PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA.docx (5)

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Diajukan sebagai Tugas Kelima
Mata kuliah
ENERGI TERBARUKAN DAN SMARTGRID

Disusun oleh :
NUR FITRYAH
062.13.009

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TRISAKTI
JAKARTA
2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kepada Allah SWT serta Nabi Muhammad SAW karena
penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “ Pembangkit Listrik Tenaga Surya”.
Penulis menulis makalah ini bertujuan untuk memenuhi tugas kelima dalam mata kuliah Energi
Terbarukan dan Smartgrid.

Dalam penyelesaian penulisan makalah ini, penulis mendapat arahan dan bantuan dari
banyak pihak. Oleh karena itu, penulis menghaturkan terima kasih kepada semua pihak yang
membantu penulis untuk menyelesaikan makalah ini.
Segala usaha telah dilakukan untuk menyempurnakan makalah ini, namun penulis
menyadari bahwa makalah ini memungkinkan untuk ditemukannya kesalahan atau kekurangan.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat dijadikan masukan guna
perbaikan di masa mendatang.

Jakarta, 3 April 2015
Penulis

Nur Fitryah

1

DAFTAR ISI
Kata Pengantar...............................................................................................................1
Daftar Isi........................................................................................................................2
BAB I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang.............................................................................................3

I.2. Rumusan Masalah........................................................................................3
I.3. Tujuan Penulisan..........................................................................................3
I.4. Metodologi Penulisan...................................................................................4
BAB II. PEMBAHASAN
II.1. Sejarah Solar Cell…………………………………...................................5
II.2. Prinsip Kerja Solar Cell......……................................................................6
II.3. Kompenen Pembangkit Listrik Tenaga Surya……………………………8
II.4. Jenis – jenis Solar Cell................................................................................10
II.5. Sistem Perhitungan Solar Cell…………………………………………….12
II.5.A. Perhitungan Kapasitas Daya Modul Surya……………………………..14
II.5.B. Perhitungan Kapasitas Battery Charge Regulator……………………...16
II.5.C. Perhitungan Kapasitas Inverter………………………………………....17
II.5.D. Perhitungan PLTS Terpasang…………………………………………..17
II.6. Perkembangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia…………..18
BAB III. PENUTUP
KESIMPULAN..................................................................................................19
DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................19
VIDEO…………………………………………………………………………19

2

BAB I
PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang
Indonesia adalah salah satu Negara yang terletak pada garis khatulistiwa. Bisa dikatakan
bahwa Indonesia adalah salah satu Negara tropis di dunia. Sebagai Negara tropis, Indonesia
memiliki intensitas paparan sinar Matarhari yang tinggi. Indonesia juga salah satu Negara
berkembang, karena masih banyak kelebihan sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan tetapi
tidak dimanfaatkan. Selain itu, masih banyak masyarakat pedalaman yang terisolasi belum
tersentuh dan mengenal listrik. Banyak masyarakat yang tertinggal jauh akan kemajuan teknologi
yang ada. Teknologi yang dapat merubah sinar Matahari sebagai sumber energy listrik atau kita
biasa mengenalnya dengan solar cell, berkembang pesat. Dengan dikaruniai intensitas sinar
Matahari yang tinggi harusnya membuat Indonesia mengembangkan teknologi solar cell sendiri.

I.2. Rumusan Masalah
Yang menjadi rumusan masalah pada makalah ini adalah
1. Bagaimana tenaga surya yang Indonesia punya dimanfaatkan menjadi potensi
pambangkit listrik?
2. Bagaimana prinsip kerja Sel Surya?

3. Bagaimana efisiensi dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya?

I.3. Tujuan Penulisan
Tujuan ditulisnya makalah ini selain untuk memenuhi tugas kelimapada maka kuliah
Energi Terbarukan dan Smartgrid, penulis berharap makalah ini dapat menjadi acuan untuk
pembaca bahwa pembangkit listrik tenaga surya dapat diterapkan di Indonesia karena Negara
Indonesia memiliki intensitas sinar Matahari yang tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai
energy terbarukan.

3

I.4. Metodologi Penelitian
Metodologi penulisan yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah berupa study
literature. Pada makalah ini literature yang digunakan berasal dari internet, dengan cara
melakukan pencarian pada Search Engine (Google) mengenai pembangkit listrik tenaga surya.

4

BAB II
PEMBAHASAN

II.1. Sejarah Solar Cell
Tenaga listrik dari cahaya matahari pertama kali ditemukan oleh Alexandre – Edmund
Becquerel seorang ahli fisika Perancis pada tahun 1839. Temuannya ini merupakan cikal bakal
teknologi solar cell. Percobaannya dilakukan dengan menyinari 2 elektrode dengan berbagai
macam cahaya. Elektrode tersebut di balut (coated) dengan bahan yang sensitif terhadapcahaya,
yaitu AgCl dan AgBr dan dilakukan pada kotak hitam yang dikelilingi dengan campuran asam.
Dalam percobaanya ternyata tenaga listrik meningkat manakala intensitascahaya meningkat.
Selanjutnya penelitian dari Bacquerel dilanjutkan oleh peneliti-peneliti lain. Tahun 1873 seorang
insinyur Inggris Willoughby Smith menemukan Selenium sebagai suatu elemen photo
conductivity. Kemudian tahun 1876, William Grylls dan Richard Evans Day membuktikan
bahwa Selenium menghasilkan arus listrik apabila disinari dengan cahaya matahari. Hasil
penemuan mereka menyatakan bahwa Selenium dapat mengubah tenaga matahari secara
langsung menjadi listrik tanpa ada bagian bergerak atau panas. Sehingga disimpulkan bahwa
solar cell sangat tidak efisien dan tidak dapat digunakan untuk menggerakkan peralatan listrik.
Tahun 1894 Charles Fritts membuat Solar Cell pertama yang sesungguhnya yaitu suatu bahan
semi conductor (selenium) dibalut dengan lapisan tipis emas. Tingkat efisiensi yang dicapai baru
1% sehingga belum juga dapat dipakai sebagai sumber energi, namun kemudian dipakai sebagai
sensor cahaya. Tahun 1905 Albert Einstein mempublikasikan tulisannya mengenai photoelectric
effect. Tulisannya ini mengungkapkan bahwa cahaya terdiri dari paket-paket atau “quanta of

energi” yang sekarang ini lazim disebut “photon.” Teorinya ini sangat sederhana tetapi
revolusioner. Kemudian tahun 1916 pendapat Einstein mengenai photoelectric effect dibuktikan
oleh percobaan Robert Andrew Millikan seorang ahli fisika berkebangsaan Amerika dan ia
mendapatkan Nobel Prize untuk karya photoelectric effect. Tahun 1923 Albert Einstein akhirnya
juga mendapatkan Nobel Prize untuk teorinya yang menerangkan photoelectric effect yang
dipublikasikan
18
tahun
sebelumnya.
Hingga tahun 1980 an efisiensi dari hasil penelitian terhadap solar cell masih sangat rendah
sehingga belum dapat digunakan sebagai sumber daya listrik. Tahun 1982, Hans Tholstrup
seorang Australia mengendarai mobil bertenaga surya pertama untuk jarak 4000 km dalam waktu
20 hari dengan kecepatan maksimum 72 km/jam. Tahun 1985 University of South Wales
Australia memecahkan rekor efisiensi solar cell mencapai 20% dibawah kondisi satu cahaya
matahari. Tahun 2007 University of Delaware berhasil menemukan solar cell technology yang
efisiensinya mencapai 42.8% Hal ini merupakan rekor terbaru untuk “thin film
photovoltaicsolar cell.” Perkembangan dalam riset solar cell telah mendorong komersialisasi dan
produksi solar cell untuk penggunaannya sebagai sumber daya listrik.

5

II.2. Prinsip Kerja Solar Cell
Sel surya adalah dioda semikonduktor yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik dan
merupakan komponen utama dalam sistem PLTS.

Gambar Sel Surya
sebagai Komponen
Utama PLTS
Selain
terdiri
atas
modul-modul sel surya,
komponen lain dalam
sistem PLTS adalah
Balance
of
System
(BOS) berupa inverter
dan kontroller. PLTS
sering

dilengkapi
dengan batere sebagai
penyimpan
daya,
sehingga PLTS dapat tetap memasok daya listrik ketika tidak ada cahaya matahari.
Pembangkitan energi listrik pada sel surya terjadi berdasarkan efek fotolistrik, atau disebut juga
efek fotovoltaik, yaitu efek yang terjadi akibat foton dengan panjang gelombang tertentu yang
jika energinya lebih besar daripada energi ambang semikonduktor, maka akan diserap oleh
elektron sehingga elektron berpindah dari pita valensi (N) menuju pita konduksi (P) dan
meninggalkan hole pada pita valensi, selanjutnya dua buah muatan, yaitu pasangan elektronhole, dibangkitkan. Aliran elektron-hole yang terjadi apabila dihubungkan ke beban listrik
melalui penghantar akan menghasilkan arus listrik.
Apakah pada kalkulator bertenaga surya atau stasiun ruang angkasa internasional, panel surya
(solar panel) yang digunakan menghasilkan listrik menggunakan prinsip yang relatif sama.
Elemen dasar panel surya adalah unsur yang juga digunakan untuk menciptakan revolusi
komputer yaitu silikon murni. Ketika dilucuti dari semua pengotor, silikon menjadi sebuah
platform netral yang ideal untuk transmisi elektron. Atom silikon memiliki tempat untuk delapan
elektron dalam kulit terluarnya, tetapi hanya membawa empat elektron dalam keadaan alami.
Ini berarti terdapat tempat bagi empat elektron lagi. Jika salah satu atom silikon kontak dengan
atom silikon lain, masing-masing atom akan menerima empat elektron dari atom lain. Kondisi ini
akan menciptakan ikatan yang kuat, tetapi tidak ada muatan positif atau negatif karena delapan

elektron memenuhi kebutuhan atom silikon yang berikatan. Atom silikon dapat saling terikat
dalam waktu lama untuk menghasilkan lempeng besar silikon murni yang antara lain digunakan
sebagai bahan panel surya. Dua lempeng silikon murni tidak akan menghasilkan listrik karena
tidak memiliki muatan positif atau negatif.

6

Panel surya dibuat dengan menggabungkan silikon dengan
unsur-unsur lain yang memiliki muatan positif atau negatif.
Fosfor, misalnya, memiliki lima elektron yang bisa ditawarkan
ke atom lain. Jika digabungkan secara kimia, silikon dan fosfor
akan menghasilkan delapan elektron stabil dengan masih
memiliki satu elektron bebas. Elektron bebas ini tidak bisa pergi
karena terikat pada atom fosfor, namun tidak diperlukan oleh
silikon. Oleh karena itu, lempeng silikon-fosfor ini lantas
bermuatan negatif.
Namun, agar listrik mengalir, muatan positif juga harus tersedia.
Hal ini dicapai dengan menggabungkan silikon dengan unsur
seperti boron, yang hanya memiliki tiga elektron untuk
ditawarkan. Sebuah lempeng paduan silikon-boron masih

memiliki satu tempat tersisa untuk elektron lain. Ini berarti
lempeng tersebut memiliki muatan positif. Dua lempeng negatif dan positif diatas diletakkan
berdekatan dalam panel surya, dengan kabel konduktif menghubungkan antar panel surya.
Lantas apa peran matahari? Sinar matahari memiliki banyak partikel energi yang berbeda,
dengan salah satunya disebut foton. Pada panel surya, foton bertindak seperti palu. Ketika pelat
negatif sel surya ditempatkan pada sudut yang tepat terhadap matahari, foton akan
membombardir atom silikon-fosfor. Akhirnya, elektron ke-9 pada pelat silikon-fosfor menjadi
bebas. Elektron bebas ini lantas ditarik oleh pelat silikon-boron untuk mengisi satu tempat
kosong yang mereka miliki.
Seiring foton memutus lebih banyak elektron, listrik lantas dihasilkan. Listrik yang dihasilkan
oleh satu sel surya mungkin tidak mengesankan, tetapi ketika banyak panel surya saling
dihubungkan, listrik yang dihasilkannya cukup untuk menghidupkan motor atau peralatan
elektronik lainnya. Salah satu kendala utama panel surya adalah hanya sejumlah kecil listrik
yang bisa dihasilkan dibandingkan dengan ukurannya.
Kalkulator mungkin hanya memerlukan sel surya tunggal, tetapi mobil bertenaga surya akan
membutuhkan beberapa ribu. Jika sudut panel surya berubah sedikit saja, efisiensi bisa turun
hingga 50 persen.
Sebenarnya, sebagian daya dari panel surya dapat disimpan dalam baterai, tetapi biasanya tidak
banyak kelebihan daya yang tersisa. Selain menyediakan foton, sinar matahari juga
memancarkan sinar ultraviolet dan gelombang inframerah yang bisa merusak panel surya. Panel

surya yang terpapar cuaca juga akan mengalami penurunan kinerja dan bisa mempengaruhi
efisiensi.

7

II.3. Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Untuk instalasi listrik tenaga surya sebagai pembangkit listrik, diperlukan komponen sebagai
berikut:
1. Panel Surya (Solar Cell)
Solar panel mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik.
Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/
surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah
solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi
sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk
menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun)
Apa arti Solar Cell 50 WP ?
Solar cell 50 wp artinya solar cell tersebut mempunyai 50 watt
peak ( pada saat matahari terik )
Peak 1 hari di asumsikan 4,5 jam (hitungan aman adalah 4 jam)
sehingga 50 x 4,5 = 225 watt hour / day
itu kapasitas maksimal untuk pemakaian 1 hari.
Contoh
Total penggunaan daya per day adalah 225 watt hour
Lampu teras 5 watt x 12 jam = 60 watt hour/ day
Lampu kamar tidur 11 watt x 5 jam = 55 watt hour hour / day
Lampu ruang tamu 11 watt x 5 jam = 65 watt hour / day
Lampu kamar mandi 5 watt x 4 jam = 20 watt hour / day
—————————
total = 200 watt / day
masih ada sisa 225 – 200 = 25 watt / day
2. Charge Control
Cara kerja charger controller
Pada waktu solar panel mendapatkan energy dari cahaya
matahari di siang hari, rangkaian charger controller ini otomatis
bekerja dan mengisi (charge ) battery dan menjaga tegangan
battery agar tetap stabil .
Contoh.

8

Bila kita menggunakan battery 12V, maka rangkaian ini akan menjaga agar tegangan charger 12
10% , tegangan charger yang di butuhkan antara 13,2 – 13,4 Volt.
dan bila sudah mencapai tegangan tersebut, rangkaian ini otomatis akan menghentikan proses
pengisian battery tersebut.
Sebaliknya apabila tegangan battery turun / drop hingga 11 Volt , maka controller akan memutus
tegangan sehingga battery tidak sampai habis.
Secara keseluruhan Fungsi dari Controller ini yaitu dapat menjaga agar battery tidak kelebihan
(over charger) dan kehabisan tegangan (under charger) dengan begitu maka umur dari battery
bertambah lama.

3. Battery

Fungsi battery adalah sebagai tempat untuk menyimpan daya (power storage).
Untuk battery yang digunakan sebaiknya menggunakan battery gel atau yang selama ini kita
kenal dengan istilah battery kering.
Battery gel ini adalah yang paling direkomendasikan untuk digunakan pada applikasi solar
system. Kelemahannya adalah harganya yang mahal.
3. Inverter / Converter (Optional)

adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC - direct current) menjadi
tegangan bolak balik (AC - alternating current).
Alat ini tidak diperlukan untuk beban yang hanya membutuhkan tegangan searah.

9

II.4. Jenis – jenis Solar Cell
Ditinjau dari konsep struktur kristal bahannya, terdapat tiga tipe utama sel surya, yaitu sel
surya berbahan dasar monokristalin, poli (multi) kristalin, dan amorf. Ketiga tipe ini telah
dikembangkan dengan berbagai macam variasi bahan, misalnya silikon, CIGS, dan CdTe.
Berdasarkan kronologis perkembangannya, sel surya dibedakan menjadi sel surya generasi
pertama, kedua, dan ketiga. Generasi pertama dicirikan dengan pemanfaatan wafer silikon
sebagai struktur dasar sel surya; generasi kedua memanfaatkan teknologi deposisi bahan untuk
menghasilkan lapisan tipis (thin film) yang dapat berperilaku sebagai sel surya; dan generasi
ketiga dicirikan oleh pemanfaatan teknologi bandgap engineering untuk menghasilkan sel surya
berefisiensi tinggi dengan konsep tandem atau multiple stackes.
Kebanyakan sel surya yang diproduksi adalah sel surya generasi pertama, yakni sekitar 90%
(2008). Di masa depan, generasi kedua akan makin populer, dan kelak akan mendapatkan pangsa
pasar yang makin besar. European Photovoltaic Industry Association (EPIA) memperkirakan
pangsa pasar thin film akan mencapai 20% pada tahun 2010. Sel surya generasi ketiga hingga
saat ini masih dalam tahap riset dan pengembangan, belum mampu bersaing dalam skala
komersial.
Jenis-jenis sel surya digolongkan berdasarkan teknologi pembuatannya. Secara garis besar sel
surya
dibagi
dalam
tiga
jenis,
yaitu:
1.
Monocrystalline
Jenis ini terbuat dari batangan kristal silikon murni yang diiris tipis-tipis. Kira-kira hampir sama
seperti pembuatan keripik singkong. Satu singkong diiris tipis-tipis, untuk menghasilkan
kepingan-kepingan keripik yang siap digoreng. (Ah...jadi ngilerrrr ingat keripik singkong).
Itu singkong yang mudah diiris tipis-tipis, beda dengan kristal silikon murni yang membutuhkan
teknologi khusus untuk mengirisnya menjadi kepingan-kepingan kristal silikon yang tipis.
Dengan teknologi seperti ini, akan dihasilkan kepingan sel surya yang identik satu sama lain dan
berkinerja tinggi. Sehingga menjadi sel surya yang paling efisien dibandingkan jenis sel surya
lainnya,
sekitar
15%
20%.
Mahalnya harga kristal silikon murni dan teknologi yang digunakan, menyebabkan mahalnya
harga jenis sel surya ini dibandingkan jenis sel surya yang lain di pasaran
Kelemahannya, sel surya jenis ini jika disusun membentuk solar modul (panel surya) akan
menyisakan banyak ruangan yang kosong karena sel surya seperti ini umumnya berbentuk segi
enam atau bulat, tergantung dari bentuk batangan kristal silikonnya, seperti terlihat pada gambar
berikut.

10

Keterangan
gambar:
1.
Batangan
kristal
silikon
murni
2. Irisan kristal silikon
yang
sangat
tipis
3. Sebuah sel surya
monocrystalline
yang
sudah
jadi
4. Sebuah panel surya
monocrystalline
yang
berisi susunan sel surya
monocrystalline.
Nampak area kosong
yang
tidak
tertutup
karena bentuk sel surya
jenis ini.
2.
Polycrystalline
Jenis ini terbuat dari beberapa batang kristal silikon yang dilebur / dicairkan kemudian
dituangkan dalam cetakan yang berbentuk
persegi. Kemurnian kristal silikonnya tidak
semurni pada sel surya monocrystalline,
karenanya sel surya yang dihasilkan tidak
identik satu sama lain dan efisiensinya lebih
rendah,
sekitar
13%
16%
.
Tampilannya nampak seperti ada motif
pecahan kaca di dalamnya. Bentuknya yang
persegi, jika disusun membentuk panel
surya, akan rapat dan tidak akan ada ruangan kosong yang sia-sia seperti susunan pada panel
surya monocrystalline di atas. Proses pembuatannya lebih mudah dibanding monocrystalline,
karenanya harganya lebih murah. Jenis ini paling banyak dipakai saat ini.

3.
Thin
Film
Solar
Cell
(TFSC)
Jenis sel surya ini diproduksi dengan cara menambahkan satu atau beberapa lapisan material sel
surya yang tipis ke dalam lapisan dasar. Sel surya jenis ini sangat tipis karenanya sangat ringan
dan
fleksibel.
Jenis ini dikenal juga dengan nama TFPV (Thin Film Photovoltaic).

11

Berdasarkan

materialnya,

sel

surya

thin

film

ini

digolongkan

menjadi:

3.1.
Amorphous
Silicon
(a-Si)
Solar
Cells.
Sel surya dengan bahan Amorphous Silicon ini, awalnya banyak diterapkan pada kalkulator dan
jam tangan. Namun seiring dengan perkembangan teknologi pembuatannya penerapannya
menjadi semakin luas. Dengan teknik produksi yang disebut "stacking" (susun lapis), dimana
beberapa lapis Amorphous Silicon ditumpuk membentuk sel surya, akan memberikan efisiensi
yang
lebih
baik
antara
6%
8%.
3.2.
Cadmium
Telluride
(CdTe)
Solar
Cells.
Sel surya jenis ini mengandung bahan Cadmium Telluride yang memiliki efisiensi lebih tinggi
dari
sel
surya
Amorphous
Silicon,
yaitu
sekitar:
9%
11%.
3.3.
Copper
Indium
Gallium
Selenide
(CIGS)
Solar
Cells.
Dibandingkan kedua jenis sel surya thin film di atas, CIGS sel surya memiliki efisiensi paling
tinggi yaitu sekitar 10% - 12%. Selalin itu jenis ini tidak mengandung bahan berbahaya
Cadmium
seperti
pada
sel
surya
CdTe.
Teknologi produksi sel surya thin film ini masih baru, masih banyak kemungkinan di masa
mendatang. Ongkos produksi yang murah serta bentuknya yang tipis, ringan dan fleksibel
sehingga dapat dilekatkan pada berbagai bentuk permukaan, seperti kaca, dinding gedung dan
genteng rumah dan bahkan tidak menutup kemungkinan kelak dapat dilekatkan pada bahan
seperti baju kaos.

II.5. Sistem Perhitungan Solar Cell
Energi baru dan yang terbarukan mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi
kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar untuk pembangkit-pembangkit
listrik konvensional dalam jangka waktu yang panjang akan menguras sumber minyak bumi, gas
12

dan batu bara yang makin menipis dan juga dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Salah
satunya upaya yang telah dikembangkan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). PLTS
atau lebih dikenal dengan sel surya (sel fotovoltaik) akan lebih diminati karena dapat digunakan
untuk berbagai keperluan yang relevan dan di berbagai tempat seperti perkantoran, pabrik,
perumahan, dan lainnya. Di Indonesia yang merupakan daerah tropis mempunyai potensi energi
matahari sangat besar dengan insolasi harian rata-rata 4,5 - 4,8 KWh/m² / hari. Akan tetapi energi
listrik yang dihasilkan sel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari yang
diterima oleh sistem.

Dalam merencanakan pembangunan PLTS terlebih dahulu diperhitungkan beban dari
PLTS sehingga kita dapat menghitung kapasitas listrik tenaga surya yang akan dibangun. Berikut
ini merupakan contoh perhitungan beban pada perumahan tipe 36 sebanyak 10 unit rumah.
Asumsi Rencana Pembebanan

13

Asumsi rugi-rugi (losses) pada sistem dianggap
sebesar 15%, karena keseluruhan komponen sistem
digunakan masih baru (Mark Hankins, 1991: 68).

yang

Total energi sistem yang disyaratkan adalah sebesar :
ET

= EA + rugi-rugi system

ET : Energi total termasuk rugi-rugi yang diperhitungkan

= EA + (15% x EA)

EA : Energi total tanpa rugi-rugi

= 51860 WH + (15% x 51860WH)
= 59639 WH
Jadi total energi sistem yang disyaratkan sebesar 59639 WH

II.5.A. Perhitungan Kapasitas Daya Modul Surya
Kapasitas daya modul sel surya dapat diperhitungkan dengan memperhatikan beberapa
faktor, yaitu kebutuhan energi sistem yang disyaratkan, insolasi matahari, dan faktor penyesuaian
(adjustment factor). Kebutuhan energi sistem hasil perhitungan, yaitu sebesar 59639 WH.
Insolasi matahari bulanan yang terendah adalah pada bulan Januari yaitu 3,91 (sumber BMG,
BPPT). Diambil data insolasi matahari yang terendah agar PLTS dapat memenuhi kebutuhan
beban setiap saat. Berikut merupakan tabel insolasi matahari untuk daerah Jakarta dalam kurun
waktu satu tahun.

14

Tabel Insolasi Matahari
INSOLASI
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

BULAN
JANUARI
FEBRUARI
MARET
APRIL
MEI
JUNI
JULI
AGUSTUS
SEPTEMBER
OKTOBER
NOVEMBER
DESEMBER
rata-rata

MATAHARI
3.91
4.03
4.48
4.62
4.37
4.17
4.44
4.48
5.05
4.85
4.43
4.21
4.42

Faktor penyesuaian pada kebanyakan instalasi PLTS adalah 1,1 (Mark Hankins, 1991
Small Solar Electric System for Africa page 68). Kapasitas daya modul surya yang dihasilkan
adalah:

Kapasitas Daya Modul Surya = ( ET / insolasi matahari ) x faktor penyesuaian
= ( 59639 / 3.91 ) x 1.1
= 16702.27 ≈ 16800 WP

Besarnya kapasitas daya modul surya 16800 watt peak.

15

Satuan energi (dalam WH) dikonversikan menjadi Ah yang sesuai dengan satuan
kapasitas baterai sebagai berikut:
AH

= ET/Vs

AH : kapasitas AH yang dibutuhkan

= 59639 Wh / 24h

ET : Energi total termasuk rugi-rugi

= 2484,95 AH

yang diperhitungkan

Hari otonomi yang ditentukan adalah satu hari, jadi baterai hanya menyimpan energi dan
menyalurkannya pada hari itu juga. Besarnya deep of discharge (DOD) pada baterai adalah 80%
(Mark Hankins, 1991: 68).
Kapasitas baterai yang dibutuhkan adalah:

Cb

= (AH x d) / DOD

Cb : kapasitas batrei

= (2484.95 x 1) / 0.8

AH : kapasitas AH yang dibutuhkan

= 3107 AH

d : day (hari)

II.5.B. Perhitungan Kapasitas Battery Charge Regulator (BCR)
Beban pada sistem PLTS mengambil energi dari BCR. Kapasitas arus yang mengalir pada
BCR dapat ditentukan dengan mengetahui beban maksimal yang terpasang. Beban maksimal
yang terjadi pada sore hari adalah 4750 watt pukul 17.00. Dengan beban maksimal tegangan
sistem adalah 24 volt maka kapasitas arus yang mengalir di BCR:
I maks = P maks / Vs
= 4750 W / 24V
= 197.9 A
Jadi kapasitas BCR yang digunakan harus lebih besar dari 197,9
16

II.5.C. Perhitungan Kapasitas Inverter
Spesifikasi inverter harus sesuai dengan Battery Charge Regulator (BCR) yang
digunakan. Berdasarkan tegangan sistem dan perhitungan BCR, maka tegangan masuk (input)
dari inverter 24 V DC. Tegangan keluaran (output) dari inverter yang tersambung ke beban
adalah 220 V AC. Arus yang mengalir melewati inverter juga harus sesuai dengan arus yang
melalui BCR. Berdasarkan perhitungan kapasitas BCR, arus maksimal yang dapat melewati
BCR sebesar 197,9 ampere. Berarti kapasitas arus Inverter yang digunakan harus lebih besar
dari 197,9 ampere.

II.5.D. Kapasitas PLTS Terpasang
A. Modul Surya
Modul photovoltaik yang akan digunakan mempunyai spesifikasi sebagai
berikut:
Kapasitas Daya

: 100 WP

Arus Maksimum

: 6 Ampere

Tegangan maksimum

: 16,5 Volt

Karena kapasitas daya modul surya dibutuhkan 16800 W dan kapasitas daya 1 unit photovoltaik
100 WP dapat dibuat persamaan:
∑m

= kapasitas daya / kapasitas per unit
= 16800 / 100
= 168 unit.

17

Modul surya terdiri dari 168 modul PV yang dihubungkan secara seri dan paralel, 2
modul dipasang secara seri, kemudian 84 kelompok seri dipasang dipasang secara paralel. Array
PV mempunyai Im = 504 A dan Vm = 33V yang setara dengan daya keluaran (Pm) 16632 watt.
B. Baterai
Kapasitas baterai yang digunakan adalah 200 AH dengan tegangan 12V. Karena tegangan
sistem yang digunakan adalah 24V, dan kapasitas baterai 3107 ≈ 3200 AH maka baterai
sebanyak 16 buah baterai, 2 buah dipasang secara seri dan 8 kelompok seri di paralelkan.
C. Battery Charge Regulator
Battery Charge Regulator (BCR) mempunyai dua fungsi utama. Fungsi utama sebagai
titik pusat sambungan ke beban, modul sel surya dan beterai. Fungsi yang kedua adalah sebagai
pengatur system agar penggunaan listriknya aman dan efektif, sehingga semua komponenkomponen system aman dari bahaya perubahan level tegangan. BCR yang digunakan adalah
BCR dengan kapasitas arus 200A, dan tegangan 24V.

II.6. Perkembangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia
Indonesia, sebagai negara yang terletak di kawasan katulistiwa, memiliki potensi energi surya
yang melimpah. Dengan matahari yang bersinar sepanjang tahun, diperkirakan energi surya
dapat menghasilkan hingga 4.8 KWh/m2, atau setara dengan 112.000 GWp. Sayangnya
pemanfaatan salah satu jenis energi terbarukan ini masih belum maksimal. Indonesia baru
mampu memanfaatkan sekitar 10 MWp.
Umumnya pemanfaatan energi matahari melalui Pembangkit Listrik Tenaga Surya digunakan
pada daerah pedesaan dengan skala kecil yakni menggunakan Solar Home System (SHS). Solar
Home System adalah pembangkit listrik skala kecil yang dipasang secara desentralisasi (satu
rumah satu pembangkit). Listrik harian yang dihasilkannya berkisar antara 150-300 Wp.
Sedangkan untuk untuk Pembangkit Listrik Tenaga Surya skala besar, jumlahnya masih sangat
sedikit. Dan dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia yang telah beroperasi tersebut
hanya mampu memproduksi puluhan hingga ratusan kiloWattpeak (kWp) listrik. Dua

18

Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terbesar di Indonesia, yakni di Karangasem dan Bangli (Bali)
masing-masing kapasitasnya hanya 1 MW.
Diantara beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia tersentralisasi yang memiliki
skala besar antara lain adalah :
1. PLTS di Kabupaten Karangasem, Bali dengan kapasitas 1 MW.
2. PLTS di Kabupaten Bangli, Bali dengan kapasitas 1 MW.
3. PLTS di Pulau Gili Trawangan (NTB) berkapasitas 600 kWp.
4. PLTS di Pulau Gili Air (NTB) dengan kapasitas 160 kWp.
5. PLTS di Pulau Gili Meno (NTB) dengan kapasitas 60 kWp.
6. PLTS di Pulau Medang, Sekotok, Moyo, Bajo Pulo, Maringkik, dan Lantung dengan total
kapasitas 900 kWp.
7. PLTS Raijua (Kabupaten Sabu Raijua, NTT) dengan kapasitas 150 kWp.
8. PLTS Nule (Kab. Alor, NTT) dengan kapasitas 250 kWp.
9. PLTS Pura (Kab. Alor, NTT) dengan kapasitas 175 kWp.
10. PLTS Solor Barat (Kab. Flores Timur, NTT) dengan kapasitas 275 kWp.
11. PLTS Morotai (Maluku Utara) dengan kapasitas 600 kWp.
12. PLTS Kelang (Maluku) dengan kapasitas 100 kWp.
13. PLTS Pulau Tiga (Maluku) dengan kapasitas 75 kWp.
14. PLTS Banda Naira (Maluku) (Maluku) dengan kapasitas 100 kWp.
15. PLTS Pulau Panjang (Maluku) dengan kapasitas 115 kWp.
16. PLTS Manawoka (Maluku) dengan kapasitas 115 kWp.
17. PLTS Tioor (Maluku) (Maluku) dengan kapasitas 100 kWp.
18. PLTS Kur (Maluku) dengan kapasitas 100 kWp.
19. Kisar (Maluku) dengan kapasitas 100 kWp.
20. PLTS Wetar (Maluku) dengan total kapasitas 100 kWp.
19

21. PLTS Kabaena (Sulawesi Tenggara) dengan kapasitas 200 kWp.
Indonesia, melalui Perusahaan Listrik Negara (PLN) pun masih berusaha menambah jumlah
Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia. Baik menambah jumlah pembangkitnya maupun
kapasitas listrik yang dihasilkannya. PLTS-PLTS baru tersebut akan dibangun di pulau-pulau
kecil Indonesia.

BAB III
PENUTUP

KESIMPULAN
Sebenarnya Indonesia dapat mengurangi keterbelakangan masyarakat pedalaman yang
terisolasi dengan menyediakan sumber daya energy listrik ke pedalaman dan membangun
Pembangkit Listrik Tenaga Surya sendiri di pedalaman tersebut. Selain itu, Indonesia dapat
memproduksi sendiri modul surya karena sumber daya alam yang melimpah dapat diolah
menjadi modul surya.

DAFTAR PUSTAKA
http://alamendah.org/2014/12/08/pembangkit-listrik-tenaga-surya-di-indonesia/ . Diakses pada
tanggal 3 April 2015
http://renewable-solarcell.blogspot.com/2014/06/sistem-perhitungan-solar-cell.html
pada tanggal 3 April 2015

.

Diakses

http://sanfordlegenda.blogspot.com/2013/10/Solar-cells-Jenis-jenis-sel-surya.html . Diakses pada
tanggal 3 April 2015
http://katalognatopringsewu.blogspot.com/2014/04/cara-menghitung-daya-tenaga-surya.html.
Diakses pada tanggal 3 April 2015

20

http://www.litbang.esdm.go.id/index.php?option=com_content&view=article&id=540:pltsplts&catid=129:plts-plts&Itemid=172 . Diakses pada tanggal 3 April 2015
http://www.amazine.co/27045/bagaimana-cara-kerja-panel-surya-kendala-kelemahannya/
Diakses pada tanggal 3 April 2015

.

https://tenagamatahari.wordpress.com/beranda/sejarah-solar-cell/ . Diakses pada tanggal 3 April
2015

VIDEO
https://www.youtube.com/watch?v=dngqYjHfr98

21