ANALISA PEMANFAATAN ENERGI SURYA SEBAGAI
ANALISA PEMANFAATAN ENERGI SURYA SEBAGAI SUMBER ENERGI
PADA PERUMAHAN KATEGORI R1 900 VA DI PULAU BENGKALIS
Johny Custer1, Jefri Lianda2
Dosen Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bengkalis,
Email : johny_custer@yahoo.co.id
1,2
ABSTRAK
Krisis energi dan semakin tingginya harga sumber energi thermal menyebabkan semakin berkembangnya inovasi dalam
pemanfaatan energi alternatif yang tidak menimbulkan polusi udara maupun radioaaktif. Salah satu alternatif
pemanfaatan energi adalah pemanfaatan matahari (photopoltaic) sebagai sumber energi. Dalam makalah ini dilakukan
analisa secara teknis dan ekonomis pemanfaatan photovoltaic untuk perumahan dengan kapasitas 900 VA. Perhitungan
berdasarkan kebutuhan beban, besarnya intensitas cahaya matahari dan kapasitas panel surya yang tersedia. Hasil dari
perhitungan dapat disimpulkan pemanfaatan photovoltaic relatif masih mahal namun kedepan layak untuk dikembangkan
di pulau Bengkalis.
Keyword : photovoltaic, stand alone, insolasi
rendah. Sampai tahun 2011, tercatat total
aplikasinya baru mencapai sekitar 17 MWp.
Jika dibandingkan dengan kapasitas terpasang
pembangkit listrik di Indonesia sebesar 33,7
GW, maka kontribusi tenaga surya untuk
pembangkit listrik baru mencapai sekitar 0,05
persen.
Salah satu kendala utama dalam penerapan
pembangkit listrik tenaga surya adalah harga
awal atau investasi yang masih relatif mahal.
Hal ini mengakibatkan pemanfaatan energi
surya di Indonesia tidak berkembang dan
tergolong rendah. Penelitian ini mencoba untuk
menganalisa secara teknis dan ekonomis
pemanfaatan energi surya dalam jangka
panjang. Diharapkan penelitian ini akan
menghasilkan perhitungan teknis dan ekonomis
pemakaian sel surya. Hasil perhitungan akan
dibandingkan dengan penggunaan listrik yang
bersumber dari PLN dan pembangkit diesel.
I.
PENDAHULUAN
Konservasi energi dan produk energi yang
lebih akrab terhadap lingkungan akan menjadi
issu kuat yang mendasari kebijaksanaan
pembangunan energi nasional. Energi surya
(matahari) sabagai salah satu energi terbarukan
dan lebih bersih lingkungan. Indonesia yang
merupakan daerah tropis mempunyai potensi
energi matahari sangat besar dangan insolasi
harian rata rata 4,5 – 4,8 KWh/M2/hari [1].
Pada tahun 2001, Dirjen listrik dan
pemanfaatan energi kementerian ESDM
manyatakan bahwa potensi energi matahari di
Indonesia sebesar 156.487 MW [2]. Dalam
sekala energi mix (bauran energi) nasional,
pemanfaatan energi surya terutama untuk
keperluan listrik selama 25 tahun belakangan
masih sangat kecil. Problem diatas merupakan
tanggung jawab para stake holder untuk
melakukan kajian yang sistematik tentang
pemanfaatan energi surya berkelanjutan.
Pulau Bengkalis sama
seperti daerah
Indonesia lainnya adalah daerah tropis yang
hanya mengalami dua musim, panas dan hujan.
Matahari akan bersinar sepanjang tahun,
meskipun pada musim hujan intensitasnya
berkurang. Selain itu teknologi energi surya
atau pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)
sudah tersedia, tinggal kemauan untuk
melaksanakannya. Marzan A. Iskandar (Kepala
BPPT) [6] menyatakan meskipun potensi
energi surya di Indonesia sangat besar, namun
kontribusinya melalui sel surya dalam
penyediaan energi nasional masih sangat
II. TEORI PENDUKUNG
PLTS
yaitu
pembangkit
yang
memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber
penghasil listrik. Alat utamanya yaitu
penangkap, pengubah dan penghasil listrik
energi surya atau sering disebut modul (panel
surya). Dengan alat tersebut, sinar matahari
diubah menjadi listrik melalui proses aliranaliran elektron negatif, lalu menjadi menjadi
aliran listrik DC yang akan langsung mengisi
Battery/Accumulator sesuai tegangan dan arus
yang diperlukan. Peralatan lainnya yaitu
regulator
digunakan
untuk
pengaturan
17
pengisian battery. Inverter digunakan untuk
mengubah listrik DC ke AC.
.
Sistem Instalasi Mandiri (Stand Alone)
Sistem instalasi mandiri adalah instalasi
PV di mana tidak dihubungkan dengan sumber
listrik dari jaringan umum. Oleh karena itu,
pada sistem ini pemenuhan kebutuhan beban
sangat tergantung pada PV. Padahal, intensitas
cahaya matahari tidak selalu sama dan
fluktuatif. Baterai digunakan untuk menyimpan
daya yang dikonversi oleh PV yang kemudian
dihubungkan dengan beban.
Penempatan dan perhitungan bagian bagian
komponen PLTS seperti panel surya, battery,
dan inverter merupakan tema yang banyak
diminati para peneliti, Paper ini mencoba
menganalisa secara teknis dan ekonomis
penggunaan PLTS pada perumahaan dengan
kapasitas terpasang R1 900 VA.
III. PERENCANAAN PHOTOVOLTAIC
3.1. Analisa Teknis
Perhitungan Beban
Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga
surya membutuhkan perencanaan mengenai
kebutuhan daya yang digunakan. Untuk
menghitung besar kebutuhan energi listrik
adalah dengan mengalikan besar daya beban
dan waktu penyalaan.
W = P.t (Wh)
Gambar 1. Sistim instalasi mandiri dengan
beban AC dan DC
Sumber : http://www.azetsurya.com/info.php
Dari perhitungan pemakaian peralatan listrik
yang digunakan dikalikan dengan lama
pemakaian didapatkan rata rata pemakaian
kebutuhan rata rata beban perhari. Berikut
ditampilkan tabel contoh kebutuhan daya rata
rata perhari pada salah satu rumah dengan
kapasitas 900 VA.
Sistem Instalasi terhubung Jaringan (Grid
Connected)
Sistem terhubung jaringan merupakan
sistem instalasi yang dihubungakan dengan
sumber listrik dari jaringan listrik umum. Di
Indonesia jaringan ini disediakan oleh PLN.
Pada sistem ini tidak terlalu diperlukan adanya
baterai karena pada saat sistem kekurangan
daya, maka untuk memenuhi kekurangan daya
beban tersebut disuplai dari listrik jaringan
yang ada. Sistem PV akan bekerja pada saat
siang hari dengan ketersediaan intensitas surya
yang memenuhi. Sedangkan kekurangan daya
pada saat malam hari atau cuaca mendung,
disuplai dari jaringan. Dengan demikian
kapasitas beban yang terpenuhi tidak
tergantung sepenuhnya pada PV.
Tabel 1. Data Beban
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Gambar 2. Skema photovoltaiv terhubung
dengan jaringan
18
Nama Peralatan
Lampu HE1
(penerangan luar)
Lampu HE2
(penerangan
kamar)
Lampu HE3
(penerangan
R.Tamu)
Lampu HE4
(penerangan
R.Dapur)
Lampu 40 watt
(penerangan
R.Makan)
Lampu 15 watt
(penerangan
Kamar Mandi)
Lampu 25 watt
(penerangan R.
Belajar)
Televisi 21 "
DVD
Kipas Angin 1,2,3
(kamar 1,2,3)
Mesin Cuci
Setrika
Kulkas
Rice Cooker
Jumlah
Daya
(Watt)
Jam
Operasi
TOTAL
2
10
12,5
250
3
25
8
600
2
25
4
200
1
40
6,5
260
1
40
4
160
1
15
4
60
1
25
4
100
1
1
85
15
10,5
2
892,5
30
3
50
11,5
1725
1
1
1
1
300
300
150
350
1
2
24
1,5
95,5
300
600
3600
525
9302,5
Apabila nilai Et, Gav, PV, TCF dan
output telah diperoleh, maka nilai PV area
bisa dicari berdasarkan
Menentukan Sistem PLTS
Dari tabel 1 diatas diketahui bahwa
pemakaian energi listrik rata-rata perhari
sebesar 9302,5 Wh atau 9,3 kWh. Kebutuhan
energi listrik tersebut dijumlahkan dengan
asumsi kerugian (losses) pada sistem, besar
asumsi losses untuk komponen sistem yang
menggunakan peralatan baru menurut Mark
Hankin nilainya 15%. Sehingga besarnya
energi yang dibutuhkan (Et) adalah :
Et = Kebutuhan Energi Listrik + kerugian
sistem
=
Kebutuhan Energi Listrik +
(15% x Kebutuhan Energi Listrik)
= 9302,5 + (15% x 9302,5)
= 9302,5 + 1395,375
= 10697,875 atau 10,7 kWh
= 26,26 m2
Daya Yang Dibangkitkan PLTS
Dengan nilai area array sebesar 26,26 m2,
PSI (Peak Sun Insolation) adalah 1000 W/m2
dan efisiensi panel surya adalah 12% maka :
P watt peak = 26,26 m2 x 1000 W/m2 x 0,12
= 3151,2 Watt peak
Menghitung Jumlah Panel Surya
Panel surya yang dipergunakan sebagai
acuan adalah panel surya yang terpasang atau
panel surya yang ada dipasaran. Panel surya ini
memiliki spesifikasi PMPP sebesar 150 W per
panel. Sehingga berdasarkan spesifikasi
tersebut maka jumlah panel yang diperlukan
untuk PLTS yang direncanakan dapat dihitung
berdasarkan rumus berikut :
Menghitung Area Array
Luas area array diperhitungkan dengan
menggunakan persamaan :
Besarnya daya yang berkurang pada saat
temperatur disekitar panel surya mengalami
kenaikan 70 C dari temperatur standarnya,
maka perhitungannya menggunakan persamaan
:
Psaat suhu naik 70 C = 0,5 % / 0C x PMPP x kenaikan
temperatur (0 C)
= 0,5 % / 0C x 150 W x 7 0C
= 5,25 Watt
Untuk daya keluaran maksimum panel surya
pada saat temperaturnya naik menjadi 320C,
besaranya adalah :
PMPP saat naik t 0C = PMPP – Psaat naik 0C
PMPP saat 32 0C = 150 W – 5,25 W
= 144,75 W
= 21
Pwatt Peak PLTS yang akan dikembangkan
dengan jumlah panel surya sebanyak 21 panel
adalah sebesar :
P Watt Peak
= PMPP x Jumlah Panel Surya
= 150 Watt x 21
= 3150 Watt Peak
Sehingga luas area array nya adalah :
= 26,25 m2
Sebagai acuan dalam perhitungan panel
surya dipergunakan dengan spesifikasi VMPP =
34,5 V, IMPP = 4,35 A dan PMPP = 150 Watt
perpanel. Dengan spesifikasi tersebut maka
besar VMPP, IMPP dan PMPP pada array dapat
diperhitungkan sebagai berikut : VMPP array
adalah 34,5 V x 7 = 241,5 V, IMPP array adalah
4,35 A x 3 = 13,05 A dan PMPP array adalah
241,5 V x 13,05 A = 3151,575 W (3150 W).
Berdasarkan hasil perhitungan daya
keluaran maksimum panel surya pada saat
temperaturnya naik menjadi 32 0C, maka nilai
TCF dapat dihitung dengan rumus berikut :
TCF = 0,965
19
kWh produksi yang dihasilkan adalah :
Waktu
00.00– 01.00
02.00– 03.00
03.00– 04.00
04.00– 05.00
05.00– 06.00
06.00– 07.00
07.00– 08.00
08.00– 09.00
09.00– 10.00
10.00– 11.00
11.00– 12.00
12.00– 13.00
13.00– 14.00
14.00– 15.00
15.00– 16.00
16.00– 17.00
17.00– 18.00
18.00– 19.00
19.00– 20.00
20.00– 21.00
21.00– 22.00
22.00– 23.00
23.00– 00.00
Tingkat Presentase
Produksi (%)
4,21
8,95
27,89
28,95
34,21
73,68
100
94,74
63,16
52,63
31,58
10,53
2,63
-
Jumlah
sistem PLTS yang terdiri dari biaya investasi
awal (C) dan biaya jangka panjang untuk
pemeliharaan dan operasional (MPW).
Biasanya PLTS yang digunakan berumur
sekitar 25 tahun, penetapan ini merujuk kepada
jaminan yang dikeluarkan oleh produsen panel
surya. Besarnya tingkat bunga (i) yang
dipergunakan mengacu pada tingkat bungan
kredit bank per desember 2012, yaitu rata-rata
sebesar 11%. Besar nilai sekarang (present
value) untuk biaya pemeliharaan dan
operasional PLTS selama 25 tahun dengan
tingkat bunga sebesar 11% dihitung
berdasarkan persamaan :
kWh Produksi
PLTS
0,084
0,178
0,553
0,575
0,679
1,462
1,985
1,880
1,253
1,044
0,627
0,209
0,052
10,581 kWh
Battery yang digunakan :
Berdasarkan biaya investasi awal (C) dan
perhitungan MPW maka biaya siklus hidup
(LCC) untuk PLTS yang akan direncanakan
selama umur proyek 25 tahun adalah sebagai
berikut :
Jumlah Batterai = I/100 Ah
= 891,67 / 100 = 8,92 9
batterai
3.2. Analisa Biaya
= Rp. 143.010.000 + Rp. 12.043.87
= Rp. 155.053.873
Besar biaya investasi PLTS adalah :
No
Komponen
Jumlah
Harga
Total Harga
1
Panel Surya (150 Wp )
21
3.750.000
78.750.000
2
Inverter 12V DC –
220V AC 3000 W
4
2.465.000
9.860.000
3
Baterai 12 V 100 Ah
9
1.850.000
16.650.000
4
Baterai Charger
Control
1
750.000
750.000
5
Biaya Pengiriman
-
2.000.000
2.000.000
6
Biaya Instalasi
-
10.000.000
10.000.000
7
Biaya peralatan
pendukung
-
20.000.000
25.000.000
Jumlah Total
Menghitung Biaya Energi PLTS
Perhitungan biaya energi PLTS (cost of
energy) ditentukan oleh biaya siklus hidup
(LCC), faktor pemulihan modal (CRF) dan
kWh produksi tahunan. Biaya energi PLTS
dihitung menggunakan persamaan berikut :
143.010.000
Faktor
pemulihan
modal
untuk
mengkonversikan semua arus kas biaya siklus
hidup (LCC) menjadi serangkaian biaya
tahunan, dihitung dengan persamaan :
Biaya pemeliharaan dan operasional
ditetapkan sebesar 1% dari biaya investasi
adalah Rp. 1.430.100/tahun.
Biaya Siklus Hidup
Biaya siklus hidup (Life Cycle Cost / LCC)
untuk PLTS yang akan direncanakan
ditentukan oleh nilai sekarang dari biaya total
20
Untuk memprediksi kebutuhan energi
kWh produksi tahunan PLTS, dihitung
menggunakan persamaan :
maka NPV, PI dan DPP untuk PLTS yang akan
direncanakan dapat dihitung.
Net Present Value (NPV)
Teknik NPV dihitung dengan persamaan
berikut :
Berdasarkan hasil perhitung LCC, CRF dan
kWh produksi tahunan, maka selanjutnya biaya
energi (COE) untuk PLTS yang akan
dikembangkan di perumahan dengan kapasitas
900 VA (kategori R1) dihitung menggunakan
persamaan :
Tabel diatas menunjukan bahwa total nilai
sekarang arus kas bersih yang merupakan hasil
perkalian antara arus kas bersih dengan faktor
) adalah sebesar Rp.
diskonto (
142.957.389 . Dengan biaya investasi awal
(Initial Investment) sebesar
Rp.
Rp
143.010.000 maka besar nilai NPV adalah :
NPV = Rp. 142.957.389 – Rp
143.010.000
= Rp -52.661
Hasil perhitungan NPV yang bernilai negatif
sebesar Rp. 52.661 (< 0), menunjukan bahwa
investasi PLTS yang akan direncanakan belum
layak untuk dilaksanakan.
/ kWh
3.3. Analisa Kelayakan Investasi
Perhitungan dengan faktor diskonto
dengan n adalah 1 tahun dan tingkat diskonto
(i) 11% adalah :
Profitabilty Index (PI)
Teknik Profitability Index dihitung dengan
persamaan :
= 0,9009
Dengan total nilai sekarang arus kas bersih
sekarang Rp. 142.957.389 dan biaya investasi
awal (Initial Investment) sebesar Rp.
143.010.000 maka besar nilai PI adalah :
Hasil perhitungan PI yang bernilai 0,999
(
PADA PERUMAHAN KATEGORI R1 900 VA DI PULAU BENGKALIS
Johny Custer1, Jefri Lianda2
Dosen Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bengkalis,
Email : johny_custer@yahoo.co.id
1,2
ABSTRAK
Krisis energi dan semakin tingginya harga sumber energi thermal menyebabkan semakin berkembangnya inovasi dalam
pemanfaatan energi alternatif yang tidak menimbulkan polusi udara maupun radioaaktif. Salah satu alternatif
pemanfaatan energi adalah pemanfaatan matahari (photopoltaic) sebagai sumber energi. Dalam makalah ini dilakukan
analisa secara teknis dan ekonomis pemanfaatan photovoltaic untuk perumahan dengan kapasitas 900 VA. Perhitungan
berdasarkan kebutuhan beban, besarnya intensitas cahaya matahari dan kapasitas panel surya yang tersedia. Hasil dari
perhitungan dapat disimpulkan pemanfaatan photovoltaic relatif masih mahal namun kedepan layak untuk dikembangkan
di pulau Bengkalis.
Keyword : photovoltaic, stand alone, insolasi
rendah. Sampai tahun 2011, tercatat total
aplikasinya baru mencapai sekitar 17 MWp.
Jika dibandingkan dengan kapasitas terpasang
pembangkit listrik di Indonesia sebesar 33,7
GW, maka kontribusi tenaga surya untuk
pembangkit listrik baru mencapai sekitar 0,05
persen.
Salah satu kendala utama dalam penerapan
pembangkit listrik tenaga surya adalah harga
awal atau investasi yang masih relatif mahal.
Hal ini mengakibatkan pemanfaatan energi
surya di Indonesia tidak berkembang dan
tergolong rendah. Penelitian ini mencoba untuk
menganalisa secara teknis dan ekonomis
pemanfaatan energi surya dalam jangka
panjang. Diharapkan penelitian ini akan
menghasilkan perhitungan teknis dan ekonomis
pemakaian sel surya. Hasil perhitungan akan
dibandingkan dengan penggunaan listrik yang
bersumber dari PLN dan pembangkit diesel.
I.
PENDAHULUAN
Konservasi energi dan produk energi yang
lebih akrab terhadap lingkungan akan menjadi
issu kuat yang mendasari kebijaksanaan
pembangunan energi nasional. Energi surya
(matahari) sabagai salah satu energi terbarukan
dan lebih bersih lingkungan. Indonesia yang
merupakan daerah tropis mempunyai potensi
energi matahari sangat besar dangan insolasi
harian rata rata 4,5 – 4,8 KWh/M2/hari [1].
Pada tahun 2001, Dirjen listrik dan
pemanfaatan energi kementerian ESDM
manyatakan bahwa potensi energi matahari di
Indonesia sebesar 156.487 MW [2]. Dalam
sekala energi mix (bauran energi) nasional,
pemanfaatan energi surya terutama untuk
keperluan listrik selama 25 tahun belakangan
masih sangat kecil. Problem diatas merupakan
tanggung jawab para stake holder untuk
melakukan kajian yang sistematik tentang
pemanfaatan energi surya berkelanjutan.
Pulau Bengkalis sama
seperti daerah
Indonesia lainnya adalah daerah tropis yang
hanya mengalami dua musim, panas dan hujan.
Matahari akan bersinar sepanjang tahun,
meskipun pada musim hujan intensitasnya
berkurang. Selain itu teknologi energi surya
atau pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)
sudah tersedia, tinggal kemauan untuk
melaksanakannya. Marzan A. Iskandar (Kepala
BPPT) [6] menyatakan meskipun potensi
energi surya di Indonesia sangat besar, namun
kontribusinya melalui sel surya dalam
penyediaan energi nasional masih sangat
II. TEORI PENDUKUNG
PLTS
yaitu
pembangkit
yang
memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber
penghasil listrik. Alat utamanya yaitu
penangkap, pengubah dan penghasil listrik
energi surya atau sering disebut modul (panel
surya). Dengan alat tersebut, sinar matahari
diubah menjadi listrik melalui proses aliranaliran elektron negatif, lalu menjadi menjadi
aliran listrik DC yang akan langsung mengisi
Battery/Accumulator sesuai tegangan dan arus
yang diperlukan. Peralatan lainnya yaitu
regulator
digunakan
untuk
pengaturan
17
pengisian battery. Inverter digunakan untuk
mengubah listrik DC ke AC.
.
Sistem Instalasi Mandiri (Stand Alone)
Sistem instalasi mandiri adalah instalasi
PV di mana tidak dihubungkan dengan sumber
listrik dari jaringan umum. Oleh karena itu,
pada sistem ini pemenuhan kebutuhan beban
sangat tergantung pada PV. Padahal, intensitas
cahaya matahari tidak selalu sama dan
fluktuatif. Baterai digunakan untuk menyimpan
daya yang dikonversi oleh PV yang kemudian
dihubungkan dengan beban.
Penempatan dan perhitungan bagian bagian
komponen PLTS seperti panel surya, battery,
dan inverter merupakan tema yang banyak
diminati para peneliti, Paper ini mencoba
menganalisa secara teknis dan ekonomis
penggunaan PLTS pada perumahaan dengan
kapasitas terpasang R1 900 VA.
III. PERENCANAAN PHOTOVOLTAIC
3.1. Analisa Teknis
Perhitungan Beban
Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga
surya membutuhkan perencanaan mengenai
kebutuhan daya yang digunakan. Untuk
menghitung besar kebutuhan energi listrik
adalah dengan mengalikan besar daya beban
dan waktu penyalaan.
W = P.t (Wh)
Gambar 1. Sistim instalasi mandiri dengan
beban AC dan DC
Sumber : http://www.azetsurya.com/info.php
Dari perhitungan pemakaian peralatan listrik
yang digunakan dikalikan dengan lama
pemakaian didapatkan rata rata pemakaian
kebutuhan rata rata beban perhari. Berikut
ditampilkan tabel contoh kebutuhan daya rata
rata perhari pada salah satu rumah dengan
kapasitas 900 VA.
Sistem Instalasi terhubung Jaringan (Grid
Connected)
Sistem terhubung jaringan merupakan
sistem instalasi yang dihubungakan dengan
sumber listrik dari jaringan listrik umum. Di
Indonesia jaringan ini disediakan oleh PLN.
Pada sistem ini tidak terlalu diperlukan adanya
baterai karena pada saat sistem kekurangan
daya, maka untuk memenuhi kekurangan daya
beban tersebut disuplai dari listrik jaringan
yang ada. Sistem PV akan bekerja pada saat
siang hari dengan ketersediaan intensitas surya
yang memenuhi. Sedangkan kekurangan daya
pada saat malam hari atau cuaca mendung,
disuplai dari jaringan. Dengan demikian
kapasitas beban yang terpenuhi tidak
tergantung sepenuhnya pada PV.
Tabel 1. Data Beban
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Gambar 2. Skema photovoltaiv terhubung
dengan jaringan
18
Nama Peralatan
Lampu HE1
(penerangan luar)
Lampu HE2
(penerangan
kamar)
Lampu HE3
(penerangan
R.Tamu)
Lampu HE4
(penerangan
R.Dapur)
Lampu 40 watt
(penerangan
R.Makan)
Lampu 15 watt
(penerangan
Kamar Mandi)
Lampu 25 watt
(penerangan R.
Belajar)
Televisi 21 "
DVD
Kipas Angin 1,2,3
(kamar 1,2,3)
Mesin Cuci
Setrika
Kulkas
Rice Cooker
Jumlah
Daya
(Watt)
Jam
Operasi
TOTAL
2
10
12,5
250
3
25
8
600
2
25
4
200
1
40
6,5
260
1
40
4
160
1
15
4
60
1
25
4
100
1
1
85
15
10,5
2
892,5
30
3
50
11,5
1725
1
1
1
1
300
300
150
350
1
2
24
1,5
95,5
300
600
3600
525
9302,5
Apabila nilai Et, Gav, PV, TCF dan
output telah diperoleh, maka nilai PV area
bisa dicari berdasarkan
Menentukan Sistem PLTS
Dari tabel 1 diatas diketahui bahwa
pemakaian energi listrik rata-rata perhari
sebesar 9302,5 Wh atau 9,3 kWh. Kebutuhan
energi listrik tersebut dijumlahkan dengan
asumsi kerugian (losses) pada sistem, besar
asumsi losses untuk komponen sistem yang
menggunakan peralatan baru menurut Mark
Hankin nilainya 15%. Sehingga besarnya
energi yang dibutuhkan (Et) adalah :
Et = Kebutuhan Energi Listrik + kerugian
sistem
=
Kebutuhan Energi Listrik +
(15% x Kebutuhan Energi Listrik)
= 9302,5 + (15% x 9302,5)
= 9302,5 + 1395,375
= 10697,875 atau 10,7 kWh
= 26,26 m2
Daya Yang Dibangkitkan PLTS
Dengan nilai area array sebesar 26,26 m2,
PSI (Peak Sun Insolation) adalah 1000 W/m2
dan efisiensi panel surya adalah 12% maka :
P watt peak = 26,26 m2 x 1000 W/m2 x 0,12
= 3151,2 Watt peak
Menghitung Jumlah Panel Surya
Panel surya yang dipergunakan sebagai
acuan adalah panel surya yang terpasang atau
panel surya yang ada dipasaran. Panel surya ini
memiliki spesifikasi PMPP sebesar 150 W per
panel. Sehingga berdasarkan spesifikasi
tersebut maka jumlah panel yang diperlukan
untuk PLTS yang direncanakan dapat dihitung
berdasarkan rumus berikut :
Menghitung Area Array
Luas area array diperhitungkan dengan
menggunakan persamaan :
Besarnya daya yang berkurang pada saat
temperatur disekitar panel surya mengalami
kenaikan 70 C dari temperatur standarnya,
maka perhitungannya menggunakan persamaan
:
Psaat suhu naik 70 C = 0,5 % / 0C x PMPP x kenaikan
temperatur (0 C)
= 0,5 % / 0C x 150 W x 7 0C
= 5,25 Watt
Untuk daya keluaran maksimum panel surya
pada saat temperaturnya naik menjadi 320C,
besaranya adalah :
PMPP saat naik t 0C = PMPP – Psaat naik 0C
PMPP saat 32 0C = 150 W – 5,25 W
= 144,75 W
= 21
Pwatt Peak PLTS yang akan dikembangkan
dengan jumlah panel surya sebanyak 21 panel
adalah sebesar :
P Watt Peak
= PMPP x Jumlah Panel Surya
= 150 Watt x 21
= 3150 Watt Peak
Sehingga luas area array nya adalah :
= 26,25 m2
Sebagai acuan dalam perhitungan panel
surya dipergunakan dengan spesifikasi VMPP =
34,5 V, IMPP = 4,35 A dan PMPP = 150 Watt
perpanel. Dengan spesifikasi tersebut maka
besar VMPP, IMPP dan PMPP pada array dapat
diperhitungkan sebagai berikut : VMPP array
adalah 34,5 V x 7 = 241,5 V, IMPP array adalah
4,35 A x 3 = 13,05 A dan PMPP array adalah
241,5 V x 13,05 A = 3151,575 W (3150 W).
Berdasarkan hasil perhitungan daya
keluaran maksimum panel surya pada saat
temperaturnya naik menjadi 32 0C, maka nilai
TCF dapat dihitung dengan rumus berikut :
TCF = 0,965
19
kWh produksi yang dihasilkan adalah :
Waktu
00.00– 01.00
02.00– 03.00
03.00– 04.00
04.00– 05.00
05.00– 06.00
06.00– 07.00
07.00– 08.00
08.00– 09.00
09.00– 10.00
10.00– 11.00
11.00– 12.00
12.00– 13.00
13.00– 14.00
14.00– 15.00
15.00– 16.00
16.00– 17.00
17.00– 18.00
18.00– 19.00
19.00– 20.00
20.00– 21.00
21.00– 22.00
22.00– 23.00
23.00– 00.00
Tingkat Presentase
Produksi (%)
4,21
8,95
27,89
28,95
34,21
73,68
100
94,74
63,16
52,63
31,58
10,53
2,63
-
Jumlah
sistem PLTS yang terdiri dari biaya investasi
awal (C) dan biaya jangka panjang untuk
pemeliharaan dan operasional (MPW).
Biasanya PLTS yang digunakan berumur
sekitar 25 tahun, penetapan ini merujuk kepada
jaminan yang dikeluarkan oleh produsen panel
surya. Besarnya tingkat bunga (i) yang
dipergunakan mengacu pada tingkat bungan
kredit bank per desember 2012, yaitu rata-rata
sebesar 11%. Besar nilai sekarang (present
value) untuk biaya pemeliharaan dan
operasional PLTS selama 25 tahun dengan
tingkat bunga sebesar 11% dihitung
berdasarkan persamaan :
kWh Produksi
PLTS
0,084
0,178
0,553
0,575
0,679
1,462
1,985
1,880
1,253
1,044
0,627
0,209
0,052
10,581 kWh
Battery yang digunakan :
Berdasarkan biaya investasi awal (C) dan
perhitungan MPW maka biaya siklus hidup
(LCC) untuk PLTS yang akan direncanakan
selama umur proyek 25 tahun adalah sebagai
berikut :
Jumlah Batterai = I/100 Ah
= 891,67 / 100 = 8,92 9
batterai
3.2. Analisa Biaya
= Rp. 143.010.000 + Rp. 12.043.87
= Rp. 155.053.873
Besar biaya investasi PLTS adalah :
No
Komponen
Jumlah
Harga
Total Harga
1
Panel Surya (150 Wp )
21
3.750.000
78.750.000
2
Inverter 12V DC –
220V AC 3000 W
4
2.465.000
9.860.000
3
Baterai 12 V 100 Ah
9
1.850.000
16.650.000
4
Baterai Charger
Control
1
750.000
750.000
5
Biaya Pengiriman
-
2.000.000
2.000.000
6
Biaya Instalasi
-
10.000.000
10.000.000
7
Biaya peralatan
pendukung
-
20.000.000
25.000.000
Jumlah Total
Menghitung Biaya Energi PLTS
Perhitungan biaya energi PLTS (cost of
energy) ditentukan oleh biaya siklus hidup
(LCC), faktor pemulihan modal (CRF) dan
kWh produksi tahunan. Biaya energi PLTS
dihitung menggunakan persamaan berikut :
143.010.000
Faktor
pemulihan
modal
untuk
mengkonversikan semua arus kas biaya siklus
hidup (LCC) menjadi serangkaian biaya
tahunan, dihitung dengan persamaan :
Biaya pemeliharaan dan operasional
ditetapkan sebesar 1% dari biaya investasi
adalah Rp. 1.430.100/tahun.
Biaya Siklus Hidup
Biaya siklus hidup (Life Cycle Cost / LCC)
untuk PLTS yang akan direncanakan
ditentukan oleh nilai sekarang dari biaya total
20
Untuk memprediksi kebutuhan energi
kWh produksi tahunan PLTS, dihitung
menggunakan persamaan :
maka NPV, PI dan DPP untuk PLTS yang akan
direncanakan dapat dihitung.
Net Present Value (NPV)
Teknik NPV dihitung dengan persamaan
berikut :
Berdasarkan hasil perhitung LCC, CRF dan
kWh produksi tahunan, maka selanjutnya biaya
energi (COE) untuk PLTS yang akan
dikembangkan di perumahan dengan kapasitas
900 VA (kategori R1) dihitung menggunakan
persamaan :
Tabel diatas menunjukan bahwa total nilai
sekarang arus kas bersih yang merupakan hasil
perkalian antara arus kas bersih dengan faktor
) adalah sebesar Rp.
diskonto (
142.957.389 . Dengan biaya investasi awal
(Initial Investment) sebesar
Rp.
Rp
143.010.000 maka besar nilai NPV adalah :
NPV = Rp. 142.957.389 – Rp
143.010.000
= Rp -52.661
Hasil perhitungan NPV yang bernilai negatif
sebesar Rp. 52.661 (< 0), menunjukan bahwa
investasi PLTS yang akan direncanakan belum
layak untuk dilaksanakan.
/ kWh
3.3. Analisa Kelayakan Investasi
Perhitungan dengan faktor diskonto
dengan n adalah 1 tahun dan tingkat diskonto
(i) 11% adalah :
Profitabilty Index (PI)
Teknik Profitability Index dihitung dengan
persamaan :
= 0,9009
Dengan total nilai sekarang arus kas bersih
sekarang Rp. 142.957.389 dan biaya investasi
awal (Initial Investment) sebesar Rp.
143.010.000 maka besar nilai PI adalah :
Hasil perhitungan PI yang bernilai 0,999
(