Mutamimah

    FOLLOW  

Langkah-langkah dalam Perancangan PLTS

Pendidikan dan Literasi | Thursday, 23 Feb 2023, 09:52 WIB

PLTS adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya, yaitu suatu sistem pembangkit listrik yang menggunakan energi matahari untuk menghasilkan listrik. PLTS terdiri dari beberapa komponen utama, termasuk panel surya, inverter, sistem penyimpanan daya, dan sistem kontrol. Panel surya mengubah energi matahari menjadi energi listrik DC, yang kemudian diubah menjadi AC oleh inverter agar dapat digunakan oleh peralatan listrik. Sistem penyimpanan daya digunakan untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dan dapat digunakan saat sinar matahari tidak tersedia. Sistem kontrol digunakan untuk memantau dan mengontrol operasi PLTS secara otomatis. PLTS merupakan alternatif yang ramah lingkungan dan ekonomis untuk pembangkit listrik konvensional yang menggunakan bahan bakar fosil.

Dalam merancang PLTS, beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain:

1. Kebutuhan daya

Evaluasi kebutuhan daya harus dilakukan untuk menentukan berapa banyak daya yang dibutuhkan oleh PLTS. Ini akan membantu menentukan ukuran PLTS yang tepat dan jumlah panel surya yang diperlukan.

2. Lokasi

Lokasi PLTS harus dipilih dengan hati-hati. Area yang terpapar sinar matahari langsung selama sebagian besar waktu adalah lokasi yang ideal. Selain itu, harus ada akses ke sistem listrik dan jaringan yang terhubung ke PLTS.

3. Ukuran PLTS

Ukuran PLTS harus dipilih dengan benar untuk memastikan bahwa sistem dapat menghasilkan daya yang cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik dan mampu menangani beban listrik yang berbeda. Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam menentukan ukuran PLTS meliputi konsumsi daya, lokasi, dan kemampuan sistem untuk menangani beban yang berbeda.

4. Jenis panel surya

Pemilihan jenis panel surya harus didasarkan pada kondisi lingkungan dan kebutuhan daya. Ada beberapa jenis panel surya yang tersedia, seperti panel surya monokristalin, polikristalin, dan film tipis.

5. Sistem penyimpanan daya

Sistem penyimpanan daya sangat penting dalam PLTS, terutama jika lokasi PLTS mengalami banyak hujan atau sinar matahari tidak tersedia sepanjang waktu. Sistem penyimpanan daya harus dipilih dengan benar untuk memastikan bahwa energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat disimpan dan digunakan saat dibutuhkan.

6. Instalasi

Instalasi PLTS harus dilakukan oleh tenaga ahli yang berpengalaman dalam bidang ini. Instalasi yang kurang baik dapat mengakibatkan kerusakan pada sistem dan bahkan berbahaya bagi pengguna.

7. Pemeliharaan

PLTS membutuhkan pemeliharaan yang teratur untuk memastikan kinerja yang optimal. Pemeliharaan meliputi pemeriksaan panel surya, inverter, sistem penyimpanan daya, dan kabel untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik dan memperbaiki masalah jika ditemukan.

Langkah-langkah dalam perancangan PLTS

1. Menentukan Sistem PLTS

Sistem PLTS sendiri terbagi menjadi 3 jenis yaitu :

- Sistem PLTS Standalone

Pada sistem Standalone, PLTS adalah satu-satunya sumber energi listrik. Sistem ini sering diimplementasikan di daerah yang belum terjangkau PLN dan tidak bergantung pada pembangkit listrik lain (tidak terhubung dengan jaringan utilitas). Untuk membentuk jaringan listrik yang berdiri sendiri dan mengimbangi intermittency sistem ini, umumnya digunakan sistem penyimpanan energi dalam bentuk baterai. Pada topologi ini, terdapat dua skema suplai, yakni suplai sebagian hari atau suplai 24 jam. Kapasitas baterai yang dipilih harus mampu diaplikasikan secara kontinu untuk durasi yang sesuai dengan skema suplai yang direncanakan.

- Sistem PLTS On-Grid dengan Baterai untuk Smoothing

Pada sistem PV On-Grid dengan baterai untuk smoothing, sistem PLTS dan jaringan utilitas menjadi sumber energi listrik, dan baterai sebagai sistem penyimpanan energi melengkapi sistem PLTS untuk mempertahankan daya keluaran tetap stabil (smoothing). Sistem ini terhubung dengan jaringan utilitas sebagai referensi tegangan dan frekuensi sehingga sistem ini akan berhenti beroperasi ketika tidak ada koneksi dengan jaringan utilitas (dikarenakan hilangnya referensi).

Berbeda dengan sistem Standalone, pada sistem ini, terdapat pembangkit-pembangkit lain yang tergabung di dalam jaringan utilitas sehingga sebagian dampak intermittency PLTS dapat ditanggulangi oleh pembangkit-pembangkit lain tersebut. Hanya saja, respons dari utilitas sangat bergantung kepada ketersediaan dan spesifikasi masing-masing pembangkit karena pembangkit-pembangkit tersebut tidak secara langsung diintegrasikan dengan PLTS. Sistem ini cocok untuk menyuplai sebagian kecil beban pada jaringan utilitas.

- Sistem PLTS Hibrida/Mikrogrid Interaktif (PV-Baterai-Diesel

Mikrogrid didefinisikan sebagai kumpulan dari sumber pembangkit listrik dan beban yang beroperasi saat terhubung dengan jaringan utilitas, namun juga dapat tetap beroperasi saat terputus dari jaringan utilitas21. Pada sistem ini, terdapat sistem PLTS dan generator diesel sebagai sumber energi listrik, sistem penyimpanan energi dalam bentuk baterai, dan beban lokal. Sistem PLTS pada topologi Mikrogrid Interaktif dapat beroperasi pada mode on-grid (dengan menggunakan jaringan utilitas sebagai referensi frekuensi dan tegangan) ataupun islanded (tanpa terhubung dengan jaringan utilitas). Sistem ini memiliki sistem kendali yang paling kompleks di antara tiga topologi sistem yang dijelaskan sebelumnya.

2. Evaluasi Lahan PLTS

Sebelum melakukan perancangan PLTS, perlu dipastikan terlebih dahulu lahan PLTS yang akan digunakan karena hal ini berdampak pada kelayakan PLTS tersebut (dari sisi teknis maupun finansial).

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan lahan untuk PLTS adalah sebagai berikut :

1. Luas lahan yang cukup. Lahan yang dibutuhkan secara kasar dapat diestimasikan sebagai berikut, dengan rasio DC/AC yang merupakan perbandingan total daya modul dengan inverter.

2. Total biaya pembelian/sewa. Lahan dengan kontur berbukit-bukit / tanah gambut / bebatuan keras akan memerlukan biaya persiapan dan instalasi yang lebih tinggi.

3. Rencana peruntukan calon lahan perlu dipastikan agar PLTS dibangun pada lokasi yang sesuai, yakni tidak pada hutan lindung, tidak berpotensi banjir/longsor, jauh dari potensi debu tebal, dekat beban, dan lain sebagainya.

4. Kejelasan dokumen calon lahan untuk menghindari sengketa.

5. Aksesibilitas jalur transmisi.

6. Aksesibilitas jalur transportasi dan logistik.

3. Pemilihan Komponen

Setelah melakukan perhitungan kapasitas komponen PLTS, pemilihan komponen berdasarkan ketersediaan di pasaran merupakan langkah penting untuk memastikan bahwa hasil perhitungan kapasitas komponen tersebut dapat direalisasikan. Pada umumnya, akan ditemukan perbedaan antara hasil perhitungan kapasitas dengan nilai kapasitas yang disusun berdasarkan komponen yang tersedia. Oleh karena itu, untuk proses lebih lanjut seperti halnya lelang, pembuatan ToR, penentuan harga satuan, dan referensi lainnya, dianjurkan untuk mengacu pada nilai kapasitas yang telah disesuaikan.

4. Konfigurasi Sistem

a) Konfigurasi Sistem PV

Konfigurasi sistem PV terdiri dari jumlah inverter dan modul PV, jumlah seri modul PV per string, dan jumlah string PV per inverter. Informasi mengenai parameter komponen yang dipilih akan menjadi acuan dalam menentukan konfigurasi sistem PV

b) Konfigurasi Sistem Baterai

Jumlah inverter baterai, jumlah baterai, jumlah baterai dalam seri, dan jumlah paralel baterai dapat ditentukan berdasarkan informasi kebutuhan sistem dan parameter komponen (baterai dan inverter baterai)

Berbeda dengan baterai yang tersedia per cell, manufaktur sistem baterai yang menggunakan teknologi Li-ion pada umumnya menggabungkan baterai Li-ion, baterai inverter, sistem monitoring dan kendali, dan tempat penyimpanan menjadi satu kesatuan produk. Hal ini untuk memastikan sistem proteksi dan kendalinya terintegrasi dengan baik sesuai standar manufaktur. Kesatuan produk baterai Li-ion tidak dijual per cell, namun dalam bentuk modul baterai dengan total kapasitas tertentu. Oleh karena itu, kebutuhan jumlah modul sistem tersebut dapat ditentukan dengan membagi kebutuhan kapasitas sistem baterai dengan kelipatan kapasitas modul komponen manufaktur tersebut.

5. Analisis Performa

Performance Ratio (PR) didefinisikan sebagai rasio antara energi listrik AC yang dihasilkan oleh pembangkit dengan hasil perhitungan teoretis yang akan dihasilkan oleh pembangkit jika modul mengonversi irradiance yang diterima menjadi energi listrik berdasarkan kapasitas pembangkit tersebut. Perhitungan teoretis ini didasari oleh data irradiance yang terukur di lapangan. Definisi lengkap PR terdapat pada IEC 61724 “Photovoltaic system performance monitoring—Guidelines for measurement data exchange and analysis.”27.

PR menghitung efek keseluruhan dari kerugian sistem pada PLTS, termasuk kerugian yang disebabkan oleh modul, temperatur, pengurangan efisiensi cahaya rendah, inverter, pemasangan kabel, bayangan, dan pengotoran. Prediksi terhadap nilai PR sebuah PLTS dapat dilakukan dengan bantuan perangkat lunak PVSyst yang dapat melakukan simulasi produksi energi dan menunjukkan performa sistem berupa:

· Produksi energi total (MWh/y) sebagai evaluasi profitabilitas sistem pembangkit listrik tenaga surya.

· Rasio performa (%) yang menunjukkan seberapa efisien sistem PLTS memanfaatkan energi surya yang tersedia.

· Energi spesifik (kWh/kWp) adalah indikator produksi berdasarkan irradiance yang tersedia pada sebuah lokasi dan desain PLTS.

6. Uji Performa

Hasil perhitungan pada analisis performa menunjukkan perkiraan kinerja PLTS yang dilakukan secara teoritis baik menggunakan perhitungan manual maupun perangkat lunak enjiniring seperti halnya PVsyst, Homer, PVsol, dll. Pada kondisi aktual setelah PLTS selesai dibangun, terdapat beberapa hal penting yang perlu diuji untuk memastikan bahwa setiap komponen dapat berfungsi dengan baik dan sesuai desain. Hasil pengujian performa ini nantinya dapat dibandingkan dengan hasil perhitungan dari hasil analisis performa guna menentukan kesesuaian kinerja aktual dengan yang diharapkan berdasarkan desain.

Sumber : Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, atas nama KementerianFederal Jerman untuk Kerja sama Ekonomi dan Pembangunan (2020). Design and Control of PV HybridSystem in Practice. Jakarta: GIZ