Solar Charge Controller 

Solar Charge Controller adalah komponen di dalam sistem PLTS berfungsi sebagai

pengatur arus listrik (Current Regulator) baik terhadap arus yang masuk dari panel PV maupun arus beban keluar / digunakan. Bekerja untuk menjaga baterai dari pengisian yang berlebihan (OverCharge), Ini mengatur tegangan dan arus dari panel surya ke baterai. Sebagian besar Solar PV 12 Volt menghasilkan tegangan keluar (V-Out) sekitar 16 sampai 20 volt DC, jadi jika tidak ada peraturan, baterai akan rusak dari pengisian tegangan yang berlebihan yang umumnya baterai 12Volt membutuhkan tegangan pengisian (Charge) sekitar 13-14,8 volt. .

Fungsi dan fitur Solar Charge Controller:1. Saat tegangan pengisian di baterai telah mencapai keadaan penuh, maka controller akan

menghentikan arus listrik yang masuk ke dalam baterai untuk mencegah over charge,.. dengan demikian ketahanan baterai akan jauh lebih tahan lama. Di dalam kondisi ini, listrik yang tersupply dari panel surya akan langsung terdistribusi ke beban / peralatan listrik dalam jumlah tertentu sesuai dengan konsumsi daya peralatan listrik.

2. Saat voltase di baterai dalam keadaan hampir kosong, maka controller berfungsi menghentikan pengambilan arus listrik dari baterai oleh beban / peralatan listrik. Dalam kondisi voltase tertentu ( umumnya sekitar 10% sisa voltase di baterai ) , maka pemutusan arus beban dilakukan oleh controller. Hal ini menjaga baterai dan mencegah kerusakan pada sel – sel baterai. Pada kebanyakan model controller, indikator lampu akan menyala dengan warna tertentu ( umumnya berwarna merah atau kuning ) yang menunjukkan bahwa baterai dalam proses charging. Dalam kondisi ini, bila sisa arus di baterai kosong (dibawah 10%), maka pengambilan arus listrik dari baterai akan diputus oleh controller, maka peralatan listrik / beban tidak dapat beroperasi.

3. Pada controller tipe – tipe tertentu dilengkapi dengan digital meter dengan indikator yang lebih lengkap, untuk memonitor berbagai macam kondisi yang terjadi pada sistem PLTS dapat terdeteksi dengan baik.

Charging Mode Solar Charge ControllerDalam charging mode, umumnya baterai diisi dengan metoda three stage charging:

Fase bulk: baterai akan di-charge sesuai dengan tegangan setup (bulk – antara 13.4 – 14.8 Volt) dan arus diambil secara maksimum dari panel surya. Pada saat baterai sudah pada tegangan setup (bulk) dimulailah fase absorption.

Fase absorption: pada fase ini, tegangan baterai akan dijaga sesuai dengan tegangan bulk, sampai solar charge controller timer (umumnya satu jam) tercapai, arus yang dialirkan menurun sampai tercapai kapasitas dari baterai.

Fase float: baterai akan dijaga pada tegangan float setting (umumnya 13.4 – 13.7 Volt). Beban yang terhubung ke baterai dapat menggunakan arus maksimun dari panel surya / solar cell pada stage ini.

Sensor Temperatur Baterai Untuk solar charge controller yang dilengkapi dengan sensor temperatur baterai. Tegangan charging disesuaikan dengan temperatur dari baterai. Dengan sensor ini didapatkan optimun dari charging dan juga optimun dari usia baterai. Apabila solar charge controller tidak memiliki sensor temperatur baterai, maka tegangan charging perlu diatur, disesuaikan dengan temperatur lingkungan dan jenis baterai.Mode Operation Solar Charge Controller Pada mode ini, baterai akan melayani beban. Apabila ada over-discharge maupun over-load, maka baterai akan dilepaskan dari beban. Hal ini berguna untuk mencegah kerusakan dari baterai. 

VRLA Baterai

  

VRLA kepanjangan dari Valve Regulated Lead Acid yang memiliki sebutan lain SLA (Sealed Lead Acid), di Indonesia lebih dikenal dengan sebutan Aki/ Baterai Kering/ tertutup.Baterai jenis ini bersifat tertutup (sealed), sehingga penguapan/ evaporasi yang dikeluarkan sangat kecil (rekombinasi) maka tidak memerlukan penambahan cairan electrolyte selama masa pemakaian baterai tersebut. Proses penguapan/ evaporasi pada baterai diatur oleh bagian yang disebut Valve (Katup).

Penggolongan Baterai VRLA berdasarkan teknologinya:1. Teknologi AGM (Absorptive Glass Mate)

Cairan electrolyte terserap oleh lembaran separator fiber glass (serat kaca).Pada Depth of Discharge (DoD) 30% baterai cycle life mencapai 1.400 cycle.

2. Teknologi GELCairan electrolyte berbentuk gel yang bersifat lebih solid dan kaku (fixed).Pada Depth of Discharge (DoD) 30% baterai cycle life mencapai 2.000 cycle.

Baterai VRLA menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan dengan aki/batterai asam timbal (Aki basah & MF).

Baterai dapat dipasang dalam posisi apapun, karena katup hanya beroperasi pada kesalahan overpressure.

Bebas perawatan mengurangi inspeksi dan pemeliharaan. Lebih Aman, karena sistem baterai ini dirancang untuk menjadi rekombinan dan

menghilangkan emisi gas/uap pada overcharge, maka tidak ada uap yang dipancarkan selama operasi normal. (Uap dapat mengakibatkan korosi dan karat pada logam bila terjadi kebocoran/retak).

Penggolongan Baterai VRLA berdasarkan penggunaannya:1. Standby Use

Baterai bekerja mengeluarkan arus pada waktu sumber listrik utama tidak bekerja.Contoh pengaplikasian : pada UPS system, lampu emergency, dsb.

2. Cyclec UseBaterai bekerja mengeluarkan arus (discharging) kemudian dilanjutkan proses charging, dilanjutkan proses discharging dan charging kembali, dst. Proses 1X charging – 1X discharging disebut satu siklus.Contoh pengaplikasian : Baterai-baterai peralatan elektronika, kendaraan bertenaga baterai seperti forklift, golf mobile, dsb.

 

Perangkat Solar Home System

  

Solar Home System (SHS)adalah sistem PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) mandiri, yang menawarkan solusi penyediaan sumber listrik yang praktis dan flexible untuk memenuhi kebutuhan listrik untuk peralatan rumah tangga, penerangan, komputer, dll, terutama pada daerah yang belum terjangkau jaringan listrik PLN.

SHS biasanya terdiri dari satu atau lebih modul Solar PV, Solar charge controller yang mendistribusikan pengaturan arus untuk melindungi baterai dan peralatan dari kerusakan, Baterai/aki untuk menyimpan energi untuk digunakan malam hari atau ketika matahari tidak bersinar.. dan inverter untuk menghasilkan tegangan output 220V.SHS dapat dikombinasikan dengan sumber backup cadangan (Eksternal) seperti PLN/Genset*Jika diperlukan) dengan sistem switching sederhana sampai dengan otomatis. SHS skala kecil umumnya di desain secara portable dalam satu unit box, sehingga mudah dipindahkan, dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan pengguna (Custom). Sedangkan SHS skala besar dapat dibangun dalam satu area terpusat yang dikenal dengan istilah SHS centralisasi/komunal.

  

Pada sistem PLTS, kebutuhan energi yang dibutuhkan harus dihitung dan disesuaikan dengan tepat, besarnya tergantung dari intensitas cahaya matahari dan jumlah modul surya yang dipasang. Untuk efisiensi beban yang lebih tinggi, sebaiknya gunakan peralatan hemat energi seperti lampu gunakan lampu LED, dan TV gunakan LCD/LED.Keuntungan menggunakan Solar Home System:

1. Instalasi mudahHanya dengan menggunakan peralatan sederhana dan tidak memerlukan keahlian khusus.

2. Pengoperasian mudahSistem bekerja tanpa bahan bakar dan tidak memerlukan pengoperasian khusus.

3. Daya tahan lamaSistem telah terbukti dapat bekerja secara kontinyu dengan baik selama lebih dari 25 tahun.

4. Ramah lingkunganSistem tidak mengakibatkan polusi dan tidak menghasilkan gelombang elektromagnetik.

 

Sistem Off Grid, On Grid PLTS

   

Off Grid System Merupakan sistem pembangkit listrik tenaga surya untuk daerah-daerah terpencil/pedesaan yang tidak terjangkau oleh jaringan PLN. Off Grid System disebut jugaStand-Alone PV system yaitu sistem pembangkit listrik yang hanya mengandalkan energi matahari sebagai satu-satunya sumber energi utama dengan menggunakan rangkaian photovoltaic modul (Solar PV) untuk menghasilkan energi listrik sesuai dengan kebutuhan.Sistem off grid umumnya digunakan pada daerah/wilayah yang jauh / tidak terjangkau jaringan listrik (PLN).. Beberapa produk off grid system diantaranya SHS (Solar Home System), PJUTS, dan PLTS Komunal untuk system berskala besar.

  On Grid /Grid Tie System

Sistem ini menggunakan solar panel (panel photovoltaic) untuk menghasilkan listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Dengan adanya sistem ini akan mengurangi tagihan listrik rumah tangga, dan memberikan nilai tambah pada pemiliknya.

Rangkaian sistem ini akan tetap berhubungan dengan jaringan PLN dengan mengoptimalkan pemanfaatan energi dari panel surya untuk menghasilkan energi listrik semaksimal mungkin.

Hybrid System

   

Merupakan penggunaan 2 sistem atau lebih pembangkit listrik dengan sumber energi yang berbeda. Umumnya sistem pembangkit yang banyak digunakan untuk hybrid adalah genset, PLTS, mikrohydro, tenaga angin.Sistem ini merupakan salah satu alternatif sistem pembangkit yang tepat diaplikasikan pada daerah-daerah yang sukar dijangkau oleh sistem pembangkit besar seperti jaringan PLN atau Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Sistem hybrid ini memanfaatkan renewable energy sebagai sumber utama (primer) yang dikombinasikan dengan genset atau lainnya sebagai sumber energi cadangan (sekunder). Kami juga mendesain produk SHS yang dilengkapi fitur backup / input cadangan yang dapat disesuai dengan kebutuhan, diantaranya SHS Hybrid, dan UPS.

Mobil Unit Bencana (MUB) PLTS

Mobil Unit Bencana (MUB) diaplikasikannya sistem pembangkit listrik tenaga matahari/surya (PLTS) untuk memenuhi kebutuhan energi listrik pada perangkat komunikasi komputer di dalamnya,. MUB bertujuan untuk mengantisipasi putusnya sistem telekomunikasi dan aliran listrik saat terjadi bencana, berfungsi sebagai kantor dan pusat komunikasi darurat dalam 47 jam pertama yang diharapkan dapat membantu dalam penyebaran informasi secara up to date, melalui media komunikasi selular dan Internet.

Aplikasi berbasis PLTS

Untuk mendukung operasional, MUB dilengkapi dengan berbagai perangkat teknologi yang mempuni, diantaranya komunikasi satelit VSAT yang mendukung mobile Wi-Fi/Hotspot, 2 PC smart Touch, Printer & Fax, LCD TV, speaker,  mixer, mikrofon, sebagai sarana informasi media audio dan visual, Serta lampu penerangan berbasis LED.Untuk sistem daya MUB dibekali tiga sumber listrik, yaitu PLN dan Genset sebagai sumber daya cadangan, dan PLTS sebagai sumber daya utamanya. PLTS dibangun menggunakan Solar panel dengan total daya 1650WP yang dipasang pada sisi-sisi dan atap kendaraan, dan dikonversi melalui Inverter untuk menyediakan energi listrik 220 volt setara PLN untuk seluruh perangkat elektronik yang dapat digunakan secara bersamaan selama 35 jam. meskipun tidak terdapat sinar matahari.

Solar Panel pada sisi MUB

Semua unit perangkat, tertera kebutuhan total daya sebesar 320watt/jam yang seluruhnya disupplay dari sistem PLTSnya.Mobil yang dioperasikan oleh lima personil ini memiliki spesifikasi khusus, di mana dua personil bertindak mengoperasikan kendaraan dan menguasai teknis dari MUB, kemudian satu personil bertindak sebagai reporter yang melaporkan peristiwa, dan dua personil lainnya berkoordinasi dengan pemerintah pusat dan instansi terkait lainnya.Saat ini Mobil Unit Bencana (MUB) masih dalam tahap prototipe dan uji coba, Mobil Unit Bencana (MUB) dapat dijadikan salah satu contoh pemanfaatan sumber alam untuk menghasilkan energi listrik alternatif yang ramah lingkungan dan bersahabat.

Menghitung Kebutuhan system PLTS

 

  Solar Home System

Diagram Dasar Photovoitaics ( Solar PV) adalah Modul yang mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi arus listrik. Bahan-bahan tertentu, seperti silikon, secara alami melepaskan elektron ketika mereka terkena cahaya, dan elektron ini kemudian dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan arus listrik. Panel PV menghasilkan arus listrik searah (DC), yang harus dikonversi ke arus listrik  AC (Alternating Current), Sebuah inverter digunakan untuk mengubah listrik DC menjadi listrik AC untuk menjalankan peralatan rumah tangga standar yang umumnya bertegangan 220 Volt. Jumlah listrik yang dihasilkan inverter diukur dalam watt (W).Dengan asumsi efisiensi power inverter 90%; Untuk menentukan kebutuhan listrik cadangan anda ditentukan oleh dua hal yaitu:

1. Menentukan type watt inverter dengan cara menjumlah beban watt dari perangkat yang ingin anda back up. Daya total ini dihitung dalam Watt/hours, atau total daya yang digunakan bersamaan setiap jamnya.Contoh:Beban listrik yang ingin di back up oleh anda sejumlah 450 W/h maka anda bisa menggunakan inverter 500watt, boleh lebih tetapi tidak boleh kurang. Dengan mempertimbangkan faktor efisiensi, sebaiknya daya watt inverter mendekati daya watt beban.

2. Menentukan baterai yang digunakan untuk lama waktu back up.. Contoh rumus :Aki mobil 12Volt 100Ah dan total beban 400 watt/jam Maka rumusnya adalah,12 Volt dikali 100Ah =1200watt/jam dibagi Beban 400watt = 3 jam

Kesimpulan: Inverter untuk membackup beban listrik yang ingin di back up Baterai berfungsi untuk lama ketahanan back up