi – crystalline (poly-crystalline).
a. Monocrystalline
Panel surya teknologi monocrystalline terbuat dari kristal silicon dengan kemurnian tinggi. Monocrystalline memiliki bentuk silinder, kemudian dirilis tipis menjadi bentuk wafers setebal 200 – 250, dan permukaan atasnya dibuat alur alur mikro (microgrooves) yang bertujuan untuk meminimalkan kerugian refleksi atau pantulan. Teknologi monocrystalline untuk produk komersial memiliki efisiensi rata rata 14%
hingga 17% (ABB QT 10,2010). Rekor performa modul mono c-Si terbaik di laboratorium dengan efisiensi 24,4% (Philips dan Warmuth,2020).
Produk komersial dan Yingli Solar Energy YLM 72 Cell, memiliki efisiensi 18,12%. 20,2% (Yingli Solar Energy, 2020).
Gambar 2.3 Panel Surya b. Polycrystalline
Polycrystalline diperoleh dengan melelehkan dan menuang silicon ke dalam cetakan yang berbentuk parallel. Wafers yang diperoleh berbentuk persegi dan memiliki corak tipikal dengan ketebalan 180 – 300.
Efisiensinya lebih rendah dari monocrystalline silicon, dengan efisiensi
rata rata produk komersialnya 12% sampai 14% (ABB QT 10,2010).
Rekor performa modul poli c-Si terbaik di laboratorium dengan efisiensinya 19,9% (Philips dan Warmuth,2020). Produk komersial dari Yingli Solar Energy YGE 72 Cell, memiliki efisiensi 16,5% - 17,7% (Yingli Solar Energy,2020).
II. Lapisan tipis (thin film)
Sel thin film tersusun oleh bahan semi konduktor yang diendapkan, biasanya seperti campuran gas, pada penopang seperti kaca, polimer, alumunium yang memberikan konsistensi fisik pada campuran. Lapisan film semi konduktor menggunakan kurang dari 1% bahan baku silicon, sehingga penghematan bahan cukup besar dan memungkinkan memiliki bentuk fisik yang fleksibel bentuk meningkatkan bidang aplikasi sel thin film (ABB QT 10,2010)
Berdasarkan teknologi materialnya, sel surya thin film ini digolongkan menjadi :
a. Amorphous Silicon (a-Si)
Penggunaan sel surya dengan bahan a-Si ini pada awalnya banyak diterapkan pada pengisian ulang baterai jam tangan dan kalkulator.
Seiring dengan teknologi pembuatannya yang semakin berkembang, penerapan teknologi ini menjadi semakin luas. Dengan Teknik produksi yang disebut “Stacking” (susun lapis), Dimana beberapa lapis Amorphous Silicon ditumpuk membentuk sel surya, akan memberikan efisiensi yang lebih baik antara 6% - 8% (Alfarisi,2017).
b. Cadmium Telluride (CdTe)
Panel surya jenis CdTe ini mengandung bahan utama Cadmium Telluride, efisiensi rata rata produk komersial saat ini dari panel surya CdTe adalah sekitar 9% - 19% dan efisiensi lab tertinggi adalah 21%
(Philips dan Warmuth, 2020). Keuntungan dari CdTe adalah biaya teknologi pembuatan yang relative rendah (Vitezslav Benda, 2010).
Produk komersial dari First Solar Series 6TM 264 Cell, memiliki efisiensi 17% - 18% (First Solar, 2018)
c. Copper Indium Selenide (CIS)
Panel surya jenis CIS mengandung bahan utama copper, indium dan selenide. Penggunaan material CIS tampaknya sangat menjanjikan,
efisiensi pada sampel laboratorium mencapai 22,9% dan efisiensi modul panel surya yang telah dibuat sekitar 13% - 16% (Vitezlaz Benda, 2010). Selain itu panel surya dengan material CIS ini tidak mengandung bahan berbahaya cadmium seperti panel surya CdTe (Alfarisi, 2017). Produk komersial dari Miasole Flez Series – 03W, memiliki efisiensi 15,4% - 16,7% (Miasole A Hanergy Company, 2018).
2.2.4 Metode Kontruksi dan Pemasangan Panel Surya di Bangunan
Panel surya terintegrasi atau melekat pada atap atau dinding bangunan untuk menghasilkan tenaga listrik. Berdasarkan metode pemasangan dan kontruksi di gedung, sistem PV diklasifikasikan ke dalam dua sistem, yaitu sistem bulding applied photovoltaic (BAPV) dan sistem building integrated photovoltaic (BIPV).
2.3 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Ketika sinar matahri menyinari panel surya maka electron pada pita valensi akan meloncat ke pita konduksi. Apabila sel surya dihubungkan dengan sirkuit luar makan akan terjadi gerakan electron. Arus listrik yang dihasilkan pada sel surya merupakan arus DC (Nurosyid et al., n.d). Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) pada umumnya dapat bekerja apabila merima cahaya foton dari matahari dan cahaya foton tersebut diterima oleh sel surya dimana pada sel surya dapat mengkonversikan energi foton menjadi energi listrik. Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya fotovoltaik berupa semikonduktor. Sel surya tersusun dari dua lapisan semikonduktor dengan muatan yang berbeda . Lapisan atas sel surya bermuatan negative (n) sedangkan lapisan bawahnya bermuatan positive (p) (Natsir,n.d).
Gambar 2.2 Ilustrasi proses terjadinya listrik pada sel surya (Sumber : Natsir, n.d).
Silikon adalah bahan semi konduktor yang paling umum digunakan untuk sel surya. Apabila permukaan sel surya dikenai cahaya maka dihasilkan pasangan electron dan hole. Elektron akan meninggalkan sel surya dan akan mengalir pada rangkaian luar sehingga timbul arus listrik. Arus listrik yang dihasilkan oleh sel surya dapat dimanfaatkan langsung atau disimpan dulu dalam baterai untuk digunakan kemudian (Natsir, n.d) . Besarnya pasangan electron dan hole dihasilkan atau besarnya arus yang dihasilkan tergantung pada intensitas cahaya maupun panjang gelombang cahaya yang jatuh pada sel surya. Intensitas cahaya menentukan jumlah foton,makin besar intensitas cahaya yang mengenai permukaan sel surya makin besar pula foton yang dimiliki sehingga makin banyak pasangan electron dan hole yang dihasilkan yang akan mengakibatkan besarnya arus listrik yang mengalir. Makin pendek panjang gelombang cahaya maka makin tinggi energi fotonya sehingga makin besar energi electron yang dihasilkan dan juga berimplikasi pada makin besarnya arus yang mengalir (Natsir,n.d).
2.4 Struktur Umum Sel Surya
Bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutup positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi menghasilkan tegangan 0,5 volt.
Sel surya merupakan elemen aktif (semikonduktor) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik (Wulandari Handini,
2008). Struktur inti dari sel surya pada umumnya terdiri dari satu atau lebih jenis material semikonduktor dengan dua daerah berbeda yaitu, daerah positif dan negative. Dua sisi yang berlainan ini berfungsi sebagai elektroda. Untuk menghasilkan dua daerah muatan yang berbeda umumnya digunakan dopant dengan golongan periodic yang berbeda. Hal ini dimaksudkan agar dopant pada daerah negative akan berfungsi sebagai pendonor electron, sedangkan dopant pada daerah positif akan berfungsi sebagai acceptor electron . (Wulandari Handini, 2008).
Selain itu pada sel surya terdapat lapisan antirefleksi dan substrat logam sebagai tempat mengalirnya arus dari lapisan tipe – n (electron) dan tipe – p (hole). Skema sederhana struktur sel surya diilustrasikan.
Gambar 2.2 Susunan Lapisan Solar Cell Secara Umum (Sumber : Wulandari Handini, 2008)
2.4 Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 2.4.1 Berdasarkan Teknologi
Pemasangan PLTS berdasarkan teknologi terdapat tiga jenis , yaitu roof – mounted, ground – mounted dan Reservoir / lake base floating solar sistem.
Penjelasan tentang ketiga dan teknologi PLTS adalah sebagai berikut ini . a. Roof Mounted
Metode instalasi roof mounted merupakan instalasi PLTS yang memanfaatkan lahan bebas penghalang di atap bangunan. Atap berfungsi sebagai struktur penopang instalasi PLTS, namun dibutuhkan persiapan untuk mengatasi permasalahan cuaca. Metode teknologi roof mounted efektif untuk kapasitas pembangkitan yang kecil, penghematan tagihan listrik dengan adanya sistem ekspor impor, aplikasi energi baru terbarukan modern, dan
membantu mengurangi dampak perubahan iklim (ICED , 2020) . Metode teknologi roof mounted seperti pada gambar dibawah.
Gambar 2.3 PLTS Roof – Mounted atau PLTS Rooftop (Sumber : Adyasolar, 2018)
b. Ground Mounted
Metode instalasi ground mounted memanfaatkan bidang tanah kosong tanpa halangan yang datar dan stabil. Tonggak dan balok baja diperlukan sebagai struktur penopang dan analisis untuk mengetahui stabilitas tanah dalam jangka waktu yang Panjang. Metode instalasi ground – mounted efektif untuk kapasitas pembangkitan skala besar. Kelebihan dari panel surya yang dipasang diatas tanah yaitu mempunyai rata rata temperature panel surya lebih stabil karena adanya cooling dari tanah yang bias menyerap panas. Adaapun kelemahan pada sistem diatas tanah yaitu harus mempunyai lahan yang cukup luas serta adanya debu dan kotoran karena posisi nya lebih rendah sehingga dekat dengan tanah, jika debu menutupi seluruh bagian pada panel surya akan terjadi pengurangan output produksi dibersihkan dalam rentang waktu empat bulan sekali (Fauzi Wibowo & Rokhmat, 2019). Teknologi ground – mounted seperti pada dibawah.
Gambar 2.4 PLTS Ground – Mounted (Sumber : ESDM, 2019) c. Reservoir / lake based floating solar system.
Metode instalasi floating solar photovoltaic yaitu dengan memanfaatkan permukaan air dengan menggunakan sistem apung. Floating solar system dapat dipasang di atas permukaan air seperti laut, waduk, danau dan lain – lain.
Pemanfaatan reservoir / laked based floating solar systm sangat berpotensi dikarenakan permukaan air mempunyai sistem pendinginan evaporative alami yang menjaga suhu panel lebih rendah dan meningkatkan efisiensi panel 11%
dibandingkan ground mounted pv system (Sahu et al., 2016).
Metode instalasi ini juga memiliki jumlah yang lebih rendah terhadap halangan yang menyebabkan shading losses dan lebih sedikit efek debu yang dapat menurunkan performa panel (Golroodbari & Van Sark, 2020).
Gambar 2.5 PLTS Floating solar system (Sumber : Sujay et al., 2017)
2.4.2 Berdasarkan koneksi sistem terhadap grid
PLTS secara umum dibagi menjadi 2 berdasarkan teknologinya, yaitu grid connection dan off grid. Penjelasan tentang kedua jenis PLTS berdasarkan teknologinya adalah sebagai berikut ini :
a. Grid Connection System
PLTS On Grid adalah suatu model instalasi yang terdiri dari dua sumber energi listrik yaitu jaringan PLN dan panel surya yang dijadikan satu.
Penggunaan panel surya / PLTS yang terhubung pada jaringan listrik untuk mensuplai energi lostrik dirumah tangga atau industry. Sistem tersebut menggunakan panel surya sebagai pembangkit yang bebas gas emisi buang atau ramah lingkungan. Sistem Grid Connection juga tetap terkoneksi dengan jaringan PLN dengan tujuan mengoptimalkan pemanfaatan energi panel surya yang menghasilkan energi secara maksimal dan juga mengurangi tagihan listrik (Anggara , 2018). Teknologi PLTS On Grid ditujukan pada gambar dibawah
Gambar 2.6 Skema Konfigurasi PLTS ON Grid connected (Sumber : ICED, 2020)
b. Off Grid System
Sistem off grid atau biasa disebut stand alone adalah sistem yang hanya mengendalkan energi matahari sebagai sumber energi utama penyedia energi yang dikonversi menjadi energi listrik. Sistem off grid
menggunakan rangkaian modul surya untuk menghasilkan energi listrik sesuai dengan kebutuhan beban tanpa terhubung dengan jaringan listrik PLN. Sistem Off Grid ada yang bekerja berdampingan dengan pembangkit lain atau bisa disebut dengan hybrid sistem. Tujuan hybrid sistem sama dengan grid connection yaitu menjaga keseimbangan pembangkit daya. Sistem PLTS Off Grid umumnya digunakan pada daerah / wilayah yang jauh / tidak terjangkau jaringan listrik PLN (Asy &
Purnama, 2011). Teknologi PLTS Off Grid Ditujunkan pada gambar dibawah.
Gambar 2.7 Skema Konfigurasi PLTS Off Grid (Sumber : ICED, 2020)
2.5Komponen Penyusun Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 2.5.1 Modul Surya
Modul surya atau modul Photovoltaic adalah salah satu komponen utama dalam PLTS. Modul surya atau modul photovoltaic akan disambung secara seri untuk membentuk suatu rangkaian yang kemudian akan diparalel untuk membentuk sebuah array atau susunan dalam proses instalasi. Ditunjukkan pada dibawah.
Gambar 2.8 Susunan Modul Surya (Sumber : ICED, 2020)
Kapasitas daya merupakan spesifikasi modul surya yang menyatakan besarnya daya yang bisa dihasilkan oleh modul surya saat intensitas radiasi yang diterima sebesar 1000 W/m2 dan kondisi suhu lingkungan 25 derajat. Kapasitas daya modul surya diukur dalam satuan Watt – peak (Wp). Daya dan arus listrik yang dihasilkan modul surya berubah – berubah tergantung pada besarnya intensitas radiasi surya yang diterima (Hasan, 2012).
Gambar 2.9 Jenis Jenis Panel Surya (Sumber : Emilyrhode, 2021)
Terdapat dua jenis sel surya dibedakan bahan penyusun semikonduktor yang bervariasi dan Silikon yang secara Indivdu (chip) banyak digunakan diantaranya :
a. Monocrystaline (Si)
Monocrystaline biasanya dibuat menggunakan proses Czoahralski. Lapisan ini cenderung mahal karena mereka dipotong silindergrot (mirip bundar/
lingkaran), ciri ciri fisik solar cell ini adalah bentuknya yang segidelapan cenderung bulat dan warnanya yang agak gelap. Sekarang Mono – crystalline dapat dibuat setebal 200 mikron, dengan nilai efisiensi sekitar 24%.
b. Polycrystaline
Dibuat dari peleburan silikon dalam tungku keramik, kemudian pendinginan perlahan untuk mendapatkan bahan campuran silikon yang akan timbul diatas lapisan silikon . Sel ini kurang efektif disbanding dengan sel Polycrsytaline (efektivitas 18%), tetapi biaya lebih murah (Asy & Purnama, 2011).
Sejarah perkembangan Efisiensi PV
Gambar 2.10 Perkembangan studi tentang panel surya dari tahun 1975 sampai 2020 (Sumber : Hiron et al., 2021)
Gambar diatas menunjukkan pengembangan studi tentang solar panel atau photovoltaic (1975 – 2020) dari National Renewable Energy Laboratory (NREL). Evolusi dari solar panel mengalami progress yang signifikan dari tahun 1975. Dimulai tipe thin film yang mempunyai efisiensi kurang dari 10 % kemudian tipe Crystaline Si Cell yang mempunyai efisiensi dimulai dari 15%
(1977) lalu multijunction tipe PV yang mempunyai efisiensi dimulai dari 15 % (1977), lalu multijunction tipe PV yang mempunyai efisienesi dimulai dari 16%
(1983) dan muncul PV yang mempunyai efisiensi 5% (1991). Pada tahun 2015, semua PV mengalami peningkatan efisien. Tipe khusus multijunction cell PV (three – junction concretrator ) mencapai 46% (Hiron et al.,2021).
2.5.2 Inverter
Gambar 2.11 Topologi Inverter (Sumber : ekafirmansyah, 2014)
Inverter merupakan komponen penting dalam sistem PLTS yang spesifikasinya harus diperhatikan dengan baik dan sesuai dengan kebutuhan. Inverter merupakan salah satu bagian dari power conditioning yang berfungsi mengubah tegangan Ouput DC dari panel surya ataupun baterai menjadi tegangan AC. Inverter terdiri dari komponen saklar elektronik dan komponen filter pasif. Pada bagian input terdiri dari kapasitor elektrolit besar, yang bertanggung jawab untuk menghasilkan tegangan DC yang stabil.
Penggunaan inverter pada saat ini pada PLTS memiliki dua jenis yaitu inverter yang bekerja secara mandiri (Off – Grid) dan inventer yang bekerja dengan tersambung jala jala listrik PLN On – Grid. Pada PLTS Off Grid digunakan jenis inventer biasa, sedangkan pada PLTS On Grid menggunakan jenis Grid Tied Inventer (GTI). GTI merupakan salah satu inventer yang secara otomatis dapat mensinkronkan tegangan DC yang bersumber dari panel PV dengan tegangan jala jala PLN (Grid).
GTI mampu menghasilkan tegangan yang sama persis dengan tegangan jala jala pada waktu yang sama dan mengoptimalkan keluaran energi yang dibangkitkan oleh panel surya (Safri Nahela, 2019).
Inverter merupakan peralatan yang menjadi link antara solar modul dengan jaringan listrik. Terdapat beberapa jenis inverter berdasarkan fungsinya.
a. Central Inverter digunakan untuk PLTS dengan struktur yang homogen (modul PV dengan tipe yang sama), digunakan untuk sistem dengan kapasitas daya diatas 100 kW.
b. Siring Inventer digunakan pada string dimana PV dibagi dalam beberapa string dan masing masing string menggunakan satu inveter. Teknologi ini akan menurunkan biaya dan memudahkan pekerjaan instalasi, meningkatkan energi yang dihasilkan serta meningkatkan availability system.
c. Module Inverter setiap modul PV menggunakan satu buah inverter mikro dengan biaya yang relative murah.
d. Smart Inverter, inverter yang mampu untuk dapat diintegrasikan dengan jaringan listrik public, karena dilengkapi dengan sensor yang dapat memonitor dan mengontrol jaringan listrik publik sehingga bisa menjaga kestabilannya dan sinkron dengan tegangan listrik public. (Gardini Lambang Purbaya, 2019).
Inverter dapat dibedakan menjadi tiga berdasarkan bentuk gelombang outputnya, yaitu pure sine wave inverter, sine wave modified inverter dan square ave inventer. Penjelasan dari ketiga jenis inverter tersebut adalah sebagai berikut ini.
1. Pure Sine Wave Inverter Pure Sine Wave Inverter adalah Inventer yang memiliki tegangan outpur dengan bentuk gelombang sinus murni.
Inverter jenis ini dapat memberikan supply tegangan ke beban (Induktor) atau motor listrik dengan efisiensi daya yang baik.
2. Sine Wave Modified Inverter Sine Wave Modified Inverter adalah inverter dengan tegangan output berbentuk gelombang kotak yang dimodifikasi sehingga menyerupai gelombang sinus. Inverter 13 jenis ini memiliki efisiensi daya yang rendah apabila digunakan untuk mensupplay beban induktor atau motor listrik.
3. Square Wave Inventer Square Wave Inverter adalah inverter dengan output berbentuk gelombang kotak. Inventer jenis ini tidak dapat digunakan untuk mensupply tegangan ke beban induktif atau motor listrik (Shinta & Febriani, 2020).
2.5.3 Kabel
Manajemen kabel pada instalasi PLTS Terapung membutuhkan perencanaan yang baik, baik selama masa perencanaan ataupun proses instalasi. Panjang kabel dan rute kabel perlu direncanakan dan dihitung dengan hati hati. Elastisitas kabel
harus dapat mengakomodasi gerakan platform terapung dan perubahan ketinggian permukaan air yang mungkin terjadi. Jika tidak, gaya tegang dapat menyebabkannya kabel menjadi putus dan pecah.
Dengan memperhatikan perbedaan modul surya, orientasi modul surya (landscape / portrait), serta dimensi platform floater, pengembang proyek dapat mengidentifikasi apakah panjang kabel dari junction bos yang disediakan oleh pabrikan sudah cukup Panjang atau belum. Jika belum cukup, maka modifikasi Panjang kabel mungkin dibutuhkan saat merencanakan dan melakukan pengadaan komponen – kompinen PLTS (ESDM, 2021).
Gambar 2.12 Rute Kabel yang berbentuk S (Sumber : ESDM, 2021)
Selain itu, kabel juga harus diikat secara tepat dengan pengikat kabel yang tahan sinar ultraviolet atau baja tahan karat. Kabel juga perlu diarahka dan dilindungi sehingga tetap ada rongga sisa untuk menjaga kabel agar tidak terkena air. Pada tahap perencanaan, harus dipertimbangkan rute kabel (cable routing) dan desain platform. Rute kabel yang baik dapat dilakukan dengan membentuk huruf S (ESDM, 2021).
Instalasi kabel di permukaan air lebih berpotensi menimbulkan permasalahan dari kerusakan dibandingkan dengan instalasi pada daratan. Beberapa permasalahan yang seringkali ditemukan antara lain :
a. Kabel DC dan kabel string menyentuh permukaan air. Kondisi ini biasanya di sebabkan oleh terlalu rendahnya jarak antara modul surya dan muka air, ketidaktepatan pengukuran panjang kabel, serta adanya gelombang air yang disebabkan oleh angin atau aktivitas kapal pada muka air. Kondisi ini seharusnya dihindari karena dapat menyebabkan degradasi dan korosi kabel DC dan Konektor kabel, adanya potensi kebocoran kabel serta menurunnya kualitas insulasi kabel yang digunakan (ESDM, 2021).
Gambar 2.13 Kabel DC menyentuh permukaan air (Sumber : ESDM,2021)
b. Kabel dan konduit kabel dari platform terapung menuju lokasi di tepi badan air atau lokasi inverter terendam di dalam air. Kondisi ini biasanya disebabkan oleh desain kabel yang digunakan lebih panjang daripada yang seharusnya dibutuhkan dengan tujuan semula agar dapat kondisis pergerakan platform terapung yang berlebihan tetap dapat diakomodasi.
Kondisi ini dapat membahayakan keselamatan ketenagalistrikan bahkan menimbulkan potensi kebakaran (ESDM, 2021).
Gambar 2.14 Kabel dan conduit yang terendam air (Sumber : ESDM , 2021)
c. Penumpukan vegetasi perairan (biofouling) pada kabel yang ber berpotensi meningkatkan beban dan tarikan pada kabel.
Gambar 2.15 Biofouling pada kabel (Sumber : ESDM, 2021)
Selain sistem manajemen kabel, kabel-kabel yang digunakan pada sistem PLTS Terapung sebaiknya memenuhi ketentuan sebagai berikut :
1. Marine Grade DC cables 2. Cable Ducts
3. Bending radius sesuai dengan ketentuan
4. Sistem pengkabelan diberikan kabel untuk kemudahan ketelusuran 5. High abrasion resistant
6. UV dan Ozone Resistant 7. Certificate EN/TUV/UL
Gambar 2.16 Marine Grade DC cable (Sumber : ESDM, 2021)
2.5.4 Combiner Box
Gambar 2.17 Combiner Box (Sumber : sunwind, 2022)
Salah satu komponen penting di perencanaan PLTS ini yaitu Combiner box.
Combiner box atau panel existing berfungsi untuk menggabungkan string photovoltaic untuk mendapatkan arus keluaran dari photovoltaic yang lebih besar. Berikut komponen-komponen didalam combiner box :
a. Perangkat proteksi string panel surya digunakan untuk melindungi Individual string modul surya terhadap arus berlebih. Untuk tujuan ini biasanya digunakan sekring atau MCB.
b. Bushbar adalah titik sambungan untuk beberapa string modul surya.
Perangkat ini membawa beberapa string ke konduktor yang sama. Bushbar DC terbuat dari konduktor tembaga pada dan berlapis timah untuk perlindungan terhadap korosi.
c. Sakelar pemutus memungkinkan kotak penggabung terputus secara aman dari solar charge controller atau inverter jaringan saat pemeliharaan dilakukan.
d. Perangkat proteksi tenaga surya (Surger Protection Device) digunakan sebagai pengamanan terhadao tegangan surya akibat sambaran petir.
Perangkat kini dihubungkan ke kutub positif bus DC, kutub negative bus DC
dan pembumian.
2.5.5 Alat Proteksi (pengaman)
Alat proteksi (pengaman) berfungsi untuk mengantisipasi terjadinya gangguan atau mencengah terjadinya kerusakan yang akan terjadi terhadap peralatan listrik yang ada. maka diperlukannya alat proteksi dalam sistem PLTS yaitu Mini Circuit Breaker (MCB), Molded Case Circuit Breaker (MCCB) dan Surge Protection Device (SPD) (Trengganusari, 2021). Berikut penjelasan dari masing – masing alat proteksi.
a. MCB (Miniature Circuit Breaker)
Gambar 2.18 Skema trip MCB (Sumber : alf, 2021)
Fungsi dari MCB sendiri adalah sebagai proteksi dan pemutus arus apabila terjadi kelebihan beban ataupun terjadi hubung singkat. MCB menjadi hal yang sangat penting karena kegagalan fungsi dari MCB dapat menimbulkan kebakaran. MCB memiliki kapasitas arus yang kecil, hanya sampai 63 Amps. MCB mempuyai Trip Level, Trip Level adalah batas ambang arus yang melewati CB yang menyebabkan CB itu untuk switch o ff. Jumlah arus yang melebihi jumlah sebenarnya adalah hal yang sering menyebabkan kebakaran pada bangunan,sehingga CB penting untuk berfungsi dengan baik. Pada MCB listrik, Trip Level tidak bisa diatur.
Interrupting Capacity adalah batas arus yang melewati CB sebelum CB tersebut rusak. Jika arus melewati lebih dari batas interrupting Capacity, maka CB tidak akan berfungsi. MCB nilai yang rendah dibawah MCCB.
MCB diperuntukan pemakaian rumahan atau komersil(se.com, 2019).
b. MCCB (Molded Case Circuit Breaker)
Gambar 2.19 Instalasi MCCB (Sumber : etechnog, 2021)
MCCB memiliki fungsi yang sama dengan MCB, tetapi perbedaan dalam spesifikasinya yaitu kapasitas rating arus yang mencapai 1000 Amps yang cocok untuk penggunaan industry. Trip level yang dapat diatur sesuai kebutuhan, Interrupting capacity MCCB memilki nilai yang lebih tinggi daripada MCB,MCCB memiliki kemampuan untuk berfungsi under voltage trip (ketika tegangan lebih rendah dari batas yang ditentukan) dan shunt trip (dapat memutus arus dari sumber eksternal, bukan hanya melebihi arus yang diperolehkan).
c. Surge Arrester
Gambar 2.20 instalasi surge arrester (Sumber : rahmad azly, 2018)
Surge Arrester berfungsi sebagai alat pelindung dari lonjakan arus dan kondisi tengangan lebih yang dipasang pada jaringan listrik. Alat ini melindungi apabila terjadi lonjakan tengangan listrik melebihi batas yang telah ditentukan dengan membelokkan tengangan tersebut ke grounding.
Pada umumnya terjadi akibat sambaran petir. Adapun penyebab lainnya a danya lonjakan tengangan listrik secara tiba – tiba yaitu permasalahan pada pembangkit listrik, terjadi korsleting, lonjakan pada switching, dan lain sebagainya. Cara kerja surge arrester yaitu ketika tegangan listrik mengalir dengan normal, arrester tidak bekerja. Alat ini hanya dapat bekerja ketika ada lonjakan tegangan listrik yang terjadi tiba-tiba.
Ketika ada lonjakkan tegangan arus listrik yang besar pada jaringan kabel listrik, sisi kutub anoda arrester akan langsung melepaskan lonjakan tegangan listrik kea rah katode yang terhubung dengan grounding (stellamariscollege, 2022).
2.5.6 kWh Meter Exim
Fungsi dari kWh meter exim sebenarnya sama dengan kWh meter biasa milik PLN. Fungsi tambahannya adalah dapat membaca kWh yang diimpor dari PLTS ke
PLN. Dengan cara ini, pengurangan tagihan listrik pelanggan yang memiliki PLTS dapat dihitung, yang biasa disebut dengan sistem Net Metering. Net Metering adalah sistem pelayanan yang dapat mentransmisikan kelebihan daya yang dihasilkan oleh PLTS ke jaringan distribusi PLN. Berdasarkan Peraturan Menteri ESDM Nomor 49 Tahun 2018 pada Bab III Pasal 6 Ayat 1, mengatakan bahwa untuk energi listrik pada pelanggan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Atap diekspor dan dihitung berdasarkan nilai kWh ekspor yang tercatat pada kWh-Exim dikali dengan 65%
(ESDM, 2021)
Gambar 2.21 kWh EXIM (Sumber : ingenu, 2021)
PLN tidak menghalangi konsumen yang ingin memasang PLTS, hal ini juga telah dikuatkan dengan adanya regulasi tentang net metering oleh PLN. Namun perlu diketahui dalam memasang PLTS harus disesuaikan dengan kebutuhan agar tidak mengenai rekening minimum PLN. Keberadaan net metering mengacu pada regulasi:
a. Peraturan Direksi PLN 0733. K / DIR / 2013, 19 November 2013 tentang Pemanfaatan Energi Listrik dari Fotovoltaik oleh Pelanggan.
b. SPLN D5. 005 – 1: 2015, 13 Mei 2016 yaitu persyaratan Teknik Interkoneksi Sistem Photovoltaic (PV) pada jaringan distribusi tegangan
rendah (JTR) dengan kapasitas hingga 30 kWp (ESDM, 2019).
Gambar 2.22 skema pengukuran export import (Sumber : Dufo – Lopez & Bernal Agustin, 2015)
Berdasarkan Gambar diatas terdapat beberapa penjelasan yaitu :
A. Pengukuran bersih (sederhana ) ada meteran dua arah untuk mengukur perbedan antara IE dan EE selama periode penagihan (biasanya satu atau dua bulan).
1. Jika IE – EE > 0, pembangkit pelanggan harus membayar utilits untuk perbedaan.
2. Jika IE e EE 0, generator pelanggan tidak menerima kompensasi.
B. Pengukuran bersih dengan pembelian kembali, jika IE – EE < 0 pembangkit pelanggan dibayar untuk kelebihan energi (EE – IE) yang dihasilkan selama periode penagihan, yang dapat dinilai dibawah tarif eceran (Biasanya menghindari biaya pembangkitan, yaitu tarif grosir atau biaya utilitas), tarif eceran atau diatas tarif eceran.
C. Pengukuran bersih dengan kredit bergulir, selama periode perbankan diperpanjang selama periode dengan penagihan (biasanya satu tahun). Jika selama penagihan periode ada kelebihan energi (IE –
EE<0), nilai ini (EE – IE) adalah digunakan sebagai kredit untuk mengurangi tagihan di periode penagihan mendatang.
D. Pengukuran bersih dengan kredit bergur dan pembelian kembali, kombinasi dari 2 dan 3 (Dufo – Lopez & Bernal – Agustin, 2015).
2.6Efek Partial shading pada PV
Partial shading terjadi ketika modul PV menerima radiasi matahari yang berbeda- beda akibat perubahan cuaca lokal atau keadaan lingkungan sekitar sehingga PV tertutup oleh awan, bayangan bangunan atau pepohonan. Kondisi ini menyebabkan daya keluaran dari PV array menurun. Berdasarkan kurva PV, Partial shading menimbulkan efek langsung yang dihasilkan sehingga penurunan tegangan atau arus menyebabkan penurunan daya keluarkan dari PV (Sundareswaran et al.,2014)
Efek partial shading dapat mengakibatkan penurunan keluaran daya yang dihasilkan sebesar 88% dari total daya jika panel sel surya tertutup total. Untuk mencengah partial shading, perencanaan PLTS Terapung situ gede diletakkan di area permukaan air yang cukup terbuka sehingga potensi terjadinya efek bayangan terhadap sistem dapat di minimalisir(Sri Aprillia et al., 2019).
Tabel dibawah ini menunjukan efek yang sangat esktrim oleh effect shading pada satu sel dari modul panel surya single crystalline yang tidak memiliki internal bypass diode. Untuk mengatasi hal tersebut solar cell panel dipasang bypass diode, bypass diode untuk arus mengalir ke satu arah, mencegah silicon terkena banyangan (Wiranda, 2015).
Dalam kasus bayangan, sel PV terdiri dari persimpangan P-N berhenti menghasilkan energi dan menjadi pasif beban. Sel ini berperilaku sebagai dioda yang memblokir saat di produksi oleh sel-sel lain yang terhubung secara seri dengan demikian membahayakan seluruh produksi modul. Apalagi dioda tunduk pada tegangan yang lain sel-sel yang dapat menyebabkan perforasi persimpangan karena terlalu panas lokal (hot spot) dan kerusakan pada modul. Untuk menghindari itu satu atau lebih sel yang diarsir menggagalkan produksi seluruh string, beberapa dioda yang by-pass bagian modul yang teduh atau rusak dimasukkan pada tingkat modul.
Dengan demikian fungsi modul adalah dijamin walaupun dengan efisiensi berkurang. Secara teori itu akan diperlukan untuk memasukkan dioda by-pass secara paralel untuk setiap sel tunggal, tetapi ini akan terlalu berat untuk rasio biaya/
manfaat. Oleh karena itu 2 ÷ 4 dioda bypass adalah biasanya dipasang untuk setiap modul.
Masalah yang umum timbul akibat efek bayangan antara lain :
Gambar 2.25 Efek Bayangan (Sumber : ABB, 2010)
Gambar 2.26 Karakteristik Arus tegangan akibat effect shading (Sumber : Wiranda, 2015)
Masalah yang umum akibat timbulnya efek bayangan antara lain :
a. Berkurangnya luasan daya dari keluaran daya nominal, karena isolasi berkurang sehingga photo – current dari mataharipun berkurang. Arus tiap sel menurun, karena sel disusun secara seri.
b. Stress akibat panas yang tidak merata pada permukaan modul akan meningkatkan suhu pada sel dramatis (hotspot), sehingga timbul overheating pada sel – sel tertentu (Wiranda, 2015).
2.7Faktor Pengoperasian sel Surya
Pengoperasian maksimul sel surya sangat tergantung pada 2 faktor yaitu ambient air temperature dan radiasi solar matahari. Penjelasan tentang kedua faktor pengoperasian sel surya adalah sebagai berikut ini :
a. Ambient air temperature Sel surya dapat beroperasi secara maksimum jika temperatur sel tetap normal (pada 25 derajat Celsius), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal pada PV sel akan melemahkan voltage (Voc). Kenaikan temperatur sel surya 1 derajat celsius (dari 25 derajat) akan b erkurang sekitar 0,5 % pada total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah 2x lipat untuk kenaikkan temperatur sel per 1 derajat C (Hurley, 2000).
b. Cuaca berpengaruh pada suhu lingkungan. Menurut BMKG pada saat cuaca cerah pada siang hari pukul 10.00 WIB – 14.00 suhu lingkungan berkisar antara 30°C - 34°C. Cuaca mendung pada siang hari pukul 10.00 WIB – 14.00 WIB suhu lingkungan berkisar antara 28°C – 30°C. Cuaca buruk atau hujan su hu lingkukan reltif lebih rendah berkisar antara 26°C - 29°C pada pukul 10.00 WIB – 14.00 WIB.
c. Radiasi solar matahari (insolation) Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariasi dan sangat tergantung keadaan spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada current (I) sedikit pada volt (Hurley, 2000).
2.8Floating Solar Photovoltaic (FSPV)
Floating solar Photovoltaic adalah konsep instalasi PLTS yang memanfaatkan badan air menggunakan teknologi apung. Floating Solar Photovoltaic adalah kombinasi teknologi photovoltaic dan teknologi apung yang menghasilkan pembangkit listrik.
FSPV adalah ide baru pada produksi energi terbarukan tanpa menambah bebanpada sumber daya air dan tanah. FSPV memiliki temperature ambien lebih rendah untuk efek pendinginan air karena di pasang di atas air, akibatnya efisiensi panel surya terapung adalah 11% lebih tinggi dibandingkan dengan panel surya yang dipasang di tanah (Gotmare & Prayagi, n.d.).
2.9Perancangan Teknologi Floating PV
Perancangan teknologi Photovoltaic terapung terdapat beberapa langkah yaitu komponen tambahan, konstruksi floater, menghitung kapasitas PLTS, perhitungan daya dan perhitungan jumlah panel surya yang diperlukan. Penjelasan langkah – langkah perancangan teknologi PV adalah sebagai berikut ini .
A. Komponen tambahan pada floating pv
Beberapa komponen – komponen utama pada PLTS terapung (Floating PV) yaitu :
1. Poonton / Struktur apung adalah pelampung dengan daya apung yang cukup untuk mengapung dengan sendirinya maupun dengan beban yang berat. Platform ini dirancang untuk menampung jumlah modul yang sesuai dengan kombinasi paralel seri sesuai dengan kebutuhan dan ketersediaan ruang.
2. Mooring system / sistem penambatan adalah sistem tambatan permanen pada struktur terapung dapat diamankan. Sistem tambatan berfungsi untuk mencegah gerakan bebas struktur apung diatas air. Sistem penambatan jangar memperbaiki posisi struktur yang relative terhadap dasar bidang air di suatu titik.
3. Solar modul, sebuah solar modul hanya dapat menghasilkan jumlah daya
yang terbatas, umumnya instlasi berisi beberapa modul. Sebagian besar modul Crystaline Solar PV digunakan untuk Floating Solar System.
4. Kabel, dalam pembangunan Floating Solar System kabel dibawah air menstransmisikan listrik melalui bawah air, sehingga dibutuhkan kabel yang tahan air.
B. Sistem Penjangkaran
Skema sistem penjangkaran Floating PV dibagi menjadi 2 jenis yaitu tipe str uctural dan tipe all in one buoyancy. Perbedaan diantara keduanya terlihat pada struktur apung yang digunakan. Tipe struktur memanfaatkan kerangka logam tahan karat sebagai dudukan modul PV dan modul apung menggunakan tangki yang di dalamnya diisi dengan Styrofoam sebagai antisipasi jika tangki mengalami kebocoran. Tipe struktur mampu mengakomodasi kedalaman tambat hingga 60 m. Sedangkan Tipe all in one buoyancy memanfaatkan platform buoyancy yang sudah terintegrasi dengan dudukan modul PV. Tipe all in one buoyancy lebih mudah dalam proses pemasangan dan perawatan. Tipe all in one buoyancy mampu mengakomodasi kedalaman tambat hingga 20 m. Struktur sistem penjangkaran dengan tipe all in one buoyancy terdiri dari :
a. Modul apung utama sebagai dudukan modul PV
b. Modul apung sekunder untuk memfalisitasi proses perawatan c. Rel pemandu untuk mengunci modul PV
d. Titik penyambungan dan pengunci untuk menghubungkan modul apung satu dengan yang lain (Sujay et al., 2017).
Gambar 2.27 Konstruksi sistem penjangkaran (Sumber : Sujay et al., 2017)
Komponen sistem penjangkaran terdiri : 1. Jangkar Beton
2. Rantai tahan karat 3. Lengan ayun 4. Tali jerat nylon 5. Shackle
6. Mooring bar
Struktur setiap unit terdiri dari modul surya, sistem structural untuk menopang modul PV (yang terdiri atas komponen penyusun struktur utama), sistem apung dan perangkat terhubung.
Gambar 2.28 Desain Struktur Unit Apung (Sumber : Sahu et al., 2016)
Komponen penyusun struktur solar Floating dikategorikan menjadi komponen vertikal, komponen penopang, komponen penyambung, komponen pijakan dan komponen utama. Semua komponen struktur dihubungkan menggunakan baut stainless steel (Sahu et al., 2016).
C. Perhitungan perancangan Floating PV
a. Perhitungan Potensi Energi dari Modul Surya
Perhitungan pertama dilakukan dengan menghitung jumlah modul panel surya yang digunakan, hal ini dapat dihitung menggunakan persamaan (2.1) (Gardini Lambbang Purbaya, 2019).
Jumlah panel surya = kapasitas pembangkit yang direncanakan Pnn(panel surya)) ...
…(2.1)
Selanjutnya dilakukan perhitungan inverter yang digunakan persamaan 2.2
Jumlah inverter = kapasitas yang direncanakan Pmax DC Inverter
……….(2.2)
Keterangan :
PmaxDC Inverter = Daya DC maksimum input inverter (Watt)
Daya (Watt Peak) yang dibangkitkan PLTS untuk memenuhi kebutuhan energi, diperhitungkan dengan persamaan – persamaan berikut .
a. Perhitungan Densitas Energi Matahari dan keluaran panel surya.
Densitas energi matahari adalah perbandingan antara rata rata daya dengan luasan proyeksi tempat instalasi. Perhitungan densitas energi matahari menggunakan persamaan 2.3 :
= 𝜌 E
S = Rata−rata daya Luas Lahan
Perhitungan keluaran panel surya menggunakan persamaan 2.4 Ppv = fpv ypv PSH
Keterangan :
Ppv = Keluaran pada PV (kWh / d) fpv = Pv derating factor (0,7 – 0,85) ypv = Daya PV array (kW)
PSH = Peak Sun Hour (Jam)
b. Perhitungan jumlah rangkaian modul surya
` Penyesuaian jumlah arus output dari panel surya ke input inverter maka modul dirangkai seri untuk memperoleh arus yang besar dan di rangkai paralel untuk memperoleh tengangan yang besar.
Perhitungan langkah ini dengan menggunakan persamaan 2.8, 2.9 dan 2.10 (Gardini Lambang Purbaya, 2019).
1. Rangkaian seri
Min Modul per Array = V DC MaxVoc ……….
(2.5)
Max. Modul per Array = V DC minV mpp ………
(2.6)
2. Rangkaian Paralel
Min. Modul Paralel per Array = IDC MinV sc ………
(2.7)
Keterangan :
V DC Max = Tegangan maksimum DC di inverter (Volt) V DC Min = Tegangan minimum DC di inverter (Volt)
I DC Max = Arus maksimum DC di Inverter (Ampere) I DC Min = Arus minimum DC di Inverter (Ampere)
V Oc = Tegangan open circuit di modul surya (Volt) V mpp = Tegangan mpp di modul surya (Ampere)
I sc = Arus mpp di modul surya (Ampere) I mpp = Arus mpp di modul surya (Ampere)
c. Perhitungan Area Array
Perhitungan area Array (PV Area) menggunakan persamaan 2.8 dan 2.9
(Gardini Lambang Purbaya, 2019).
L = ( N x Lmod ) + ( N – 1) x C ………(2.8) W = ( R x Wmod ) + ( R – Wmod ) + ( R – 1 ) x C …….……(2.9) Keterangan :
𝐿 = Panjang area panel surya / string (meter) 𝑊 = Lebar area panel surya / string (meter) 𝐿𝑚𝑜𝑑 = Panjang panel surya (meter)
𝑊𝑚𝑜𝑑 = Lebar panel surya (meter)
𝑁 = Jumlah panel surya (di rangkai seri)
𝑅 = Jumlah baris (jumlah rangkaian paralel per string) 𝐶 = Jarak antara masing – masing modul (C = 0.02
meter)
Sehingga untuk menghitung area total dari panel dikalikan dengan jumlah stringnyadan jarak per masing-masing string. Jarak masing-masing string dapat dihitung dengan persamaan 2.10 (Gardini Lambang Purbaya, 2019).
d = W. x (cos α + sinα
tanβ ) ………(2.10) Keterangan :
W = Lebar modul ( meter )
α = Sudut Kemiringan Modul
β = 66.56 – garis lintang
d. Menghitung Losses
Perencanaan PLTS harus memperhitungkan losses yang ada pada panel surya (penggunaan panel surya berkapasitas 100 Wp tidak diterima d iinverter sebesar 100 Wp karena dipengaruhi losses temperatur, jenis modul, kotoran pada panel surya, shading dan sebagainya)(Gardini Lambang Purbaya, 2019).
Perhitungan daya yang dihasilkan energi dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini.
P𝑚𝑜𝑑 = P 𝑚𝑎𝑛𝑢𝑓𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑒 x 𝜂𝑃𝑉 𝜂𝑥𝛥𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠
𝑝𝑣………(2.10)
P𝑃𝑆𝐻= 𝑃𝑚𝑜𝑑 𝑥 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 𝑥 𝑃𝑆𝐻
………..(2.11) Keterangan :
P Mod = Daya yang dihasilkan yang masuk ke inverter, W
Pmanufacture = Daya berdasarkan spesifikasi modul, W 𝜂𝑃𝑉 = Efisiensi berdasarkan spesifikasi
𝛥𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 𝑃𝑉 = Loses yang terjadi di PV
𝑃𝑃𝑆𝐻 = Daya yang dihasilkan pada saat PSH, W 𝑃𝑀𝑜𝑑 = Daya modul, W
𝑃𝑆𝐻 = Peak sun Hours 9 jam puncak untuk memperoleh radiasi 1000 W / m2
𝐸𝑦 = Energi Sistem
𝑆𝑌 = Spesifik energi yang dihasilkan per tahun,
Wh/Wp
𝐸𝑠𝑦𝑠 = Energi yang dihasilkan / tahun , Wh/ tahun 𝑃𝑎𝑟𝑟𝑎𝑦_𝑆𝑇𝐶` = Daya yang dihasilkan PV saat (STC), W
e. Menentukan Perfomance Ratio (PR)
Setelah mengetahui energy specific yield (daya input dari panel surya dikalikan dengan PSH (Peak Sun Hours) dikurangi dengan semua losses k emudian hasilnya dikalikan dengan 365 hari , sehingga dapat mengetahui energi yang dihasilkan selama satu tahun. Performance ratio dapat dihitung menggunakan persamaan 2.12 (Gardini Lambang Purbaya, 2019).
PR = Esys
F ideal ……….(2.12)
Eideal = Parray_STC x Htilt ………(2.13) Keterangan :
PR = Perfomance Ratio (%)
E ideal = Energi yang diperoleh dari PV pada saat PSH,Wh.
𝐻𝑡𝑖𝑙𝑡 = Rata rata radiasi harian, h
Untuk menghitung total daya pada PLTS menggunakan persamaan 2.14
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑦 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑃𝑉 = 𝑃𝑖 𝑥 𝑃𝑆𝐻 ………(2.14) 𝑃𝑖 = Hasil keluaran daya
PSH = Radiasi matahari 2.10 Software Helioscope
Heliscope merupakan sebuah program berbasis web yang diperkenalan oleh
Folsom Labs yang memungkinkan para insinyur untuk melakukan simulasi lengkap perencanaan berupa tampilan 3D sehingga mampu mengetahui potensi shading ataupun performa masing – masing panel yang akan di tempatkan di berbagai bidang posisi.
Prinsip kerja dari simulasi ini menggunakan data input berupa spesifikasi teknis PLTS seperti teknologi Modul surya, jenis inverter, jumlah dan jenis modul yang akan digunakan, dan luas area PLTS, sedangkan data lokasi PLTS mencakup koordinat, lingkungan sekitar situ gede dan data meteorologi pada situ gede.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
Gambaran umum langkah langkah kerja dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar diagram alir berikut ini
MULAI
STUDY LITERATUR
Menyiapkan sumber data:
1. Luas atap kost putri 2. Sudut kemiringan atap 3. Sudut azimuth
4. Kapasitas panel surya
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian 3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat alat yang digunakan dalam penelitian pada kost putri asri ini : a. Perangkat keras (hardware)
Perangkat keras yang digunakan adalah :
1. Handphone, untuk menjalankan software / aplikasi Google Earth, Protactor, dll. Handphone Iphone tipe XR.
2. Laptop, untuk mengolah data dengan menggunakan bantuan software PVGIS. Laptop Lenovo dengn spesifikasi Ryzen Gen 5.
3. Meteran, untuk mengukur panjang dan lebar atap kost putri asri.
Input data panel surya menggunakan softwarePVGIS
Muncul “some input are missing”
Hasil Simulasi Analisa dan Pembahasan
Penulisan laporan Selesai
4. Busur, untuk mengukur sudut kemiringan atap.
b. Perangkat lunak (Software)
Perangkat lunak yang digunakan adalah :
1. Photovoltaic Geographical Information System (PVGISS), software PVGIS digunakan sebagai program perhitungan dan komputasi dari data yang telah diambil.
2. Microsoft Office Excel, digunakan untuk mengolah data hasil simulasi dari software PVGIS.
3. Aplikasi Google Earth, digunakan untuk mengukur luas atap bangunan kost putri asri.
4. Aplikasi Protactor, digunakan untuk mengukur sudut kemiringan atap Kost Putri Asri.
3.2.2 Bahan
Bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Letak geografis melalui website Google Maps
b. Data luas dan sudut kemiringan atap genteng serta sudut kemiringan bangunan (azimuth) bangunan Kost Putri Asri.
c. Data spesifikasi modul panel surya dari brosur perusahaan 3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Pengambilan data awal
1. Menghitung luas atap Kost Putri Asri, bisa menggunakan dua acara, yaitu mengukur atap secara langsung menggunakan meteran dan menggunakan aplikasi Google Earth . Perhitungan luas atap Kost Putri Asri menggunakan aplikasi Google Earth
dilakukan dengan cara menarik garis lurus dari ujung ke ujung tiap sudut atap, dari garis tersebut akan diketahui ukuran atapnya.
Gambar 3.2 Atap Kost Putri Asri (Sumber : Google Earth, 2024)
Atap yang digunakan dalam penelitian untuk simulasi adalah bagian atap yang mirip atau atap genteng. Untuk itu dilakukan pengukuran sudut kemiringan atap. Pengukuran sudut ini menggunakan busur atau bisa menggunakan aplikasi bernama Protactor di Handphone.
Gambar 3.3 Pengukuran kemiringan atap Kost Putri Asri
menggunakan aplikasi Protactor.
Berdasarkan gambar diatas dapat dikethui sudut kemiringan atap Kost Putri Asri yaitu 82 derajat, kemudian untuk luas atap miring tiap sisinya dapat diketahui sebesar 960 m2.
2. Menentukan azimuth atau sudut arah atap Kost Putri Asri. Dapat dilakukan dengan cara mengukur sendiri melalui Google Earth dan diukur melalui aplikasi Protactor untuk menentukan Azimuth bangunannya.
No. Arah Atap Kost Azimuth
1 Utara 150 derajat
2 Selatan 200 derajat
3 Barat 190 derajat
4 Timur 60 derajat
3.3.2 Pelaksanaan Simulasi
1. Simulasi dilakukan dengan menggunakan Software Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS). Bisa diakses melalui website PVGIS (JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) - European Commission (europa.eu).
Gambar 3.4 Tampilan Website PVGIS
2. Masukan data lokasi Kost Putri Asri, dengan menempatkan koordinat pada kolom latitude/longitude -7.570, 110.792 . Ketinggian masjid terukur adalah 198 m dari permukaan laut.
3. Memilih model yang akan digunakan dalam penelitian, model yang akan digunakan yaitu grid connected . PLTS dengan jaringan Grid Connected tidak memerlukan baterai sebagai tempat penyimpanan daya listrik. Kelebihan produksi energi listrik disupplay ke jaringan listrik PLN, ketika listrik yang dihasilkan tidak cukup untuk penggunaan beban listrik maka akan mengambil dari jaringan listrik PLN.
4. Menentukan solar radiation database atau databse radiasi matahari. PVGIS menawarkan lima database radiasi matahari yang berbeda dengan resolusi waktu per jam. Database yang akan digunakan untuk penelitian ini adalah PVGIS – SARAH, database ini bisa digunakan untuk wilayah Eropa, Afrika, Asia dan beberapa bagian Amerika Selatan.
5. Menentukan teknologi modul panel surya yang akan digunakan.
Pada software PVGIS menyediakan tiga jenis teknologi modul panel surya, yaitu crystalline silicon, copper indium selenide (CIS) atau copper indium Galium selenide (CIGS) dan cadmiym telluride (CdTe). Ketika jenis teknologi ini kita gunakan semua.
6. Menentukan kapasitas panel surya yang akan dipasang (installed peak power PV). Dalam PVGIS, kita memasukkan nilai kapasitas daya sistem photovoltaic (peak power atau watt peak) yang akan disimulasikan. Watt peak atau Wp adalah satuan yang menyatakan daya produksi tertinggi yang dapat dihasilkan panel surya sesuai kondisi tertentu.
Jika mengetahui nilai daya atau Wp pada sistem photovoltaic, kita tidak perlu mengetahui efisiensinya, kecuali untuk menghitung luas modul. Karena nilai daya atau Wp adalah daya yang diklaim oleh pabrikkan modul atau sistem. Ini adalah output daya modul yang diukur pada 1000 W/m2 radiasi matahari ( suhu modul 25 derajat C dan spektrum matahari yang sesuai dengan massa udara 1,5). Jika efisiensi modulnya 100 % akan memerlukan 1 m2 untuk menghasilkan sistem dengan daya puncak 1 kW (1 kWp).
Kondisi ini dikenal sebagai standart test condition (STC) atau kondisi uji standar.
7. Menentukan posisi pemasangan panel surya pada bangunan, dalam pemasangannya ada dua kemungkinan, yaitu free – standing, artinya modul dipasang di tempat dengan udara terbuka mengalir bebas di belakang modul dan building integrated, yang
berarti bahwa modul sepenuhnya dibangun ke dalam struktur dinding atau atap bangunan, tanpa gerakan udara di belakang modul.
Beberapa jenis pemasangan berada diantara keduanya, misalnya jika panel surya dipasang di atap dengan genteng melengkung, memungkinkan udara bergerak di belakang modul.
Dalam kasus seperti itu, kinerja akan berada di antara hasil dua perhitungan yang dimungkinkan disini. Pemasangan panel surya diatap Kost Putri Asri dipasang secara melengkung diatas genteng, sehingga pemasangan panel surya menggunakan building integrated dan free standing dengan mengambil hasil diantara perhitungan keduanya.
8. Mengatur sudut modul panel surya, ada dua pengaturan sudut dalam pemasangan panel surya, yaitu slope dan azimuth. Slope adalah sudut modul PV dari bidang horizontal, untuk pemasangan tetap (non – pelacakan). Pada penelitian ini slope atau sudut kemiringan panel surya disesuaikan dengan sudut kemiringan atap, yaitu 47 derajat.
Sedangkan azimuth pada PVGIS adalah sudut relative modul PV terhadap arah selatan -80 derajat adalah arah timur, 0 derajat adalah arah selatan, 110 derajat adalah arah barat dan 190 derajat atau – 190 derajat adalah arah utara. Pada studi ini azimuth disesuaikan dengan arah atap atau bangunan, tetapi sebagai referemsi sudut 0 derajat dipakai arah mata angin selatan.
