PLTS Komunal 6 KWP

Category:

Description

PLTS Terpusat: Tinjauan Teknologi

Energi surya merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dimanfaatkan melalui dua macam teknologi yaitu teknologi fotovoltaik (PV) dan teknologi fototermik (surya termal). Teknologi PV mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik melalui perangkat semikonduktor yang disebut sel surya, sedangkan teknologi surya termal memanfaatkan panas dari radiasi matahari dengan menggunakan alat pengumpul panas atau yang biasa disebut kolektor surya.

Di Indonesia, pengaplikasian Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) identik dengan teknologi fotovoltaik dimana PLTS merubah cahaya matahari menjadi energi listrik melalui proses fotovoltaik yang menghasilkan energi listrik. Keluaran energi berupa listrik DC yang kemudian dikonversi oleh inverter menjadi listrik AC. Dalam dokumen ini, PLTS akan merujuk pada penerapan teknologi fotovoltaik.

Keunggulan PLTS :

  • Tidak memerlukan bahan bakar
  • Energi matahari melimpah sepanjang tahun
  • Dapat diterapkan secara terpusat maupun tersebar
  • Kapasitas listrik yang dibutuhkan dapat disesuaikan
  • Ramah Lingkungan
  • Umur pakai panjang
  • Mengurangi biaya listrik dalam jangka panjang
  • Mudah dioperasikan dan dapat dipasang dimana saja
  • Sangat cocok di daerah tropis seperti Indonesia.

Kelemahan PLTS:

  • Biaya pembangunan awal yang cukup mahal.
  • Membutuhkan lahan yang luas untuk PLTS dengan skala besar.
  • Produksi energi tidak dapat dilakukan selama 24 jam karena pada malam hari panel surya tidak bekerja mengingat tidak adanya sinar matahari.

PLTS sangat efisien digunakan pada siang hari saat matahari bersinar. Untuk malam hari jika tidak terdapat sumber energi listrik yang lain (seperti PLN/Genset) maka PLTS dilengkapi dengan baterai sebagai media penyimpanan energi listrik untuk dapat digunakan pada malam hari.

AC Coupling vs DC Coupling

Coupling merujuk ke titik titik koneksi. Sistem PLTS terdiri dari dua sistem listrik yang berbeda, DC dan AC. Ketika sistem ini menggunakan baterai, ada dua poin dari koneksi yang dapat dibuat dengan output dari array panel surya. Output array tersebut dapat dihubungkan ke sisi DC dari sistem listrik atau ke sisi AC. Aplikasi kedua sistem ini akan membedakan perangkat yang akan digunakan.

Dalam sistem DC Coupling, output panel surya akan masuk ke solar charge controller kemudian masuk ke busbar DC dari busbar DC akan mengisi baterai. Semua proses dalam arus DC. Baru kemudian melalui inverter/charger (bi-directional inverter) arus DC diubah dalam bentuk AC dan siap digunakan untuk perangkat arus AC. Dalam sistem DC Coupling, inverter/charger memiliki peran yang sangat penting karena menjadi jembatan semua sumber listrik yang akan men-charge baterai. Semua proses harus melalui inverter/charger.

Sementara itu dalam sistem AC Coupling, output panel surya akan masuk ke solar inverter. Output dari solar inverter sudah dalam bentuk arus AC dan masuk ke busbar AC. Dari busbar AC listrik yang dihasilkan sudah dapat langsung digunakan untuk perangkat arus AC.

Untuk sistem yang membutuhkan baterai, inverter/charger (bi-directional inverter) dihubungkan dengan busbar AC bersama-sama dengan sumber listrik yang lain (PLN, genset dll.). Inverter/charger mengisi baterai dalam kondisi normal, sementara dalam kondisi dibutuhkan energi karena energi panel surya tidak mencukupi, maka Inverter/charger kan menjadi inverter yang mengubah arus DC baterai menjadi arus AC untuk membantu kekurangan energi yang terjadi. Dalam sistem AC Coupling, semua perangkat memiliki peran yang sama.

Kelebihan lain dari sistem AC Coupling adalah kemudahan dalam pengembangan sistem (skalabilitas) dan kemampuan untuk langsung terhubung dengan jaringan listrik lain seperti PLN (fleksibilitas) karena koneksi PLTS terhubung pada sisi AC dimana sumber lain mayoritas adalah sumber listrik arus AC.

Sistem AC Coupling juga mempunyai keunggulan dalam memperpanjang umur baterai karena daya yang dihasilkan diprioritaskan untuk melayani beban, tidak seperti sistem DC Coupling yang lebih memprioritaskan pengisian baterai.Namun demikian untuk PLTS Terpusat skala kecil <15 kWp, sistem DC Coupling lebih efisien karena umumnya PLTS kapasitas tersebut lebih diutamakan untuk melayani beban penerangan pada malam hari.

Off Grid, On Grid dan Hybrid System

Off Grid system merupakan sistem PLTS yang umum digunakan untuk daerah-daerah terpencil/ pedesaan yang tidak terjangkau oleh jaringan PLN. Off Grid system disebut juga Stand-Alone PV system yaitu sistem pembangkit listrik yang hanya mengandalkan energi matahari sebagai satu-satunya sumber energi utama dengan menggunakan rangkaian photovoltaic modul ( Solar PV) untuk menghasilkan energi listrik sesuai dengan kebutuhan. Beberapa produk off grid system diantaranya SHS (Solar Home System), PJUTS, Pompa Air Tenaga Surya (PATS) dan PLTS Komunal (untuk system berskala besar).

Adapun On Grid system (juga disebut Grid Tie System / Grid Interactive) menggunakan solar panel ( panel photovoltaic) untuk menghasilkan listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Rangkaian sistem ini akan tetap berhubungan dengan jaringan PLN dengan mengoptimalkan pemanfaatan energi dari panel surya untuk menghasilkan energi listrik semaksimal mungkin. Dengan adanya sistem ini akan mengurangi tagihan listrik dan memberikan nilai tambah pada pemiliknya.

Hybrid System adalah penggunaan 2 sistem atau lebih pembangkit listrik dengan sumber energi yang berbeda. Umumnya sistem pembangkit yang banyak digunakan untuk hybrid dengan PLTS adalah genset, mikrohidro dan tenaga angin.

Sistem ini merupakan salah satu alternatif sistem pembangkit yang tepat diaplikasikan pada daerah-daerah yang sukar dijangkau oleh sistem pembangkit besar seperti jaringan PLN. Sistem hybrid ini memanfaatkan PLTS sebagai sumber utama (primer) yang dikombinasikan dengan genset atau lainnya sebagai sumber energi cadangan (sekunder).

Ciri utama yang umumnya menjadi pembeda antara ketiga sistem tersebut adalah penggunaan baterai sebagai media penyimpanan energi listrik. Dalam sistem Off Grid baterai menjadi keharusan (mandatory) karena PLTS menjadi sumber energi utama. Pengecualian ada pada sistem Pompa Air Tenaga Surya yang hanya bekerja pada siang hari,jadi tidak membutuhkan penyimpanan listrik.

Pada sistem Off grid kapasitas baterai harus memperhitungkan cadangan jika kondisi cuaca buruk sehingga produksi energi dari sinar matahari kurang optimal. Umumnya di Indonesia dan yang disarankan oleh Kementerian ESDM, cadangan (autonomous days) ini adalah 3 hari, sementara di negara-negara kepulauan di Pasifik dan negara-negara maju umumnya menetapkan 7-10 hari sebagai patokan cadangan (autonomous days).

Dalam sistem On Grid, baterai merupakan hal yang tidak wajib (optional), mengingat PLTS bukan merupakan sumber energi listrik yang utama. Demikian juga dengan sistem Hybrid, keharusan penggunaan baterai disesuaikan dengan kondisi dan pilihan energi primernya.

Jika PLTS sebagai energi primer, maka baterai menjadi harus, namun tidak seketat sistem Off Grid, kapasitas baterai dapat dibuat untuk 1 hari penggunaan karena dalam kondisi cuaca buruk, sumber energi lain yang di-hybrid dengan PLTS dapat memberikan pasokan energi listrik.

Pertimbangan Teknis PLTS Terpusat

PLTS Terpusat merupakan pembangkit yang didesain untuk melayani pengguna/beban yang tidak berada di dekatnya dan bekerja 24 jam sehari meskipun matahari hanya bersinar 10-12 jam sehari. Mengingat jaringan listrik PLN yang tidak tersedia, maka PLTS ini adalah PLTS Off Grid yang difungsikan sebagai sumber energi primer listrik. Oleh karena itu, diperlukan penyimpanan energi dalam bentuk baterai dengan pertimbangan waktu cadangan 3 hari.

Pengembangan dalam waktu-waktu mendatang harus diantisipasi. Pengembangan dapat berbentuk masuknya jaringan listrik PLN atau interkoneksi genset dengan sistem PLTS.

Mengingat kedua sumber energi tersebut menghasilkan arus AC, maka dipilih sistem AC Coupling sehingga memudahkan dalam menghubungkan semua sumber dalam busbar AC. Busbar bisa dalam bentuk plat yang ada dalam panel distribusi atau langsung dikoneksikan ke jaringan distribusi yang ada.

Secara umum, pemilihan sistem AC Coupling adalah sebagai berikut:

  1. Karakteristik Arus Beban. Perangkat beban yang akan digunakan adalah perangkat arus AC. maka sistem AC Coupling lebih efektif dan efisien karena dari panel surya listrik langsung dirubah menjadi arus AC tanpa melalui proses pengisian baterai / solar charge terlebih dahulu.
  2. Memperpanjang Umur Baterai. Karena tidak melalui proses pengisian terlebih dahulu, maka proses charge-discharge baterai lebih sedikit sehingga umur baterai (cycle) akan lebih panjang karena umur baterai dihitung dari proses charge-discharge yang dihitung sebagai satu cycle.
  3. Skalabilitas. Dengan sistem AC Coupling, kapasitas PLTS dapat ditambah dengan cepat terutama ketika kebutuhan listrik siang hari meningkat karena geliat ekonomi akibat adanya PLTS.
  4. Fleksibilitas. Dengan sistem AC Coupling akan lebih mudah dihubungkan dengan genset dan/atau jaraingan PLN (grid) karena semua koneksi sistem ada di sisi AC dimana semua pembangkit dan termasuk jaringan PLN tersebut berada pada sisi busbar AC.
  5. Stability & Reliability. Sistem AC Coupling digunakan dalam semua PLTS skala besar dan sudah terbukti stabil dan dapat diandalkan (reliable).
  6. Antisipasi Masa Mendatang. Baterai merupakan komponen yang termahal dalam sistem PLTS. Dengan sistem AC Coupling, baterai tidak menjadi hal yang wajib (mandatory) agar sistem bisa berjalan. Berarti dalam kondisi paling ekstrim dimana dalam pengelolaan PLTS tersebut tidak mampu untuk melakukan penggantian baterai, sistem PLTS akan tetap berjalan pada siang hari selama matahari masih bersinar.

Pola Pembebanan

Pola pembebanan menjadi hal penting karena menyangkut dengan kemampuan/kapasitas PLTS dalam melayani beban. Pembebanan ini harus direncanakan dengan baik dan mengasumsikan jumlah seluruh beban dan proyeksi pertambahan beban di masa mendatang.

PLTS memproduksi energi listrik pada siang hari dan dimanfaatkan untuk mengisi baterai agar energi bisa digunakan juga pada malam hari. Umumnya pembebanan dalam sistem off grid akan lebih dominan di malam hari. Hal ini mengingat penggunaan listrik di daerah yang jauh dari jangkaun jaringan PLN lebih pada penerangan. Puncak pembebanan diperklirakan sekitar pukul 18.00 – 22.00.

Namun demikian kehadiran PLTS dapat mendorong geliat aktivitas ekonomi yang menggunakan listrik untuk peralatan pendukungnya. Oleh karenanya pilihan sistem AC Coupling sudah tepat karena pertambahan kebutuhan tersebut dapat segera dijawab dengan penambahan kapasitas panel surya dan lagsung terkoneksi ke busbar AC.

Aplikasi:

  • Daerah yang tidak terjangkau jaringan listrik (PLN)
  • Rumah perkebunan & pertambangan
  • Pulau terpencil
  • Daerah-daerah wisata, Cottage, Villa, HosTel, Rumah Panggung, dll

 

Related products