UAS bayu sugara plts

UAS

ENERGI BARU TERBARUKAN

RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

DISUSUN OLEH :

Nama: Bayu Sugara Nim :132021087

Kelas: A

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG 2025

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia, dan petunjuk-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan proposal Rancangan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 15 kWp ini dengan baik dan tepat waktu. Proposal ini disusun sebagai bagian dari tugas akhir mata kuliah Energi Baru dan Terbarukan (EBT) pada semester genap tahun akademik 2024/2025.

Dalam penyusunan proposal ini, penulis merancang sistem PLTS lengkap yang terdiri dari panel surya, solar charge controller (SCC), baterai, dan inverter.

Setiap komponen dianalisis secara teknis disertai dengan perhitungan dan skema sistem, agar rancangan yang dihasilkan dapat diaplikasikan secara nyata dan optimal.

Penulis berharap proposal ini dapat memberikan manfaat dan menjadi referensi dalam pengembangan sistem energi terbarukan, khususnya di bidang Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan guna penyempurnaan di masa mendatang.

BAB 1 PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Energi listrik merupakan kebutuhan utama dalam kehidupan sehari-hari.

Namun, di beberapa wilayah terpencil, pasokan listrik masih terbatas. Salah satu solusi yang dapat diterapkan adalah pemanfaatan energi terbarukan seperti Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).

Pertumbuhan kebutuhan energi listrik di berbagai sektor kehidupan semakin meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi dan perkembangan teknologi. Di sisi lain, ketergantungan terhadap sumber energi fosil seperti batubara dan minyak bumi menyebabkan berbagai permasalahan lingkungan, seperti pencemaran udara, pemanasan global, serta ketidakstabilan pasokan energi karena sumber daya yang terbatas dan tidak terbarukan.

Salah satu solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah pemanfaatan energi baru dan terbarukan (EBT), terutama energi surya yang melimpah dan tersedia hampir sepanjang tahun di wilayah tropis seperti Indonesia.

Energi surya dapat diubah menjadi energi listrik melalui teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang bersifat ramah lingkungan, tidak menimbulkan emisi karbon, dan dapat diterapkan di berbagai skala kebutuhan.

Pembangunan PLTS berkapasitas 15 kWp menjadi alternatif yang ideal untuk memenuhi kebutuhan listrik di area perdesaan, fasilitas publik, kantor, atau rumah besar yang belum terjangkau oleh jaringan PLN, atau sebagai sistem cadangan (backup power). Dengan sistem off-grid, PLTS ini akan dilengkapi dengan panel surya, solar charge controller, baterai penyimpanan, dan inverter, sehingga mampu menyuplai energi listrik secara mandiri dan berkelanjutan tanpa bergantung pada jaringan listrik konvensional.

Pemanfaatan sistem PLTS 15 kWp juga sejalan dengan program pemerintah dalam transisi energi, pengurangan emisi gas rumah kaca (GRK), serta peningkatan rasio elektrifikasi nasional melalui penyediaan energi bersih dan terjangkau.

B. Tujuan

Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) berkapasitas 15 kWp memiliki beberapa tujuan utama yang mencakup aspek teknis, lingkungan, dan sosial-ekonomi, sebagai berikut:

1. Menyediakan Sumber Energi Listrik yang Mandiri dan Berkelanjutan Membangun sistem kelistrikan yang dapat beroperasi secara mandiri (off- grid) untuk memenuhi kebutuhan energi di wilayah yang belum terjangkau jaringan PLN atau sebagai sistem cadangan (backup) pada lokasi yang membutuhkan keandalan tinggi.

2. Mengoptimalkan Pemanfaatan Energi Surya sebagai Energi Terbarukan Menggunakan sumber daya alam yang melimpah dan gratis, yaitu sinar matahari, sebagai alternatif pengganti energi fosil yang terbatas dan berdampak negatif terhadap lingkungan.

3. Mengurangi Ketergantungan terhadap Energi Fosil dan Jaringan Listrik Konvensional

Mengurangi konsumsi bahan bakar minyak atau batubara serta menekan biaya operasional jangka panjang akibat fluktuasi harga energi fosil.

4. Mendukung Program Pemerintah dalam Transisi Energi dan Peningkatan RasioElektrifikasi

Sejalan dengan kebijakan nasional terkait pengembangan energi baru dan terbarukan (EBT), serta upaya peningkatan akses energi listrik untuk masyarakat secara merata.

5. Menekan Emisi Karbon dan Mendukung Konservasi Lingkungan Menghasilkan energi tanpa menghasilkan emisi gas rumah kaca (GRK), sehingga berkontribusi dalam upaya mitigasi perubahan iklim dan pelestarian lingkungan.

6. Meningkatkan Efisiensi dan Ketersediaan Energi untuk Aktivitas Produktif Menyediakan pasokan listrik yang stabil dan cukup untuk menunjang aktivitas rumah tangga, perkantoran, pertanian, industri kecil, atau fasilitas umum, sehingga mendorong peningkatan produktivitas dan kesejahteraan.

BAB 2 PEMBAHASAN 2.1 KOMPONEN PLTS

Berikut adalah komponen komponen yang di gunakan pada plts 15 kWp, A. Panel Surya

Panel surya atau solar panel adalah perangkat yang berfungsi untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip efek fotovoltaik.

Cara Kerja:

 Ketika sinar matahari mengenai permukaan sel surya, foton dari sinar matahari akan diserap oleh bahan semikonduktor (biasanya silikon).

 Proses ini menyebabkan elektron bergerak dan menghasilkan arus listrik DC (arus searah).

Jenis Umum:

 Monocrystalline: Efisiensi tinggi, cocok untuk area terbatas, umur panjang.

 Polycrystalline: Lebih murah, efisiensi lebih rendah.

 Thin Film: Fleksibel, efisiensi rendah, lebih ringan

Dan di bawah adalah spesifikasi untuk rancangan bangun plts 15kWp,

 Tipe: Monocrystalline 450 Wp

 Jumlah Panel: 34 panel (Total: 15.3 kWp)

 Konfigurasi: 2 string paralel × 17 panel seri (sesuai SCC dan tegangan input inverter)

 Output Harian (dengan 4.5 jam efektif): ± 15 kWp × 4.5 jam × 0.8 = ± 54 kWh/hari

B. Solar Charge Controller (SCC)

SCC adalah perangkat elektronik yang mengatur aliran energi dari panel surya ke baterai. Fungsinya untuk menghindari overcharging dan overdischarging baterai, serta mengoptimalkan proses pengisian daya.

Jenis SCC:

1. PWM (Pulse Width Modulation):

o Murah, efisiensi lebih rendah, tidak cocok untuk sistem besar.

2. MPPT (Maximum Power Point Tracking):

o Efisiensi tinggi (± 95%), mampu menyesuaikan tegangan input dari panel untuk mendapatkan output maksimal.

Fungsi Utama:

 Mengatur tegangan dan arus masuk ke baterai agar tidak melebihi batas.

 Memaksimalkan daya dari panel (terutama MPPT).

 Menghindari pengosongan baterai secara berlebih

 Tipe: MPPT 150V/100A – 48V

 Jumlah: 2 Unit

 Fungsi: Mengatur pengisian baterai, mengoptimalkan produksi panel C. Baterai

Baterai adalah komponen penyimpanan energi dalam sistem PLTS, digunakan untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan panel surya agar dapat digunakan saat malam hari atau ketika cuaca mendung.

Fungsi:

 Menyimpan kelebihan energi yang tidak digunakan saat siang.

 Menjaga kontinuitas pasokan listrik saat matahari tidak bersinar.

Dan di bawah adalah jenis batre yang di pasang pada plts 15 kWp.

 Tipe: Lithium-Ion 12V 200Ah (2.4 kWh/unit)

 Jumlah Total: 32 unit → 8 string paralel

 Total Kapasitas: 2.4 kWh × 8 = 19.2 kWh D. Inverter

Inverter adalah perangkat yang mengubah arus listrik DC (arus searah) dari baterai menjadi arus AC (arus bolak-balik) yang digunakan oleh peralatan rumah tangga atau kantor.

Jenis Inverter:

1. Modified Sine Wave:

o Murah, tidak cocok untuk alat elektronik sensitif.

2. Pure Sine Wave:

o Output seperti PLN, cocok untuk semua jenis peralatan listrik.

Fungsi:

 Sebagai pengatur sinkronisasi beban, proteksi tegangan, dan stabilisasi sistem

Dan di bawah adalah jenis inverter yang di gunakan plts 15 kWp,

 Tipe: Pure Sine Wave, 48V input

 Kapasitas: 18 kW (3 × 6 kW)

 Output: 220/380 V (3 Phase), 50 Hz

D. Skema Rangkain plts

Dan ini merupakan skema plts 15 kWp

E.

Perkiraan Daya Beban Harian

F. Estimasi Biaya

Beban Daya (Watt) Jam/Hari Energi (Wh)

Lampu LED (30 unit) 300 6 1.800

Kulkas (2 unit) 300 24 7.200

Komputer (10 unit) 1.000 6 6.000

AC Split (3 unit) 3.000 6 18.000 TV + Peralatan Kantor 500 5 2.500

Pompa Air 1.000 1 1.000

Cadangan - - 5.000

Total 41.500 Wh (41.5 kWh)

Komponen Spesifikasi Jumlah Harga/Unit (Rp) Total (Rp)

Panel Surya 450 Wp 34 2.500.000 85.000.000

SCC MPPT 100A, 48V 2 4.500.000 9.000.000

Baterai Lithium 12V 200Ah 32 6.000.000 192.000.000

Inverter 6 kW, 48V 3 15.000.000 45.000.000

Kabel Instalasi 1 Paket - 20.000.000

Total Biaya Rp. 351.000.000

BAB 3

Penutup

Rancangan PLTS Off-Grid 15 kWp ini dirancang untuk daya tahan, efisiensi, dan kemudahan ekspansi. Dengan cadangan energi yang memadai dan pemilihan komponen berkualitas, sistem ini cocok untuk daerah terpencil atau rumah tangga, puskusmas dan