Upload
allank-smith
View
245
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
1/23
BAB I
PENDAHULUANA. Latar Belakang
Pada saat ini energi merupakan salah satu masalah yang sengat
diperhatikan oleh setiap bangsa dan Negara, terutama dalam hal ini ialah
energi listrik. Beberapa sumber energi yang saat ini dijadikan sebagai acuan
sumber energi utama untuk dikonversi menjadi energi listrik sudah tidak
dapat mencukupi kebutuhan energi yang berkembang pesat. Sumber-sumber
energi yang tidak terbarukan seperti energi kimia dari bahan bakar(pembangkit listrik tenaga Diesel) sudah tidak efisien digunakan. Hal ini
dikarenakan bahan bakar yang nilai jualnya semakin tinggi dan semakin sulit
untuk didapatkan.
Untuk mengatasi kebutuhan energi yang bertambah besar setiap
tahunnya, maka perlu adanya peningkatan penggunan energi-energi
terbarukan (alternative energi) seperti energi surya, energi angin, panas bumi
(geothermal), pasang surut air laut dan beberapa macam sumber energi
lainnya. Salah satu sumber energi yang paling mudah untuk didapatkan yakni
energi surya dengan memenfaatkan energi foton dari matahari yang kemudian
dikonversi menjadi energi listrik. pemanfaatan energi ini dalam
penggunaanya disebut sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
Walaupun sumber energinya cukup mudah untuk digunakan, namun tetap
saja masih banyak kekurangan dalam PLTS ini. Diantaranya yakni energi
foton yang diadapatkan bergantung kepada cuaca itu sendiri.
Pemanfaatan energi surya itu sendiri paling mudah dilaksanakan
terutama didaerah-daerah yang dimana potensi energinya kurang atau tidak
ada sama sekali. Seperti pada pegunungan yang tidak memeliki potensi
sumber air yang dapat dugunakan, selain energi angin energi surya ini sangat
cocok untuk digunakan. Atas dasar tersebut maka penulis kemudian berniat
merencanakan suatu pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) pada Desa
Pardaiya.
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
2/23
Desa ini berada pada Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar
Provinsi Silawesi Selatan, posisi pedesaan yang jauh dari kota dan jangkauan
PLN membuat kondisi pada desa ini memerlukan pemanfaatan energy
terbarukan dalam hal pemenuhan kebutuhan energy listriknya. Sebagian besar
penduduk pada desa ini merupakan petani.
B. TujuanTujuan dari perencanaan PLTS adalah:
Untuk merancang penerangan listrik dan memfasilitasi rumah-rumahpenduduk dalam hal kebutuhan energy listriknya.
Membantu PT.PLN dalam melayani masyarakat di bidang kebutuhanenergy listrik.
Menjadikan Desa Padaradaiya sebagai desa yang mendiri terutama dalamhal pemenuhan kebutuhan energy listriknya
C. ManfaatManfaat dari perencanaan PLTS ini adalah : Memberikan informasi dan pengetahuan mengenai pembangkitan energy
Listrik kepada penduuduk pedesaan.
Sebagai solusi pemikiran terhadap penduduk pedesaan dalam halmengenai kebutuhan Energy listrik.
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
3/23
BAB II
STUDI BEBAN DI DESA PARADAIYAA. Studi Pemakaian Daya (Studi Beban)
Dalam merencanakaan suatu pembangkit lisrik perlu diketahui
sebelumnya berapa jumlah beban tenaga listrik yang harus dipenuhi. Jumlah
beban ini kemudian akan dijadikan acuan berapa besarnya daya pembangkit
listrik yang harus dibuat. Perencanaan suatu pembangkit yang matang harus
dapat memenuhi kebutuhan beban yang setidaknya meningkat sampai 5 tahun
kedepan.Hasil pengamatan pada desa Paradaiya, terdapat 27 buah rumah, 1 buah
mesjid dan 1 buah sekoah dasar. Untuk saat ini setiap rumah memiliki genset
tersendiri dalam hal pemenuhan kebutuhan energy listriknya. Adapun
perinciannya dideskripsikan sebagai berikut :
Rincian Daya yang digunakann setiap rumahNO. BEBAN
DAYA
(Watt)JUMLAH BEBAN
DAYA TOTAL
(Watt)
1.Beban
Penerangan8 5 s/d 10 80
2. Televisi 40 1 40
4.
Keperluan lainnya
(yang
menggunakan
kotak kontak)
100 - 100
Jumlah Daya Total / Rumah 220 W
Jadi jika jumlah daya tiap rumah adalah 220 W, maka :
Total Pemakaian Daya Rumah untuk satu Desa = 220 Watt x 27 Rumah
= 5940 Watt
Rincian peggunaan daya untuk tiap rumah dalam sehari
( Jam 18.00jam 23.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 100 % maka,
Total Daya = 100 % x 5940 Watt = 5940 Watt
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
4/23
( Jam 23.00 - jam 06.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,
Total Daya = 50% x 5940 Watt = 2970 Watt
( Jam 06.00jam 18.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 25 % maka,
Total Daya = 25% x 5490 Watt = 1373 Watt
Rincian Daya yang digunakan oleh MesjidNO. BEBAN
DAYA
(Watt)JUMLAH BEBAN
DAYA TOTAL
(Watt)
1.
Beban
Penerangan 8 5 s/d 10 80
2. Kipas Angin 50 2 100
3. Audio Mesjid 100 1 100
4.
Keperluan lainnya
(yang
menggunakan
kotak kontak)
100 - 100
Jumlah Daya Total 380 W
Untuk satu mesjid daya total yang terpakai ialah sebesar 380 Watt
Rincian penggunaan Daya untuk mesjid :
Ibadah pagi hari ( Dhuhur dan Ashar ) :
( Jam 12.00jam 13.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,
Total Daya = 50% x 380 Watt = 190 Watt
( Jam 15.00jam 16.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,
Total Daya = 50% x 380 Watt = 190 Watt
Ibadah Malam hari sampai dini hari ( Dhuhur dan Ashar ) :
( Jam 18.00jam 20.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,
Total Daya = 50% x 380 Watt = 190 Watt
( Jam 04.00jam 05.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,
Total Daya = 50% x 380 Watt = 190 Watt
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
5/23
Untuk jam selain waktu ibadah yakni mulai dari jam 20.00sampaijam
03.00,maka daya yang digunakan hanya untuk penerangan (diasumikan
daya terapakai yaitu 25% ) perhitungan sebagai berikut :
Total Daya = 25% x 380 Watt = 95 Watt
Rincian Daya yang digunakan oleh sekolahNO. BEBAN
DAYA
(Watt)JUMLAH BEBAN
DAYA TOTAL
(Watt)
1.Beban
Penerangan
10 5 s/d 10 100
2. Audio Sekolah 100 1 100
3.
Keperluan lainnya
(yang
menggunakan
kotak kontak)
200 - 200
Jumlah Daya Total 400 W
Jadi untuk satu sekolah maka total daya yang terpakai ialah sebesar 400
Watt. Rincian penggunaan Daya untuk Sekolah :
( Jam 06.00jam 14.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 50 %, maka,
Total Daya = 50% x 400 Watt = 200 Watt
( Jam 14.00jam 16.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 25 %, maka,
Total Daya = 25% x 400 Watt = 100 Watt
( Jam 18.00jam 06.00 )Daya yang terpakai diasumsikan 20 %, maka,
Total Daya = 20% x 400 Watt = 80 Watt
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
6/23
Berdasarkan hasil studi perencanaan daya yang terpakai diatas maka dapat
disimpulkan besarnya daya yang terpakai untuk satu Desa Paradaiyayakni :
NO. Jenis Konsumen Daya (W)
1. Rumah Penduduk (27 Buah Rumah) 5490 Watt
2. Masjid 380 Watt
3. Sekolah 400 Watt
Total Daya 6270 Watt
Jadi jumlah beban yang harus dilayani berdasarkan hasil survey ialah
sebesar 6270 Watt atau sebesar 6,27 KW. Jumlah beban ini senantiasa akan
meningkat setiap tahunnya maka daya pembangkit yang harus dibuat harus
melebihi dari perencanaan daya beban yang harus dilayani. Kalaupun bisa
maka pembangkit tersebut setidaknya bisa menghadapi peningkatan
kebutuhan energy selama 5 tahun kedepan.
Berdasarkan perincian penggunan Daya lisrik yang telah dilakukan maka
dihasilkan tabel sebagai berikut :
WaktuPenggunaan
Jenis Konsumen Konsumsi
Daya
(kW)
Konsumsi
Energi
(kWh)
Rumah
(kW)
Masjid
(kW)
Sekolah
(kW)
06.00-07.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
07.00-08.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
08.00-09.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
09.00-10.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
10.00-11.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
11.00-12.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
12.00-13.00 1,37 0,19 0,2 1,76 1,76
13.00-14.00 1,37 - 0,2 1,57 1,57
14.00-15.00 1,37 - 0,1 1,47 1,47
15.00-16.00 1,37 0,19 0,1 1,66 1,66
16.00-17.00 1,37 - - 1,37 1,37
17.00-18.00 1,37 - - 1,37 1,37
18.00-19.00 5,94 0,19 0,08 6,21 6,21
19.00-20.00 5,94 0,19 0,08 6,21 6,21
20.00-21.00 5,94 0,095 0,08 6,12 6,12
21.00-22.00 5,94 0,095 0,08 6,12 6,12
22.00-23.00 5,94 0,095 0,08 6,12 6,12
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
7/23
23.00-00.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15
00.00-01.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15
01.00-02.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15
02.00-03.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15
03.00-04.00 2,97 0,095 0,08 3,15 3,15
04.00-05.00 2,97 0,19 0,08 3,24 3,24
05.00-06.00 2,97 - 0,08 3,05 3,05
Perkiraan Total Konsumsi Energi Selama 24 Jam 71,4
Berdasarkan tabel diatas maka dapat ditarik kesimpulan yaitu :
Beban puncak untuk siang hari diasumsikan sebesar 1,76 kWh
Beban puncak untuk malam hari diasumsikan sebesar 6,21 kWh Besarnya total penggunaan energy listrik selama satu hari (24 Jam)
diasumsikan sebesar 71,4 kWh
Berdasarkan tabel diatas maka nilai-nilai tersebut kemudian dapat
dituangkan kedalam grafik sebagai berikut :
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
8/23
0
1
2
3
4
5
6
7
KonsumsiEnergiLisrik(kWh)
Pukul/Jam (wita)
Grafik Konsumsi Energi Listrik
Series1
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
9/23
B. Layout PembebananKonsumen listrik didusun Paradaiya dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Konsumen Rumah TanggaMasing-masing rumah membutuhkan daya sebesar 220 W, secara
keseluruhan menggunakan sistem 1 fasa dengan tegangan rendah 220 V.
2. Konsumen SosialKonsumsen Sosial terdiri dari mesjid dan sekolah dengan kebutuhan daya
masing-masing yakni sebesar 380 W dan 400 W, menggunakan sistem 1
fasa dengan tegangan rendah 220 V.
KONSUMEN
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
10/23
BAB III
STUDI POTENSI PEMBANGKITAN TENAGA SURYA DI
DESA PARADAIYA
A. Potensi Energi SuryaDesa paradaiya adalah salah satu desa yang terletak pada Kecamatan
Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan. Hampir seluruh
penduduk desa paradaiya berprofesi sebagai petani. Keadaan desa yang cukup
jauh membuat desa pardaiya tidak mendapatkan pelayanan PLN, oleh karena
itu perlu diadakan suatu perencanaan pembangkit listrik sendiri dengan
memanfaatkan potensi energy di desa tersebut. Berdasarkan hasil study
potensi di lapangan, serta didukung oleh data-data dari Badan Metereologi
dan Geofisika (BMG)-SULSEL (Sesuai tabel) untuk daerah Sulawesi pada
umumnya cukup berpotensi untuk suatu pembangkit listrik tenaga surya
(PLTS) yaitu intensitas rata-rata sekitar 5,512 kWh/m2. Potensi energy ini
sangat cukup berpotensial untuk dibangun suatu pembangkit energi
terbarukan terutama Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), faktor lain
yang perlu mendapat perhatian yaitu kondisi masyarakat di daerah tersebut
yang membutuhkan suatu energi terbarukan sebagai penunjang sektor
perekonomian maupun sosial.
Gambar Lokasi yang cocok untuk penempatan PLTS
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
11/23
B. Metode Pengukuran Radiasi Matahari1. Pengukuran data radiasi
Uuntuk memperoleh data potensi energy surya pada desa paradaiya
maka pengukuran aktualnya seharusnya dilakukan selama satu tahun agar
data tersebut dapat dijadikan sebagai acuan mengenai berapa besarnya
intensitas rata-rata radiasi matahari selama sehari dan lama waktu efektif
dari radiasi matahari yang dimanfaatkan oleh solar cell (panel surya).
Untuk mengantisipasi lamanya waktu yang diperlukan untuk mengukur
radiasai mataharipada desa tersebut, maka data tersebut dapat diperoleh
melalui stasiun meteorologi setempat
Besarnya radiasi surya pada permukaan bumi dapat diukur
dengansolarimeter.
Gambar Solarimeter
Untuk melakukan pengukuran intensitas radiasi matahari harus
dilakukan pada saat kondisi cerah dikarenakan Intensitas radiasi matahari
pada kondisi cerah akan bertambah dari pagi, sejak terbit sampai siang
hingga tercapainya kondisi puncak dan turun sampai matahari terbenam
pada sore hari. Untuk Indonesia, jumlah jam surya adalah sekitar 4 - 5
jam per hari.
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
12/23
Tabel Intensitas Radiasi Matahari Indonesia berdasarkan sumber BMKG
2. Survey dan Metodologi PenelitianUntuk mendapatkan data-data, penelitian ini dilakukan survei
langsung pada lokasi, yang bertujuan untuk mendapatkan data-data primer
dan data skunder. Data-data tersebut diperoleh dengan beberapa cara:
1. Survey langsung dilapangan (Desa Paradaiya Kecamatan BontoManai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan)
2. Wawancara dengan kepala desa dan warga setempat3. Data BMG-SULSEL
Beberapa dokumentasi kegiatan survey lapangan pada desa
paradaiya Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi
selatan yakni sebagai berikut :
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
13/23
Gambar Konsumen Sosial Desa PasadaiyaKecamatan Bonto Manai Kepulauan
Selayar provinsi Sulawesi selatan
Kondisi Lingkungan Desa Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi
Sulawesi selatan
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
14/23
Gambar Konsumen Rumah Tanggga Desa ParadaiyaKecamatan Bonto Manai
Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan
Gambar salah satu mahasiswa yang berkunjung kerumah kepala desa paradaiya
Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
15/23
3. Keterjangkauan Terhadap Jaringan PLNDesa Paradaiya merupakan salah satu desa yang berada di
Kecamatan Bonto Manai Kepulauan Selayar provinsi Sulawesi selatan.
Jika di tinjau dari letak geografinya, letak desa cukup jauh kepedalaman
sehingga pihak PLN tidak dapat menyuplai tenaga listrik kedaerah tersebut
(unconnect to grid). Melihat kondisi tersebut maka potensi energi matahari
yang ada sangat efektif untuk dibangunnya Pembangkit listrik tenaga
surya (PLTS).
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
16/23
BAB IV
PERENCANAAN SISTEM PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK PLTS
A. Komponen UtamaPerencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya membutuhkan
perencanaan mengenai kebutuhan-kebutuhan sebagai berikut :
Kebutuhan daya pemakaian perhari Kebutuhan Modul Surya Kebutuhan Baterai Kebutuhan Solar Charge Controller
1. Dengan melihat tabel Perkiraan konsumsi energi dan waktu konsumsinyaberdasarkan pemakaian perjamnya, maka Kebutuhan daya pemakaian
perhari adalah sebanyak 71,4 kWh. Pada modul PV akan selalu ada daya
yang hilang, besarnya tergantung pada jenis dan kualitas dari modul
surya, untuk amannya maka kalikan total watt jam perhari dengan 1,3,
nilai inilah yang harus dihasilkan oleh sistem Solar Cell (panel surya).
Maka kebutuhan daya pemakaian perhari adalah :
71400 Wh x 1,3 = 92820Wh = 92,82 kWh
2. Kebutuhan modul suryaDi Indonesia umumnya energi surya yang dapat diserap dan dikonversi
kedalam energi listrik berlangsung selama 5 jam, karena itu untuk
menghitung berapa kebutuhan modul surya adalah dengan cara membagi
angka kebutuhan daya tersebut dengan 5.92820 : 5 = 18564 Wattpeak
Dimana panel surya yang akan digunakan adalah berukuran 100 WP,
maka kebutuhan modul surya adalah nilai kebutuhan watt peak tersebut
dibagi dengan nilai daya panel surya.
18564 : 100 = 185,64dibulatkan keatas menjadi 186 modul surya
Jadi modul surya yang akan dipakai adalah 186 modul surya dengan
ukuran 100 WP.
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
17/23
Spesifikasi Solar Cell (penel surya) yang dipakai :
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
18/23
3. Kebutuhan BatterySatuan energi (dalam Wh) dikonversikan menjadi Ah yang sesuai
dengan satuan kapasitas baterai sebagai berikut:
= 2975 Ah
Besarnya deep of discharge (DOD) baterai adalah 80% (Mark
Hankins, 1991: 68). Kapasitas baterai yang dibutuhkan adalah:
dibulatkan menjadi 3720Ah
Spesifikasi baterai yang digunakan :
Gambar Baterai /Aki untuk sel surya
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
19/23
Dengan menggunakan spesifikasi batterai (24 volt 300 Ah) yang
digunakan maka dapat dihitung banyaknya batterai yang diperlukan
ialah:
= 3720 Ah/300 Ah
= 12,4 buah batterai dibulatkan menjadi 13 Buah
4. Perhitungan Kapasitas Battery Charge Regulator (BCR)Beban pada sistem PLTS mengambil energi dari BCR. Kapasitas
arus yang mengalir pada BCR dapat ditentukan dengan mengetahui
beban maksimal yang terpasang. Beban maksimal yang terjadi pada
malam hari adalah 6210 watt pukul 18.00-20.00 Dengan beban maksimal
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
20/23
tegangan sistem adalah 24 volt maka kapasitas arus yang mengalir di
BCR:
= 258,75 A
Regulator Baterai / Battery Control Regulator (BCR)
Gambar BCR (battery control regulator)
Spesifikasi :
Model Number : C440-HVA
Application : Solar System Controller
Rated Voltage : 12, 24 or 48 V
Max Load Current : 400 A
High contrast LED dual Volt/Amp meters with on/off switch
Built in D/C Breakers 10000 Watt : 8 x 12 Hoffman Box
Reverse polarity protected
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
21/23
5. Perhitungan InverterSpesifikasi inverter harus sesuai dengan Battery Charge
Regulator (BCR) yang digunakan. Berdasarkan tegangan sistem dan
perhitungan BCR, maka tegangan masuk (input) dari inverter 24 V DC.
Tegangan keluaran (output) dari inverter yang tersambung ke beban
adalah 220 V AC.
Gambar Inverter yang akan digunakan
Place of Origin : SHG Shanghai, China (mainland)
Output Power : DC AC Power Inverter 2000W (2KW)Weight : 6.1 Kg
Type : DC/AC Inverters
Material : Aluminium
Certificate : CE, LVD, EMC, RoHS, ISO9001-2000
Advantages : Full Load, Strct Test
Brand Name : MKPower
Output Type : Single
Input Voltage : 24 to 48 V
Output Freq : 50 Hz/60Hz
Wave : Pure Sirie Wave Inverter
Ac Outlet : Optional
Main Markets : Europe. Asia. Middle East, USA
Model Number : MK-2000PS
Size : 435*200*80 mm
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
22/23
Output Voltage : AC 100-120V or AC220-240V
Output Current : 18.5 ~ 9 A
Color : Silver
Accessories : input terminal cables
Remote control : Optional
6. Panel Kontrol / Kontrol Box
Gambar Panel Kontrol Box
Dengan Spesifikasi:
Place of Origin : Fujian China (Mainland)
Brand Name : JINYUANModel Number : JB1024
Price : RP. 100.000Rp. 1.000.000/ unit
Protection Level : IP65
Type : Control Box
External Size : H14" x W10" x L10" (H355.6mm x W254mm x
W254mm) or customerized
Material available 1 : Steel metal, mild iron, aluminum alloy
7/22/2019 PLTS Arham Muhazzaf
23/23
Material available 2 : Stainless steel, SUS201 SUS301 SUS304 SUS316
SUS410
Material available 3 : CRS SPCC SECC SPCD SPCE
Material available 4 : HRS SPHC SPHD SPHE Coating:
Power coating,galvanize Zinc Plating,epoxy,barking spraying
Electrostatic spray : powder spray,electrostatic spraying
ISO : ISO 9001:2008 IP Level: IP66, IP65,IP56,IP55
B. Komponen Pendukung PLTSSelain komponen-komponen utama, sistem Pembangkit Listrik
Tenaga Surya (PLTS) juga memiliki beberapa komponen pendukung untuk
menunjang PLTS tersebut seperti:
1) Lahan untuk penempatan panel surya2) Power Bank(Rumah Penyimpanan Baterai)3) Pondasi/rangka Modul surya)4) Pengkabelan5)
Mini Cirkuit Breaker(MCB)