Membangun pembangkit Listrik energi Matahari Oleh: Didik Riyanto, St.,M.Kom

Pengertian Pembangkit listrik tenaga surya atau disingkat PLTS adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik.

Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya.

Pemusatan energi surya Sistem pemusatan energi surya (concentrated solar power, CSP) menggunakan lensa atau cermin dan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari dari luasan area tertentu ke satu titik.

Fotovoltaik Pembangkit listrik tenaga surya tipe fotovoltaik adalah pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Solar panel terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik.

Prinsip Dasar Listrik Tenaga Surya Sinar matahari yang diserap oleh panel-panel tenaga surya akan disimpan sebelum diolah pada proses selanjutnya. Proses pengolahan yang mengubah foton menjadi energi listrik dikenal dengan istilah photovoltaic (PV). Semakin tinggi intensitas sinar matahari, maka semakin banyak pula jumlah listrik yang dihasilkan.

keunggulan Salah satu keunggulan dalam pengolahan listrik tenaga surya adalah sifat ramah lingkungan. Karena proses pengolahan ini tidak menghasilkan polusi yang berisiko mengganggu ekosistem.

Potensi Listrik Tenaga Surya di Indonesia Menurut penuturan Wilson Walery Wenas Letak strategis di wilayah katulistiwa membuat Indonesia kaya akan sinar matahari. Paparan sinar matahari di tanah air bahkan bisa mencapai angka jam setiap tahun.

Pemanfaatan "Pemanfaatan energi surya di Indonesia baru sebesar 0,05 persen dari potensi yang ada. Dalam skala global, Tiongkok dan Amerika Serikat memimpin dalam penggunaan pembangkit listrik tenaga surya

Contoh merancang pembangkit listrik tenaga surya 200WP

Kebutuhan bahan Panel Surya 1. Monocrystalline Silicon 2. Polycrystalline 3. Thin Film Solar Cell (TFSC)

Monocrystalline Silicon Dari jenis panel surya yang pertama adalah Monocrystalline Silicon. Panel surya tipe ini menggunakan material silikon sebagai bahan utama penyusun sel surya. Material silikon ini diiris tipis menggunakan teknologi khusus. Dengan digunakannya teknologi inilah, kepingan sel surya yang dihasilkan akan identik satu sama lainnya dan juga memiliki kinerja tinggi. Tipe panel surya ini menggunakan sel surya jenis crystalline tunggal yang memiliki efisiensi yang tinggi. Secara fisik, tipe panel surya ini dapat dikenali dari warna sel hitam gelap dengan model terpotong pada tiap sudutnya.

Monocrystalline Silicon

Polycrystalline Jenis panel surya ini terbuat dari beberapa batang kristal silikon yang dicairkan, setelah itu dituangkan dalam cetakan yang berbentuk persegi. Kristal silikon dalam jenis panel surya ini tidak semurni pada sel surya monocrystalline. Jadi, sel surya yang dihasilkan tidak identik antara satu sama lainnya. Efisiensinya pun lebih rendah dari monocrystalline. Tampilan dari jenis panel surya ini tampak seperti ada motif pecahan kaca di dalamnya. Bentuknya adalah persegi, jadi kalau panel surya ini disusun, susunannya akan rapat dan tidak ada ruangan kosong yang sia-sia.

Polycrystalline

Thin Film Solar Cell (TFSC) Jenis-jenis panel surya yang terakhir adalah thin film solar cell. Jenis panel surya ini dibuat dengan cara menambahkan sel surya yang tipis ke dalam sebuah lapisan dasar. Karena bentuk dari TFSC ini tipis, jadi panel surya ini sangat ringan dan fleksibel. Ketebalan lapisannya bisa diukur mulai dari nanometers hingga micrometers. Begitulah beberapa jenis-jenis panel surya yang perlu Anda ketahui. Semoga bermanfaat bagi semuanya, khususnya yang ingin mengetahui tentang jenis-jenis panel surya.

Thin Film Solar Cell (TFSC)

Kebutuhan bahan Panel surya 50 WP Panel surya yang digunakan berjenis Polycrystalline dengan spesifikasi Max. Power (Pmax) 50W, Max. Power Voltage (Vmp) 16.5V, Max. Power Current (Imp) 3.34A, Open Circuit Voltage (Voc) 21.1V, Short Circuit Current (Isc) 4.23A, Nominal Operating Cell Temp (NOCT) 45±2°C, Max. System Voltage 1000V, Max. Series Fuse 16A, Weight6.5Kg, Dimension775 x 680 x 28 mm Biaya Rp X 4 = Rp

Solar Charge Controller Solar Charge Controller adalah komponen di dalam sistem PLTS berfungsi sebagai pengatur arus listrik (Current Regulator) baik terhadap arus yang masuk dari panel PV maupun arus beban keluar / digunakan. Bekerja untuk menjaga baterai dari pengisian yang berlebihan (OverCharge), Ini mengatur tegangan dan arus dari panel surya ke baterai. umumnya baterai 12Volt membutuhkan tegangan pengisian (Charge) sekitar 13-14,8 volt (Tegantung Tipe Battery) untuk dapat terisi penuh.

Fungsi SCC

Jenis SCC

Kebutuhan bahan Solar charge controler yang di gunakan dengan tipe pulsa width modulation (PWM) PWM tipe 10A, 12/24V dengan spesifikasi Model STEC, rated Voltage 12 V/24 V, Rated Load 10 A, 25%curent Over load 1 Minute, load disconnect 11.1V, Load Reconnect 12.6V, Equalization Voltage (60min) 14.8V, Boost Voltage (60min), 14.4V, Float Voltage 13.7V, Temp Comp. (mV/°C) -30mV, Working Temperature -35°C ~ +55°C Biaya Rp

Baterai Terdapat beberapa baterei yang ada di pasaran : – Aki Otomotif (Starting Battery) – Baterai Deep Cycle (Baterai Industri)

Aki Otomotif (Starting Battery) Merupakan jenis baterai yang dirancang agar menghasilkan arus listrik tinggi dalam waktu singkat, sehingga dapat menyalakan mesin kendaraan. Kerena penggunaan pelat tipis secara paralel, resistensi rendah dan permukaan luas, baterai ini tidak cocok digunakan dengan panel surya. Walaupun secara aplikasi masih dapat digunakan. Rp905,000

Baterai Deep Cycle (Baterai Industri) Merupakan jenis baterai yang dirancang untuk menghasilkan arus listrik stabil dan dalam waktu lama. Baterai jenis Deep Cycle memiliki ketahanan terhadap siklus pengisian (charge) – pelepasan (discharge) berulang-ulang dan konstan. Baterai jenis Deep Cycle dibagi menjadi dua jenis yaitu : Baterai FLA (Flooded Lead Acid), Baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid).

Baterai FLA (Flooded Lead Acid) Secara umum dikenal sebagai baterai/aki/accu basah. Karena sel-sel di dalam aki terendam oleh cairan elektrolit agar berfungsi optimal. Ciri khasnya adalah katup pengisian cairan elektrolit di setiap katup.

Baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid) Disebut juga baterai SLA (Sealed Lead Acid) atau baterai MF (Maintenance Free) atau baterai SMF (Sealed Maintenance Free). Secara fisik baterai ini hanya nampak terminal (+) positif dan terminal (-) negatif. Dirancang khusus agar cairan elektrolit tidak tumpah atau bocor atau menguap. Baterai ini memiliki katup ventilasi yang terbuka pada tekanan ekstrim untuk pembuangan gas hasil reaksi kimia. Baterai ini sering disebut batereai Maintenance Free karena tidak ada katup pengisian cairan elektrolit. Baterai VRLA dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan konstruksi internalnya, yaitu :Baterai VRLA AGM (Absorbent Glass Mat), Baterai VRLA Gel (Gel Cells)

Baterai VRLA AGM (Absorbent Glass Mat) Baterai VRLA AGM memilik pemisah/separator yang terdiri dari fiberglass yang terletak di antara pelat- pelat sel. Tujuan peletakan ini untuk menyerap cairan elektrolit agar tersimpan di pori-pori fiberglass. Fungsi fiberglass ini seperti handuk yang menyerap air ketika salah satu ujung handuk dicelupkan ke dalam cairan

Baterai VRLA Gel (Gel Cells) Baterai VRLA Gel memiliki cairan elektrolit kental seperti agar-agar atau puding atau gel. Rp2,900,000 IDR

Jenis Baterai Yang Cocok Untuk Panel Surya Adalah: Baterai Deep Cycle jenis VRLA AGM atau VRLA Gel merupakan jenis baterai yang paling cocok dan paling banyak digunakan untuk sistem panel surya. Alasan pemakaian Baterai Deep Cycle jenis VRLA AGM maupun VRLA Gel karena memiliki ketahanan siklus pengisian, ketahanan penggunaan, anti tumpah/bocor, dan bebas perawatan (Maintenance Free)

Kabel Kabel Panel Surya merupakan kabel yang dikhususkan penggunaannya dalam Solar Panel System karena mampu menghantarkan arus listrik dengan sempurna. Sehingga dengan pengantar arus listrik yang baik maka listrik yang dihasilkan dan digunakan pun akan menjadi sangat baik

kabel dari panel surya ke batrey menggnakan kebel tembaga dengan ukuran diameter 6 mm maksimal 6 meter

Kebel selanjutnya adalah kabel dari accu atau batrey menuju inverter menggunakan kabel tembaga dengan AWG 4 dengan ukuran 10 mm panjang maksimal 1,5 meter

Inverter Inverter DC to ac alat ini di gunakan untuk mengubah tegangan Dc menjadi Ac.Inverter digunakan untuk mengubah tegangan listrik yang di hasilkan oleh solar cell yang telah disimpan pada batrey yakni tegangan dc 12 dirubah menjadi tegangan ac 220 v

Jenis inverter Square Wave I Modified Sine 3 Pure Sine

Square Wave I inverter ini adalah yang paling sederhana. Walaupu inverter jenis ini dapat menghasilkan tegangan 220 VAC, 50 Hz namun kualitasnya sangat buruk. Sehingga dapat digunakan pada beberapa alat listrik saja. Hal ini disebabkan karena karakteristik output inverter ini adalah memiliki level ‘’total harmonic distortion’’ yang tinggi. Mungkin karena alas an itu inverter ini disebut ‘’dirty power supply’’.

Modified Sine Wave Modified Sine Wave disebut juga ‘’Modified Square Wave’’ atau ‘’Quasy Sine Wave’’ karena gelombang modified sine wave hamper sama dengan square wave, namun pada modified sine wave outputnya menyentuh titik 0 untuk beberapa saat sebelum pindah ke positif atau negatif. Selain itu karena modified sine wave mempunyai harmonic distortion yang lebih sedikit disbanding square wave maka dapat dipakai untuk beberapa alat listrik seperti computer, tv, lampu namun tidak bias untuk beban-beban yang lebih sensitive.

Pure Sinewave Wave Pure Sine Wave atau true sine wave merupakan gelombang inverter yang hampir menyerupai (bahkan lebih baik dibandingkan dengan gelombang sinusoida sempurna pada jaringan listrik dalam hal ini PLN. Dengan total harmonic distortion (THD) < 3% sehingga cocok untuk semua alat elektronik. Olen sebab itu inverter ini juga disebut ‘’ clean power supply’’. Teknologi yang digunakan inverter jenis ini umumnya disebut pulse width modulation (PWM) yang dapat mengubah tegangan DC menjadi AC dengan bentuk gelombang yang hamper sama dengan gelombang sinusoida.

Sekian

Teknik Merakit PlTS

Perakitan plts

Perakitan Panel surya pemasngan panel surya dengan kemiringan 10o diharapan pad kondisi musim hujan air mudah mengalir kemudian paparan sinar matahari dari segala penjuru masih di terima oleh panel surya dan dapat menghasilkan batas minimal tegangan yang di butuhkan saat kondisi matahari mengalami perpindahan posisi akibat Adanya fenomena aphelion dan perihelion dimana posisi matahari saat bulan April sampai agustus posisi mathari ada di bagian utara dan saat bulan oktober sampai februari berada pada belahan bumi bagian selatan

Penyusunn panel surya Panel surya rata rata menghasilkan tegangan maksimal Volt. Untuk pemasangan bisa dengan susunan seri ataupun paraler menyesuaikan dengan ketersediaan batreay

Perakitan Panel surya

Merangkai panel surya Usahakan kondisi miring pada posisi arah matahari

Memasang penel surya pada chager Panel surya di pasang seri atau pararel(jika dipasang pararel arus besar tegangan tetap kalau dipasang seri tegangan besar arus tetap) Gunakan kabel minimal 2.5 mm panjang maksimal 5 meter Semakin pendek semakin bagus Pasang control panel disaat tidak ada arus pada panel surya atau di hubungkan dulu dengan btrei baru ke panel surya karena tegangan panel surya mengikuti intensitas cahaya. Agar kontroler tidak rusak karena mendapat tegangan yang berlebih

Kontroler ke batrei Kabel ukuran minimal 2,5 mm panjang masimal 1,5 m Usahakan kutub jangan sampai terbailik

Kontroler ke beban ringan secara otomatis

Pemasangan batrey ke inferter Pemasangan batrey ke inverter dengan tujuan untuk mengubah tegangan dc 12 v ke ac 220 V Gunakan kabel 10 mm panjang maaksimal 75 cm

Menguji sistem pembangkit

Menghitung daya kemampuan pembangkit Beda VA dengan Watt : VA dan Watt adalah satuan daya bedanya: VA=VOLT X AMPERE WATT=VOLT X AMPERE X COSQ Jadi VA adalah daya semu, sedang WATT adalah daya nyata Kita lihat di sisni : pln-1300watt-atau-1300va/

Dengan Cos ϕ sebesar 0.8 maka dengan daya terpasang 1300VA, daya aktifnya (P) sebesar 6A x 220V x 0.8 = 1056 Watt

Menghitung daya kemampuan pembangkit Rumus menghitung kemampuan batrey jika tegangan tegangan di kalikan arus Misal tegangan 12vx70ah = 840Whx evisiensi 80/100 =672 WH Efisiensi tergantung yang tertera di aki

Kesimpulan tentang pembangkit listrik panel surya saat ini Biaya masih mahal Kemampuan tergantung Batrey Diperlukan inverter khusus agar mampu digunakan untuk seluruh perangkat kelistrikan