Pembangkit Listrik Tenaga Surya

I

KATA PENGANTAR Tujuan dari penulisan buku ajar ini adalah membantu para pembaca khususnya siswa jurusan Pembangkit Tanaga Listrik bagi yang menempuh mata pelajaran Renewable Energy.

Buku ini menyajikan topic bahasan yang telah disesuaikan dengan Kurikulum Teknik Pembangkit Tenaga Listrik untuk mendalami permasalahan terkait Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Setiap pembahasan dari buku ini akan dilanjutkan dengan rangkuman dan soalsoal formatif dalam bentuk soal ilihan ganda dan essay untuk mengukur sejauh mana tingkat pemahaman pembaca.

Buku ini membahasa tentang materi Pembangkit LIstrik Tenaga Surya terdiri dari 5 topik bahasan diantaranya (1) Tenaga Surya (2) Diskripsi Umum PLTS (3) Komponen PLTS (4) Pengoperasian PLTS (5) Proteksi dan Pemeliharaan PLTS. Di setiap pembahasan dari buku ini tentu masih terdapat banyak kekurangan, sehingga diharapkan bagi pembaca untuk dapat mengembangkan sesuai dengan perkembngan ilmu pengetahuan dan teknologi. Selain itu, penulis juga mengharapkan adanya masukan, kritik, dan saran demi perbaikan dan penyempurnaan dari buku ajar ini.

Dengan adanya buku ajar ini, semoga dapat memberikan manfaat bagi para pembaca khusunya siswa untuk mendalami materi terkait Pembangkit Listrik Tenaga Surya.

Malang, November 2019

Penulis

II

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

II

Daftar Isi

III

Daftar Gambar

VI

Daftar Tabel

VIII

Pendahuluan

IX

BAB 1

Energi Surya (Matahari)

Tujuan pembelajaran

1

Peta Konsep

2

Tenaga Surya

3

Konversi Energi Surya

7

Potensi Energi Surya di Indonesia

8

Rangkuman

10

Tes Formatif

11

Daftar Rujukan

14

III

BAB 2

Diskripsi Umum Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Tujuan Pembelajaran

15

Peta Konsep

16

Perkembangan Sel Surya

17

Prinsip Kerja Sel Surya

19

Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya

21

Keunggulan dan Kelemahan PLTS

27

Rangkuman

30

Tes Formatif

31

Daftar Rujukan

34

BAB 3

Komponen PLTS

Tujuan pembelajaran

35

Peta Konsep

36

Generator Sel Surya (Photovoltaic)

37

Modul Surya

40

Inverter

42

Charge Controller

43

Baterai

44

Rangkuman

50

Tes Formatif

51

Daftar Rujukan

54

IV

Pengoperasian PLTS

BAB 4

Tujuan Pembelajaran

55

Peta Konsep

56

Identifikasi dan Pemeriksaan Komponen PLTS

57

Pemeriksaan Instalasi Listrik

61

Keselamatan dan Kesehatan Kerja dalam Pengoperasian PLTS

65

Pengoperasiam

68

Mengamati Besaran Listrik

79

Rangkuman

84

Tes Formatif

85

Daftar Rujukan

88

BAB 5

Proteksi dan Pemeliharaan PLTS

Tujuan pembelajaran

89

Peta Konsep

90

Pemilihan Alat Proteksi PLTS

91

Pemeliharaan PLTS

95

Penangganan Gangguan Darurat PLTS

103

Kejadian Error Pada Inverter/Charge Controller

105

Rangkuman

108

Tes Formatif

109

Daftar Rujukan

112

Glosarium

113

Kunci Jawaban

116 V

DAFTAR GAMBAR 1.1.

Matahari .............................................................................................................. 3

1.2. Radiasi Langsung dan Radiasi Sebaran ............................................ 4 1.3. Variasi Insolasi Surya ................................................................................... 5 1.4. Grafik Distribusi Penyinaran di Indonesia ........................................ 6 2.1. Junction Antara Semikonduktor Tipe p & Tipe N ........................ 19 2.2. Ilustrasi Cara Kerja Sel Surya Dengan Prinsip PN ..................... 20 2.3. Komponen Pelenkap Sel Surya ............................................................ 21 2.4. Contoh Penerapan Sel Surya Pada Panel Surya ......................... 22 2.5. Diagram Prinsip PLTS Stand Alone .................................................... 23 2.6. Diagram Prinsip PLTS Grid-Connected ........................................... 24 2.7. Sistem PLTS Charge Control Terpisah & Terintegrasi ............ 25 2.8. PLTS On-Grid Tersebar (Distributed)............................................... 25 3.1. Struktur Sel SUrya ..................................................................................... 38 3.2. Proses Kerja Sel Surya ............................................................................. 38 3.3. Efek Fotofoltaik ............................................................................................ 39 3.4. Tahapan Generator Surya .................................................................... 40 3.5. Bagian Modul Surya Crystalline Silicon .......................................... 40 3.6. Modul Surya MonoCrystalline & Polycrystaline ............................. 41 3.7. Skema Prinsip Kerja Inverter Satu Fasa.......................................... 42 3.8. Prinsip Kerja Teknologi PWM ................................................................ 42 3.9. Inverter Untuk Mengubah Arus DC ke AC ...................................... 43 3.10. Charge Controller ......................................................................................44 3.11. Baterai/Aki Sebagai Penyimpanan Energy Listrik ...................... 45 3.12. Manfaat Dari Sistem Tracking Poros Ganda ................................. 47 3.13. Pengaruh Shading Terhadap Modul Surya .................................... 48 4.1. Baterai/Aki Sebagai Penyimpanan Energy Listrik ...................... 57 VI

4.2. Power Conditioner ...................................................................................... 58 4.3. Pemasangan BCU ........................................................................................ 59 4.4. Contoh Sistem Rumah ............................................................................. 60 4.5. Kontrol Elektrik Yang Bersih ................................................................... 61 4.6. Kontroler Listrik Yang Menjadi Sarang Tikus ................................ 62 4.7. Pelanggan Mengganti Sekring Dengan Kabel .............................. 62 4.8. Meteran LIstrik Yang Dilengkapi Dengan Catatan ..................... 63 4.9. Jaringan Listrik di Atas Atap Rumah ................................................. 63 4.10. Jaringan Kabel Listrik Pada Tiang Jaringan ............................... 64 4.11. Semua Komponen Di Atas Harus DIperiksa ...................................64 4.12. Kedudukan Normal JArum Penunjuk Meter ................................... 74 4.13. Multimeter Untuk Mengukur Arus DC ............................................... 76 4.14. Operator HArus Selalu Berpedoman Buku Petunjuk .................. 77 5.1. Sistem Proteksi Untuk Baterai ............................................................... 91 5.2. Sistem Proteksi Pada Panel Listrik PLTS. ........................................ 92 5.3. Photovoltaic Fuse ........................................................................................ 94 5.4. MCB DC Photovoltaic ................................................................................. 95 5.5. Pemasangan MCB DC Photofoltaic ..................................................... 95

VII

DAFTAR TABEL 1.1.

Matahari ..............................................................................................................8

2.1. Memberikan Gambaran Singkat Pebandingan ........................... 29 3.1. Secondary Battery Type And Characteristic ................................ 45 4.1. Contoh Lembar Isian Harian.................................................................. 65 4.2. Contoh Log Book ......................................................................................... 73 5.1. Rating Fuse DC ............................................................................................. 94 5.2. Cara dan Tindakan Pemeliharaan PLTS .......................................... 96

VIII

PENDAHULUAN A. Sel Surya (Fotovoltaik) Alat pada sel surya sering disbut juga fotovoltaik. Sel surya dapat menyerap gelombang elektromagnetik dan mengubah energi foton yang diserapnya menjadi energi listrik.

Bagian terbesar sel surya adalah sebuah dioda. Dioda terbuat dari suatu semikonduktor dengan jurang energi (Ec – Ev). Ketika energi foton yang datang lebih besar dari jurang energi ini, foton akan diserap oleh semikonduktor untuk membentuk pasangan elektronhole. Elektron dan hole kemudian ditarik oleh medan listrik sehingga menimbulkan photocurrent (photo current )bisa juga dinamakan sebagai arus yang dihasilkan oleh cahaya). Dalam sel surya tidak hanya photocurrent yang penting, tetapi ada beberapa parameter lain yang perlu mendapat kajian.

Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi. Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan parallel.

IX

Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot listrik Secara sederhana, proses pembentukan gaya gerak listrik (GGL) pada sebuah sel surya adalah sebagai berikut: 1. Foton dari cahaya matahari menumbuk panel surya kemudian diserap oleh material semikonduktor seperti silikon.

2. Elektron (muatan negatif) terlempar keluar dari atomnya, sehingga mengalir melalui material semikonduktor untuk menghasilkan listrik.

Muatan positif yang disebut hole (lubang) mengalir dengan arah yang berlawanan dengan elektron pada panel surya silikon.

3. Gabungan/susunan beberapa panel surya mengubah energi surya menjadi sumber daya listrik DC.

B. Proses Konversi Energi Dalam sistem penerapan fotovoltaik dapat digabungkan dengan pembangkit lain seperti pembangkit tenaga diesel (PLTD) dan pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTM). Penggabungan ini dinamakan sistem hibrida yang tujuannya untuk mendapatkan daya guna yang optimal. Pada sistem ini PLTS merupakan komponen utama, sedang pembngkit listrik lainnya digunakan untuk mengkompensasi kelemahan sistem PLTS dan mengantisipasi ketidakpastian cuaca dan sinar matahari. Pada sistem PLTSPLTD, PLTD-nya akan digunakan sebagai “bank up� untuk mengatasi beban maksimal. Pengkajian dan penerapan sistem ini sudah dilakukan di Bima (NTB) dengan kapasitas PLTS 13,5 kWp dan PLTD 40 kWp.

X

Penggabungan antara PLTS dengan PLTM mempunyai prospek yang cerah. Hal ini karena sumber air yang dibutuhkan PLTM relatif sedikit dan itu banyak terdapat di desa-desa. Untuk itulah pemerintah Indonesia dengan pemerintah Jepang telah merealisasi penerapan sistem model hidro ini di desa Taratak (Lombok Tengah) dengan kapasitas PLTS 48 kWp dan PLTM sebesar 6,3 kWp. Pada sistem hibrida antara fotovoltaik dengan Fuel Cell (sel bahan bakar), selisih antara kebutuhan listrik pada beban dan listrik yang dihasilkan oleh fotovoltaik akan dipenuhi oleh fuel cell. Controller berfungsi untuk mengatur fuel cell agar listrik yang keluar sesuai dengan keperluan. Arus DC yang dihasilkan fuel cell dan arus fotovoltaik digabungkan pada tegangan DC yang sama kemudian diteruskan ke power conditioning subsystem (PCS) yang berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi arus AC. Keuntungan sistem ini adalah efesiensinya tinggi sehingga dapat menghemat bahan bakar, dan kehilangan daya listrik dapat diperkecil dengan menempatkan fuel cell dekat pusat beban.

C. Sistem PLTS PLTS dengan sistem sentralisasi artinya pembangkit tenaga listrik dilakukan secara terpusat dan suplai daya ke konsumen dilakukan melalui jaringan distribusi. Sistem ini cocok dan ekonomis pada daerah dengan kerapatan penduduk yang tinggi. Contohnya PLTS di Desa Kentang Gunung Kidul mempunyai kapasitas daya 19 kWp, kapasitas baterai 200 volt dan beban berupa penerangan yang terpasang pada 85 rumah. Sementara itu PLTS dengan sistem individu daya terpasangnya relatif kecil yaitu sekitar 4855 Wp. Jumlah daya sebesar 50 Wp per rumah tangga diharapkan dapat memenuhi kebutuhan penerangan, informasi (TV dan Radio) dan komunikasi (Radio komunikasi). Dan sampai tahun 95 sistem ini sudah terpasang sekitar 10.000 unit yang tersebar di seluruh perdesaan Indonesia dan pengelolaannya yang meliputi pemeliharaan dan pembayaran dilaksanakan oleh KUD.

XI

Melihat trend harga sel surya yang semakin menurun dan dalam rangka memperkenalkan sistem pembangkit yang ramah lingkungan, pemanfaatan PLTS dengan sistem individu semakin ditingkatkan. Pada tahap pertama direncanakan akan dipasang 36.000 unit SHS selama tiga tahun dengan prioritas 10 propinsi di kawasan timur Indonesia. Paling tidak ada 5 keuntungan pembangkit dengan surya fotovoltaik. Pertama energi yang digunakan

adalah

energi

yang

tersedia

secara

cuma-cuma.

Kedua

perawatannya mudah dan sederhana. Ketiga tidak terdapat peralatan yang bergerak, sehingga tidak perlu penggantian suku cadang dan penyetelan pada pelumasan. Keempat peralatan bekerja tanpa suara dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Kelima dapat bekerja secara otomatis.

Pembangkit listrik yang memanfaatkan energi surya atau lebih umum dikenal dengan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) mempunyai beberapa keuntungan yaitu: 1. Sumber energi yang digunakan sangat melimpah dan cuma -cuma 2.

Sistem yang dikembangkan bersifat modular sehingga dapat dengan mudah diinstalasi dan diperbesar kapasitasnya.

3. Perawatannya mudah 4. Tidak menimbulkan polusi 5. Dirancang bekerja secara otomatis sehingga dapat diterapkan ditempat terpencil.

6. Relatif aman 7. Keandalannya semakin baik Salah satu kendala yang dihadapi dengan dalam pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya adalah Investasi awalnya yang tinggi dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan juga masih relatif tinggi yaitu Sekitar ($ USD 3 –5 / Wp).

XII

D. Perawatan PLTS Salah satu kelebihan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) adalah mudah dalam perawatan. Perawatan yang harus dilakukan hanya mengisi air aki setiap 3-4 bulan sekali. Demikian dikatakan Manager Pengabdian Masyarakat Pusat Studi Energi UGM Yogyakarta, Rita Kristyanti SH. Sayang masyarakat belum terbiasa merawat instalasi listrik mereka. Disisi lain, tidak pernah ada sosialisasi merawat instalasi PLN yang ada dirumah.

Pada umumnya, masyarakat hanya tahu beres.

Mereka tidak mau tahu kerusakan-kerusakan kecil di dalam rumah yang sebenarnya bisa ditangani sendiri. Kebiasaan itu, katanya, memengaruhi pengguna listrik tenaga surya. Akibatnya, bila terjadi pemadaman/kerusakan, mereka langsung panik dan menyalahkan teknologinya. Padahal, jika ditelusuri, sumber dan kerusakan bisa diatasi karena sistem PLTS amat sederhana, bahkan dengan aki kering PLTS. Menurutnya PLTS ramah terhadap lingkungan, berbeda dari listrik dari pembakaran batubara, BBM, atau gas. PLTS tidak menghasilkan polusi seperti CO2, Nox, Sox dan lain-lain. Karena itu, PLTS sangat cocok untuk pelestarian lingkungan sekaligus sebagai wujud komitmen peduli lingkungan.

E. Aplikasi PLTS 

Solar Home System untuk Penerangan Rumah Dirancang untuk memenuhi kebutuhan listrik minimum untuk rumah tangga pedesaan meliputi penerangan, catu daya untuk TV dan radio.



PLTS untuk Puskesmas Pedesaan ( Vaccine Refrigerator, Lampu Bidan dan Penerangan) Digunakan untuk mengoperasikan Vaccine storage (alat penyimpan vaksin), LampuPenerangan untuk Bidan Desa , Puskesmas dan Rumah Dokter

XIII



Sound System untuk Rumah Ibadah Pengembangan dari SHS ini disamping memberikan penerangan juga dilengkapi dengan fasilitas sound system yang sangat bermanfaat untuk rumah ibadah. Sehingga aktifitas keagamaan tidak hanya dapat berlangsung siang hari namun juga hingga malam hari.



Lampu Jalan/Lampu Lingkungan Pedesaan Dirancang untuk menerangi fasilitas umum, jalan lingkungan di pedesaan, penerangan di lingkungan wisata alam, penerangan di pelabuhan nelayan tradisional dll.



Pompa Air Bersih / Irigasi Produk pompa tenaga surya dapat juga dikombinasikan dengan teknologi irigasi terkini, seperti irigasi splinker dan Irigasi tetes (Drip Irrigation).

Tersedia juga pompa AC yang digerakkan dengan listrik PLN atau di couple langsung dengan mesin diesel/bensin. Informasi umum tentang Pompa Air Tenaga Surya (PATS).

XIV

1

PETA KONSEP

Tenaga Surya (Matahari)

Pengertian Energi Surya

Konversi Energi Surya

Radiasi Surya

Distribusi Radiasi Surya

2

Potensi Energi Surya Di Indonesia

1.1 Tenaga Surya Dimasa yang akan datang, penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar fosil, seperti minyak bumi, uranium, batu bara dan lainnya, semakin lama akan semakin berkurang dan digantikan dengan pembangkit listrik yang memanfaatkan energi terbarukan yang lebih bersih dan ramah lingkungan. Indonesia juga mempunyai cadangan minyak dan gas bumi yang relatif banyak. Sebagian telah dieksploitasi.

Masalahnya minyak dan gas bumi adalah sumber energi yang tidak terbaharui. Tanpa pemakaian yang bijaksana suatu saat sumber tersebut akan habis Selain itu, pembakaran minyak dan gas bumi menimbulkan polusi udara.. Semua jenis polusi rata-rata akibat dari penggunaan bahan bakar fosil. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil tidak dapat diperbaharui, tidak seperti bahan bakar non-fosil. Dengan kondisi yang sudah sedemikian memprihatinkan, gerakan hemat energi sudah merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan hemat bahan bakar dan menggunakan bahan bakar dari yang dapat diperbarui, Salah satu energi terbarukan yang dapat kita temui sehari-hari adalah cahaya matahari. Energi cahaya matahari kedepannya memainkan peranan yang sangat penting dalam bidang kelistrikan, Indonesia memiliki karunia sinar matahari yang lebih. dimana di setiap pelosok Indonesia yang memiliki iklim tropis, matahari bersinar dengan terik sehingga sangat panas setiap hari matahari bersinar mulai dari pagi sampai sore.

Gambar 1.1. Matahari

3

Berbagai penelitian pun dilakukan untuk mendapatkan energi listrik dari sumber energi cahaya matahari. Sumber energi alternatif ini pun mulai populer di seluruh dunia, menggantikan sumber energi fosil yang perlahan-lahan mulai habis dan pada umumnya, sumber energi alternatif ini lebih ramah lingkungan.

Kita menggunakan matahari untuk mendefinisikan hari, matahari diperlukan oleh tumbuhan dan tanaman pangan untuk tumbuh, matahari mempengaruhi cuaca dan berfungsi mendatangkan angin.

Singkat kata, tanpa matahari, kehidupan di dunia tidak mungkin terjadi.

Di samping fakta- fakta yang penting ini, matahari atau surya juga memberikan energi/tenaga yang bisa diolah menjadi listrik.

1.2 Radiasi Surya Energi surya diukur dengan kepadatan daya pada suatu permukaan daerah penerima dan dikatakan sebagai radiasi surya. Ratarata nilai dari radiasi surya diluar atmosfir bumi adalah 1353 W/m2, dinyatakan sebagai konstanta surya. Total energi yang sampai pada permukaan horisontal dibumi adalah konstanta surya dikurangi radiasi akibat penyerapan dan pemantulan atmosfer sebelum mencapai bumi dan nilai tersebut disebut sebagai radiasi surya global.

Radiasi surya global terdiri dari radiasi yang langsung memancar dari matahari (direct radiation) dan radiasi sebaran yang dipencarkan oleh molekul gas, debu dan uap air di atmosfer (diffuse radiation).

Gambar 1.2. Radiasi Langsung dan Radiasi Sebaran pada Permukaan Horisontal

4

Insolasi surya adalah intensitas radiasi surya

rata-rata

yang

diterima selama satu jam, dinyatakan dengan lambang I dan satuan W/m2. Nilai insolasi surya dipengaruhi oleh waktu siklus perputaran bumi, kondisi cuaca meliputi kualitas dan kuantitas awan, pergantian musim dan posisi garis lintang. Variasi insolasi surya secara kualitatif dapat dilihat seperti pada gambar 1.31.

Gambar 1.3. Variasi Insolasi Surya

1.3 Distribusi Radiasi Surya Radiasi surya mencapai permukaan bumi terjadi secara langsung dan secara tidak langsung.

Secara langsung (direct

beam radiation)

energi surya mencapai permukaan bumi. Secara tidak langsung dipantulkan oleh aerosol, molekul-molekul atmosfir dan awan (diffuse

radiation). Jumlah penyinaran kedua komponen radiasi yang jatuh pada permukaan horizontal dikenal sebagai radiasi global (global radiation).

Pada dasarnya, baik untuk daerah tropis dan subtropis, radiasi surya diluar atmosfir bumi (extraterrestrial radiation) harian tidak terlalu beragam selama setahun. Namun demikian, dikarenakan fenomena cuaca musiman (kemarau, hujan, badai pasir

dll)

dapat

terjadi

perubahan musim yang ekstrim dalam radiasi global, khususnya pada daerah utara dan selatan daerah tropis. Perubahan iradiasi pada daerahdaerah ini umumnya merupakan fungsi dari panjangnya hari dan sudut datang.

Energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh pemerintah Indonesia karena sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar.

5

Berdasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari 18 lokasi di Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai berikut: untuk kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 10%; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi penyinaran matahari rata-rata Indonesia sekitar 4,8 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.

Matahari adalah sumber energi utama yang memancarkan energi yang luar biasa besarnya ke permukaan bumi. Pada keadaan cuaca cerah, permukaan bumi menerima sekitar 1000 watt energi matahari per-meter persegi. Kurang dari 30 % energi tersebut dipantulkan kembali ke angkasa, 47% dikonversikan menjadi panas, 23 % digunakan untuk seluruh sirkulasi kerja yang terdapat di atas permukaan bumi, sebagaian kecil 0,25 % ditampung angin, gelombang dan arus dan masih ada bagian yang sangat kecil 0,025 % disimpan melalui proses fotosintesis di dalam tumbuh-tumbuhan yang akhirnya digunakan dalam proses pembentukan batu bara dan minyak bumi (bahan bakar fosil, proses fotosintesis yang

Gambar 1.4 . Grafik Distribusi Penyinaran di Indonesia

memakan jutaan tahun) yang saat ini digunakan secara ekstensif dan eksploratif bukan hanya untuk bahan bakar tetapi juga untuk bahan pembuat plastik, formika, bahan sintesis lainnya.Sehingga bisa dikatakan bahwa sumber segala energi adalah energi surya. Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika 6

dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama.

Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depan energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.

1.4 Konversi Energi Surya Matahari merupakan stasiun tenaga nuklir yang sangat dahsyat yang telah menciptakan dan mempertahankan kehidupan di atas bumi dari awal kehidupan ini.

Tenaga surya hadir dalam bentuk panas dan cahaya.

Energi dalam bentuk panas bisa dipakai secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa contoh dari pemakaian langsung adalah menghangatkan

rumah,

memasak

dan

menyediakan

air

panas.

Sedangkan contoh Pemakaian tidak langsung adalah pembangkit listrik tenaga surya (matahari) dan angin. Panas

matahari mempengaruhi

cuaca, sehingga menimbulkan angin untuk menggerakkan turbin angin dan hujan untuk menggerakkan pembangkit listrik tenaga air. Istilah lain yang digunakan untuk energi panas yang berasal dari matahari adalah Energi Thermal Matahari. Cahaya merupakan bentuk lain dari energi yang terpancar dari matahari. Kita semua tahu bahwa tanpa cahaya matahari bumi kita gelap. Kita menggunakan cahaya matahari untuk menjalankan kegiatan kita sehari-hari; ini merupakan pemakaian langsung atas cahaya yang berasal dari matahari. Ada hal yang menarik, cahaya juga bisa dikonversi menjadi tenaga listrik dengan menggunakan sel fotovoltaik.

Apabila suatu bahan semikonduktor seperti misalnya bahan silikon diletakkan dibawah penyinaran matahari, maka bahan silikon tersebut akan melepaskan sejumlah kecil listrik yang biasa disebut efek

fotolistrik. Yang dimaksud efek fotolistrik adalah pelepasan elektron dari permukaan metal yang disebabkan penumbukan cahaya. Efek ini 7

merupakan proses dasar fisis dari fotovoltaik merubah energi cahaya menjadi listrik.

Cahaya matahari terdiri dari partikel-partikel yang disebut sebagai “photons� yang mempunyai sejumlah energi yang besarnya tergantung dari panjang gelombang pada “solar spectrum�. Pada saat

photons menumbuk sel surya maka cahaya tersebut akan dipantulkan atau diserap atau mungkin hanya diteruskan. Cahaya yang diserap membangkitkan listrik.

1.5 Potensi Energi Surya di Indonesia Indonesia mempunyai intensitas radiasi yang berpotensi untuk membangkitkan energi listrik, dengan rata-rata daya radiasi matahari di 2

Indonesia sebesar 10000 Watt/m . Data hasil pengukuran intensitas radiasi teanga surya di seluruh Indonesia yang sebagian besar dilakukan oleh BPPT dan sisanya oleh BMG dari tahun 1965 hingga 1995 ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1.1 Intensitas radiasi surya di Indonesia

Pada tabel 1.1 terlihat bahwa Nusa Tenggara Barat dan Papua mempunyai intensitas radiasi matahari paling tinggi di seluruh wilayah Indonesia, sedangkan Bogor mempunyai intensitas radiasi matahari paling rendah di seluruh wilayah Indonesia. Dalam penelitian potensi PLTS di Indonesia ini, semua wilayah baik yang mempunyai intensitas radiasi matahari paling tinggi maupun paling rendah dipertimbangkan.

8

Secara

umum

biaya

pembangkitan

PLTS

lebih

mahal

dibandingkan dengan biaya pembangkitan pembangkit listrik tenaga fosil, pembangkit listrik tenaga air, minihidro, dan panas bumi. Tetapi seiring dengan adanya penelitian dari Amerika yang menyatakan bahwa biaya investasi PLTS di masa datang akan menurun, sehingga dengan dihapuskannya subsidi Bahan Bakar Minyak (BBM) secara bertahap dimungkinkan PLTS dapat dipertimbangkan sebagai pembangkit listrik alternatif.

Pada tahun 2002, masih banyak daerah terpencil dan pedesaan yang tidak dilewati jaringan listrik PLN, sehingga hanya pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) yang dimanfaatkan di daerah tersebut.

Dengan makin sulitnya memperoleh kesinambungan pasokan minyak solar, menyebabkan beberapa wilayah di

Indonesia memanfaatkan

PLTS untuk subsitusi PLTD. Pemanfaatan PLTS khusus untuk daerah pedesaan yang kebutuhan listriknya rendah, mengingat di daerah ini listrik diutamakan untuk penerangan. Selain untuk penerangan ada beberapa wilayah yang memanfaatkan PLTS sebagai sumberdaya listrik untuk telekomunikasi, lampu suar, lemari pendingin (Puskesmas), dan pompa air. Pada tahun tersebut, total kapasitas terpasang PLTS di wilayah Indonesia hampir mencapai 3 MWp.

9

Rangkuman

1. Matahari merupakan salah satu energi terbarukan yang tidak dapat habis.

2. Indonesia hanya memiliki dua musim yaitu musim hujan dan musim panas sehingga matahari pasti akan menyinari sepanjang tahun. Maka dari itu Indonesia memiliki potensi energy surya yang melimpah.

3. Radiasi matahari yaitu suatu tempat yang terpapar 1 oleh sinar matahari pada periode waktu tertentu.

4. Konversi energi cahaya matahari menjadi listrik adalah alternatif untuk memaksimalkan potensi energi surya untuk sumber energi yang berkelanjutan 5. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi

listrik

atau

bahkan untuk mendinginkan.

10

untuk

memanaskan

Tes Formatif 1) Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

1. Berasal darimanakah energi surya itu ? a. Angin b. Tanah c. Nuklir d. Matahari e. Bio energi 2. Dibawah ini yang merupakan energi terbarukan, kecuali ... a. Angin b. Matahari c. Air d. Fosil e. Mikrohidro 3. Energi surya mencapai permukaan bumi. Secara tidak langsung dipantulkan oleh, kecuali ... a. Aerosol, b. Matahari c. Awan d. Atmosfir e. Molekul Atmosfir 4. Radiasi surya rata-rata yang diterima selama satu jam, dinyatakan dengan lambang a. I dan satuan W/m2 b. I dan satuan Kw/m2 c. I dan satuan Mw/m2 d. Ohm satuan W/m2 e. Ohm satuan Kw/m2 5. Apa yang dimaksud dengan insolasi surya adalah a. intensitas radiasi surya rata-rata yang diterima selama lima jam b. intensitas radiasi surya rata-rata yang diterima selama tiga jam c. intensitas radiasi surya rata-rata yang diterima selama dua jam d. intensitas radiasi surya rata-rata yang diterima selama satu jam

11

2) Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

6. Nilai insolasi surya dipengaruhi oleh a. perputaran bumi, b. kondisi tanah c. perputaran bulan d. kondisi air e. kelembapan 7. Contoh dari pemakain matahari secara tidak langsung adalah a. Memanaskan padi b. Memanaskan badan c. Mengeringkan jemuran d. Pembangkit listrik tenaga surya e. Pembangkit listrik tenaga angin 8. Istilah lain untuk energi panas yang berasal dari matahari adalah a. Energi terbarukan b. Energi kinetik c. Energi Baru d. Energi thermal matahari e. Energi fosil 9. Cahaya matahari dapat dikonversi menjadi energi listrik menggunakan a. Tanah b. Kayu c. Besi d. Batu e. Sel fotovoltaik 10. Salah satu pemanfaatan energi surya adalah, kecuali‌ a. Lampu penerangan jalan b. Lampu taman c. Lampu penerangan rumah d. Lampu bioskop e. Lampu untuk penerangan umum pemerintah

12

3) Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini secara jujur dan tepat!

1. Jelaskan yang dimaksud dengan energi surya!

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan radiasi matahari!

3. Jelaskan apa yang mempengaruhi nilai isolasi surya!

4. Sebutkan implementasi pemanfaatan matahari baik langsung ataupun tidak langsung!

5. Mengapa matahari bisa menghasilkan listrik?

13

Daftar Rujukan Gede,widyana.2012 Pemanfaatan Energi Surya. FTK undhiksha.

Kementrian ESDM. 2019. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia

Ketenagalistrikan,Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.

Kementrian Energi & SDM. Solarex, 1993, Everything You Always wanted to know about Solar Power, Villawood Sydney, N.S.W. Australia.

Tri, Adi. 2014. Solar Power Plants. Universitas Mercubuana Kementrian Dalam Negeri PNPM. 2015. Energi Yang Terbarukan, Kementrian Dalam Negeri PNPM Rachmawan Budiarto. 2017. Meningkatkan Produktivitas Masyarakat

Pedesaan Melalui Energi Terbarukan. Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pengurus Besar Nahdlatul Ulama.

Steve, T. 2007. Towards a Framework of Clean Energy Technology

Receptivity. South North.

14

15

PETA KONSEP

Diskripsi Umum PLTS

Keunggulan dan Kelemahan PLTS

Jenis PLTS

PLTS dibandingkan dengan pembangkit lainnya

16

Memahami Energi surya dalam pembentukkan energi

2.1 Perkembangan Sel Surya Sebelum

mempelajari lebih jauh tentang bagaimana

sistem kerja PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya), terlebih dahulu harus mengetahui bagaimana sejarah sel surya dalam sistem tersebut. Sel surya merupakan salah satu komponon penting dalam sistem PLTS yang fungsinya adalah mengubah energi matahari menjadi energi listrik yang nantinya

bisa

kita

ginakan.

Benda

yang

mampu

mengonversikan energi matahari menjadi energi listrik ini hanya berukuran antara 10- 15 cm persegi saja. Tidak terlalu besar secara fisik, tetapi fungsinya sangat besar.

Sel surya adalah komponen vital yang pada umumnya terbuat dari bahan semi-konduktor. Bahan yang paling banyak digunakan dalam pembuatan sel surya ini adalah bahan multicrystalline silicon. Mengapa? Hal ini disebabkan karena penggunaan multicrystalline atau monocrystalline silicon dinilai lebih efisien dan mampu menghasilkan listrik lebih besar ketimbang bahan amorphous silicon.

2.1.1 Sejarah Sel Surya dalam Sistem PLTS Tenga listrik yang berasal dari energi matahari pertama kali ditemukan oleh ahli Fisika asal nergara Perancis yaitu Alexandre – Edmund Becquerel pada tahun 1839. Dan akhirnya temuan mereka menjadi cikal bakal munculnya teknologi sel surya. Percobaan tersebut dilakukan dengan cara menyinari dua elektroda dengan berbagai cahaya.

Elektroda tersebut dibalut menggunakan bahan yang sifatnya sensitif terhadap cahaya, yaitu bahan AgCl dan AgBr. Percobaan tersebut dilakukan pada kotak berwarna hitam yang sudah dikelilingi oleh campuran asam.

17

Dalam percobaan mereka tersebut, ternyata energi listri semakin meningkat ketika intensitas cahaya juga meningkat. Kemudian penelitian Bacquerel tersebut dilanjutkan lagi oleh para peneliti lain yang masih penasaran dengan hasil penelitian tersebut. Kemudian pada tahun 1873, seorang insinyur asal Inggris bernama Willoughby Smith menemukan komponen selenium yang menjadi sebuah elemen photo cnductivity. Elemen inilah yang kemudian menambah panjang sejarah sel surya. Tiga tahun berselang tepatnya pada tahun 1876, William Grylls dan Richard Evans Day akhirnya membuktikan bahwa selenium tersebut bisa menghasilkan arus listrik ketika selenium disinari cahaya matahari secara

langsung.

Dan

akhirnya

penemuan

mereka

tersebut

menghasilkan kesimpulan bahwasanya selenium mampu mengubah energi panas dari matahari menjadi energi listrik.

Akan tetapi karena pada saat penelitian tersebut tidak ada bagian yang bergerak atau panas, dinyatakan bahwa ternyata sel surya ini tidak cocok digunakan untuk menggerakkan atau menyalakan perabotan listrik. Namun pada tahun 1894, seorang peneliti bernama Charles Fritts membuat sel surya pertama yang dibuat dari selenium yang sebenarnya adalah bahan semi-konduktor. Tetapi sel surya yang dibuat olehnya ini dibalut dengan lapisan emas yang tipis. Ternyata hasil percobaannya tersebut masih belum memenuhi target juga dan tidak bisa digunakan sebagai sumber energi karena tingkat efisiensinya hanya mencapai 1% saja. Akan tetapi kemudian penemuan dari Charles Fritts tersebut digunakan sebagai alat sensor cahaya.

Sejarah sel surya berlanjut pada tahun 1905, ketika salah satu orang paling jenius di Dunia, Albert Einstein mempublikasikan tulisan yang membahas tentang photoelectric effect. Tulisannya tersebut mengatakan bahwa sebenarnya cahaya terdiri dari quanta of energi atau paket-paket tertentu yang sekarang disebut dengan photon.

Pada tahun 1982, seorang Australia bernama Hans Tholstrup mengendarai mobil bertenaga surya sejauh 4000 km dalam waktu 20 hari dan mampu mencapai kecepatan maksimum 72 km/jam. Dan pada tahun 18

2007

University

of

Delawar

mampu

mencatatkan

sejarah

sel

surya karena mampu mencapai efisiensi energi mencapai 42,8%. Dan akhirnya penemuan tersebut dikomersialisasikan untuk digunakan sebagai sumber daya listrik.

2.2 Prinsip Kerja Sel Surya

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction,

yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya.

Kondisi kelebihan

elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe- n,

silikon

fosfor.

3.1

Ilustrasi

pada

gambar

didoping

atom

dibawah menggambarkan

junction semikonduktor tipe-p dan tipe-ncf.

Gambar 2.1 . Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron

19

oleh

Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti ditunjukan pada gambar 2 dibawah.

Gambar 2.2 . Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction [3]

Lebih detailnya komponen-komponen kerja perlengkapan sel surya seperti ditunjukan pada gambar 2.3 berikut

20

Gambar 2.3 . Komponen-komponen pelengkap sel surya agar dapat bekerja

2.3 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Pembangkit

Listrik

Tenaga

Surya

(PLTS)

adalah

suatu

pembangkit listrik yang menggunakan sinar matahari melalui sel surya (fotovoltaik) untuk mengkonversikan radiasi sinar foton matahari menjadi energi listrik. Sel surya merupakan lapisan-lapisan tipis dari bahan semi konduktor silicon (Si) murni dan bahan semikonduktor lainnya. PLTS menggunakan cahaya matahari untuk menghasilkan listrik DC, yang dapat diubah menjadi listrik AC apabila diperlukan.

Oleh karena itu meskipun cuaca mendung, selama masih terdapat cahaya, maka PLTS tetap dapat menghasilkan listrik.

21

Gambar 2.4 . Contoh penerapan sel surya kedalam paparan panel surya

PLTS pada dasarnya adalah pencatu daya dan dapat dirancang untuk mencatu kebutuhan listrik yang kecil sampai dengan besar, baik secara mandiri, maupun hibrid (dikombinasikan dengan sumber energi lain) baik dengan metode desetralisasi (satu rumah satu pembangkit) maupun dengan metode sentralisasi (listrik didistribusikan dengan jaringan kabel).

Berdasarkan lokasi pemasangannya sistem PLTS dibagi menjadi dua jenis yaitu sistem PLTS pola tersebar (distributed PV plant) dan sitem PLTS pola terpusat (centralized PV plant). Berdasarkan aplikasi dan konfigurasinya, secara garis besar PLTS diklasifikasikan menjadi dua yaitu, sistem PLTS tidak terhubung dengan jaringan (off-grid PV plant) atau lebih dikenal dengan sebutan PLTS berdiri sendiri (standalone) dan sistem PLTS terhubung dengan jaringan (grid-connected PV plant) atau lebih dikenal dengan sebutan PLTS On-grid. Apabila PLTS dalam penggunaannya digabung dengan jenis pembangkit listrik lain disebut disebut sistem hibrid. Menurut IEEE standard 929-2000 sistem PLTS dibagi menjadi tiga kategori, yaitu PLTS skala kecil dengan batas 10 kW atau kurang, skala menengah dengan batas antara 10 kW hingga 500 kW, skala besar dengan batas di atas 500 kW.

22

2.3.1 PLTS OFF Grid PLTS Off-Grid merupakan sistem PLTS yang tidak terhubung dengan jaringan. Sistem ini berdiri sendiri, sering disebut stand-alone system. Sistem ini biasanya merupakan sistem dengan pola pemasangan tersebar (distributed) dan dengan kapasitas pembangkitan skala kecil.

Untuk sistem ini biasanya dilengkapi dengan

sistem penyimpanan

(storage) tenaga listrik dengan media penyimpanan baterai. Diharapkan baterai mampu menjamin ketersediaan pasokan listrik untuk beban listrik saat kondisi cuaca mendung dan kondisi malam hari. Berdasarkan aplikasinya sistem ini dibagi menjadi dua yaitu, PLTS Off-Grid Domestic dan PLTS Off-Grid Non-Domestic.

Gambar 2.5 Diagram Prinsip PLTS stand-alone

2.3.2 PLTS Off-Grid Domestic PLTS

Off-Grid

Domestic

merupakan

sistem

PLTS

yang

menyediakan daya listrik pada rumah tangga dan pedesaan yang belum terhubung dengan jaringan listrik utilitas, dalam hal ini jaringan listrik PLN. Jenis beban listrik yang dicatu oleh PLTS ini diantaranya beban sistem penerangan dan beban listrik rumah tangga lainnya.

2.3.3 PLTS Off-Grid Non-Domestic PLTS Off-Grid Non-Domestic merupakan sistem PLTS yang menyediakan daya listrik untuk batas keperluan atau kegunaan yang lebih luas seperti telekomunikasi, penerangan jalan, pompa air, radio 23

repeater, stasiun transmisi untuk observasi gempa dan cuaca, sistem tanda lalu lintas, pelabuhan dan bandara, instalasi periklanan, alat bantu navigasi, dll.

2.3.4 PLTS On-Grid (Grid-Connected PV Plant) PLTS On-Grid

atau

Grid.+u8-connected PV plant merupakan

sistem PLTS yang terhubung dengan jaringan. Berdasarkan pola operasi penyaluran tenaga listrik sistem ini dibagi menjadi dua yaitu, sistem penyimpanan (storage) atau disebut Grid-connected PV with a battery back up, menggunakan baterai sebagai cadangan dan penyimpanan tenaga listrik dan tanpa baterai atau disebut Grid-connected PV without a battery back up (Dadzie, 2008). Baterai pada PLTS On-grid berfungsi sebagai suplai tenaga listrik untuk beban listrik apabila jaringan atau grid mengalami kegagalan untuk periode tertentu dan sebagai suplai tenaga listrik ke jaringan listrik negara (PLN) apabila ada kelebihan daya listrik (excess power) yang dibangkitkan PLTS. Berdasarkan aplikasinya sistem ini dibagi menjadi dua yaitu, Grid-connected distributed PV dan Grid-connected centralized PV.

Gambar 2.6 Diagram Prinsip PLTS grid-connected

24

Gambar 2.7. Sistem PLTS grid-connected dengan penyimpanan (storage) (a) charge control dan inverter charge control terpisah (b) charge control terintegrasi

2.3.5 Grid-Connected Distributed PV Grid-Connected Distributed PV merupakan sistem PLTS On-Grid yang menyediakan daya listrik untuk pelanggan yang terhubung dengan jaringan listrik yang spesifik. Contohnya penggunaan PLTS pada kawasan rumah yang terhubung dengan jaringan tegangan rendah (JTR) 230/400V AC. Dalam hal ini setiap rumah masing-masing memiliki PLTS sebagai salah satu sumber tenaga listrik, selain terhubung dan memperoleh pasokan listrik dari jaringan PLN.

.

Gambar 2.8 PLTS On-Grid Tersebar (Distributed PV PLant)

25

Setiap rumah atau bangunan memiliki sejumlah beban listrik yang harus dialiri tenaga listrik, jadi dalam kondisi ini energi listrik yang dihasilkan oleh PLTS sangat dekat dengan area konsumsi atau beban listrik, jadi energi listrik yang dihasilkan oleh PLTS memiliki nilai lebih tinggi atau lebih baik daripada listrik yang dihasilkan oleh pusat tenaga listrik tradisional (jaringan PLN), karena rugi- rugi penyaluran daya listrik

PLN

lebih

besar.

Selain

itu

apabila

dalam

proses

pembangkitannya PLTS kelebihan tenaga listrik (excess power) maka daya listrik ini dapat diinjeksikan ke jaringan PLN, diukur oleh kWhmeter ekspor impor dan memperoleh insentif sesuai regulasi yang berlaku.

2.3.6 Grid-Connected Centralized PV Grid-Connected Centralized PV merupakan sistem PLTS On-grid yang menyediakan pembangkitan tenaga listrik yang terpusat sebagai suplai pasokan tenaga listrik yang besar ke jaringan listrik (PLN). Sistem ini lebih cocok untuk membangkitan daya listrik yang besar ke jaringan listrik

sistem

tegangan

menengah,

maupun

tegangan

tinggi.

Dikarenakan letaknya yang terpusat, maka rugi-rugi daya pada sisi pembangkitan lebih kecil daripada pola tersebar, walaupun dalam penyaluran pada jaringan PLN menuju beban tetap terjadi rugi-rugi penyaluran. Selain itu untuk kontrol dan monitoring lebih baik karena dalam satu area.

2.3.7 PLTS Hybrid PLTS

Hybrid

merupakan

jenis

PLTS

yang

dalam

pengoperasiannya digabungkan dengan jenis pembangkit listrik lain, dengan sumber energi berbeda (dua atau lebih) guna mendapatkan kehandalan sitem yang lebih baik, yang berkelanjutan dan menggunakan manajemen

operasi

tertentu.

Selain itu

bertujuan

agar

dalam

pengusahaan energi listrik lebih ekonomis. Contoh PLTS hibrid yaitu, PLTS- genset, PLTS-mikrohidro, PLTS-angin.

26

2.4 Keunggulan dan Kelemahan PLTS Tidak hanya dalam menyediakan listrik dan panas tetapi juga untuk digunakan pada proses industri serta pengembangan kendaraan surya.

Beberapa keuntungan menggunakan PLTS di Indonesia adalah :  Sumber energy tersedia sepanjang tahun dan gratis  Bebas polusi udara  Tidak bising  Tidak memerlukan system transmisi yang rumit  Tidak menyebabkan efek pemanasan global  Dapat ditempatkan di daerah terpencil  Umur pakainya panjang, kurang lebih 20 tahun  Aman  Perawatannya sangat mudah dan hamper tanpa biaya Meskipun energi surya adalah bentuk energi paling berlimpah yang tersedia di Indonesia bahkan di planet bumi ini, energi surya tetap bukanlah sumber energi yang sempurna. Hal ini tidak hanya merujuk pada kalahnya prioritas biaya dibandingkan bahan bakar fosil tetapi juga karena masalah intermitten (tidak kontinyu). Seperti yang kita ketahaui, energi surya tidak tersedia pada malam hari dan karenanya membutuhkan solusi penyimpanan energi yang memadai untuk menutup kekurangan ini.

Beberapa Hambatan Distribusi PLTS di Indonesia adalah:  Biaya/harga pengadaan (investasi) PLTS tinggi  Target sasaran: rakyat yang belum dilayani PLN, mereka yang berpendapatan sangat rendah, tinggal di daerah terpencil, kondisi infrastruktur minim  Biaya distribusi dan pelayanan tinggi.  Harapan Konsumen melebihi kemampuan teknologi PLTS, karena cara pandang konsumen sangat dipengaruhi oleh sifat listrik konvensional (PLN).

27

 Banyak pihak, termasuk lembaga keuangan melihat Listrik sebagai produk konsumtif dan menganggapnya sebagai infrastruktur• dan bukan komoditas.  Pengetahuan dan kesadaran masyarakat tentang peranan PLTS dalam memberikan energi listrik alternatif ramah lingkungan terbatas.  Beberapa Instansi Pemerintah melaksanakan proyek PLTS tahunan dengan pendekatan proyek (bukan program), caranya beragam yang seringkali bertabrakan dengan bisnis perusahaan swasta yang menjual secara kredit.  Kebijakan Nasional yang jelas dan komprehensif pemanfaatan PLTS (bandingkan dengan negara-negara yang telah berhasil memanfaatkannya : Srilanka, Kenya dll) belum ada.

28

2.4 PLTS VS Pembangkit Lainnya PLTS merupakan satu dari banyak opsi dalam usaha pemenuhan kebutuhan energi. Pembandingan antara PLTS dengan jenis teknologi energi lainnya menjadi pertimbangan dalam pemilihan opsi yang tepat untuk menjawab suatu tantangan secara spesifik di wilayah tertentu.

Tabel 2.1 memberikan gambaran singkat tentang pembandingan tersebut.

Aspek Jenis PLTS

Teknis Sumberdaya tersedia praktis di manapun Produksi energi fluktuatif

Ekonomi Untuk keadaan tertentu biaya investasi lebih tinggi

Sosial Budaya

Lingkungan Dalam operasional tidak mengeluarkan GRK Tidak mengakibat-kan polusi udara, air, tanah saat beroperasi

Kebutuhan lahan bisa besar Untuk kontinuitas pasok energi membutuhkan baterai

Batubara

Ketersediaan di Indonesia masih berlimpah

Relatif berharga murah Biaya lingkungan dan sosial bisa tinggi Menimbulkan eksternalitas terkait aspek ekonomi, sosial dan lingkungan

29

Tambang terbuka berpotensi menimbulkan masalah sosial Menimbulkan eksternalitas terkait aspek ekonomi, sosial dan lingkungan

Tambang terbuka bisa menimbulkan kerusakan lingkungan skala besar dan kerusakan keanekaragaman hayati Menghasilkan GRK sangat tinggi

Rangkuman

1. Sel surya adalah komponen vital yang pada umumnya terbuat dari bahan semi-konduktor.

2. Sel surya merupakan salah satu komponon penting dalam sistem PLTS yang fungsinya adalah mengubah energi matahari menjadi energi listrik 3. Radiasi surya global terdiri dari radiasi yang langsung memancar dari matahari

(direct

radiation) dan radiasi sebaran yang dipencarkan oleh molekul gas, debu dan uap air di atmosfer (diffuse radiation.

4. Indonesia sebagai Negara tropis yang setiap tahun dilalui matahari mempunyai potensi yang sangat melimpah 5. Bila dibandingkan dengan pembangkit berbahan dasar renewable energy yang lain,energy surya lebih ramah terhadap lingkungan.

6. Berdasarkan lokasi pemasangannya sistem PLTS dibagi menjadi dua jenis yaitu sistem PLTS pola tersebar (distributed PV plant) dan sitem PLTS pola terpusat (centralized PV plant).

30

Tes Formatif 1) Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

1. Terbuat dari bahan apa sel surya ? a. Semikonduktor b. besi c. Batu d. Matahari e. Alumunium 2. Apa fungsi dari sel surya? a. Mengkonversi energi matahari menjadi listrik b. Mengkonversi bulan menjadi listrik c. listrik d. Batubara e. Mikrohidro 3. Sel surya bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu,... a. Tipe p dan tipe n b. Tipe c dan tipe c c. Tipe a dan tipe b d. Tipe a dan tipe n e. Tipe z dan tipe a 4. Komponen pelengkap PLTS, kecuali‌ a. Mesin b. Solar c. Grounding d. Bulan e. Sel surya 5. Berikut adalah keunggulan PLTS a. Mudah leleh b. Bebas polusi udara c. Mudah rusak d. Perawatan sulit e. Umur pakainya pendek

31

2). Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

6. a. b. c. d. e.

Berikut adalah keunggulan PLTS, kecuali....

Tidak bising Bebas polusi udara Aman Baiaya distribusi dan pelayanan tinggi Tidak memerlukan transmisi

7. a. b. c. d. e.

Berikut adalah hambatan Distribusi PLTS Investasi tinggi Aman Tidak menyebabkan efek pemanasan global Tidak bising Bebas polusi udara

8. a. b.

Berikut adalah hambatan Distribusi PLTS kecuali‌ Kebijakan nasional tidak mendukung Tidak adanya sinkronisasi pihak pemerintah dan perusahaan swasta Pengetahuan minim Wawasan yang kurang Pemerintah selalu mendukung program renewable energy

c. d. e.

9. a. b. c. d. e.

Mengapa energi surya tidak bisa diproduksi malam hari,karena‌ Tidak ada bulan Tidak ada matahari Tidak ada bintang Tidak ada uang Tidak ada makanan

10. f. g. h. i. j.

Salah satu pemanfaatan energi surya adalah Lampu penerangan jalan Lampu taman Lampu penerangan rumah Lampu bioskop Lampu untuk penerangan umum pemerintah

32

3). Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini secara jujur dan tepat!

1.

2.

3.

4.

5.

Jelaskan yang dimaksud sel surya!

Mengapa sel surya bahan semi konduktor ?

Jelaskan Prinsip kerja sel surya!

Sebutkan keunggulan sel surya dan kelemahanya!

Bandingkan PLTS dg Pembangkit yang lainnya!

33

Daftar Rujukan Gede,widyana.2012 Pemanfaatan Energi Surya. FTK undhiksha.

Kementrian ESDM. 2019. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia

Ketenagalistrikan,Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.

Kementrian Energi & SDM. Solarex, 1993, Everything You Always wanted to know about Solar Power, Villawood Sydney, N.S.W. Australia.

Tri, Adi. 2014. Solar Power Plants. Universitas Mercubuana Kementrian Dalam Negeri PNPM. 2015. Energi Yang Terbarukan, Kementrian Dalam Negeri PNPM Rachmawan Budiarto. 2017. Meningkatkan Produktivitas Masyarakat

Pedesaan Melalui Energi Terbarukan. Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pengurus Besar Nahdlatul Ulama.

Steve, T. 2007. Towards a Framework of Clean Energy Technology

Receptivity. South North.

34

35

PETA KONSEP

Komponen PLTS

Modul Surya ( Solar PV Modules)

Inverter

Generator sel surya (Photovoltaic Generator)

Charge Controller

Baterai

36

3.1 Generator Sel Surya (Photovoltaic Generator) Salah satu komponen utama pada PLTS adalah generator sel surya, yang dimana sel surya sebagai komponen dasarnya. Sel surya merubah radiasi matahari menjadi energi listrik. Sel surya terbuat dari lapisan tipis dari bahan semi konduktor, yang umumnya terbuat dari pengolahan silikon, dengan ketebalan sekitar 0,3 mm dan dengan permukaan dari 100 hingga 225 cm2. Silikon memiliki empat elektron valensi (tetravalensi), didoping dengan menambahkan atom trivalensi (misalnya boron-P doping) pada satu lapisan dan sejumlah atom pentavalensi (misalnya phosphorus-N doping) pada lapisan lainnya.

Daerah P-type memiliki kelebihan lubang (holes), sedangkan daerah Ntype memiliki kelebihan elektron.

Ketika sel surya terkena sinar matahari, berdasarkan efek fotovoltaik, maka pada sel surya akan terjadi perpindahan elektron dari daerah elektron yang lebih tinggi (N) ke daerah P yang memiliki lubang.

Perpindahan ini merupakan aliran arus internal. Apabila pada sambungan terhubung dengan penghantar dan terhubung dengan rangkaian tertutup atau terhubung dengan beban, maka akan terjadi aliran arus listrik dengan tegangan tertentu menuju beban (beban menyerap daya listrik) yang kontiyu, selama dan dipengaruhi oleh adanya sinar matahari yang diterima oleh sel surya.

37

Gambar 3. 1. Struktur sel surya

Gambar 3. 2. Proses kerja sel surya

38

Gambar 3. 3. Efek Fotovoltaik

Ketika sinar / energi matahari menimpa sel surya, tidak 100% energi tersebut terserap dan dapat dikonversikan seutuhnya menjadi energi listrik, karena dalam penyampainnya masih ada persentase kerugian (losses) yang terjadi dengan rincian sebagai berikut : 100% dari peristiwa energi matahari yaitu: a) 3% rugi pantulan dan bayangan pada kontak depan (lapisan depan); b) 23% photons dengan panjang gelombang tinggi, dengan energi yang

kurang

untuk

membebaskan

elektron,

sehingga

menghasilkan panas; c) 32% photons dengan panjang gelombang pendek, dengan energi yang berlebih (penyebaran / transmission); d) 8,5% penggabungkan-ulang dari free charge carriers; e) 20% peralihan elektrik pada sel, utamanya pada daerah transmisi / peralihan; f)

0,5% resistansi, mewakili rugi konduksi (conduction losses);

g) 13% energi listrik yang dapat dipakai.

39

3.2 Modul Surya (Solar PV Modules) Modul surya merupakan komponen PLTS yang tersusun dari beberapa sel surya yang dirangkai sedemikian rupa, baik dirangkai seri maupun paralel dengan maksud dapat menghasilkan daya listrik tertentu dan disusun pada satu bingkai (frame) dan dilaminasi atau diberikan lapisan pelindung. Kemudian susunan dari beberapa modul surya yang terpasang sedemikian rupa pada penyangga disebut dengan array.

Gambar 3. 4. Tahapan Generator Surya

Gambar 3. 5. Bagian Modul Surya crystalline silicon

40

Sebagai sebuah komponen penghasil listrik, modul

surya

memiliki karakteristik tertentu yang berdasarkan parameter terukur sebagai berikut: a) Peak power (Wp), menyatakan daya maksimum yang terjadi pada titik lutut(knee point) kurva I-V. b) Peak voltage (Vmp), menyatakan nilai tegangan pada titik lutut kurva I-V. c)

Open voltage (Voc), menyatakan nilai tegangan pada saat terminal positif dan negatif tidak ada beban atau terbuka.

d) Peak current (Imp), menyatakan besarnya arus yang mengalir pada titik lutut kurva I-V. e) Short circuit current (Isc), menyatakan arus yang mengalir pada saat terminal positif dan negatif dihubung singkat. f)

Standard test conditions (STC), member keterangan bahwa modul surya diuji dengan kondisi test tertentu, seperti: iradiasi = 1000W/m2, temperatur = 250C.

Gambar 3. 6 Modul surya mono-crystalline (kiri) dan poly-crystaline (kanan)

Setiap unit modul surya dilengkapi dengan junction box permanen yang di dalamnya terdapat bypass diode, dimana fungsi dari baypass

diode adalah apabila terjadi kerusakan pada salah satu modul surya, pengisian dari modul lain masih dapat berjalan.

41

3.3 Inverter Pengkondisian tenaga listrik (power condition) dan sistem control pada sistem PLTS diperankan oleh inverter, yang memiliki fungsi merubah arus listrik searah (direct current) yang dihasilkan oleh solar modul menjadi listrik arus bolak balik (alternating current) dan dikontrol kualitas dari daya listrik yang dikeluarkan untuk dikirim ke beban atau ke jaringan listrik. Pada PLTS penggunaan inverter satu fasa biasanya untuk sistem yang bebannya kecil, sedangkan untuk sistem yang besar dan terhubung dengan jaringan utilitas (PLN) biasanya digunakan inverter 3 fasa

Gambar 3. 7 Skema Prinsip Kerja Inverter Satu Fasa

Untuk Memperoleh bentuk gelombang yang sinusoidal, digunakan teknik yang lebih canggih, yaitu pulse width modulation (PMW). Penggunaan teknik PMW memungkinkan suatu pengaturan untukmenghasilkan frekuensi yang baik sesuai dengan nilai r.m.s / rata-rata dari bentuk gelombang keluaran.

Gambar 3. 8. Prinsip Kerja Teknologi PWM

42

Gambar 3. 9 Inverter Untuk Mengubah Arus DC ke AC

Berdasarkan karakteristik dari performa yang dibutuhkan, inverter untuk sistem PLTS berdiri sendiri (stand-alone) dan PLTS grid connected memiliki karakteristik yang berbeda, yaitu: a) Pada PLTS stand-alone, inverter harus mampu mensuplai tegangan AC yang konstan pada variasi produksi dari modul surya dan tuntutan beban (load demand) yang dipikul. b) Pada PLTS grid-connected, inverter dapat menghasilkan kembali tegangan yang sama persis dengan tegangan jaringan pada waktu yang sama, untuk menoptimalkan dan memaksimalkan keluaran energi yang dihasilkan oleh modul surya.

3.4 Charge Controller Charge Controller merupakan peralatan yang digunakan pada sistem PLTS yang dilengkapi dengan penyimpanan (storage) cadangan energi listrik. Charge Controller adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengatur pengisian arus searah (DC) dari panel surya ke baterai yang disebut dengan proses charge dan pengaturan penyaluran arus listrik dari baterai menuju beban listrik disebut dengan proses discharge. Fungsi utama charge controller (biasanya pada sistem PLTS stand-alone) adalah untuk menjaga atau mempertahankan baterai dari kemungkinan

43

Gambar 3. 10. Charge controller

tertinggi state of charge, melindungi baterai saat menerima pengisian berlebih (overcharge) dari array, dengan cara membatasi pengisian energi saat baterai dalam keadaan penuh dan melindungi baterai dari pengosongan berlebih (overdischarge) yang dikarenakan beban yang dipikul, dengan cara memutuskan hubungan baterai dengan beban saat baterai menjangkau keadaan low state of charge.

3.5 Baterai Baterai merupakan salah satu komponen yang digunakan pada sistem PLTS yang dilengkapi dengan penyimpanan cadangan energi listrik. Baterai memiliki fungsi untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dalam bentuk energi arus searah. Energi yang disimpan pada baterai berfungsi sebagai cadangan (back up), yang biasanya dipergunakan pada saat panel surya tidak menghasilkan energi listrik, contohnya pada saat malam hari atau pada saat cuaca mendung, selain itu tegangan keluaran ke sistem cenderung lebih stabil. Satuan kapasitas energi yang disimpan pada baterai adalah ampere hour (Ah), yang diartikan arus maksimum yang dapat dikeluarkan oleh baterai selama satu jam. Namun dalam proses pengosongan (discharge), baterai tidak boleh dikosongkan hingga titik maksimumnya, hal ini dikarenakan agar baterai dapat bertahan lebih lama usia pakainya (life time), atau minimal tidak mengurangi usia pakai yang ditentukan dari pabrikan.

Batas pengosongan dari baterai sering disebut dengan istilah depth of discharge (DOD), yang dinyatakan dalam satuan persen.

44

Tabel 3. 1. Secondary battery type and carakteristic

Banyak tipe dan klasifikasi banterai yang diproduksi saat ini, yang masing- masing memiliki desain yang spesifik dan karakteristik performa berbeda sesuai dengan aplikasi khusus yang dikehendaki. Pada sistem PLTS jenis baterai lead-acid lebih banyak digunakan, hal ini dikarenakan ketersediaan ukuran (Ah) yang ada lebih banyak, lebih murah dan karakteristik performanya yang cocok.

Gambar 3. 11. Baterai/aki sebagai penyimpanan energy listrik.

Pada beberapa kondisi kritis, seperti kondisi temperatur rendah digunakan baterai jenis nickel-cadmium, namun lebih mahal dari segi pembiyaannya. Pada umumnya baterai penyimpan energi listrik dibagi menjadi dua kategori utama yaitu primary batteries dan secondary batteries. Primary batteries dapat menyimpan dan mengirim energy listrik ke beban, namun tidak dapat diisi kembali (recharge) seperti baterai tipe carbon-zinc dan lithium, jenis ini tidak digunakan pada 45

PLTS. Secondary batteries dapat menyimpan dan mengirim energi listrik ke beban dan dapat juga diisi kembali (recharge), jenis ini yang digunakan pada sistem PLTS yang memiliki karakteristik seperti pada tabel 3.1.

3.5.1 Peyangga dan Sistem Pelacak (Mounting and Tracking Systems) Modul surya harus terpasang pada suatu struktur atau kerangka, untuk menjaganya tetap terarah pada arah yang tepat, agar lebih tersusun rapi dan terlindungi. Struktur pemasangan modul surya bisa pada struktur yang tetap (fixed) atau dengan sistem pelacak sinar matahari, atau biasanya disebut tracking systems. a.

Sistem penyangga tetap (fixed mounting system)

Sistem pemasangan tetap (fixed) menjaga barisan dari modul surya pada suatu sudut kemiringan yang tetap, menghadap pada suatu sudut tetap dari arah matahari yang telah ditentukan. Sudut kemiringan dan arah atau orientasi pada umumnya disesuaikan berdasarkan lokasi PLTS terpasang. Sistem ini lebih sederhana, murah dan lebih sedikit perawatan daripada sistem tracking. b. Sistem pelacak Pada lokasi dengan proporsi yang tinggi akan iradiasi matahari langsung, sistem tracking tunggal atau dua poros dapat digunakan untuk meningkatkan total iradiasi tahunan rata-rata. Sistem tracking mengikuti matahari ketika sedang melintasi langit. Sistem ini umumnya merupakan satu-satunya bagian dari PLTS yang bergerak.

Sistem tracking poros tunggal (single-axis) hanya merubah salah satu dari orientasi atau sudut kemiringan panel surya saja, sedangkan sistem tracking poros ganda (dual-axis) dapat merubah keduanya baikmerubah orientasi maupun sudut kemiringan dari panel surya.

46

Sistem tracking poros ganda ini dapat melacak matahari lebih akurat daripada sistem tracking poros tunggal. Bergantung pada lokasi dan karakteristik tepat dari iradiasi matahari, sistem tracking dapat meningkatkan produksi energi tahunan hingga 27% untuk jenis poros tunggal dan 37% untuk jenis poros ganda (IFC, 2012). Sistem ini juga dapat memproduksi keluaran daya dengan batasan / kurva yang lebih lembut.

Gambar 3.12. Manfaat dari sistem tracking poros ganda (dual-axis).

3.5.2 Variasi dalam Produksi Energi Modul Surya Faktor utama yang mempengaruhi modul surya pada suatu PLTS dalam proses produksi energi listrik, adalah sebagai berikut: a)

Iradiasi (Irradiance)

Pengaruh iradiasi terhadap produksi energi listrik pada panel surya dapat dilihat pada gambar di bawah, yang memperlihatkan fungsi peristiwa iradiasi terhadap kurva karakteristik tegangan (V) dan arus (I).

Ketika iradiasi menurun, arus yang dihasilkan oleh modul surya akan menurun dengan proporsional, sedangkan variasi dari tegangan tanpa beban sangatlah kecil. Sebagai suatu kenyataan, efisiensi dari konversi pada modul surya tidak terpengaruh oleh iradiasi yang bervariasi asalkan masih dalam batas standar operasi dari modul surya, yang berarti bahwa efisiensi konversi adalah sama untuk keduanya, 47

baik dalam kondisi cerah begitu juga kondisi mendung. Oleh karena itu kecilnya energi listrik yang dihasilkan modul surya saat langit dalam kondisi mendung dapat dijadikan acuan bukannya penurunan efisiensi melainkan penurunan produksi arus listrik karena iradiasi matahari yang rendah. b)

Temperatur modul surya (temperature of the module)

Kebalikan dari masalah iradiasi, ketika temperatur dari modul surya meningkat, arus yang diproduksi dari modul surya pada kenyataannya tetap tidak mengalami perubahan, sebaliknya tegangan mengalami penurunan dan bersamaan dengan itu performa dari panel surya juga mengalami penurunan dalam produksi energi listrik. c)

Bayangan (Shading)

Berbicara mengenai area yang digunakan oleh modul surya pada suatu PLTS, sebagian darinya (satu atau lebih sel) mungkin dibayangi atau terhalangi oleh pepohonan, daun yang jatuh, asap, kabut, awan, atau panel surya yang terpasang di dekatnya. Pada kasus shading ini, sel surya yang tertutupi akan berhenti memproduksi energi listrik dan berubah menjadi beban pasif.

Gambar 3.13. Pengaruh shading terhadap modul surya

Sel ini akan berlaku seperti dioda dalam kondisi membelok arus yang diproduksi oleh sel lain dalam hubungan seri dan akan membahayakan keseluruhan produksi dari modul surya tersebut, 48

terlebih dapat merusak modul akibat adanya panas yang berlebih.

Dalam hal menghindari permasalahan yang lebih besar akibat shading pada suatu string, maka diantisipasi dengan penggunaan dioda bypass yang terpasang paralel pada masing-masing modul.

49

Rangkuman

1. Salah satu komponen utama pada PLTS adalah generator sel surya, yang dimana sel surya sebagai komponen dasarnya. Sel surya merubah radiasi matahari menjadi energi listrik 2. Modul surya merupakan komponen PLTS yang tersusun dari beberapa sel surya yang dirangkai sedemikian rupa,

baik

dirangkai seri maupun paralel dengan maksud dapat menghasilkan daya listrik tertentu dan disusun pada satu bingkai (frame) dan dilaminasi atau diberikan lapisan pelindung.

3. Inverter memiliki fungsi merubah arus listrik

searah

(direct

current)

yang

dihasilkan oleh solar modul menjadi listrik

arus

bolak

balik

(alternating

current) dan dikontrol kualitas dari daya listrik yang dikeluarkan untuk dikirim ke beban atau ke jaringan listrik.

4. Charge

Controller

elektronik

yang

adalah

perangkat

berfungsi

untuk

mengatur pengisian arus searah (DC) dari panel surya ke baterai.

5. Baterai

memiliki

fungsi

untuk

menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dalam bentuk energi arus searah

50

Tes Formatif 1) Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

1. Apa yang dimaksud dari modul surya? a. kumpulan dari beberapa sel surya b. kumpulan dari beberapa komponen c. kumpulan dari beberapa Generator d. kumpulan dari beberapa mesin e. kumpulan dari beberapa inverter 2. a. b. c. d. e.

Apa fungsi dari baypass diode pada modul surya? ketika terjadi kerusakan masih berjalan Mudah digunakan Agar terjadi kerusakan tetap rusak Untuk menghemat biaya Untuk Hiasan

3. a. b. c. d. e.

Apa fungsi dari inverter ?

Merubah jaringan Merubah arus dc ke ac Merubah tegangan Merubah kapasitas Merubah Tampilan

4. Agar efektif inverter yang digunakan pada beban yang kecil adalah‌ a. Inverter 4 fasa b. Inverter 3 fasa c. Inverter 1 Fasa d. Inverter 6 Fasa e. Inverter 5 Fasa 5. a. b. c. d. e.

Apa fungsi charge controller Untuk mengatur beban Untuk mengatur jalan Untuk mengatur arus Untuk mengatur beban Untuk mengatur sel surya

51

2). Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

6. a. b. c. d. e.

Apa yang dimaksud dengan proses discharge? pengaturan penyaluran arus listrik dari baterai menuju beban listrik pengaturan penyaluran arus listrik dari baterai menuju modul

pengaturan penyaluran arus listrik dari baterai menuju inverter pengaturan penyaluran arus listrik dari baterai menuju sel surya pengaturan penyaluran arus listrik dari baterai menuju beban array

7. a. b. c. d. e.

Apa fungsi Baterai pada sistem plts?

Memutus arus Memutus tegangan Memutus lawan Menyimpan energy listrik Menyimpan sel surya

8. a. b. c. d. e.

Satuanenergi yang disimpan baterai adalah Oh Ho Ampere Hour (Ah) Ampere Years (Ay) Ampere Old (Ao)

9.

Faktor yang memperngaruhi modul surya pada PLTS dalam produksi energy listrik adalah,kecuali‌ Mesin Inverter Grid connected Iradiasi Baterai

a. b. c. d. e.

10. a. b. c. d. e.

Ketika temperatur modul surya terlalu panas maka yang akan timbul Awet Rusak Tahan lama Tidak tau Kurang mengerti

52

3). Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini secara jujur dan tepat!

1.

2.

3.

4.

5.

Sebutkan komponen di dalam PLTS yang kalian ketahui!

Jelaskan apa yang dimaksud dengan modul surya!

Jelaskan baypass diode!

Jelaskan Faktor apa saja yang memperngaruhi modul surya dalam produksi energy?

Jelaskan apa yang terjadi ketika modul surya tertutup oleh bayangan!

53

Daftar Rujukan Gede,widyana.2012 Pemanfaatan Energi Surya. FTK undhiksha.

Kementrian ESDM. 2019. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia

Ketenagalistrikan,Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.

Kementrian Energi & SDM. Solarex, 1993, Everything You Always wanted to know about Solar Power, Villawood Sydney, N.S.W. Australia.

Tri, Adi. 2014. Solar Power Plants. Universitas Mercubuana Kementrian Dalam Negeri PNPM. 2015. Energi Yang Terbarukan, Kementrian Dalam Negeri PNPM Rachmawan Budiarto. 2017. Meningkatkan Produktivitas Masyarakat

Pedesaan Melalui Energi Terbarukan. Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pengurus Besar Nahdlatul Ulama.

Steve, T. 2007. Towards a Framework of Clean Energy Technology

Receptivity. South North.

54

55

PETA KONSEP

Pengoperasian

Komponen perlengkapan pada PLTS

Konsep dasar pengoperasian PLTS

K3 dalam pengoperasian PLTS

56

Fungsi Komponen pada PLTS

4.1 Identifikasi dan Pemeriksaan Komponen PLTS 4.1.1 Solar Module Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell yang besarnya kira-kira 10 ∞ 15 cm. Komponen ini mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Solar Cell merupakan komponen vital yang terbuat dari bahan semi konduktor.

Tenaga listrik dihasilkan oleh satu solar cell yang sangat kecil, maka beberapa solar cel harus digabung sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut module. Produk yang dihasilkan oleh Industri Solar Cell ini sudah dalam bentuk modul ini. Pada aplikasinya karena tenaga listrik yang dihasilkan oleh module ini masih kecil (rata-rata sekitar

130

W)

maka

dalam

pemanfaatannya

beberapa

modul

digabungkan sehingga terbentuklah apa yang disebut Array. Dalam pengoperasian PLTS haruslah dipastikan bahwa solar module ini harus bekerja dengan baik dengan cara mengukur tegangan yang dihasilkan oleh setiap modul. Perhatikan Gambar dibawah ini.

Gambar 4.1 Baterai/aki sebagai penyimpanan energy listrik.

57

4.1.2 AC Module Agar energi listrik yang dihasilkan oleh solar module dapat dimanfaatkan maka harus dirubah menjadi listrik AC oleh alat yang disebut Power Conditioner. Karena menggabungkan listrik dari beberapa modul menyebabkan sistem pengkabelannya menjadi rumit dan kapasitas power conditionerpun menjadi besar, maka dikembangkanlah apa yang disebut AC Module . Yaitu modul yang langsung menghasilkan listrik ACSebagai contoh di bawah ini diberikan gambar Power Conditioner buatan Sharp Jepang dengan type JK40EK.

Gambar 4.2 Power Conditioner.

4.1.3 Controller Kontroler sering disebut dengan berbagai nama seperti Gharge Regulator, BCU dan sebagainya. Berfungsi mengatur lalu lintas listrik dari modul Surya ke Batteray, apabila batteray/accu sudah penuh maka listrik tidak akan diteruskan ke batteray/accu dan sebaliknya. Kemudian dari Batteray kebeban (apabila listrik dalam accu tinggal 20 – 30 %, maka listrik kebeban otomatis dimatikan

58

Gambar 4.3. Pemasangan BCU

Versi Standar seperti tampak dalam gambar ini dilengkapi dengan fungsi-fungsi untuk melindungi batteray/accu dengan proteksi-proteksi berikut : a. LVD (Low Voltage Disconnect) Apabila tegangan dalam batteray rendah ~11,2 VDC, maka untuk sementara beban tidak dapat dinyalakan. Apabila trgangan batteray sudah normal melewati 12 VDC (setelah di cahrge oleh modul surya) secara otomatis beban akan dapat dinyalakan lagi (reconnect) b. HVD (High Voltage Disconnect) Bertugas memutuskan aliran listrik dari modul surya jika batteray/accu

sudah

penuh,

listrik

dari

panel

surya

akan

dihubungkan kembali ke batteray hanya apabila tegangan batteray kembali rendah. c. Short Circuit Protection Menggunakan electronic fuse sehingga tidak memerluka sekring cadangan sebagai pengganti. Berfungsi untuk melindungi sistem PLTS apabila terjadi arus hubungansingkat baik di modul surya maupun di beban. Apabila terjadi short circuit maka jalur ke beban secara

otomatis.otomatis

akan

dihentikan

sementara,

beberapa detik berikutnya akan kembali terhubung

59

dalam

d. Reverse Polarity Melindungi dari kesalahan pemasangan kutup (+) atau (-). e. Reverse Current Melindungi agar listrik dari batteray/accu tidak mengalir ke modul surya pada malam hari. f. PV Voltage Spike Melindungi tegangan tinggi dari modul surya pada saat batteray tidak disambungkan. g. Lightning Protection Melindungi terhadap sambaran petir (s/d 20,000volt)

Gambar 4.4. Contoh sistem rumah.

Keterangan : 1.Solar Panel, 2.Power Conditioner 3.Alat Pendistribuasian Listrik 4 .Meteran mengukur pemakaian listrik 60

4.2 Pemeriksaan Instalasi Listrik Sebelum

mengoperasikan

PLTS

hendaklah

di

lakukan

pemeriksaan terhadap segala sesuatu (Komponen PLTS, Jaringan, Panel Tenaga)

dan

lain

sebagainya

dengan

merujuk

pada

panduan

pengoperasian, gambar instalasi, Peraturan Umum Instalasi Listrik.

Bagian-bagian yang perlu di periksa diantaranya adalah : a. Saklar Power yang ada di panel distribusi b. Kabel power diperiksa dengan menggunakan merger, atau AVO meter untuk mengetahui apakah ada kebocoran pada kabel jaringan. c. Perhatikan pula laporan konsumen apakah ada titik- titik lampu yang tidak menyala pada hari sebelumnya.

Gambar 4.5. Kontrol elektrik yang bersih menjamin keamanan dan keselamatan

61

Gambar 4.6. Kontroler listrik yang menjadi sarang tikus

Gambar 4.7. Pelanggan mengganti sekring dengan kabel

62

Gambar 4.8. Meteran listrik yang dilengkapi dengan catatan pemakaian beban

Gambar 4.9. Jaringan listrik di atas atap rumah

63

Gambar 4.10. Jaringan kabel listrik pada tiang jaringan

Gambar 4.11. Semua komponen di atas harus diperiksa

64

Gambar 4.1. Contoh lembaran isian harian

4.3 KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA DALAM PENGOPERASIAN PLTS Dalam pelaksanaan proyek pembangunan listrik tenaga surya, diupayakan sebisa mungkin untuk dapat memaksimalkan peran serta masyarakat setempat dalam pembangunan dan tahap pelaksanaannya, sehingga ketika proyek nanti selesai dan diserahkan kepada masyarakat lokal mereka telah terbiasa dan terbangun rasa memiliki untuk mengelola dan merawatnya dikemudian hari. Peran serta lokal dapat berupa teknologi lokal, peralatan lokal, material lokal, dan tenaga kerja lokal. Pemakaian alat dari luar negeri harus dipertimbangkan dengan baik terutama berkenaan dengan kemampuan masyarakat desa untuk mengoperasikan

dan

keberlanjutan

pengoperasian

peralatan.

Ketersediaan suku cadang dalam negeri dan teknisi yang menguasai pengoperasian, perawatan dan perbaikan jika terjadi kerusakan pada alat merupakan suatu hal yang sangat penting jika peralatan dan komponen didatangkan dari luar negeri.

65

Merupakan

hal

berkelanjutan, bahwa

yang

penting

masyarakat

untuk

pengguna

operasional

yang

merasa akrab

dan

mengenal sistem merupakan milik mereka. Penghargaan mereka terhadap keberadaan listrik dan kesadaran akan kewajiban yang harus dilakukan dapat dibangun dengan memberikan kesadaran memiliki dalam masyarakat. Hal ini dapat dilakukan dengan melibatkan peran serta masyarakat lokal, seperti pada tahap implementasi proyek. Setiap komponen asing dapat diterima, jika dapat dioperasikan, diperbaiki dan diganti secara lokal. Jika hal tersebut tidak memungkinkan, maka diperlukan peninjauan ulang dari desain yang diusulkan. Sebelum tahap pemasangan dilaksanakan ada beberapa hal yang harus diselesaikan, sehingga tidak menghambat pekerjaan dari proyek dikemudian hari.

Adapun hal-hal tersebut seperti; a) desain dan gambar final serta anggaran biayanya b) perjanjian jual beli listrik dengan PLN jika itu interkoneksi ataupon grid dan kesepakatan harga tarif dengan pengguna untuk sistem off grid c) kajian dampak sosial, ekonomi dan lingkungan d) kontrak perjanjian kerja dengan kontraktor e) ijin-ijin lainnya sebelum tahap pemasangan dimulai, pastikan segala sesuatu telah siap dan tersedia. Segala hal yang belum diselesaikan dapat menghambat pekerjaan dan pada akhirnya dapat menghambat penyelesain proyek (proyek jadi terlambat).

4.3.1 Penyusunan Spesifikasi peralatan Pemilihan dan spesifikasi teknis peralatan dan komponen pembangkit tenaga surya biasanya dilakukan pada proses feasibility study dan perencanaan detail. Dalam proses ini spesifikasi dari peralatan harus sudah ditentukan. Pemilihan dan desain teknis disesuaikan dengan kondisi lokasi dan karakterisitik operasional system yang dikehendaki, misalnya sistem SESF Off-Grid, SHS, terpusat, hybrid atau 66

SESF On-Grid. Jika semua aspek teknis dan desain telah siap, hubungi pihak manufaktur atau pabrikan untuk mendapatkan penawaran harga dan kesepakatan lainnya. Baiknya untuk menghubungi lebih dari satu pabrikan untuk membandingkan harga dan kelebihan lain yang ditawarkan masing-masing pabrikan. Selain harga yang kompetitif, perlu diperhatikan juga kualitas pekerjaan dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan. Hal ini sangat penting untuk pengaturan jadwal pekerjaan dengan bagian yang lain. Suatu hal yang perlu

dipertimbangkan

adalah

pemilihan

pabrikan

lokal

untuk

mensuplai peralatan yang kita butuhkan. Hal ini mengingat alasan pemberdayaan masyarakat lokal dan juga alasan biaya.

4.3.2 Quality control Quality control digunakan untuk menjaga standard kualitas pekerjaan telah sesuai antara desain dengan spesifikasi aktualnya.

Untuk melaksankan quality control, standardisasi harus telah dibuat untuk semua pekerjaan yang akan dilalui dari mulai pembelian material sampai pelaksanaan dan pekerjaan harus dikontrol sesuai dengan standard itu. a) Standard untuk material : standard kualitas untuk material yang akan digunakan harus ditentukan sesuai dengan jenis pekerjaan. b) Quality standard : kontrol karakteristik untuk kualitas yang dikehendaki harus didefinisikan dan secara kuantitif ditentukan. c) Standard bekerja : standard fasilitas penanganan, standard operasi, standar inspeksi, dan standard untuk perawatan sebaiknya didefinisikan. d) Metode test dan inspeksi Dalam kondisi tertentu, standard dapat mengacu pada standard yang telah ditentukan oleh pemerintah atau instansi terkait seperti PLN dll. Untuk aplikasi tenaga surya pemerintah telah menetapkan prosedur dan standarnya, baik dari material maupun instalasi.

67

4.3.3 Partisipasi Masyarakat Proyek PLTS pada umumnya terletak didaerah terpencil, dimana akses transportasi dan fasilitas komunikasi sangat terbatas. Selain itu orang luar maupun pemerintah tidak mempunyai kepentingan secara langsung terhadap keberadaan PLTS tersebut. Oleh karena itu kemandirian dan partisipasi masyarkat dalam menjaga keberlangsungan sebuah proyek PLTS sangat berperan penting. Partisipasi masyarakat setempat dimulai dari tahap perencanaan dimana mereka dilibatkan melalui sosialisasi dengar pendapat dan tanya jawab mengenai segala sesuatu menyangkut keberadaan PLTS di daerah mereka. Masukan dan saran dari masyarakat pada tahap perencanaan harus dimasukan sebagai pertimbangan yang sangat berharga dalam pembangunan dan operasional PLTS serta keberlanjutannya dikemudian hari.

Partisipasi masyarakat dalam tahap perencanaan, pembangunan serta operasional PLTS

merupakan suatu kunci pokok dalam

keberhasilan proyek secara umum. Salah satu tujuan dari metode ini adalah untuk menumbuhkan rasa memiliki dalam diri masyarakat.

Semakin banyak mereka terlibat dengan aktif, secara psikologi masyarakat akan merasa dekat dan akrab dengan PLTS sehingga diharapkan mampu menunjang keberlanjutan PLTS tersebut. Hal ini berdasarkan bahwa masyarakat setempat adalah pengguna akhir dari PLTS merekalah yang sehari-harinya akan berurusan dan berhubungan langsung dengan operasionalnya PLTS. Parisipasi masyarakat dalam pembangunan dapat berupa tenaga, material atau bahkan dana tambahan jika ada kekurangan dari budget yang dianggarkan.

4.4 Pengoperasian Seperti halnya fasilitas utility dan pembangkit energi lain, PLTS juga memiliki standard operasi. Hal ini bertujuan untuk menjaga keandalan dan kesinambungan operasional pembangkit sesuai dengan prosedur dan standard yang telah ditetapkan. Dalam operasi, pihak manajemen maupun operator harus mengerti hal-hal berikut; 68

ďƒ˜ Operator harus melaksanakan operasi dengan efisien sesuai dengan manual, peraturan dan standard yang diberlakukan. Baik itu oleh pihak pabrikan maupun pengelola. ďƒ˜ Operator

harus

terbiasa

dan

mengenali

semua

komponen

pembangkit beserta fungsi – fungsinya. ďƒ˜ Operator harus selalu memeriksa kondisi fasilitas dan alat-alat pembangkit. Ketika dia menemukan suatu kerusakan atau keganjilan

dia

harus

melaporkan

kepada

orang

yang

bertanggungjawab dan mengatasinya jika dianggap mampu. ďƒ˜ Operator harus mencoba untuk mencegah segala macam kerusakan dan kecelakaan. Dilakukan dengan tindakan pencegahan berupa perawatan dan penyediaan fasilitas pencegah kecelakaan.

Manual petunjuk operasi untuk setiap pembangkit tenaga surya harus disiapkan sebelum pembangkit mulai beroperasi. Selain itu training untuk operator juga perlu dilaksanakan sehingga mereka benarbenar siap untuk diserahi segala kewajiban dan tanggungjawab dalam mengoperasikan dan merawat pembangkit.

4.4.1 Operasi pembangkit Operasional sebuah pembangkit tenaga surya tidak hanya membangkitkan energi listrik yang memanfaatkan sinar matahari.

Tetapi juga untuk mengontrol fasilitas dan peralatan pembangkitan lainnya dan mensuplai energi listrik ke konsumen pada kondisi yang stabil dan memastikan semua komponen dalam kondisi yang baik.

Karena peralatan dan fasilitas pembangkit yang dipasang tergantung pada kondisi lokasi dan dana yang tersedia, ada beberapa cara yang beragam untuk operasional sebuah pembangkit tenaga surya. Pada kasus dalam suatu pembangkit, maka operator tidak harus selalu mengontrol setiap saat peralatan tetapi dilakukan lebih periodik dan pada saat tertentu saja, misalnya star Up, stopping dan emergency. Sedangkkan untuk pembangkit yang lebih canggih dimana stoping dilakukan dengan

69

otomatis keberadaan operator tidak terlalu diperlukan secara tetap dan terus menerus.

Kebanyakan kasus tenaga surya untuk listrik pedesaan, dimana dana yang tersedia terbatas, kadang sistem proteksi dan control otomatis ditiadakan. Oleh karena itu pada umumnya keberadaan operator sangat diperlukan untuk mengantisipasi masalah yang mungkin terjadi.

Prosedur operasi pembangkit tenaga surya pada umumnya dikategorikan sebagai berikut.

4.4.2 Pemeriksaan sebelum operasi Sebelum pembangkit dijalankan operator harus memeriksa dan menjamin komponen dan fasilitas pembangkit berada pada kondisi aman dan siap beroperasi. Pengecekan dilakukan setelah pembangkit berhenti lama atau perbaikan. Bagian-bagian yang harus diperiksa pada umumnya adalah sebagai berikut; a) Sistem pembangkit Merupakan bagian utama pembangkit listrik yang terdiri dari satu atau lebih rangkaian modul fotovoltaik. b) Sistem penyimpan/baterei Merupakan bagian SESF yang berfungsi sebagai penyimpan listrik (baterei/accu). Sistem penyimpan listrik pada dasarnya diperlukan untuk SESF yang dirancang untuk operasi malam hari atau SESF yang harus memiliki kehandalan tertentu. c) sistem Pengaturan dan Pengkondisi Daya Berfungsi untuk memberikan pengaturan, pengkondisian daya misalnya merubah arus searah menjadi arus bolak balik, dan atau pengamanan sedemikian rupa sehingga SESF dapat bekerja secara efisien, handal dan aman d) Sistem Beban Bagian akhir dari penggunaan SESF yang mengubah listrik menjadi energi akhir seperti

lampu penerangan, televisi, radio tape, VCD,

lemari es dan pompa air.

70

e) Kabel transmisi Merupakan bagian untuk menghubungkan ke cabang jaringan konsumen

4.4.3 Peran operator selama operasi normal Operator harus menjaga operasional dari komponen pembangkit dalam kondisi yang baik dan aman. Operator berperan dalam menjaga kualitas listrik yang dihasilkan pembangkit masih dalam batasan yang ditetapkan. Tindakan yang harus dilakukan operator selama operasional pembangkit diantaranya sebagai berikut: ďƒ˜ Periksa modul surya dalam kondisi baik. Bersihkan sampah pada modul surya yang menghalangi sinar matahari ďƒ˜ Periksa BCR dalam keadaan baik. ďƒ˜ Periksa baterei dalam keadaan baik. Matching charger dengan kebutuhan baterei, hindarkan underdischarge dan overdischarge, jaga agar elektrolit berada pada level yang tepat, jaga kebersihan baterei, hindari kondisi overheating dan lakukan ekualisasi secara periodik terhadap sel baterei yang lemah. ďƒ˜ Periksa setiap kondisi yang tidak normal, lakukan tindakan penanggulangan dan perbaikan, hentikan pembangkit jika dirasa perlu ďƒ˜ Untuk mencegah kondisi yang berbahaya bagi peralatan pembangkit dan konsumen, diperlukan prosedur penghentian pembangkit yang benar

4.4.4 Operasional darurat Selama

keadaan

tertentu,

operasional

pembangkit

harus

dilakukan dengan teliti dan hati-hati atau bahkan harus dihentikan untuk sementara waktu. Adapun keadaan darurat dapat berupa kecelakaan Jika terjadi kecelakaan selama operasional pembangkit, misalnya ada bagian yang lepas atau konsleting listrik dll. Operator sebaiknya segera

71

menghentikan pembangkit. Langkah-langkah yang dapat dilakukan diantaranya adalah: 1) hentikan pembangkit dengan segera 2) berikan bantuan atau pertolongan jika kecelakaan menimpa orang 3) laporkan kejadian kepada orang yang berwenang (ketua, RT, lurah,dll) 4) selidiki penyebab kecelakaan dengan teliti 5) kembali operasikan pembangkit jika operator dapat menangani dan memperbaiki penyebab kecelakaan dan kerusakan 6) hubungi

pembuat

peralatan

jika

operator

tidak

dapat

menemukan dan memperbaiki kerusakan, minta petunjuk dan jika tidak yakin minta mereka untuk memperbaikinya.

4.4.5 Jaringan distribusi konsumen Jaringan

transmisi

dan

distribusi

digunakan

untuk

menghantarkan energi listrik ke konsumen yang biasanya pada tegangan rendah. Jaringan distribusi pada umumnya terdiri dari tiga kabel, 1 netral dan 1 line dan 1 grounding. Hal-hal yang dapat dilakukan untuk memelihara jaringan distribusi adalah : ďƒ˜ Pemeriksaan

sepanjang

jaringan

dari

gangguan

yang

diakibatkan oleh tumbuhan. Seperti pohon roboh dan ranting yang menghalangi jaringan distribusi. ďƒ˜ Periksa kerusakan yang mungkin terjadi pada tiang penyangga kabel akan adanya kemungkinan roboh, keropos dll. ďƒ˜ Periksa kabel-kabel penghantar terhadap kemungkinan kendor atau putus. Ganti jika dianggap perlu dengan jenis yang sama ďƒ˜ Kontrol secara berkala sambungan keperumahan/konsumen.

Pastikan masih bagus.

4.4.6 Buku catatan (log book) ďƒ˜ Logbook merupakan bagian penting dari kegiatan operasi dan perawatan. Logbook adalah catatan sejarah kondisi pembangkit.

72

Dengan logbook kita dapat memonitor operasi sehari-hari, proses perawatan,

gangguan

yang

kadang-kadang

muncul

dan

pengalaman dalam mengatasi gangguan yang timbul.  Log book harus diisi oleh operator pada kegiatan operasional sehari-hari,

pada

saat

melakukan

perawatan,

mengatasi

gangguan, maupun mengganti parts yang rusak. Adapun contoh log book seperti dibawah ini.

Bulan : November 2019 Tgl

Kondisi

Waktu

Volt Curr P [V] [A] [Kw]

kWh

OPR

TTD

1 2 3 4 5 6 7 8 Tabel 4.2. Contoh log book

 Setiap akhir bulan operator harus mencatat jam total opersional yang dihasilkan oleh pembangkit.  Pada saat mengganti parts yang rusak hour meter harus dicatat juga sebagai informasi dari life time parts.  Part yang terdeteksi bekerja secara tidak baik atau tidak semestinya, harus segera diganti. Jangan menunggu sampai rusak atau hancur total. Part yang bekerja tidak normal dapat menyebabkan kerusakan yang lebih parah terhadap part-part lainnya.  Apabila persediaan parts sudah habis harap segera dipesan parts yang baru. Jangan menunggu sampai pembangkit harus diberhentikan total.

73

4.7 Mengamati besaran listrik Dalam

pengukuran

hasil

yang

didapat

seringkali

tidak

berhubungan dengan besaran yang diukur, perbedaan ini dinamakan eror (kesalahan).

Definisi eror adalah perbedaan dari besaran yang diukur dengan besaran

sebenarnya.

Kesalahan

yang

terjadi

pada

pengukuran

mempunyai banyak alasan, secara tradisional eror digolongkan pada random eror (kesalahan sembarangan), sistematik eror dan gross eror (kesalahan kasar) atau blunders (perbuatan keliru). Random eror disebabkan oleh pengaruh keadaan luar kontrol dan operator. Sistematik eror adalah kesalahan yang terjadi pada sebagian besar, mempunyai karakteristik tersendiri dan setiap eror ini seolah olah pengukuran memberikan nilai tertentu. Sebagai tambahan dapat dibuat cara lain dan salah satu cara adalah meneliti atau memperhatikan tempat terjadinya eror.

4.7.1 Menggunakan Multimeter Pertama-tama jarum penunjuk meter diperiksa apakah sudah tepat pada angka 0 pada skala DCmA , DCV atau ACV posisi jarum nol di bagian kiri ( lihat gambar

2 a ), dan untuk skala ohmmeter posisi

jarum nol di bagian kanan (lihat gambar 2 b). Jika belum tepat harus diatur dengan memutar sekrup pengatur kedudukan jarum penunjuk meter ke kiri atau ke kanan dengan menggunakan obeng pipih (-) kecil.

Gambar 4.12 Kedudukan normal jarum penunjuk meter

74

4.7.2 Multimeter digunakan untuk mengukur hambatan Untuk mengukur resistansi suatu rangkaian, posisi saklar pemilih multimeter diatur pada kedudukan â„Ś dengan batas ukur x 1. Test lead merah dan test lead hitam saling dihubungkan dengan tangan kiri, kemudian tangan kanan mengatur tombol pengatur kedudukan jarum pada posisi nol pada skala â„Ś. Jika jarum penunjuk meter tidak dapat diatur pada posisi nol, berarti baterainya sudah lemah dan harus diganti dengan baterai yang baru. Langkah selanjutnya kedua ujung test lead dihubungkan pada ujung-ujung resistor yang akan diukur resistansinya.

Cara membaca penunjukan jarum meter sedemikian rupa sehingga mata kita tegak lurus dengan jarum meter dan tidak terlihat garis bayangan jarum meter. Supaya ketelitian tinggi kedudukan jarum penunjuk meter berada pada bagian tengah daerah tahanan. Jika jarum penunjuk meter berada pada bagian kiri (mendekati maksimum), maka batas ukurnya diubah dengan memutar saklar pemilih pada posisi x 10.

Selanjutnya dilakukan lagi pengaturan jarum penunjuk meter pada kedudukan nol, kemudian dilakukan lagi pengukuran terhadap resistor tersebut dan hasil pengukurannya adalah penunjukan jarum meter dikalikan 10 â„Ś.

4.7.3 Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan DC Untuk mengukur tegangan DC (misal dari baterai atau power supply DC), saklar pemilih multimeter diatur pada kedudukan DCV dengan batas ukur yang lebih besar dari tegangan yang akan diukur. Test lead merah pada kutub (+) multimeter dihubungkan ke kutub positip sumber tegangan DC yang akan diukur, dan test lead hitam pada kutub (-) multimeter dihubungkan ke kutub negatip (-) dari sumber tegangan yang akan diukur. Hubungan semacam ini disebut hubungan paralel.

Untuk mendapatkan ketelitian yang paling tinggi, usahakan jarum penunjuk meter berada pada kedudukan paling maksimum, caranya dengan memperkecil batas ukurnya secara bertahap dari 250 V, 100 V, 50 V, 25 V dan seterusnya. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah 75

bila jarum sudah didapatkan kedudukan maksimal jangan sampai batas ukurnya diperkecil lagi, karena dapat merusakkan multimeter. a. Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan AC Untuk mengukur tegangan AC dari suatu sumber listrik AC, saklar pemilih multimeter diputar pada kedudukan ACV dengan batas ukur yang paling besar misal 250 V. Kedua test lead multimeter dihubungkan ke kedua kutub sumber listrik AC tanpa memandang kutub positif atau negatif. Selanjutnya caranya sama dengan cara mengukur tegangan DC di atas. b. Multimeter digunakan untuk mengukur arus DC Untuk mengukur arus DC dari suatu sumber arus DC, saklar pemilih pada multimeter diputar ke posisi DCA dengan batas ukur 5 A. Kedua test lead multimeter dihubungkan secara seri pada rangkaian sumber DC ( perhatikan gambar di bawah ini

Gambar 4.13 Multimeter untuk mengukur arus DC

Ketelitian paling tinggi akan didapatkan bila jarum penunjuk multimeter pada kedudukan maksimum. Untuk mendapatkan kedudukan maksimum, saklar pilih diputar setahap demi setahap untuk mengubah batas ukurnya dari 5 A; 2,5 A; dan 1 A. Yang perlu diperhatikan adalah bila jarum sudah didapatkan kedudukan maksimal jangan sampai batas ukurnya diperkecil lagi, karena dapat merusakkan multimeter.

76

Gambar 4.14. Operator harus selalu berpedoman pada buku manual/Petunjuk Teknis Operasi

4.8 Keselamatan dan kesehatan kerja Tindakan keselamatan kerja bertujuan untuk menjamin keutuhan dan kesempurnaan, baik jasmani maupun rohani manusia, serta hasil kerja dan budaya tertuju pada kesejahteraan masyarakat pada umumnya. Keselamatan kerja manusia secara terperinci antara meliputi : pencegahan terjadinya kecelakaan, mencegah dan atau mengurangi terjadinya penyakit akibat pekerjaan, mencegah dan atau mengurangi cacat

tetap,

mencegah

dan

atau

mengurangi

kematian,

dan

mengamankan material, konstruksi, pemeliharaan, yang kesemuanya itu menuju pada peningkatan taraf hidup dan kesejahteraan umat manusia.

Dasar-dasar keselamatan kerja yang ada di Indonesia antara lain telah diatur dalam Undang-Undang RO No. 1 Th 1970. Pada pasal satu ayat lima misalnya, dikemukakan bahwa ahli keselamatan kerja adalah tenaga teknis berkeahlian khusus dari luar Departemen Tenaga Kerja yang ditunjuk oleh Menteri Tenaga Kerja untuk mengawasi ditaatinya UU No. 1 Th 1970. Organisasi keselamatan kerja dalam administrasi pemerintah di tingkat pusat diwadahi dalam bentuk Direktorat Pembinaan Norma Keselamatan dan Kesehatan Kerja dan Direktoral 77

Perlindungan Perawatan Tenaga Kerja. Fungsi Direktorat ini antara lain: melaksanakan pembinaan, pengawasan, serta penyempurnaan dalam penetapan norma keselamatan kerja di bidang mekanik, bidang listrik, uap dan kebakaran. Selain Undang-Undang yang mengatur keselamatan kerja, terdapat pula suatu organisasi lain yang dibentuk oleh perusahaan-perusahaan sebagai bagian dari struktur organisasi yang ada di perusahaan, yang disebut bidang keselamatan kerja. Selain organisasi-organisasi di atas ada satu organisasi yang konsen terhadap keselamatan kerja, misalnya organisasi Ikatan Higine Perusahaan, Kesehatan dan Keselamatan Kerja, yang didirikan pada tahun 1971.

Adapun tujuan organisasi tersebut antara lain (a) Menunjang terlaksananya

tugas-tugas

pemerintah,

khususnya

di

bidang

peningkatan taraf hidup dan kesejahteraan tenaga kerja di perusahaan, industri, perkebunan, pertanian yang meliputi di antaranya tentang penanganan keselamatan kerja. (b) Menuju tercapainya keragaman tindak di dalam menanggulangi masalah antara lain keselamatan kerja.

4.8.1 Standar Keselamatan Kerja Dalam penggolongan pengamanan sebagai tindakan keselamatan kerja ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain: 1) Pelindung badan, meliputi pelindung mata, tangan, hidung, kaki, kepala, dan telinga.

2) Pelindung mesin, sebagai tindakan untuk melindungi mesin dari bahaya yang mungkin timbul dari luar atau dari dalam atau dari pekerja itu sendiri 3) Alat pengaman listrik, yang setiap saat dapat membahayakan.

4) Pengaman ruang, meliputi pemadam kebakaran, sistim alarm, air hidrant, penerangan yang cukup, ventilasi udara yang baik, dan sebagainya.

Di samping penggolongan pengamanan tersebut di atas, standar keselamatan kerja terutama di bengkel mekanik elektro, ada urutan penanggung jawab keselamatan kerja. Seorang instruktur mempunyai 78

tugas dan kewajiban antara lain: memberikan instruksi dengan benar kepada anak buahnya secara tepat dan aman untuk tiap-tiap bagian yang akan

dikerjakan.

Jika

terjadi

kecelakaan,

seorang

instruktur

berkewajiban menyelidiki sebab-sebab terjadinya kecelakaan dan kerusakan yang terjadi. Instruktur wajib melaporkan kepada atasannya atas kejadian kecelakaan tersebut, melaporkan tentang kerusakan mesin maupun alat-alat yang digunakan serta mencatat peristiwa tersebut secara akurat dan tertib.

Seorang Storeman (teknisi), bertugas dan bertanggung jawab penuh terhadap alat-alat dan mesin yang ada di ruang bengkel untuk : memelihara alat-alat kerja, memberikan layanan peminjaman alat bagi pekerja atau siswa praktikan, mencatat barang yang masuk dan keluar, mencatat jumlah barang yang ada di bengkel, dan mencatat kerusakan alat-alat kerja, baik alat tangan maupun peralatan mesin.

Seorang pekerja atau praktikan, mempunyai tugas dan kewajiban antara lain: mentaati segala peraturan dan instruksi yang ada . Ia berkewajiban

melakukan pekerjaan dengan hati-hati dan aman,

menjaga keutuhan alat dan kebersihan ruangan kerja, bertindak secara tepat jika terjadi kecelakaan dan melaporkan kepada instruktur.

4.8.2 Sistem Keselamatan Kerja Seorang pekerja baik siswa, teknisi maupun instruktur yang akan bekerja dalam lingkungan bengkel atau laboratorium khususnya dalam teknik kejuruan haruslah mengetahui tentang pengetahuan keselamatan kerja. Mereka juga harus mengetahui tata-cara bekerja secara benar, cara bekerja yang aman dan selamat baik bagi dirinya sebagai orang yang terlibat dalam pekerjaan itu maupun benda kerja yang dikerjakan serta lingkungan kerja di sekitarnya. Terjadinya kecelakaan menyebabkan kerugian pada tiap-tiap orang yang terlibat baik secara langsung maupun tidak langsung dalam pekerjaan tersebut. Jika terjadi kecelakaan maka orang yang bersangkutan akan menderita sakit atau gangguan phyisik

79

lainnya.

Kerugian lainnya adalah kerugian benda, usaha kerja,

kesehatan dan aktivitas sosial lainnya.

4.8.3 Sebab-Sebab terjadinya Kecelakaan Suatu kecelakaan sering terjadi yang diakibatkan oleh lebih dari satu sebab. Kecelakaan dapat dicegah dengan menghilangkan hal-hal yang menyebabkan kecelakan tersebut. Ada dua sebab utama terjadinya suatu kecelakaan. Pertama, tindakan yang tidak aman. Kedua, kondisi kerja yang tidak aman. Orang yang mendapat kecelakaan luka-luka sering kali disebabkan oleh orang lain atau karena tindakannya sendiri yang tidak menunjang keamanan. Berikut beberapa contoh tindakan yang tidak aman, antara lain: 1) Memakai peralatan tanpa menerima pelatihan yang tepat 2) Memakai alat atau peralatan dengan cara yang salah 3) Tanpa memakai perlengkapan alat pelindung, seperti kacamata pengaman, sarung tangan atau pelindung kepala jika pekerjaan tersebut memerlukannya 4) Bersendaugurau, tidak konsentrasi, bermain-main dengan teman sekerja atau alat perlengkapan lainnya.

5) Sikap tergesa-gesa dalam melakukan pekerjaan dan membawa barang berbahaya di tenpat kerja 6) Membuat gangguan atau mencegah orang lain dari pekerjaannya atau mengizinkan orang lain mengambil alih pekerjaannya, padahal orang tersebut belum mengetahui pekerjaan tersebut.

Di sisi lain, kecelakaan sering terjadi akibat kondisi kerja yang tidak aman. Berikut ini beberapa contoh yang menggambarkan kondisi kerja tidak aman antara lain: 1) Tidak ada instruksi tentang metode yang aman.

2) Tidak ada atau kurangnya pelatihan si pekerja.

3) Memakai pakaian yang tidak cocok untuk mengerjakan tugas pekerjaan tersebut.

80

4) Menderita cacat jasmani, penglihatan kabur, pendengarannya kurang.

5) Mempunyai rambut panjang yang mengganggu di dalam melakukan pekerjaan.

6) Sistem penerangan ruang yang tidak mendukung.

4.8.4. Tindakan menghindari cara kerja yang tidak aman Menghindarkan cara kerja yang tidak nyaman merupakan tanggung jawab semua pekerja yang bekerja di ruang kerja. Sebaliknya sikap yang tidak bertanggung jawab merupakan suatu tindakan kebodohan.Sikap yang bodoh menyebabkan bahaya bagi dirinya sendiri maupun orang lain. Oleh karena itu ikutilah instruksi supervisor (pengawas/pimpinan). Pakailah cara-cara kerja yang benar, tenang dan tidak ceroboh dalam segala hal jika akan memulai bekrja.

Kerja sama dari semua orang yang terlibat dalam bekerja sangat diperlukan dalam mencegah kondisi yang tidak aman. Kondisi kerja yang aman tidak hanya memiliki alat-alat yang bagus dan mesin yang baru.

Kerjasama dari setiap individu tempat kerja merupakan hal yang sangat penting. Menjadikan tempat kerja yang bersih, sehat, tertib, teratur dan rapi merupakan syarat yang sangat menentukan keberhasilan kerja secara maksimal.

4.8.5. Mencegah Terjadinya Kecelakaan Tindakan

pencegahan

terhadap

kemungkinan

terjadinya

kecelakaan adalah hal yang lebih penting dibandingkan dengan mengatasi terjadinya kecelakaan. Kecelakaan dapat dicegah dengan menghindarkan sebab-sebab yang bisa mengakibatkan

terjadinya

kecelakaan. Tindakan pencegahan bisa dilakukan dengan cara penuh kehati-hatian dalam melakukan pekerjaan dan ditandai dengan rasa tanggung jawab. Mencegah kondisi kerja yang tidak aman, mengetahui apa yang harus dikerjakan dalam keadaan darurat, maka segera melaporkan segala kejadian, kejanggalan dan kerusakan peralatan sekecil apapun kepada atasannya. Kerusakan yang kecil atau ringan jika 81

dibiarkan maka semakin lama akan semakin berkembang dan menjadi kesalahan yang serius jika hal tersebut tidak segera diperbaiki.

Tindakan pencegahan terjadinya kecelakaan harus

dilakukan

dengan rasa bertanggung jawab sepenuhnya terhadap tindakan keselamatan kerja. Bertanggung jawab merupakan sikap yang perlu dijujung tinggi baik selama bekerja maupun saat beristirahat Hal ini akan sangat bermanfaat bagi keselamatan dalam bekerja. Peralatan perlindungan anggota badan dalam setiap bekerja harus selalu digunakan dengan menyesuaikan

sifat pekerjaan yang dilakukan.

Beberapa alat pelindung keamanan anggota badan., terdiri dari pelindung mata, kepala, telinga, tangan, kaki dan hidung. Penggunaan alat pelindung ini disesuaikan dengan jenis pekerjaan yang dikerjakan.

Sebagai contoh pelindung mata, pakailah kaca mata atau gogles untuk melindungi dari sinar yang kuat, loncatan bunga api, loncatan logam panas dan sebagainya

4.8.6 Kesehatan dan keselamatan kerja 1) Tersedia kotak PPPK sebagai

suatu keharusan yang harus

disediakan, dengan isinya antara lain : obat pusing, bethadin, pencuci mata (poor woter), kapas, dan plester atau perban..

2) Diperlukan adanya kesadaran akan tindakan keselamatan kerja dari semua unsur 3) Adanya kerja sama yang sinergis antar pengguna

dan yang

terkait dengan ruang kerja tersebut serta selalu menjunjung tinggi peran dan tanggung jawabnya masing-masing.

4) Upaya tindakan keselamatan kerja yang perlu dilakukan antara lain adalah sebagai berikut : ďƒ˜

Tindakan

pencegahan

terjadinya

kecelakaan

harus

dilakukan dengan rasa bertanggung jawab sepenuhnya terhadap tindakan keselamatan kerja. ďƒ˜

Sikap hati-hati dan kesungguhan di lingkungan tempat kerja.

82

ďƒ˜

Hindarkanlah bertengkar atau bergumul dengan orang lain di tempat kerja.

ďƒ˜

Jangan bersendau-gurau, bermain atau melawak tanpa kontrol!

ďƒ˜

Jangan bermain api, listrik, udara kompresor atau semprotan air di tempat/ruang kerja bengkel !

ďƒ˜ Jangan melemparkan sesuatu ke tempat kerja dan berkonsentrasilah pada pekerjaan yang sedang dikerjakan dan sadarlah apa yang terjadi di sekeliling tempat kerja !

83

Rangkuman

1. Sebelum mengoperasikan PLTS hendaklah di lakukan pemeriksaan terhadap segala sesuatu (Komponen PLTS, Jaringan, Panel Tenaga) dan lain sebagainya dengan merujuk pada panduan pengoperasian, gambar instalasi, Peraturan Umum Instalasi Listrik.

2. Pemilihan dan desain teknis disesuaikan dengan kondisi lokasi dan karakterisitik operasional system yang dikehendaki, misalnya sistem SESF Off-Grid, SHS, terpusat, hybrid atau SESF On-Grid.

3. Quality control digunakan untuk menjaga standard kualitas pekerjaan telah sesuai antara desain dengan spesifikasi aktualnya. Untuk melaksankan quality control, standardisasi harus telah dibuat untuk semua pekerjaan yang akan dilalui dari mulai pembelian material sampai pelaksanaan dan pekerjaan harus dikontrol sesuai dengan standard nasional.

4. Operasional sebuah pembangkit tenaga surya tidak hanya

membangkitkan

energi

listrik

yang

memanfaatkan sinar matahari. Tetapi juga untuk mengontrol fasilitas dan peralatan pembangkitan lainnya dan mensuplai energi listrik ke konsumen pada kondisi yang stabil dan memastikan semua komponen dalam kondisi yang baik.

5. Tindakan

keselamatan

kerja

bertujuan

untuk

menjamin keutuhan dan kesempurnaan, baik jasmani maupun rohani manusia, serta hasil kerja dan budaya tertuju

pada

kesejahteraan

umumnya.

84

masyarakat

pada

Tes Formatif 1) Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

1. Apa fungsi PV voltage Spike? a. Melindungi tegangan tinggi saat baterai tidak disambungkan b. Pengaman saat baterai tidak disambungkan c. Pembangkit d. Melindungi dari matahari e. Melindungu dari sambaran petir 2. Apa fungsi dari Lightening protection? a. Melindungi tegangan tinggi saat baterai tidak disambungkan b. Pengaman saat baterai tidak disambungkan c. Pembangkit d. Melindungi dari matahari e. Melindungu dari sambaran petir 3. Apa fungsi dari quality control? a. Untuk formalitas b. Untuk menjaga standar kwalitas c. Untuk menjaga dari maling d. Untuk Hiasan e. Untuk Tambahan 4. Mengapa disetiap pembangunan plts dibutuhkan manual book? a. Agar siap dalam proses menjalankan b. Untuk formalitas c. Agar tidak siap dalam prosen menjalankan d. Untuk Hiasan e. Agar lama dalam pnegerjaanyaya 5. Dalam kondisi darurat apa yang sebaiknya dilakukan operator plts? a. Lari b. Berteriak c. Senang d. Matikan Pembngkit

85

2). Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

5) a. b. c. d. e.

Apa fungsi jaringan distribusi pada plts Untuk hiasan Untuk Menyalurkan listrik ke pelanggan Untuk menyalurkan listrik ke Baterai Untuk menyalurkan listrik ke Inverter Untuk menyalurkan listrik ke BCU

6) a. b. c. d. e.

Apa Fungsi Logbook untuk perator PLTS? Memonitor Baterai Memonitor Inverter Memonitor BCU Memonitor operasi sehari-hari Memonitor PV

7) a. b. c. d. e.

Alat untuk mengukur besaran listrik ?

Ampere meter Tacho meter Watt Meter Volt Meter Taspen

8) a. b. c. d. e.

Alat untuk mengukur arus listrik ?

Ampere meter Tacho meter Watt Meter Volt Meter Taspen

9) a. b. c. d. e.

Tujuan penerapan K3 dalam operasional PLTS? Menjamin keutuhan dan kesempurnaan baik jasmani atau rohani Agar selalu bahaya Agar terlihat keren Untuk mempunyai masalah Agar cepat lulus

86

3). Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini secara jujur dan tepat!

1. Jelaskan hal apa saja yang perlu diperhatiakn sebelum memasang proyek PLTS! 2. Mengapa partisipasi masyarakat dibutuhkan untuk proyek PLTS? 3. Sebelum melakukan operasional PLTS apa saja yang harus diperhatikan , jelaskan!

4. Selama operasional PLTS apa saja yang harus diperhatikan, jelaskan!

5. Apa manfaat K3 dalam pengoperasia PLTS?

87

Daftar Rujukan Gede,widyana.2012 Pemanfaatan Energi Surya. FTK undhiksha.

Kementrian ESDM. 2019. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia

Ketenagalistrikan,Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.

Kementrian Energi & SDM. Solarex, 1993, Everything You Always wanted to know about Solar Power, Villawood Sydney, N.S.W. Australia.

Tri, Adi. 2014. Solar Power Plants. Universitas Mercubuana Kementrian Dalam Negeri PNPM. 2015. Energi Yang Terbarukan, Kementrian Dalam Negeri PNPM Rachmawan Budiarto. 2017. Meningkatkan Produktivitas Masyarakat

Pedesaan Melalui Energi Terbarukan. Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pengurus Besar Nahdlatul Ulama.

Steve, T. 2007. Towards a Framework of Clean Energy Technology

Receptivity. South North.

88

89

PETA KONSEP

Proteksi & Pemeliharaan

Proteksi Baterai

Proteksi Penangkal Petir

Proteksi Tegangan Sentuh

Pemeliharaan

Sistem Pembumian

Memelihara modul surya

90

Memelihara baterai

5.1 Pemilihan alat Proteksi PLTS 5.1.1 Proteksi Baterai Pada sistem pengisian batre tidak diperkenankan melebihi kapasitas daya tampung batre, apabila pengisian melebihi kapasitas, maka batre akan rusakdan sistem PLTS akan mati total. Untuk melindungi batre, maka harus dipasang proteksi. Proteksi ini biasanya bersatu dengan sistem sistem regulator kontrol yang dipasang setelah panel surya dan sebelum batre. Fungsi proteksi ini bila tegangan melebihi tegangan batre atau bila batre sudah penuh, maka arus oleh alat tersebut akan dibuang ke bumi. Diagram pemasangan proteksi

Gambar 5.1 Sistem proteksi untuk baterai.

Salah satu spesifikasi sistem proteksi untuk proteksi baterai sebagai berikut :

5.1.2 Proteksi Penangkal Petir Proteksi bagian atas panel surya dilindungi oleh sistem penangkap petir, tujuan pemasangan

proteksi

ini

adalah

sambaran petir terhadap panel surya. Pemasangan

91

untuk

melindungi

penangkap petir seperti halnya pemasangan penagkap petir pada bangunan tinggi, bisa secara konvensional maupun menggunakan penangkap petir aktif.

5.1.3 Proteksi Tegangan Sentuh Membumikan BKT perlengkapan dan BKT instalasi listrik, sedemekian rupa sehingga akan menghasilkan hal yang sama seperti saat sistem TN bekerja dengan baik. (PUIL 2000: 2000).

BKT yang dimaksud dalam PLTS (terpusat) adalah panel – panel yang dipasang setelah inverter, maka bodi panel tersebut harus dibumikan. Sistem pemasangan dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 5.2 Sistem protek pada panel listrik PLTS.

Perhitungan tahan pembumian dapat diadaptasi dari perhitungan tegangan sentuh yang dizinkan, dengan rumus : RA x Ia < 50 V RA = jumlah resistans elektrode bumi dan penghantar proteksi untuk BKT perlengkapan/ instalasi.

Ia = adalah arus listrik yang menyebabkan operasi otomatis dari gawai proteksi yang tergantung dari jenis dan karakteristik gawai proteksi yang digunakan.

5.1.4 Sistem Pembumian (Grounding) Sebelum mengetahui jenis grounding, pertama-tama penulis akan

menjelaskan kode-kode

beserta

92

artinya

yang

menentukan

termasuk jenis apakah grounding. Kode yang digunakan mempunyai arti sebagai berikut: a. Huruf pertama berarti hubungan sistem tenaga listrik ke bumi T : hubungan langsung titik ke bumi I : semua bagian aktif diisolasi dari bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedens b. Huruf kedua berarti hubungan BKT instalasi ke bumi T : hubungan listrik langsung BKT ke bumi, yang tidak tergantung pembumian setiap titik tenaga listrik N : hubungan listrik langsung BKT ke titik yang dibumikan dari sistem tenaga listrik c. Huruf berikutnya (jika ada) adalah susunan penghantar netral dan penghantar proteksi S : fungsi proteksi yang diberikan oleh penghantar yang terpisah dari nertal atau dari salutan yang dibumikan C : fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal (penghantar PEN) .

Terdapat tiga jenis pembumian, yaitu: a. Sistem TN (Terra Neutral) atau Pembumian Netral Pengaman Pada sistem ini penghantar netral dan penghantar proteksi dibumikan pada satu titik, ada tiga jenis sistem TN sesuai dengan susunan penghantar netral dan proteksi yaitu sebagai berikut: - Sistem TN-S (Terra Neutral Separated) - Sistem TN-C-S (Terra Neutral Combined Separated) - Sistem TN-C (Terra Neutral Combined) b. Sistem TT (Terra Terra) atau Sistem Pembumian Pengaman Sistem tenaga listrik TT mempunyai satu titik yang dibumikan langsung. BKT instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang secara listrik terpisah elektrode bumi sistem tenaga listrik.

93

c.

Sistem IT (Impedance Terra) atau Sistem Penghantar Pengaman Sistem tenaga listrik IT mempunyau semua bagian aktif yang

diisolasi dari bumi, atau suati titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedens. BKT instalasi listrik dibumikan secara independen atau secara kolektif atau ke pembumian sistem.

5.1.5 Proteksi beban lebih FUSE DC Proteksi beban lebih dapat digunakan Fuse atau MCB DC dengan kapasitas 1 amper sampai 20 A, gambar kedua proteksi tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah

Gambar 5.3 Photovoltaic Fuse

Tabel 5.1 Rating Fuse DC

94

Gambar 5.4 MCB DC Photovoltaic

Gambar 5.5 Pemasangan MCB DC Photovoltaic

5.1.5 Pemelihaaan PLTS Pada sistem PLTS dimaksudkan untuk keberlangsungan sistem pembangkit yang handal dan berkelanjutan. Pemeliharaan perlu dilakukan secara benar dan teratur.

Cara-cara dan tindakan dalam pemeliharaan PLTS

adalah sebagai

berikut: Sebelum

melakukan

pemeliharaan,

pengguna/operator diharapkan telah memahami dasar-dasar

kelistrikan,

komponen-komponen

PLTS dan Kesehatan dan Keselamatan kerja.

Sebelum melakukan pemeliharaan, pastikan: -

Telah menggunakan Alat Pelindung Diri (APD)

-

Tidak merokok di area pembangkit

-

tidak memakai cincin/gelang/perhiasan dari logam 95

Tabel 5.2. Cara dan tindakan pemeliharaan PLTS No

Jenis kegiatan

Langkah Pemeliharaan

i. Modul Surya 1.1

Pemeriksaan kebersihan surya

modul

Lihat apakah pada modul surya terdapat debu, dedaunan, sampah atau kotoran yang menutupi permukaan modul surya

- Bersihkan permukaan modul surya dari debu dengan kemoceng atau kain berpermukaan halus.

- Jika kotoran sulit dibersihkan, gunakan sikat dan air bersih Catatan: pembersihan menggunakan air jangan dilakukan saat siang hari (matahari sedang terik) untuk menghindari crack pada modul surya Risiko bahaya: awas tegangan tinggii pastikan menggunakan peralatan keselamatan! manfaat pemeliharaan: menjaga keluaran energi dari modul surya tetap optimal

1.2

1.3

Pemeriksaan bayangan modul surya Lihat apakah ada bayangan yang menutupi permukaan modul surya. Bayangan dapat berasal dari tanaman atau bangunan sekitar.

Pemeriksaan wilayah modul surya

Pangkas atau tebang pohon sampai tidak ada bayangan yang menutupi permukaan modul surya.

Risiko bahaya: perhatikan agar ranting atau batang pohon yang ditebang tidak menimpa modul surya atau pekerja.

- Potong rumput yang ada di bawah dan sekitar modul surya - Bersihkan sampah yang ada di wilayah modul surya

96

Gambar

No

Jenis kegiatan - Periksa apakah wilayah modul surya bersih - Periksa apakah rumput di sekitar modul surya semakin tinggi

1.4

Pemeriksaan kondisi modul surya - Periksa apakah modul surya ada yang pecah, laminasi rusak (ada gelembung udara), perubahan warna sel - Periksa apakah ada hotspot pada modul surya - Periksa kabel â&#x20AC;&#x201C; kabel di bawah modul surya apakah ada yang longgar, terkelupas dan terputus - Periksa apakah semua baut

Langkah Pemeliharaan Risiko bahaya: Hati-hat terhadap reptil berbisa yang mungkin ada.

manfaat pemeliharaan: - Mencegah bersarangnya binatang yang dapat merusak sistem kabel PLTS - Mencegah akar tanaman yang tumbuh merusak pondasi dan sistem kabel PLTS - Mencegah hewan pemakan rumput tertarik untuk masuk ke dalam area PLTS - Matikan sistem PLTS sesuai prosedur; - Ganti modul surya yang rusak. Jika belum siap diganti, biarkan dan jangan dilepas dari array, karena untuk mempertahankan tegangan di array - Kencangkan kabel â&#x20AC;&#x201C; kabel yang longgar, apabila ada kabel yang terkelupas tutup dengan isolasi listrik. Periksa secara hati-hati dan perhatikan kembali seperti awal.

- Kencangkan baut yang longgar, ganti baut yang hilang

97

Gambar

No

Jenis kegiatan pada modul surya kencang dan tidak ada yang hilang

Langkah Pemeliharaan Titik Pengaman Jaringan Jika terjadi kondisi gangguan pada saat ada cahaya matahari, matikan titik pengaman jaringan terdekat yang ada di Panel yaitu: MCB Risiko bahaya: awas tegangan tinggi, pastikan menggunakan peralatan keselamatan manfaat pemeliharaan: menjaga keluaran energi dari modul surya tetap optimal

ii. Solar charge controller/Inverter Baterai Pemeriksaan kebersihan ventilasi inverter / solar charge controller Periksa apakah ada ventilasi inverter dan charge controller yang tidak tertutup dan tidak bersih

2.2

Pencatatan Tegangan (V) Solar Charge Controller/Inverter Baterai pada pagi

Tutup ventilasi Inverter / Solar Charge Controller jika ada yang terbuka, kemudian bersihkan secara rutin (bulanan) rongga-rongga ventilasi dari inverter dan charge controller agar tidak tersumbat

Risiko bahaya: awas tegangan tinggi, pastikan menggunakan peralatan keselamatan!

manfaat pemeliharaan: menjaga agar temperatur/suhu perangkat tidak naik (tidak panas) Pengukuran tegangan (V) secara langsung dengan menggunakan multi meter untuk mengukur tegangan yang dihasilkan masing-

98

Gambar

No

Jenis kegiatan

Langkah Pemeliharaan

hari dan malam hari (antara jam 78 pagi dan 18.3020.00)

masing inverter melalui MCB yang terdapat di panel distribusi inverter

Langkah pencatatan: - Tuliskan keadaan cuaca sekitar pada saat pencatatan apakah Cuaca - Cerah = "C",

Risiko bahaya: awas tegangan tinggi, pastikan menggunakan peralatan keselamatan!

- Lakukan pencatatan tegangan yang keluar dari setiap Solar Charge Controller/ Inverter baterai dari tampilan layar yang terdapat disetiap Solar Charge Controller/ Inverter baterai. *catatan: Jika layar tampilan tidak ada, tidak terbaca atau sedang terganggu, lakukan pencatatan dengan melakukan pengukuran tegangan (V) langsung dengan menggunakan clamp meter.

99

Gambar

No

Jenis kegiatan

Langkah Pemeliharaan

2.3

Periksa indikator discharging atau penggunaan beban menyala pada malam hari

Pastikan Solar Charge Controller/ Inverter baterai, beroperasi dengan baik (lampu ORANYE atau MERAH tidak menyala)

2.4

Lihat indikator pada tiap inverter baterai/ Solar Charge Controller, pastikan indikator penggunaan beban menyala Periksa Solar charge controller/Inverter baterai - Periksa apakah inverter masih beroperasi dengan baik (tidak ada tanda indikator merah atau oranye pada display).

Jika inverter dengan merek tertentu tidak beroperasi normal, lihat buku manual yang dikeluarkan pabrikan untuk langkah penyelesaiannya.

Risiko bahaya: awas tegangan tinggi, pastikan menggunakan peralatan keselamatan!

- Periksa kabel yang menuju Solar charge controller/Inverter baterai tidak ada yang terkelupas agar tidak mengurangi losses dari tegangan yang dihasilkan

iii. Baterai 3.1

Pemeriksaan kebersihan

Jika membersihkan dari debu, gunakan kuas kering atau kemoceng

100

Gambar

No

3.2

Jenis kegiatan Periksa apakah ruang baterai berserta baterai dalam kondisi bersih Periksa kebocoran cairan pada baterai dan koneksi terminal - Periksa setiap baterai apakah terdapat kebocoran elektrolit

3.3

- Periksa apakah terminal baterai terlindung bahan isolator, kencang, tidak berkarat dan tidak terjadi oksidasi (kerak putih) Periksa Suhu Baterai - Periksa dengan alat ukur apakah suhu setiap baterai tidak ada yang menyimpang jauh dari baterai yang lain - Periksa suhu dan kelembaban di ruangan baterai dengan alat ukur, apakah suhu baterai melebihi

Langkah Pemeliharaan Risiko bahaya: awas tegangan tinggi, pastikan menggunakan peralatan keselamatan!

-

Jika terdapat kebocoran dan ditemukan oksidasi (kerak putih) segera laporkan ke teknisi, dan hati-hati dengan cairannya

-

Jika tidak terlindung segera pasang isolator pada baterai dan kencangkan

Risiko bahaya: awas bahaya cairan kimia dan udara yang beracun akibat kebocoran pada baterai!

Pastikan telah menggunakan alat pelindung diri seperti sepatu safety dan masker Jika terjadi perbedaan suhu yang menyimpang jauh antar baterai segera periksa setiap baterai dan cari baterai yang mengalami kebocoran dan segera laporkan ke teknisi Risiko bahaya: awas bahaya cairan kimia dan udara yang beracun akibat kebocoran pada baterai!

Pastikan telah menggunakan alat pelindung diri seperti sepatu safety dan masker

101

Gambar

No

3.4

Jenis kegiatan 300C suhu dan kelembaban.

Pemeriksaan fisik baterai

Langkah Pemeliharaan

Jika terjadi perubahan fisik baterai segera hubungi teknisi

Periksa apakah ada perubahan fisik baterai (gembung, retak, dll.)

iv.

4.1

Seluruh Komponen Pemeriksaan sistem grounding - Periksa apakah semua sistem pembumian terpasang dengan baik - Periksa apakah setiap kabel pembumian berwarna kuning pada setiap peralatan elektrikal yang ada di area rumah pembangkit sepertiinverter, solar charge controller, panel distribusi, combiner box dan lainnya tidak ada terkelupas dan masih tersambungdengan baik dan terpusat ke bak kontrol.

Sambungkan kabel pembumian yang tidak terpasang, kabel yang terkelupas segera diisolasi listrik Risiko bahaya: awas tegangan tinggi, pastikan menggunakan peralatan keselamatan!

102

Gambar

5.1.6 Penangganan gangguan darurat PLTS Pemeliharaan PLTS secara rutin, baik dan benar ditujukan demi menjaga kinerja pembangkit agar dapat beroperasi dengan normal.

Meskipun PLTS telah dipelihara dengan baik, namun kemungkinan keadaan darurat dapat saja terjadi. Penanganan gangguan darurat yang bisa saja terjadi setiap saat harus dapat segera diantisipasi pengelola

PLTS. Dalam

penanganan

gangguan

harus

oleh selalu

diperhatikan aspek keselamatan. Bab ini menjelaskan beberapa kemungkinan dan cara penanganan gangguan darurat PLTS.

5.1.7 Tidak ada listik?

Tidak ada listrik di satu pelanggan 1. Lihat cara memeriksa dan memperbaiki listrik satu rumah.

Apakah masalah terselesaikan?

2. Jika ya, masalah terselesaikan 3. Jika tidak, periksa berapa tegangan (220 V) pada semua pelanggan yang tersambung pada cabang distribusi yang sama 4. Jika tegangan dibawah 220 V, minta bantuan teknisi 5. Jika tegangan 220 V, maka: -

Periksa apakah ada kabel yang putus?

-

Periksa apakah ada terlalu banyak sambungan pelanggan?

6. Jika ya, maka: -

Sambungkan kabel yang putus

-

Pertimbangkan untuk mengatur kembali batasan daya

Tidak ada listrik di beberapa pelanggan 1. Periksa berapa tegangan (220 V) pada semua pelanggan yang tersambung pada cabang distribusi yang sama 2. Jika tegangan dibawah 220 V, minta bantuan teknisi 3. Jika tegangan 220 V, maka: -

Periksa apakah ada kabel yang putus?

-

Periksa apakah ada terlalu banyak sambungan pelanggan?

103

4. Jika ya, maka: -

Sambungkan kabel yang putus

-

Pertimbangkan untuk mengatur kembali sambungan pelanggan

Tidak ada listrik di semua pelanggan 1. Periksa apakah saklar pemutus sirkuit (MCB) ke pelanggan yang ada di rumah pembangkit menyala?

2. Jika saklar pemutus sirkuit (MCB) ke pelanggan yang ada di rumah pembangkit menyala, maka periksa apakah baterai dan inverter beroperasi dengan baik?

2.1.

Jika baterai dan inverter tidak beroperasi dengan baik,

periksa lampu MERAH pada inverter baterai 2.2.

Jika baterai dan inverter beroperasi dengan baik, maka

periksa apakah ada kabel yang longgar atau rusak.

-

Jika ya, perbaiki atau sambungkan kembali kabel

-

Jika tidak, minta bantuan teknisi

3. Jika saklar pemutus sirkuit (MCB) ke pelanggan yang ada di rumah pembangkit tidak menyala, maka: 3.1.

Nyalakan saklar pemutus sirkuit (MCB). Apakah mati lagi?

3.2.

Jika tidak, tugas selesai.

3.3.

Jika ya, maka: -

Periksa apakah ada kabel jaringan distribusi ke rumah pelanggan yang korslet/arus pendek, dan

3.4.

Periksa apakah kelebihan beban Jika ya, maka:

-

Perbaiki atau ganti kabel jaringan, dan

-

Coba kurangi beban

104

5.1.8 Kejadian Error pada Inverter atau Charge Controller 5.1.8.1 Untuk sistem DC Coupling Periksa lampu merah pada inverter atau charge controller - Jika lampu merah menyala / kode error muncul pada inverter, periksa apakah pesan overload muncul pada tampilan inverter ď&#x192;&#x2DC; jika ya, periksa pemutus sirkuit (MCB) di rumah tangga dan coba kurangi beban - Jika lampu merah menyala / kode error muncul pada charge controller: 1. Periksa apakah pesan baterry under voltage atau low battery voltage muncul?

2. Jika ya, apakah panel surya memberikan energi cukup di siang hari? Jika ya, periksa pemutus sirkuit (MCB) di rumah tangga dan coba kurangi beban 3. Jika tidak, lakukan pemeriksaan listrik dengan: ď&#x192;&#x2DC; periksa semua kabel di PLTS ď&#x192;&#x2DC; matikan semua beban sampai baterai benar-benar pulih catatan: Tegangan baterai rendah menunjukkan baterai yang tidak terisi cukup.

Pengisian penuh baterai mungkin memakan waktu beberapa hari.

5.1.8..2 Untuk sistem AC coupling Periksa lampu merah pada On-grid inverter atau battery inverter - Jika lampu merah menyala / kode error muncul pada inverter baterai, periksa apakah pesan overload muncul pada tampilan inverter ď&#x192;&#x2DC; jika ya, periksa pemutus sirkuit (MCB) di rumah tangga dan coba kurangi beban.

105

- Jika lampu merah menyala / kode error muncul pada Inverter ONGrid : 1. Periksa apakah pesan baterry under voltage atau low battery voltage muncul?

2. Jika ya, apakah panel surya memberikan energi cukup di siang hari? Jika ya, periksa pemutus sirkuit (MCB) di box panel 3. Jika tidak, lakukan pemeriksaan listrik dengan:

5.1.8.3

-

periksa semua kabel di PLTS

-

matikan semua beban sampai baterai benar-benar pulih

Ruang Baterai Terlalu Panas

Bandingkan suhu udara di dalam ruang baterai dengan suhu udara luar. Jika suhu di dalam ruangan baterai jauh lebih panas dari pada suhu udara di luar, maka: 1. Periksa apakah ada bukaan ventilasi udara yang terhalang atau terhambat 2. Jika ya, hilangkan hambatan untuk memperbaiki aliran udara 3. Jika tidak, periksa apakah ada sumber panas lain di ruangan 4. Jika ada, matikan atau singkirkan sumber-sumber panas 5. Jika tidak, periksa apakah suhu di luar ruangan lebih rendah? ď&#x192;&#x2DC; Jika ya, gunakan kipas angin listrik untuk memperbaiki aliran udara di ruangan baterai, atau dapat menggunakan tiang-tiang bambu yang disandarkan dengan longgar pada dinding luar ruangan baterai untuk menghalangi cahaya matahari langsung ď&#x192;&#x2DC; Jika tidak, hubungi teknisi untuk meminta bantuan

5.1.8.4

Kebakaran

Kemungkinan penyebab kebakaran antara lain: -

Kelebihan beban

-

Sambungan kabel yang longgar 106

-

Korslet atau hubung-singkat arus listrik yang disebabkan oleh

hewan (serangga,cicak, dll.) maupun kesalahan manusia.

Apabila terjadi indikasi kebakaran (bau terbakar, asap, percikan api) lakukan langkah cepat sebagai berikut: 1. Matikan semua MCB atau cabut NH Fuse pada panel DC 2. Pastikan lokasi penyebab kebakaran. Gunakan Alat Pemadam Api Ringan (APAR) untuk memadamkan api 3. Setelah api padam, putar handle Change Over Switch (COS) ke posisi â&#x20AC;&#x153;0â&#x20AC;?.

107

Rangkuman

1. Pada sistem pengisian batre tidak diperkenankan melebihi kapasitas daya tampung batre, apabila pengisian melebihi kapasitas, maka batre akan rusakdan sistem PLTS akan mati total.

2. Proteksi bagian atas panel surya dilindungi oleh sistem penangkap petir, tujuan pemasangan proteksi ini

adalah

untuk

melindungi

sambaran

petir

terhadap panel surya.

3. Terdapat tiga jenis pembumian yaitu (a) SIStem TN (b) Sistem TT (c) Sistem IT 4. Proteksi beban lebih

dapat digunakan Fuse atau

MCB DC dengan kapasitas 1 amper sampai 20 A. 5. Pada sistem PLTS pemeliharaaan dimaksudkan untuk keberlangsungan sistem pembangkit yang handal

dan berkelanjutan. Pemeliharaan perlu

dilakukan secara benar dan teratur.

108

Tes Formatif 1) Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

1. Apa fungsi alat proteksi untuk PLTS? a. Untuk melindungi dari gangguan b. Agar cepat rusak c. Agar cepat ganti d. Agar hemat biaya e. Agar mudah dioperasikan 2. Apa fungsi pemasangan sistem penangkal petir? a. Melindungi dari hewan b. Melindungi dari manusia c. Melindungi dari sambaran petir d. Melindungi dari penggangu e. Melindungi dari arus lebih 3. Ada berapa jenis pembumian? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 4. Untuk proteksi beban lebih menggunakanâ&#x20AC;Ś a. Inverter b. Baterai c. Panel d. Kabel e. Fuse 5. Sebelum melakukan pemeliharaan , pengguna/operator diharpkan â&#x20AC;Ś a. Ngopi dulu b. Memahami dasar kelistrikan,komponen, dan K3 PLTS c. Merokok dulu d. Tidak menggunakan APD

109

2). Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap tepat dan berikan tanda silang (x) pada pilihan huruf a, b, c, d, dan e!

6. Langkah pemeliharaan Modul surya adalahâ&#x20AC;Ś a. Membersihkan kotoran pada permukaan b. Di bongkar c. Membersihkan taman d. Tidak menggunakan APD e. Dibiarkan saja 7. Lagkah pemeliharaan modul surya yang benar berikut ini adalahâ&#x20AC;Ś a. Potong rumput yang ada disekitar modul surya b. Potong rumput di taman c. Potong rumput di rumah d. Potong rumput di sekolah e. Potong rumput di kelurahan 8. Apa manfaat dari pemeliharaan inverter baterai? a. Agar tidak awet b. Agar cepat rusak c. Agar cepat ganti baru d. Agar temperature suhu tidak naik e. Agar temperature meninggi 9. Berikut adalah komponen PLTS, kecualiâ&#x20AC;Ś. a. Inverter b. Baterai c. Majun d. Modul surya e. Alat proteksi 10. Jika terjadi kebakaran didalam modul surya langkah yang harus dilakukan , kecuali.. a. Matikan semua MCB b. Matikan Fuse c. Gunakan APAR d. Pastikan Penyebab kebakaran e. Memegang dengan tangan

110

3). Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini secara jujur dan tepat!

1. Jelaskan mengapa diperlukan alat proteksi pada PLTS? 2. Jelaskan jenis-jenis pembumian!

3. Jelaskan langkah-langkah pemeliharaan pada modul surya 4. Jelaskan langkah-langkah pemeliharaan pada inverter 5. Jelaskan langkah langkah jika pada PLTS terjadi suatu kebakaran

111

Daftar Rujukan Gede,widyana.2012 Pemanfaatan Energi Surya. FTK undhiksha.

Kementrian ESDM. 2019. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia

Ketenagalistrikan,Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.

Kementrian Energi & SDM. Solarex, 1993, Everything You Always wanted to know about Solar Power, Villawood Sydney, N.S.W. Australia.

Tri, Adi. 2014. Solar Power Plants. Universitas Mercubuana Kementrian Dalam Negeri PNPM. 2015. Energi Yang Terbarukan, Kementrian Dalam Negeri PNPM Rachmawan Budiarto. 2017. Meningkatkan Produktivitas Masyarakat

Pedesaan Melalui Energi Terbarukan. Lembaga Kajian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia Pengurus Besar Nahdlatul Ulama.

Steve, T. 2007. Towards a Framework of Clean Energy Technology

Receptivity. South North.

112

Glosarium Array Azimuth Balance of system

susunan dari modul surya sudut putar dari arah Barat hingga Timur komponen pendukung yang digunakan dalam sistem PLTS seperti inverter, baterai, sistem kontrol dan lain- lain Blueprint cetak biru, rancangan Bypass diode dioda baypass, paralel terhadap modul surya Centralized PV plant PLTS sentral, terpusat Charge pengisian energi listrik Charge controller alat kontrol pengisian dan pengosongan energilistrik pada baterai Conduction losses rugi-rugi pada sambungan / hantaran Depth of discharge batasan pengosongan suatu baterai Discharge pengosongan muatan energi listrik pada baterai Distributed PV plant PLTS pola tersebar Excess Power kelebihan daya listrik Feed-in tariff tarif pembelian energi surya yang terkirim ke jaringan listrik (PLN) Fixed mounting system sistem penyangga tetap Frame bingkai Grid-connected PV plant PLTS terhubung dengan jaringan listrik Irradiance iradiasi, jumlah tenaga surya tersedia per satuan luas selama periode waktu tertentu Junction box kotak sambung Kwh-meter alat ukur dan pencatat energi listrik Life time usia pakai Mono-Crystalline Kristal silikon yang bersifat homogen, murni Overdischarge pengosongan berlebih Photovoltaic fotovoltaik, proses perubahan energi matahari secara langsung menjadi energi listrik melalui sel surya Short circuit hubung singkat Stand-alone berdiri sendiri, tidak terhubung jaringan utilitas Standard test conditions kondisi pengujian / pengetesan standar String deret Thermal pyranometer alat ukur radiasi matahari secara langsung Tracking system sistem pelacak (untuk memposisikan array sesuai arah gerak matahari) Âľm micrometer AC alternating current Ah ampere hour 113

ASDC BMKG BOS BP-PEN CASINDO

CB CdS CdTe CEC CEI CF CIGS CIS CO2 DC DOD EBTKE ESDM FiT GaAs Genset GPAS HVD IEC IFC ISO JTR KEN Kepmen KESDM l kV kVA kW kWh kWp LBS LEN LV LVD

Atmospheric Science Data Center Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika balance of system blueprint pengelolaan energi nasional Capacity Development and Strengthening for Energy Policy Formulation and Implementation of Sustainable Energy Projects in Indonesia circuit breaker cadmium sulfide cadmium telluride Clean Energy Council Contained Energy Indonesia capacity factor copper indium (gallium) di-selenide copper indium selenide karbon dioksida direct current depth of discharge energi baru terbarukan dan konservasi energi energi dan sumber daya mineral feed-in tariff gallum arsenide generator set gawai pengaman arus sisa high voltage disconnect Internasional Electrotechnical Commission International Finance Corporation International Standard Organization jaringan tegangan rendah kebijakan energi nasional Keputusan Menteri Kementrian Energi dan Sumber Daya Minera kilovolt kilovolt-ampere kilowatt kilowatt-hours kilowatt peak load break switch Lembaga Elektronika Nasional (sekarang PT. LEN) low voltage low voltage disconnect 114

m dpl MCB MPPT mS MW MWp NASA SSE Permen Perpres Pilot project PLL PLN PLTD PLTS PR PUIL PV PWM r.m.s RI RUPTL SEI Si SNI SOC STC TKDN V VAC VCO VDC VRLA

meter diatas permukaan laut miniature circuit breaker maximum power point tracker mili siemens megawatt megawatt peak National Aeronautics and Space Administration Surface meteorology and Solar Energy Peraturan Menteri Peraturan Presiden Proyek percontohan phase locked loop Perusahaan Listrik Negara pembangkit listrik tenaga diesel pembangkit listrik tenaga surya performance ratio peraturan umum instalasi listrik photovoltaic pulse width modulation root mean square Republik Indonesia rencana usaha penyediaan tenaga listrik Surya Energi Indotama silicon Standar Nasional Indonesia state of charge standard test conditions tingkat komponen dalam negeri volt volt alternating current voltage controlled oscillator volt direct current valve regulated lead acid

115

Kunci Jawaban Soal Formatif BAB 1 No

Pilihan

Essay

Ganda

1.

D

matahari atau surya juga memberikan energi/tenaga yang bisa diolah menjadi listrik

2. 2 D

Radiasi surya global terdiri dari radiasi yang langsung memancar dari matahari (direct radiation) dan radiasi sebaran yang dipencarkan oleh molekul gas, debu dan uap air di atmosfer (diffuse radiation

3.

A

Nilai insolasi surya dipengaruhi oleh waktu siklus perputaran bumi, kondisi cuaca meliputi kualitas dan kuantitas awan, pergantian musim dan posisi garis lintang

4.

B

Diubah menjadi listrik dengan menggunakan sel surya / secara langsung digunakan untuk menjemur pakaian dll

5.

D

6.

A

7.

A

8.

D

9.

E

10.

D

Karena ada sel surya ang digunakan untuk mengkonversikan energy surya menjadi energy listrik

116

BAB 2 No

Pilihan

Essay

Ganda

1.

A

2. 2 A

3.

B

4.

C

5.

C

6.

A

7.

D

8.

C

9.

D

10.

B

Sel surya merupakan salah satu komponon penting dalam sistem PLTS yang fungsinya adalah mengubah energi matahari menjadi energi listrik yang nantinya bisa kita ginakan. Benda yang mampu mengonversikan energi matahari menjadi energi listrik ini hanya berukuran antara 10- 15 cm persegi saja. Tidak terlalu besar secara fisik, tetapi fungsinya sangat besar penggunaan multicrystalline atau monocrystalline silicon dinilai lebih efisien dan mampu menghasilkan listrik lebih besar ketimbang bahan amorphous silicon Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.

Beberapa keuntungan menggunakan PLTS di Indonesia adalah : Sumber energy tersedia sepanjang tahun dan gratis Bebas polusi udara Tidak bising Beberapa Hambatan Distribusi PLTS di Indonesia adalah: Biaya/harga pengadaan (investasi) PLTS tinggi Target sasaran: rakyat yang belum dilayani PLN, mereka yang berpendapatan sangat rendah, tinggal di daerah terpencil, kondisi infrastruktur minim Dibanding dengan pembangkit lain energy surya lebih ramah lingkungan, dan dalam operasional tidak menelan banyak biaya

117

BAB 3 No

Pilihan

Essay

Ganda

1.

D

a. Baterai b. Inverter c. Charge Controller d. Alat Proteksi e. Panel f. Tiang penyangga dll

2. 2 D

Gabungan dari beberapa sel surya

3.

apabila terjadi kerusakan pada salah satu modul surya, pengisian

A

dari modul lain masih dapat berjalan 4.

B

5.

D

a. Iridiasi b. Temperatur C. Bayangan Pada kasus shading ini, sel surya yang tertutupi akan berhenti memproduksi energi listrik dan berubah menjadi beban pasif.

6.

A

7.

A

8.

D

9.

E

10.

D

118

BAB 4 No

Pilihan

Essay

Ganda

1.

A

2. 2 E 3.

B

4.

A

5.

D

6.

D

7.

D

8.

A

9.

A

10.

B

Sebelum mengoperasikan PLTS hendaklah di lakukan pemeriksaan terhadap segala sesuatu (Komponen PLTS, Jaringan, Panel Tenaga) dan lain sebagainya dengan merujuk pada panduan pengoperasian, gambar instalasi, Peraturan Umum Instalasi Listrik Agar terjadi sinkronisasi antara masyarakat,pemerintah dan penyelenggara sistem PLTS agar berjalan dengan baik a. Sistem pembangkit b. baterai c. pengkondisian daya d. sistem beban e. sistem transmisi  Periksa modul surya dalam kondisi baik. Bersihkan sampah pada modul surya yang menghalangi sinar matahari  Periksa BCR dalam keadaan baik.  Periksa baterei dalam keadaan baik. Matching charger dengan kebutuhan baterei, hindarkan underdischarge dan overdischarge, jaga agar elektrolit berada pada level yang tepat, jaga kebersihan baterei, hindari kondisi overheating dan lakukan ekualisasi secara periodik terhadap sel baterei yang lemah.  Periksa setiap kondisi yang tidak normal, lakukan tindakan penanggulangan dan perbaikan, hentikan pembangkit jika dirasa perlu  Untuk mencegah kondisi yang berbahaya bagi peralatan pembangkit dan konsumen, diperlukan prosedur penghentian pembangkit yang benar Keselamatan kerja manusia secara terperinci antara meliputi : pencegahan terjadinya kecelakaan, mencegah dan atau mengurangi terjadinya penyakit akibat pekerjaan, mencegah dan atau mengurangi cacat tetap, mencegah dan atau mengurangi kematian, dan mengamankan material, konstruksi, pemeliharaan

119

BAB 5 No

Pilihan

Essay

Ganda

1.

A

2. 2 C

3.

C

4.

E

5.

B

6.

A

7.

A

8.

D

9.

C

10.

E

Untuk mengamnkan dari arus lebih/tegangan lebih a. Sistem TN (Terra Neutral) atau Pembumian Netral Pengaman Pada sistem ini penghantar netral b. Sistem TT (Terra Terra) atau Sistem Pembumian Pengaman c. Sistem IT (Impedance Terra) atau Sistem Penghantar Pengaman Bersihkan permukaan modul surya dari debu dengan kemoceng atau kain berpermukaan halus.

- Jika kotoran sulit dibersihkan, gunakan sikat dan air bersih Pangkas atau tebang pohon sampai tidak ada bayangan yang menutupi permukaan modul surya Catatan: pembersihan menggunakan air jangan dilakukan saat siang hari (matahari sedang terik) untuk menghindari crack pada modul surya Tutup ventilasi Inverter / Solar Charge Controller jika ada yang terbuka, kemudian bersihkan secara rutin (bulanan) rongga-rongga ventilasi dari inverter dan charge controller agar tidak tersumbat Pengukuran tegangan (V) secara langsung dengan menggunakan multi meter untuk mengukur tegangan yang dihasilkan masing masing inverter Apabila terjadi indikasi kebakaran (bau terbakar, asap, percikan api) lakukan langkah cepat sebagai berikut: 1. Matikan semua MCB atau cabut NH Fuse pada panel DC 2. Alat Pemadam Api Ringan (APAR) untuk memadamkan api 3. , putar handle Change Over Switch (COS) ke posisi â&#x20AC;&#x153;0â&#x20AC;?.

120

121