Disusun oleh :
Andri Riyan Fradhika 40040622050058 Diah Ayu Trisnawati 40040622650070 Raihan Ananto Putra 40040621650037
Kelompok 11 Dosen Pengampu :
Kartono, S.T., M.T. dan Pangestuningtyas D.L., S.T., M.T.
TEKNIK LISTRIK INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI
SEKOLAH VOKASI
UNIVERSITAS DIPONEGORO
TAHUN 2024
BAB I URAIAN PEKERJAAN
1.1 Mempersiapakan Alat dan Bahan
Alat dan Bahan Perencanaan Pemasangan PLTS On Grid adalah sebagai berikut:
a. APD (Alat Pelindung Diri) sebagai pelindung diri dari ancaman dan bahaya selama survey berlangsung.
b. Kertas dan alat tulis digunakan untuk mencatat hasil survey.
c. Software PVsyst digunakan untuk mencari data radiasi harian di lokasi dan merencanakan pembangunan PLTS.
d. Roll meter digunakan untuk mengukur bangunan yang akan dilakukan perancangan PLTS.
e. Software Autocad atau aplikasi serupa yang digunakan untuk membuat desain bangunan dalam perancangan PLTS dan membuat wiring diagram.
f. Laptop digunakan untuk membuat laporan, menyimpan data, melakukan perencanaan pada software, virtual meeting, dan melakukan perhitungan.
g. Multimeter digunakan untuk mengukur arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik.
1.2 Melaksanakan Survey Lapangan 1.2.1 Lokasi Pekerjaan
Perencanaan pemasangan PLTS on-grid ini bertempat di Kabupaten Pati. Titik lokasi pemasangan sendiri berada di Jalan Bajomulyo, Kec.
Juwana, Kabupaten Pati. Titik lokasi ini berdekatan dengan tiang saluran distribusi. Rencananya pemasangan PLTS on-grid ini dipasangkan pada atap bangunan rumah dan menghadap ke selatan dengan sudut 10˚. Pemilihan lokasi ini memerhatikan banyaknya intensitas cahaya yang terpancar di daerah tersebut.
Gambar 1.1 Titik lokasi pemasangan.
1.2.2 Profil Beban
Perencanaan beban yang terpasang pada bangunan yaitu sebagai berikut :
Tabel 1.1 Perencanaan beban daya selama 24 jam.
No Jenis beban Jumlah Daya (Watt)
Jumlah
daya (Watt) Jam Wh kWh
1 Lampu
ruang tamu 3 36 W 108 W 5 540 0,54
2 Lampu
kamar 3 18 W 54 W 5 270 0,27
3 Kipas angin 1 46 W 46 W 8 368 0,368
4 TV 1 55 W 55 W 6 330 0,33
5 Pompa air 1 200 W 200 W 1 200 0,2
6 Kulkas 1 120 W 120 W 24 2880 2,88
7 Rice cooker 1 340 W 340 W 1 340 0,34
8 Mesin cuci 1 220 W 220 W 2 440 0,44
9 Setrika 1 350 W 350 W 1 350 0,35
10 Mesin las 1 450 W 450 W 2 900 0,9
11 Mesin
gerinda 1 550 W 550 W 2 1100 1,1
Jumlah total daya nyata (Watt) 2.493 Watt 57 7.718 7,7kWh
Tabel 1.2 Perencanaan beban daya selama siang hari menggunakan PLTS.
1.2.3 Potensi Energi Matahari
Data di bawah merupakan jumlah potensi radiasi di Kabupaten Pati setiap harinya dalam kurun setahun dengan rata-rata perbulan. Data ini didapatkan dengan menggunakan software Pvsyst data dibawah juga mencakup rata rata suhu perbulan pada kecamatan titik lokasi percecanaan.
No Jenis beban Merek Jumlah Daya (Watt)
Jumlah Daya
(W)
Jam
(h) Wh
1 Lampu
ruang tamu Philips 3 36 W 108 0 0
2 Lampu
kamar Philips 3 18 W 54 0 0
3 Kipas angin Cosmos 1 46 W 46 4 184
4 TV Polytron 1 55 W 55 5 275
5 Pompa air Panasonic 1 200 W 200 1 200
6 Kulkas Toshiba 1 120 W 120 5 600
7 Rice cooker Cosmos 1 340 W 340 1 340
8 Mesin cuci Polytron 1 220 W 220 2 440
9 Setrika Cosmos 1 350 W 350 1 350
10 Mesin las Lakoni 1 450 W 450 2 900
11 Mesin
gerinda Modern 1 550 W 550 2 1100
Total daya 2.493 Watt 23 4.389
Kapasitas daya PLN 1300VA
Tabel 1.3 Potensi energi matahari di Kec. Juwana, Kabupaten Pati.
Bulan
Global Horizontal Irradiation (kWh/m2/hari)
Temperature (˚C)
Januari 4,62 kWh/m2/ hari 27,3 ˚C Februari 5,19 kWh/m2/ hari 27,2 ˚C Maret 5,39 kWh/m2/hari 27,7 ˚C April 5,71 kWh/m2/hari 27,8 ˚C Mei 5,26 kWh/m2/hari 28,5 ˚C Juni 5,30 kWh/m2/hari 27,8 ˚C Juli 5,38 kWh/m2/hari 27,9 ˚C Agustus 5,71 kWh/m2/hari 27,9 ˚C September 5,93 kWh/m2/hari 28,2 ˚C Oktober 6,24 kWh/m2/hari 28,9 ˚C November 5,81 kWh/m2/hari 28,1 ˚C Desember 5,43 kWh/m2/hari 27,6 ˚C
Energi maksimum yang diterima diperoleh saat bulan Agustus hingga November berkisar mulai 5,7 hingga 6,24kWh/m2/hari. Pada bulan-bulan tersebut PLTS menerima energi maksimum. Sedangkan, pada Januari dan Februari energi radiasi matahri sedang rendah yaitu hanya sekitar 4,62 hingga 5,2 kWh/m2/hari. Melalui data dapat dilihat bahwa di Kabupaten Pati memiliki suhu rata-rata 27,9˚C pertahunya. Hal ini dapat membuat pemanfaatan PLTS menjadi lebih efisien.
1.3 Melaksanakan Perencanaan 1.3.1 Panel Surya
Panel surya merupakan komponen utama yang mengubah energi matahari menjadi listrik melalui efek fotovoltaik. Panel surya terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon.
Perhitungan perencanaan modul panel surya:
Energi total = 4.389Wh
Radiasi minimal = 4,62kWh/m2/hari Rugi Sistem = 20%
Maka total energi untuk modulnya : Total energi modul = E
100 %−20 %=4.389Wh 80 % = 5.486Wh = 5,486kWh Kapasitas modul = Total Energi
Rad . mimal ×GSTC = 5,486kWh
4,62kWh/m2/hari×1kW/m2/hari = 1,18kWp = 1180Wp
1.3.2 Inverter
Inverter merupakan pengubah arus searah (DC) yang dihasilkan oleh panel surya menjadi arus bolak-balik (AC) dan juga sebagai pengatur frekuensi dan juga tegangan pada PLTS.
Perhitungan modul inverter :
Daya minimal inverter = 0,9 × kapasitas modul = 0,9 × 1.180Wp
= 1.062Wp
Daya maksimal inverter = 1,25 × kapasitas modul
= 1,25 × 1.180Wp
= 1.475Wp
1.3.3 Peralatan Proteksi dan Wiring a. Peralatan Proteksi
Peralatan proteksi pada perencanaan PLTS on-grid adalah sebagai berikut :
1. Circuit Breaker atau MCB
Perangkat pelindung yang digunakan dalam sirkuit listrik untuk secara otomatis memutus aliran arus listrik saat melebihi nilai yang telah ditentukan.
2. Ground Fault Circuit Interrupter
Perangkat ini digunakan untuk mendeteksi arus bocor ke tanah dan memutus aliran listrik untuk mencegah terjadinya sengatan listrik.
3. Arester
Perangkat ini sebagai penangkal petir untuk pelindung yang digunakan dalam sistem kelistrikan untuk mengalihkan lonjakan tegangan yang berlebihan ke tanah.
1.4 Perencanaan PLTS
1.4.1 Langkah Langkah Pvsyst
PVsyst adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menganalisis, mensimulasikan, dan membuat sistem energi surya.
PVsyst memiliki keunggulan analisis yang detail pada komponen/perangkat keras sistem seperti konfigurasi rangkaian PV, losses pada sistem, shading serta pengaruh orientasi PV terhadap energi yang dihasilkan.
Langkah langkah penggunaan PVsyst adalah sebagai berikut : a. Membuat proyek dan menetapkan lokasi
Untuk membuat proyek baru PVsyst dengan menentukan lokasi, meteorologi, kondisi geografisnya sehingga dapat mengetahui potensi radiasi matahari di lokasi tersebut.
Gambar 1.2 Menentukan sistem operasi PLTS dan menambahkan file.
Gambar 1.3 Menentukan titik koordinat lokasi.
Gambar 1.4 Memilih data meteonorm.
Gambar 1.5 Import data potensi PV.
b. Menentukan orientasi modul PV
Menentukan jenis penyangga modul PV dengan menggunakan Fixed Tilted Plane, menentukan sudut tilt dan azimuth (arah modul PV) sebesar 10° karena sudut ini paling efektif dan losses nya tidak terlalu besar.
Gambar 1.6 Menentukan orientasi PV.
c. Menetapkan sistem
Menginputkan daya yang akan dibutuhkan dalam perancangan dengan menentukan jenis panel surya dan inverter dengan kapasitas sesuai yang dibutuhkan. Panel surya yang digunakan yaitu jenis Lightwaysolardengan kapasitas 250 Wp dan 25 V berjumlah 5 buah. Sedangkan inverternya menggunakan jenis FIMER dengan kapasitas 1,2 kW dan 90-580 V.
Gambar 1.7 Penentuan sistem.
d. Menjalankan simulasi
Menjalankan simulasinya dengan pilih pada bagian Run Simulation. Dan melihat bagian perencanaan yang telah di lakukan pada bagian report.
Gambar 1.8 Penentuan sistem.
1.4.2 Penjelasan Hasil Pvsyst
Software PVsyst dapat memperkirakan ukuran sistem, menentukan jumlah yang optimal untuk modul PV, dan menilai produksi energi dalam suatu sistem PV tersebut dalam jam, bulanan, maupun tahunan. PVsyst juga dapat digunakan untuk mengetahui tipe beban yang berbeda pada sistem PLTS. Dan secara spesifik dapat memberikan perkiraan tentang PLTS yang akan dirancang.
A. Project Summary
Gambar 1.9 Hasil Report project summary.
Data diatas menunjukan perencanaan modul PV yang telah dilakukan. Modul PV yang digunakan sebanyak 5 buah 250 Wp dengan total daya 1250 Wp dan 1 unit interver dengan total daya 1200 W sehingga dapat menampung daya beban PLTS. Perencanaan menggunakan data dari Meteonorm 8.1 serta dengan kemiringan 10˚. Untuk produksi energinya menghasilkan 1976.56 kWh/tahun atau dengan spesifiknya menghasilkan 1581 kWp/tahun dengan Performance Ratio (PR) sebesar 77,58%.
Gambar 1.10 Hasil report modul PV dan inverter.
PV Field Orientation menggunakan tilt dan azimuth sebesar 10°/0˚.
PV modul yang digunakan Lighwaysolar dengan kapasitas 250 Wp dengan jumlah 5 unit yang akan menghasilkan 1250Wp, terdiri dari 1 string dan setiap stringnya terdapat 5 modul tersusun seri dengan perkiraan luas area yang dibutuhkan sebesar 8.1 m² menurut perhitungan yang diperoleh pada PVsyst. Inverter yang digunakan FIMER dengan kapasitas 1,2 kWac sebanyak 1 unit sehingga dapat menampung 1,2 kWac yang dihasilhan oleh seluruh PV.
B. Loss Diagram
Gambar 1.11 Hasil report loss digaram.
Loss diagram merupakan diagram yang menjelaskan rugi-rugi dari iradiasi matahari yang datang sampai rugi-rugi sistem di dalam PLTS. Penambahan energi yang diterima sebesar 1,6%, disebabkan oleh faktor peletakkan panel surya dan faktor perubahan posisi matahari tiap harinya. IAM losses (rugi refleksi iradiasi matahari pada panel surya) dari sistem sebesar 2,64%, hal ini disebabkan oleh pantulan pada bahan yang menjadi pelindung sel-sel PV didalamnya. Efisiensi pada pengukuran standar sebesar 15,46%.
Kerugian panel surya dalam jangka waktu 10 tahun sebesar 0,30%. Pengurangan irradiance level pada PV sebesar 12,91%, di mana losses ini dipengaruhi oleh besar iradiasi. Efisiensi pembangkitan akan berkurang bila radiasi matahari yang diterima juga kecil. Kemudian faktor akibat suhu sebesar 1,25%, pada suhu naik akan menyebabkan kenaikan arus dan turunnya
tegangan yang akan terjadi panas berlebih atau dapat disebut daya yang hilang.
C. Gambar Rangkaian dan Penjelasan Sistem Kerja a. Single-line Diagram
Gambar 1.12 gambar Single-line diagram.
Single line diagram merupakan bentuk representasi grafis yang sederhana dan ringkas dari suatu sistem tenaga listrik, termasuk sistem pembangkit listrik tenaga surya. Melalui diagram ini dapat mengetahui tentang gambaran keseluruhan tentang komponen-komponen sistem tenaga listrik dan bagaimana mereka saling terhubung.
b. Sistem Kerja
Sistem On-Grid merupakan sistem pemasangan panel surya yang secara langsung juga terhubung dengan listrik PLN.
Kelebihan sistem ini adalah bisa melakukan ekspor impor listrik dengan PLN. Listrik yang dihasilkan panel surya lebih besar dari penggunaannya, sisa energi listrik bisa ditransfer ke listrik PLN, jika di malam hari panel surya tidak menghasilkan energi listrik maka beban listrik akan disuplai oleh listrik PLN.
Prinsip kerrja :
1. Panel surya menerima sinar matahari
Panel surya mengubah sinar matahari menjadi arus listrik searah (DC) melalui efek fotovoltaik.
2. Inverter mengonversi listrik
Inverter mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak-balik (AC) yang dapat digunakan oleh peralatan rumah tangga.
3. Distribusi listrik
Listrik yang dihasilkan oleh panel surya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik rumah atau bangunan.
4. Ekspor dan Impor Listrik
Jika ada kelebihan listrik, energi tersebut diekspor ke jaringan PLN, dan jika kebutuhan listrik lebih besar dari yang dihasilkan oleh panel surya, listrik akan diimpor dari PLN.
1.3 Rancangan Anggran Biaya
Berikut merupakan rancangan anggaran biaya pemasangan PLTS:
Tabel 1.4 Rancangan anggaran biaya.
No Nama barang Spesifikasi Jum- lah
Harga satuan (Rp)
Jumlah harga (Rp)
1 Kabel NYM
3 × 2,5 mm Jembo 10m 19.500,00 195.000,00
2 Kabel PV
2 × 6 mm PnTech 10m 40.000,00 400.000,00
3 Panel sollar Lightwaysolar 5 620.000,00 3.100.000,00
4 Inverter FIMER 1 420.000,00 420.000,00
5 MCB AC 1 pole Chint 4 30.000,00 120.000,00
6 MCB AC 2 pole Chint 1 76.000,00 76.000,00
7 MCB DC 2 pole TOMZN 1 165.000,00 165.000,00
8 Panel listrik MDP 1 180.000,00 180.000,00
9 Rail MCB
inbow Din 1 17.000,00 17.000,00
10 Kwh meter
ekspor impor TOMZN 1 595.000,00 595.000,00
11 Konektor kabel Pct 1
pack 15.000,00 15.000,00 Jumlah total 5.283.000,00
