institut teknologi - pln perencanaan energi surya …

75
INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA OFF GRID DI DESA KOTA BATU SUMATERA SELATAN SKRIPSI DISUSUN OLEH : SYIFA MARCELIN AL RASYID NIM : 2016 11 045 PROGRAM STRATA SATU TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN INSTITUT TEKNOLOGI - PLN JAKARTA, 2020

Upload: others

Post on 27-Oct-2021

28 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

PERENCANAAN ENERGI SURYA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA OFF GRID DI DESA KOTA BATU SUMATERA SELATAN

SKRIPSI

DISUSUN OLEH :

SYIFA MARCELIN AL RASYID

NIM : 2016 11 045

PROGRAM STRATA SATU TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

JAKARTA, 2020

Page 2: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

i

LEMBAR PENGESAHAN

Page 3: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Syifa Marcelin Al Rasyid

NIM : 201611045

Program Studi : S1 Teknik Elektro

Judul :PERENCANAAN ENERGI SURYA SEBAGAI

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA OFF GRID DI DESA KOTA

BATU SUMATERA SELATAN

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi pada Program Studi S1

Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknik – PLN pada tanggal 5 Agustus 2020.

Mengetahui,

Kepala Program Studi

S1 Teknik Elektro

(Tony Koerniawan, ST., MT.)

Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan

Aas Wasri Hasanah, S.Si., M.T. Ketua Penguji

M. Imbarothur Mowaviq, S.T., M.T. Sekretaris Penguji Digitally signed by M_ Imbarothur Mowaviq DN: C=ID, OU=Institut Teknologi PLN, CN=M_ Imbarothur Mowaviq, [email protected] Reason: I am the author of this document Location: your signing location here Date: 2020-08-12 15:25:57 Foxit Reader Version: 9.5.0

Sugeng Purwanto, S.T., M.Sc. Anggota Penguji

Digitally signed by Sugeng Purwanto,

S.T., M.Sc.

DN: C=ID, OU=Fakultas

Ketenagalistrikan dan Energi

Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN,

CN="Sugeng Purwanto, S.T., M.Sc.",

[email protected]

Reason: I am approving this document

Location: PoRan_15412

Date: 2020-08-12 14:13:47

Foxit Reader Version: 10.0.0

Page 4: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Page 5: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT. serta dengan ini saya

menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada yang terhormat:

Muchamad Nur Qosim, ST., MT. Selaku Pembimbing I

DR. PAWENARY, Ir., M.T., IPM., MPM. Selaku Pembimbing II

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga

skripsi ini dapat diselesaikan. Juga kepada pihak-pihak terkait yang telah

membantu penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

Jakarta, Juli 2020

(Syifa Marcelin Al Rasyid)

2016 – 11 – 045

Page 6: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS

AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademika Sekolah Tinggi Teknik – PLN, saya yang bertanda

tangan di bawah ini:

Nama : Syifa Marcelin Al Rasyid

NIM : 2016 – 11 – 045

Program Studi : Strata – 1

Jurusan : Teknik Elektro

Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Institut Teknologi – PLN Hak Bebas Royalti Non Eksklusif (Non-exclusive

Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:

PERENCANAAN ENERGI SURYA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA SURYA OFF GRID DI DESA KOTA BATU SUMATERA SELATAN

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Instititut Teknologi – PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat

dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di: Jakarta

Pada tanggal: 24 Juli 2020

Yang Menyatakan

(Syifa Marcelin Al Rasyid)

Page 7: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

vi

PERENCANAAN ENERGI SURYA SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA OFF GRID DI DESA KOTA BATU

SUMATERA SELATAN

Syifa Marcelin Al Rasyid, 2016-11-045 Dibawah bimbingan Muchamad Nur Qosim, ST., MT.dan

DR. Pawenary, Ir., M.T., IPM., MPM.

ABSTRAK

Dusun 4 yang terletak di Desa Kota Batu Sumatera Selatan adalah Dusun yang masih belum mendapat pasokan listrik dari PLN. Untuk memenuhi kebutuhan listriknya, warga desa setempat memanfaatkan generator diesel mandiri. PLTS adalah cara yang dapat diimplementasikan di Dusun 4 ini mengingat energi surya adalah energi yang mudah didapat. Dengan perkiraan kebutuhan energi harian sebesar 50,550 kWh, kapasitas PLTS yang dapat dipasang sebesar 12,7 kWp. Daya yang dapat diproduksi adalah 17.065 kWh per tahun. Model PLTS yang direncanakan dalam perencanaan ini adalah sistem Off Grid dengan konfigurasi DC Coupling. Melalui perangkat lunak PVSyst, diperoleh sudut kemiringan panel surya 12° dengan azimuth 0° atau menghadap ke arah utara. Dengan investasi awal sebesar Rp. 442.420.000 dan biaya pemeliharaan sebesar Rp. 43.424.200, didapat harga listriknya sebesar Rp. 6.500 per kWh. Harga listrik ini lebih murah jika dibandingkan dengan harga listrik menggunakan PLTD, yaitu sebesar Rp.8.700 per kWh. Perencanaan PLTS ini dikatakan layak dari segi finansial, karena menghasilkan NPV > 0, PI > 1, ROI yang bernilai positif, dan pengembalian modal investasi yang kurang dari masa proyek 20 tahun, yaitu 7,4 tahun.

Kata kunci: PLTS, Off Grid, PVSyst

Page 8: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

vii

SOLAR ENERGY PLANNING AS AN OFF-GRID SOLAR POWER PLANT IN KOTA BATU VILLAGE SOUTH SUMATERA

Syifa Marcelin Al Rasyid, 2016-11-045 Under guidance of Muchamad Nur Qosim, ST., MT. and

DR. Pawenary, Ir., M.T., IPM., MPM.

ABSTRACT

Dusun 4 that located in Kota Batu village in South Sumatera still has not got electricity supply from PLN. To fulfill the electricity demand, the villagers use self-contained diesel generator. Solar power plant is kind of way that can be implemented in Dusun 4. With estimated daily energy requirement of 50,550 kWh, capacity of solar power plant that can be installed is 12,7 kWp, and the power plant can produce 17.605 kWh per year. The model of Solar power plant that planned is Off Grid system with a DC Coupling configuration. Through PVSyst software, obtained the tilt angle of the solar panel is in 12° with azimuth 0° or facing northwards. With initial investment of Rp. 442.420.000 and the operational and maintenance fee of Rp. 43.424.200, the electricity price is Rp.6.500 per kWh. This price is cheaper than using diesel power plant, which is Rp. 8.700 per kWh. This solar power plant planning is financially viable, because it generates NPV > 0, PI > 0. ROI gives positive values, and the payback periode of investment is 7,4 years.

Keynote: Solar power plant, Off Grid, PVSyst

Page 9: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI .......................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ............................................................... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................................ v

ABSTRAK ......................................................................................................... vi

ABSTRACT ...................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiii

BAB I .................................................................................................................. 1

PENDAHULUAN ................................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Permasalahan Penelitian ........................................................................... 2

1.2.1 Identifikasi Masalah ............................................................................. 2

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah ...................................................................... 3

1.2.3 Rumusan Masalah .................................................................................. 3

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................. 3

1.3.1 Tujuan Penelitian ................................................................................. 3

1.3.2 Manfaat Penelitian ............................................................................... 4

1.4 Sistematika Penulisan............................................................................ 4

BAB II ................................................................................................................. 5

Page 10: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

ix

LANDASAN TEORI ............................................................................................ 5

2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................... 5

2.2 Teori Pendukung ................................................................................... 6

2.2.1 Potensi Energi Surya di Indonesia ...................................................... 6

2.2.2 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Surya ..................................... 7

2.2.3 Konfigurasi Sistem PLTS ...................................................................... 13

2.2.4 Analisis Kelayakan Investasi PLTS ................................................. 16

2.2.5 PVSyst .................................................................................................. 18

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................ 22

3.1 Perancangan Penelitian ....................................................................... 22

3.1.1 Komponen yang Digunakan ............................................................. 24

3.2 Teknik Analisis ..................................................................................... 27

3.3 Jadwal Penelitian ................................................................................. 28

BAB IV Hasil dan Pembahasan ...................................................................... 30

4.1 Dusun 4 Desa Kota Batu ..................................................................... 30

4.2 Aspek Teknis ....................................................................................... 31

4.2.1 Perkiraan Data Beban Dusun 4 Desa Kota Batu ........................... 31

4.2.2 Perhitungan PLTS ......................................................................... 32

4.2.3 Desain PLTS ................................................................................. 34

4.2.4 Simulasi PVSyst ............................................................................ 35

4.2.5 Hasil Simulasi PVSyst ................................................................... 38

4.3 Aspek Ekonomi .................................................................................... 43

4.3.1 Biaya Investasi Awal ..................................................................... 43

4.3.2 Biaya Energi Listrik PLTS .............................................................. 43

4.3.3 Analisis Kelayakan Finansial ......................................................... 46

Bab 5 ................................................................................................................ 51

Page 11: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

x

PENUTUP ......................................................................................................... 51

5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 51

5.2 Saran ....................................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 52

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................. 54

LAMPIRAN ....................................................................................................... 55

Page 12: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Modul Surya ................................................................... 24

Tabel 3.2 Spesifikasi SCC ................................................................................ 25

Tabel 3.3 Spesifikasi Inverter ........................................................................... 26

Tabel 3.4 Spesifikasi Baterai ............................................................................ 27

Tabel 3.5 Jadwal Penelitian .............................................................................. 29

Tabel 4.1 Data Usulan Beban........................................................................... 31

Tabel 4.2 Produksi Energi Tahunan PLTS ....................................................... 42

Tabel 4.3 Perbandingan Iuran Genset Mandiri dengan PLTS .......................... 45

Tabel 4.4 Analisis Kelayakan Finansial ............................................................ 46

Tabel 4.5 Arus Kas Tahunan ............................................................................ 46

Tabel 4.6 Perbandingan Biaya PLTS dan PLTD .............................................. 49

Page 13: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Data Radiasi Matahari di Desa Kota Batu ...................................... 6

Gambar 2.2 Radiasi Matahari Harian ................................................................. 7

Gambar 2.3 Gambar Sel, Modul, dan Array ....................................................... 8

Gambar 2.4 Panel Monocrystalline .................................................................... 9

Gambar 2.5 Panel Polycrystalline ...................................................................... 9

Gambar 2.6 Baterai .......................................................................................... 11

Gambar 2.7 Solar Charge Controller ................................................................ 12

Gambar 2.8 Inverter ......................................................................................... 13

Gambar 2.9 Sistem PLTS Off Grid ................................................................... 14

Gambar 2.10 Sistem PLTS On Grid ................................................................. 15

Gambar 2.11 Sistem PLTS Hibrid .................................................................... 15

Gambar 2.12 Tampilan Awal PVSyst ............................................................... 18

Gambar 2.13 Menu Stand Alone ...................................................................... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir .................................................................................. 23

Gambar 3.2 Mage Powertec Plus 265/6 PH ..................................................... 24

Gambar 3.3 SmartSolar MPPT 250/100 ........................................................... 25

Gambar 3.4 Inverter PV3500 PRO Series ........................................................ 26

Gambar 3.5 Baterai MPG12V200 ..................................................................... 27

Gambar 4.1 Peta Satelit Dusun 4 ..................................................................... 30

Gambar 4.2 Rangkaian Array ........................................................................... 34

Gambar 4.3 Single Line Diagram PLTS ........................................................... 35

Gambar 4.4 Konsumsi Daya Harian ................................................................. 35

Gambar 4.5 Derajat Kemiringan dan Azimuth .................................................. 36

Gambar 4.6 Simulasi Baterai............................................................................ 37

Gambar 4.7 Simulasi PV dan SCC ................................................................... 38

Gambar 4.8 Hasil Simulasi PVSyst .................................................................. 39

Page 14: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran- 1 Datasheet Panel Surya ................................................................. 55

Lampiran- 2 Datasheet SCC ............................................................................. 56

Lampiran- 3 Datasheet Baterai ......................................................................... 57

Lampiran- 4 Datahseet Inverter ........................................................................ 58

Lampiran- 5 Lembar Bimbingan Skripsi ............................................................ 59

Page 15: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penggunaan energi hijau semakin marak di dunia. Tak terkecuali

Indonesia. Pemerintah menargetkan di tahun 2025 bauran energi baru dan

terbarukan mencapai 25% dan naik menjadi paling sedikit 31% di 2050. Di

dalam draft Rencana Umum Ketenagalistrikan Nasional (RUKN) 2018-2037

disebutkan bahwa untuk mendukung target porsi energi baru dan energi baru

terbarukan, diharapkan bauran energi baru dan energi baru terbarukan

dalam pembangkitan tenaga listrik di tahun 2025 baik untuk wilayah usaha

PT PLN (Persero) maupun wilayah usaha lainnya dapat lebih tinggi dari 23%.

Sementara itu porsi gas sekitar 22%, BBM paling besar 0,4% dan sisanya

batubara dengan porsi paling besar sekitar 54,6%.

Menurut data PT Perusahaan Listrik Negara (Persero), kontribusi

energi baru dan terbarukan untuk pembangkitan hingga Mei 2019 sudah

mencapai 13,42%. Untuk mendukung komitmen pemerintah dalam

meningkatkan bauran energi baru dan terbarukan sebesar 23% di 2025 dan

penurunan emisi gas rumah kaca, tentu harus dibuat perencaan-

perencanaan dan perealisasian proyek pembangunan pembangkit listrik

yang ramah lingkungan. Ada banyak jenis energi baru dan terbarukan yang

bisa dimanfaatkan, salah satunya adalah energi matahari.

Potensi energi matahari di Indonesia cukup baik, mengingat Indonesia

adalah negara tropis yang dilalui garis khatulistiwa. Berdasarkan Peraturan

Presiden nomor 22 tahun 2017 tentang Rencana Umum Energi Nasional

(RUEN), potensi energi surya di Indonesia di tahun 2015 adalah 207.898 MW

(4,8 kWh/m2/hari), tetapi yang terpasang hanyalah 78,5 MW atau

pemanfaatannya hanya sekitar 0,04% (PT. Perusahaan Listrik Negara, 2019)

Oleh karena itu potensi yang energi surya yang cukup besar itu, harus

dimanfaatkan secara optimal, baik skala kecil (rumah tangga) maupun skala

Page 16: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

2

besar (Pembangkit Listrik Tenaga Surya/PLTS), baik di wilayah yang sudah

dialiri listrik maupun yang belum. Sekarang ini telah banyak dibangun

Pembangkit Listrik Tenaga Surya baik itu yang langsung terhubung ke

jaringan (on grid) maupun yang tidak terhubung ke jaringan (off grid).

Di wilayah Sumatera Selatan, potensi energi surya cukup besar,

mencapai 17.233 MW. Terbesar di antara wilayah Sumatera lainnya. Tetapi

hingga tahun 2019, PLTS terbesar yang terpasang hanyalah 2 MW yang

berada di ibukota provinsi. Untuk wilayah lainnya di Sumatera Selatan belum

ada pengembangan energi surya berskala besar. Untuk itu diperlukan

penelitian untuk mengembangkan PLTS di wilayah lainnya di Sumatera

Selatan. Selain itu sampai akhir tahun 2019, masih ada beberapa desa di

wilayah Sumatera Selatan yang belum dijangkau layanan PLN. Hal ini

disebabkan oleh infrastruktur yang kurang memadai, akses jalan maupun

lokasi desa yang berada di wilayah perairan maupun hutan lindung. Salah

satunya adalah salah satu wilayah di Dusun 4 Desa Kota Batu Kecamatan

Warkuk Ranau Selatan yang berada di Ogan Komering Ulu Selatan. Untuk

memenuhi kebutuhan listrik sehari-hari, warga desa ini menggunakan genset

diesel mandiri dengan bahan bakar solar.

Dalam penelitian ini, penulis menggunakan pendekatan simulasi

perangkat lunak PVSyst untuk menganalisis potensi dan kelayakan PLTS di

suatu wilayah dengan menggunakan model energi, lingkungan dan ekonomi.

Oleh karena itu dalam penulisan Skripsi ini, penulis memilih Judul:

Perencanaan Energi Surya Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya Off

Grid di Desa Kota Batu Sumatera Selatan.

1.2 Permasalahan Penelitian

1.2.1 Identifikasi Masalah

Desa Kota Batu yang berada di Kecamatan Warkuk Ranau Selatan

masih menggunakan genset bahan bakar solar untuk memenuhi kebutuhan

listriknya sehari-hari. Hanya digunakan dari pukul 6 sore hingga pukul 3 pagi,

genset ini dapat menghabiskan 5 liter solar dalam sehari. Dengan harga solar

Rp. 7000 per liter, yang sangat memberatkan penggunanya. Untuk itu

Page 17: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

3

penulis berupaya untuk membuat perencanaan pembangkit listrik tenaga

surya untuk mengganti sumber listrik yang sudah ada.

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah

Untuk menghindari meluasnya permasalahan yang akan dibahas serta

tercapainya sasaran pembahasan yang tepat dan terarah, maka penulis

membatasi permasalahan yaitu sesuai dengan judul skripsi ini, yaitu:

1. Sistem PLTS yang dibahas hanya berfokus pada sistem Off Grid.

2. Hanya membahas aspek teknik, lingkungan dan ekonomi

menggunakan perangkat lunak PVsyst.

3. Aspek teknik hanya menentukan spesifikasi dan jenis komponen

peralatan yang akan dipakai dalam simulasi ini.

1.2.3 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan di bahas adalah:

1. Bagaimana potensi energi surya di Dusun 4 Desa Kota Batu?

2. Bagaimana pemodelan dan daya yang dihasilkan oleh perencanaan

PLTS ini?

3. Bagaimana aspek ekonominya?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.3.1 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui potensi energi surya di Dusun 4 Desa Kota Batu

2. Untuk menganalisis pemodelan PLTS Off Grid di Dusun 4 desa Kota

Batu

3. Untuk mengetahui kelayakan PLTS yang direncanakan dari aspek

teknik dan ekonominya.

Page 18: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

4

1.3.2 Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan agar:

1. Sebagai literatur dalam perkembangan ilmu pengetahuan bidang

Energi Baru dan Terbarukan (EBT) khususnya dalam PLTS.

2. Sebagai salah satu acuan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik di

Desa Kota Batu.

3. Untuk mendapatkan kelayakan PLTS di dusun 4 Kota Batu dari model

energi, lingkungan dan ekonomi.

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan skripsi ini di bagi menjadi lima Bab. Bab I

Pendahuluan yang berisi tentang latar belakang dari dilakukannya penelitian

ini, tujuan dan manfaat penelitian, rumusan masalah, batasan masalah dan

sistematika penulisan. Bab II yaitu Landasan Teori berisi tentang tinjauan

Pustaka yaitu penelitian-penelitian sebelumnya yang mendasari penelitian ini

dan landasan teori mengenai pembangkit listrik tenaga surya, sistem

pembangkit tenaga surya berbasis off grid, dan teori mengenai analisa

kelayakan proyek ditinjau dari aspek finansial. Bab III Metodologi Penelitian

menjelaskan perancangan penelitian apa yang akan dipakai, komponen-

komponen yang akan digunakan pada penelitian ini, teknik analisis dan

jadwal penelitian. Bab IV Hasil dan Pembahasan merupakan hasil

perhitungan perencanaan PLTS dan kelayakan finansial. Bab V Penutup

berisi kesimpulan dan saran untuk penelitian selanjutnya.

Page 19: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Penelitian mengenai Pemodelan dan Analisis Kinerja Off Grid PV di Pulau

Melahing menyimpulkan bahwa terdapat 48 rumah dan 30 PJU di Pulau Melahing

dan kebutuhan minimumnya adalah 46,8 kWh. Sehingga total daya yang

dibangkitkan adalah 9,7 kWp. Namun untuk mengantisipasi kebutuhan beban,

daya yang dibangkitkan sebesar 10 kWp. (Pratama, 2017)

Penelitian lainnya dalam Perencanaan Pembangunan Pembangkit Listrik

Tenaga Surya Sistem Off Grid Pada Pemukiman Penduduk Di Perkebunan

Kelapa Sawit merencanaan pembangunan pembangkit listrik tenaga surya

(PLTS) pada pemukiman penduduk yang terletak di perkebunan kelapa sawit

dengan jumlah bangunan sebanyak 30 unit rumah dan 1 masjid akan

menggunakan 40 panel surya jenis monocrystalline berkapasitas 200 wp, 2 buah

solar charge controller kapasitas 4,8 kW, 2 buah inverter kapasitas 3,8 kW dan

24 unit baterai kapasitas 1000 Ah. Hasil analisa kelayakan investasi PLTS

menunjukkan nilai NPV bernilai positif sebesar Rp.483.336,72, nilai IRR yaitu

18% dan BCR bernilai 1,02. Nilai NPV, IRR dan BCR merupakan nilai positif yang

menunjukkan investasi untuk proyek PLTS tersebut layak. (Prambudi, 2018)

Dalam Perencanaan PLTS Terpusat (Off-Grid) di Dusun Tikalong

Kabupaten Mempawah menyimpulkan, estimasi total kebutuhan energi harian

Dusun Tikalong sebesar 59.066 kWh per hari dengan daya yang dibangkitkan

sebesar 14.242 Wp. Dengan menggunakan panel surya sebanyak 78 unit dan

komponen serta aspek lainnya, total investasi awal sebesar Rp. 2.082.099.500.

Dengan menghitung LCC dan CRF, biaya COE PLTS ini sebesar Rp. 8.100/kWh.

Hasil analisis kelayakan investasinya menunjukkan bahwa NPV bernilai positif,

PI bernilai 1,008 deangan DPP sekitar 24 tahun 8 bulan. (Kossi, 2015)

Page 20: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

6

2.2 Teori Pendukung

2.2.1 Potensi Energi Surya di Indonesia

Sebagai negara yang terletak di garis khatulistiwa, Indonesia memiliki

potensi energi matahari yang sangat besar, di tahun 2015 adalah 207.898 MW

(4,8 kWh/m2/hari) Hal ini disebabkan karena pergeseran oleh sudut datang

cahaya matahari setiap tahunnya tidak terlalu jauh dibandingkan dengan negara-

negara yang terletak jauh di bagian utara dan selatan khatulistiwa (Hanggara,

2019)

Data radiasi matahari (solar insolation) sangat penting dalam mendesign

PLTS dimana ketersediaan energi matahari di lokasi akan menentukan

perhitungan prediksi produksi energy listrik dalam perioda tertentu. Berikut

adalah data radiasi matahari di Dusun 4 Desa Kota Batu, diperoleh dari

Meteonorm di dalam perangkat lunak PVSyst.

Gambar 2.1 Data Radiasi Matahari di Desa Kota Batu

Page 21: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

7

Dari gambar di atas terlihat bahwa, rata-rata radiasi matahari

tahunan di dusun 4 desa Kota Batu adalah sebesar 4.50

kWh/m2.hari. Untuk radiasi matahari terendah berada di bulan

Januari yaitu 3.90 kWh/m2.hari dan yang tertinggi di bulan

September sebesar 4.98 kWh/m2.hari.

Data sampel di atas menunjukkan tingkat radiasi matahari harian. Terlihat

bahwa, iradiasi mencapai maksimum dimulai dari pukul 11 siang hingga pukul 12

siang. Dalam 1 hari, energi yang dihasilkan mencapai 4.2 kWh/m2.

2.2.2 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Surya

2.2.2.1 Modul Surya

Panel surya atau sel fotovoltaik adalah sebuah alat yang mengubah

cahaya menjadi arus listrik dengan menggunakan efek fotolistrik. Sel surya

pertama diciptakan oleh Charles Fritts pada tahun 1880. Secara harfiah, panel

surya terdiri dari beberapa sel fotovoltaik yang disambung spesifik untuk

Gambar 2.2 Radiasi Matahari Harian

Page 22: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

8

menghasilkan arus DC sesuai spesifikasi output. Sel-sel fotovoltaik tersebut bisa

disusun secara seri untuk menaikkan tegangan output, paralel untuk

meningkatkan arus keluaran, maupun kombinasi seri parallel (Imaduddin, 2017)

Gambar 2.3 Gambar Sel, Modul, dan Array (sumber: Imaduddin, 2017)

1. Jenis Jenis Panel Surya

Jenis-jenis panel surya adalah sebagai berikut: (Imaduddin, 2017):

1) Monocrystalline

Ciri – ciri fisik dari jenis solar cell monocrystalline ini adalah

bentuknya yang segidelapan, dan warna yang lebih gelap.

Pembuatan solar cell jenis ini tergolong rumit dan memakan

biaya produksi yang mahal, sehingga harga jualnya pun juga

lebih tinggi. Diluar harganya yang mahal, panel jenis ini memiliki

nilai efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan yang lainnya.

Page 23: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

9

Gambar 2.4 Panel Monocrystalline (sumber: Imaduddin, 2017)

2) Polycrystalline

Ciri fisik yang mudah dikenali dari jenis polycrystalline adalah

warna yang kebiruan, bentuk nya bisa kotak atau persegi

dengan pola – pola guratan kebiruan. Bila disusun pada solar

panel terlihat lebih rapat. Sehingga harga jual solar panel jenis

ini pun juga lebih murah. Bila disusun pada solar panel terlihat

lebih rapat.

Gambar 2.5 Panel Polycrystalline (sumber: Imaduddin, 2017)

Page 24: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

10

Tabel 2.1 Tabel Efisiensi Panel Surya Berdasarkan Jenisnya

(Imaduddin, 2017)

Perkiraan harga modul surya adalah $0,5 – 0,85/Wp (Tetra Tech ES, 2018)

Menghitung efisiensi kebutuhan daya (sehubung dengan

tidak semua cahaya matahari tidak diserap dengan PV, maka total

daya perhari dikali dengan factor 1,2) (Hanggara, 2019)

𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑥 1,2 (2.1)

Jumlah panel yang dibutuhkan

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 = 𝐾𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖

𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑟𝑦𝑎 (2.2)

Keterangan:

EnergiTotal = Total Daya Perhari [kWh]

Kebutuhan Energi = Energi Listrik [kWh]

Kapasitas Panel = 100,250,320 [Wattpeak]

Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan

perbandingan daya yang dapat dibangkitkan oleh sel surya dengan

energi input yang diperoleh dari sinar matahari.

η = 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡

𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡𝑥100 (2.3)

2.2.2.2 Baterai

Baterai digunakan dalam sistem PLTS komunal untuk menyimpan energi

yang dihasilkan oleh panel surya pada siang hari, lalu memasok beban pada

Page 25: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

11

malam hari atau saat cuaca berawan. Baterai bertindak sebagai penyimpan

energi sementara (buffer) untuk mengatasi perbedaan antara pasokan listrik dari

modul fotovoltaik dan permintaan listrik. Ada banyak teknologi baterai yang

tersedia untuk sistem PLTS off-grid seperti lead-acid, lithium ion, Zinc air, Nickel

cadmium, dll. Tetapi dengan mempertimbangkan kematangan teknologi, kinerja,

serta keamanannya, hanya sedikit jenis baterai yang digunakan di daerah

terpencil. Baterai lead-acid paling umum digunakan pada sistem PLTS off-grid.

(Ramadhani, 2018)

(Sumber: https://www.europe-solarstore.com/)

Yang paling cocok untuk sistem PLTS adalah baterai yang memiliki jenis

karakter Deep Discharge. Baterai jenis ini bisa didischarge energi listriknya

hingga tersisa sekitar 20% dari kapasitas simpan baterai. (Baterai untuk starting

kendaraan bermotor biasanya hanya boleh didischarge hingga tersisa 80% dari

kapasitas simpan baterai. Jika didischarge melebihi kapasitas tersebut, maka

umur baterai akan lebih singkat). Selain itu baterai ini baterai harus memiliki

kemampuan charge rendah (deep cycle) agar dapat dipakai dalam waktu lama,

andal, lebih aman, mudah digunakan, dan biaya yang relatif lebih rendah per

siklusnya. Penting untuk menggunakan jenis baterai yang mudah dirawat untuk

dipasang di daerah terpencil dan sulit diakses (Ramadhani, 2018)

Perkiraan harga baterai (VRLA) $0.13 – 0.15/Wh (Tetra Tech ES, 2018)

Kapasitas baterai yang digunakan pada PLTS dapat dihitung dengan rumus

sebagai berikut (Kossi, 2015):

𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 = 𝑁 𝑥 𝐸𝑑

𝑉𝑠 𝑥 𝐷𝑜𝐷 𝑥 η (2.4)

Keterangan:

Gambar 2.6 Baterai

Page 26: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

12

C = Kapasitas baterai [Ampere-hour]

N = Jumlah hari otonomi [hari]

Ed = Konsumsi energi harian [kWh]

Vs = Tegangan baterai [Volt]

Dod = Kedalaman maksimum untuk pengosongan

baterai [%]

η = Efisiensi baterai x efisiensi inverter

2.2.2.3. Solar Charge Controller

Solar Charge Controller (SCC) adalah peralatan elektronik yang

digunakan untuk mengatur banyak sedikitnya arus searah yang masuk ke baterai

dan juga mengambil arus dari baterai ke beban. Selain itu, solar charge controller

juga berfungsi mencegah baterai dari overcharge dan kelebihan tegangan dari

modul surya (Prambudi, 2018)

(sumber: https://www.europe-solarstore.com/)

Perkiraan harga SCC adalah $0.25 – 0.30/Watt (Tetra Tech ES, 2018)

Kapasitas SCC ditentukan dengan rumus berikut (Kossi, 2015):

𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝐶𝐶 = 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑃𝐿𝑇𝑆

𝑃𝑚𝑎𝑥 𝐷𝐶 𝑆𝐶𝐶 (2.5)

Keterangan:

Pmax DC SCC = Daya DC maksimum pada kondisi SCC (watt)

Gambar 2.7 Solar Charge Controller

Page 27: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

13

2.2.2.4. Inverter

Inverter adalah alat yang digunakan untuk mengubah arus searah menjadi

arus bolak balik. Sumber tegangan inverter dapat berupa baterai, solar panel,

turbin angin dan sumber tegangan DC lainnya. Tegangan masukan DC pada

inverter biasanya disebut dengan tegangan sistem yang bernilai 12 V, 24 V atau

48 V.

(Sumber: https://www.europe-solarstore.com/)

Tegangan yang lebih tinggi akan membutuhkan arus listrik yang lebih

rendah. Hal ini mampu mengurangi kehilangan daya pada kabel. Sedangkan

keluaran dari inverter adalah tegangan AC 120 V atau 220 V, dan frekuensi

output 50 Hz atau 60 Hz

Perkiraan harga inverter adalah $0.25 – 0.30/Watt (Tetra Tech ES, 2018)

Untuk kapasitas inverter yang akan digunakan adalah (Tetra Tech ES,

2018):

𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎 + ( 25% 𝑥 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎) (2.6)

2.2.3 Konfigurasi Sistem PLTS

Pada umumnya ada 3 (tiga) tipe desain PLTS, yaitu (Sianipar, 2014):

1. Sistem PLTS Off Grid

PLTS Off Grid (Stand Alone) adalah sistem yang hanya disuplai oleh panel

surya. Sistem tipe ini hanya tergantung pada energi matahari saja. Karena

Gambar 2.8 Inverter

Page 28: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

14

panel surya tidak mungkin mendapatkan sinar matahari terus menerus

terutama malam hari, maka sistem ini memerlukan media penyimpan yaitu

baterai. PLTS Off Grid biasanya dimaksudkan untuk menyalurkan listrik ke

daerah yang sangat terisolasi dimana sarana transportasi sangat sulit,

sehingga jika membangun PLTD, akan timbul kesulitan untuk membawa

BBM. Pada sistem Off Grid, umumnya kapasitas baterai ditambah untuk

mengantisipasi hari tidak ada sinar matahari/hari berawan yang disebut

days of autonomy (DoA). Berdasarkan pertimbangan biaya, kapasitasnya

ditambahkan 1-2 kali periodenya. Dalam perencanaan, kapasitas PV

harus menyuplai beban minimal pada tingkat radiasi rata-rata 1 kW/m2

dan secara bersamaan, mampu mengisi baterai dengan jumlah energi

yang dibutuhkan dalam periode discharge. Waktu pengisian sekitar peak

sun hour (PSH) periode, yaitu lamanya penyinaran matahari secara

efektif, di Indonesia sekitar 3-4 jam/hari. Kapasitas panel (kWp) harus

memperhitungkan round trip effisiensi baterai.

Gambar 2.9 Sistem PLTS Off Grid (Sumber: Prayogo, 2019)

2. Sistem PLTS On Grid

PLTS dengan konfigurasi On Grid dimaksudkan untuk lokasi sudah

berlistrik dan sistem di lokasi memiliki periode operasi siang hari. Disebut

On Grid karena PLTS dihubungkan (tied) pada sistem eksisting yang

sudah terpasang. Tujuan dari pembangunan PLTS ini adalah untuk

Page 29: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

15

mengurangi konsumsi bahan bakar. PLTS tipe On Grid tidak dilengkapi

baterai.

Gambar 2.10 Sistem PLTS On Grid (Sumber: Prayogo, 2019)

3. Sistem PLTS Hibrid

PLTS hibrid adalah PLTS yang pengoperasiannya digabungkan dengan

sistem pembangkit yang sudah ada, seperti PLTD, dan PLTB. Pada

sistem ini PLTS diharapkan berkontribusi secara maksimal untuk

menyuplai beban pada siang hari, sehingga agar bagian PLTS tidak

mengganggu sistem yang ada, maka PLTS harus dilengkapi dengan

baterai sebagai buffer atau penstabil.

Gambar 2.11 Sistem PLTS Hibrid (Sumber: https://www.slideshare.net/Emil27/334270180-perencanaanpltsterpusat)

Page 30: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

16

2.2.4 Analisis Kelayakan Investasi PLTS

Kelayakan investasi PLTS ditentukan berdasarkan hasil perhitungan

Payback Period (PP), Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR),

Profitability Index (PI) dan Return of Investment (ROI).

1. Periode Pengembalian Modal

Periode pengembalian modal adalah lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

mengembalikan nilai investasi melalui penerimaan yang dihasilkan oleh

proyek (investasi). Rumus dari periode pengembalian modal berikut (Kossi,

2015):

𝐷𝑃𝑃 = 𝑌𝑒𝑎𝑟 𝑏𝑒𝑓𝑜𝑟𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 + 𝐼𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑐𝑜𝑠𝑡

𝑁𝑃𝑉 𝐾𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 (2.12)

Dimana :

Year before recovery = Jumlah tahun sebelum tahun pengembalian final

Investment Cost = Biaya investasi awal.

NPV Kumulatif = Jumlah kas bersih

Kriteria pengambilan keputusan apakah usulan investasi layak diterima atau

layak ditolak adalah:

1) Investasi dikatakan layak, jika periode pengembalian modal memiliki periode

waktu lebih pendek dari umur proyek.

2) Investasi dikatakan tidak layak, jika periode pengembalian modal memiliki

periode waktu lebih panjang dari umur proyek.

2. Nilai Bersih Sekarang (NPV)

Nilai bersih sekarang atau Net Present Value (NPV) adalah nilai seluruh

aliran kas bersih yang dinilai sekarang atas dasar faktor diskon (discount

factor). Rumusnya adalah (Kossi, 2015):

𝑁𝑃𝑉 = ∑𝑁𝐶𝐹𝑡

(1+𝑖)𝑡 − 𝐼𝐴𝑛𝑡=1 (2.13)

Dikatakan layak atau tidak layak jika:

1) Investasi dikatakan layak, jika NPV bernilai positif (> 0).

Page 31: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

17

2) Investasi dikatakan tidak layak, jika NPV bernilai negatif (< 0).

3. Internal Rate of Return (IRR)

Internal Rate of Return adala besarnya suku bunga yang menyamakan nilai

sekarang dari investasi dengan hasil bersih yang diharapkan selama usaha

berjalan. Untuk skenario dua nilai NPV yang telah diketahui sebelumnya, IRR

dapat dirumuskan sebagai berikut (Nashar, 2015):

𝐼𝑅𝑅 = 𝑖1𝑁𝑃𝑉1

𝑁𝑃𝑉2−𝑁𝑃𝑉1(𝑖2 − 𝑖1) (2.15)

di mana:

NPV1 harus di atas 0 (NPV1 > 0)

NPV2 harus di bawah 0 (NPV2 < 0)

4. Profitability Index (PI)

Rumus perhitungan PI adalah sebagai berikut (Nashar, 2015):

𝑃𝐼 = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡 𝑣𝑎𝑙𝑢𝑒 𝑜𝑓 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑐𝑎𝑠ℎ 𝑓𝑙𝑜𝑤

𝐼𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑠𝑡 (2.16)

Kriteria pengambilan keputusan apakah usulan investasi layak diterima atau

layak ditolak adalah sebagai berikut:

1) Investasi dikatakan layak, jika Profitability Index (PI) bernilai lebih besar dari

satu (>1).

2) Investasi dikatakan tidak layak, jika Profitability Index (PI) bernilai lebih kecil

dari satu (< 1).

5. Tingkat Pengembalian Investasi (ROI)

ROI (Return on Investment) adalah laba atas investasi atau tingkat

pengembalian investasi yang nantinya akan dihasilkan dalam bentuk

persentase. Suatu proyek dikatakan layak apabila nilai ROI positif

(Mahendra, n.d.) ROI didefinisikan dengan:

𝑁𝑒𝑡 𝑏𝑒𝑛𝑒𝑓𝑖𝑡 𝑎𝑡 𝑡ℎ𝑒 𝑒𝑛𝑑 𝑜𝑓 𝑙𝑖𝑓𝑒𝑡𝑖𝑚𝑒

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑚𝑒𝑛𝑡𝑥 100% (2.17)

Page 32: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

18

2.2.5 PVSyst

PVSYST adalah paket perangkat lunak PC untuk studi, ukuran dan

analisis data dari sistem PV lengkap. Ini berkaitan dengan sistem PV grid-

connected, berdiri sendiri (Stand Alone), memompa (pumping) dan DC-grid

(untuk angkutan umum), dan termasuk data meteo dan PV sistem komponen

database, serta tool. Perangkat lunak ini ditujukan untuk kebutuhan arsitek,

insinyur, peneliti. Hal ini juga sangat membantu untuk pelatihan pendidikan.

PVSYST menawarkan 3 tingkat studi sistem PV, kira-kira sesuai dengan

tahapan yang berbeda dalam pengembangan proyek nyata (Anugrah, 2019):

1. Desain awal (Preliminary design): ini adalah langkah pre-sizing proyek.

Dalam mode ini evaluasi hasil sistem dilakukan dengan sangat cepat dalam

nilai-nilai bulanan, hanya menggunakan sangat sedikit karakteristik sistem

umum atau parameter, tanpa menentukan komponen sistem yang

sebenarnya. Sebuah perkiraan kasar dari biaya sistem juga tersedia. Untuk

sistem grid-connected, dan terutama untuk membangun integrasi, tingkat ini

Gambar 2.12 Tampilan Awal PVSyst

Page 33: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

19

akan arsitek-oriented, yang membutuhkan informasi tentang daerah yang

tersedia, teknologi PV (warna, transparansi, dll), daya yang diperlukan atau

investasi yang diinginkan. Untuk sistem yang berdiri sendiri alat ini

memungkinkan untuk ukuran daya PV dan baterai kapasitas yang diperlukan,

mengingat profil beban dan probabilitas bahwa pengguna tidak akan puas.

Untuk sistem pompa, kebutuhan air diberikan dan kedalaman untuk

memompa, dan menentukan beberapa pilihan teknis umum, alat ini

mengevaluasi kekuatan pompa dan ukuran array PV diperlukan.

1. Desain Proyek (Project Design)

Bertujuan untuk melakukan desain sistem menyeluruh menggunakan simulasi

jam rinci. Dalam kerangka "proyek", pengguna dapat melakukan simulasi

sistem yang berbeda berjalan dan membandingkan mereka. Dia harus

menentukan orientasi pesawat (dengan kemungkinan pelacakan pesawat

atau gudang pemasangan), dan untuk memilih komponen sistem tertentu. Dia

dibantu dalam merancang PV array (jumlah modul PV secara seri dan paralel),

diberi pilihan model yang inverter, baterai atau pompa. Pada tahap kedua,

pengguna dapat menentukan parameter yang lebih rinci dan menganalisis

efek baik seperti perilaku termal, kabel, kualitas modul, ketidakcocokan dan

sudut datang kerugian, horizon (jauh shading), atau nuansa parsial dekat

objek pada array, sebuah sebagainya .

3. Sistem pemompaan

Beberapa desain sistem dapat diuji dan dibandingkan satu sama lain, dengan

analisis rinci tentang perilaku dan efisiensi. Hasil mencakup beberapa puluhan

variabel simulasi, yang dapat ditampilkan dalam nilai-nilai bulanan, harian atau

per jam, dan bahkan ditransfer ke perangkat lunak lain. "Rugi Diagram" sangat

berguna untuk mengidentifikasi kelemahan dari desain sistem. Sebuah

laporan insinyur dapat dicetak untuk setiap simulasi dijalankan, termasuk

semua parameter yang digunakan untuk simulasi, dan hasil utama. Evaluasi

ekonomi rinci dapat dilakukan dengan menggunakan harga komponen nyata,

biaya tambahan dan kondisi investasi.

4. Database: manajemen database

Page 34: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

20

Untuk data dan PV meteorologi komponen. Pembuatan dan pengelolaan situs

geografis, generasi dan visualisasi data meteorologi jam, impor data

meteorologi dari beberapa sumber yang telah ditetapkan atau dari file ASCII.

Manajemen database dari produsen dan komponen PV, termasuk modul PV,

Inverter, Regulator, Generator, Pompa, dll.

Langkah-langkah untuk melakukan simulasi PVSyst untuk mode Stand

Alone adalah terlebih dahulu tentukan lokasi penelitian untuk mengetahui nilai

iradiasi matahari, dengan mencari lokasi melalui titik koordinat (latitude dan

longitude) di menu Database. Pada menu Database ini juga bisa untuk

memasukkan data-data komponen yang belum ada di perangkat lunak ini.

Setelah menentukan titik koordinat lokasi penelitian, mulai untuk

memasukkan parameter yang diperlukan di menu Project Design > Stand Alone.

Terlebih dahulu masukkan data peralatan dan dayanya di parameter User’s

Needs. Setelah itu atur derajat kemiringan peletakkan panel surya dan sudut

azimuth di parameter Orientation. Cara mengatur sudut kemiringan dengan trial

and error, mencari sudut yang paling optimal. Setelah derajat kemiringan

ditentukan, mulailah untuk memasukkan kapasitas pembangkit, menentukan

komponen panel surya, baterai, dan solar charge controller di parameter System.

Gambar 2.13 Menu Stand Alone

Page 35: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

21

Pada parameter Detailed losses kita bisa memasukkan sendiri nilai rugi-rugi

modul surya dan pengkabelan, tetapi biasanya sudah otomatis terisi dari data

rugi-rugi komponen yang digunakan di pada project ini. Parameter opsional

seperti data Horizon dan Near Shadings dapat diabaikan jika diasumsikan tidak

ada shading di sekitar modul surya. Setelah semua telah selesai, klik Run

Simulation, dan hasil simulasi yang lengkap akan ditampilkan dalam bentuk PDF.

Page 36: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

22

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Penelitian

Metode yang akan digunakan adalah metode kuantitatif, karena akan

membahas tentang pemanfaatan energi surya sebagai PLTS di Dusun 4 Desa

Kota Batu maka akan mengumpulkan data-data primer dan sekunder dan diolah

dengan menggunakan perangkat lunak Pvsyst maupun dengan rumus terkait.

Selain melakukan pencarian data-data, dilakukan juga tanya jawab kepada

kepada dosen pembimbing maupun orang-orang lainnya yang ahli di bidang ini.

1. Metode Pustaka

Metode ini dilakukan dengan tujuan peneliti mendapatkan referensi

penelitian yang berhubungan dengan penelitian ini yang sudah pernah

dilakukan, supaya dapat menjadi acuan dalam melakukan penulisan. Selain

itu juga mengumpulkan teori-teori yang dapat menguatkan metode-metode

yang digunakan dalam penelitian ini.

2. Pengumpulan Data

Mengumpulkan data-data yang akan diperlukan di penelitian ini. Datanya

antara lain data konsumsi energi listrik harian warga desa, intensitas radiasi

matahari di dusun 4 desa Kota Batu, dan spesifikasi komponen yang akan

digunakan.

3. Metode Analisa

Metode ini dilakukan dengan cara menganalisa hasil keluaran dari perangkat

lunak PVsyst untuk menentukan kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

(PLTS).

4. Metode Wawancara

Metode ini dilakukan dengan cara tanya jawab pada warga desa mengenai

konsumsi energi listrik hariannya, pembimbing skripsi ataupun kepada para

ahli yang kompeten di bidang ini.

Page 37: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

23

Agar penelitian lebih terarah maka dibuat alur penelitian seperti bagan alir

(Flow Chart) berikut:

Ya

Tidak

Gambar 3.1 Diagram Alir

mulai

Studi

literatur

Pengumpulan

data

PLTS layak

Kesimpulan

dan

pembuatan

laporan

selesai

Pengolahan

data

Simulasi Pvsyst

Gambar 3.1 Diagram Alir

Page 38: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

24

3.1.1 Komponen yang Digunakan

3.1.1.1 Modul Surya

Modul surya yang digunakan dalam skripsi ini adalah Mage Powertec

Plus 265/6 PH yang bertipe policrystalline dengan efisiensi sebesar 13,7%.

Tabel 3.1 Spesifikasi Modul Surya

Deskripsi Spesifikasi

Daya Maksimum (Pmax) 265 W

Tegangan pada daya maksimum (Vmpp)

35,2 V

Arus pada daya maksimum (Impp)

7,530 A

Tegangan rangkaian

terbuka(Voc)

43,8 V

Arus hubung singkat (Isc) 7,96 A

Effisiensi 13,7%

NOCT 45o C

Berat 23 kg

Dimensi PxLxT 1952 x 992 x 50 mm

Gambar 3.2 Mage Powertec Plus 265/6 PH

Page 39: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

25

3.1.1.2 Solar Charge Controller (SCC)

Pada perencanaan sistem PLTS ini menggunakan SCC SmartSolar

MPPT 250/100 48V dari Victron Energy.

Tabel 3.2 Spesifikasi SCC

Deskripsi Spesifikasi

Vmp of PV 53-245 Vdc

Tegangan Nominal Baterai 48 Vdc

Arus Pengisian Maksimal 100 A

Efisiensi 99%

Dimensi (PxLxT) 216x295x103 mm

Berat 4.5 Kg

3.1.1.3 Inverter

Pada sistem PLTS ini digunakan inverter Must PV3500 PRO Series yang

berkapasitas 6000 W.

Gambar 3.3 SmartSolar MPPT 250/100

Page 40: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

26

Tabel 3.3 Spesifikasi Inverter

Input

Range tegangan 64-147 V

Tegangan DC 48 V

Arus maksimum DC yang diperbolehkan 140 A

Output

Daya output 10000 W

Tegangan AC 220/230/240

V

Frekuensi 50/60 Hz

Effisiensi

Effisiensi puncak >88%

Mekanik

Dimensi PxLxT 215x620x385

mm

Berat 75 kg

Gambar 3.4 Inverter PV3500 PRO Series

Page 41: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

27

3.1.1.4 Baterai

Pada perencanaan ini, penulis menggunakan baterai jenis lead acid.

Baterai yang digunakan dalam perencanaan PLTS ini adalah Narada

MPG12V200 dengan kapasitas 200 Ah.

Tabel 3.4 Spesifikasi Baterai

Deskripsi Spesifikasi

Tegangan nominal 12 V

Kapasitas 200 Ah

DoD 80 %

PxLxT / Berat 498x259x238 Mm / 67 Kg

3.2 Teknik Analisis

1. Penelitian akan dimulai dengan studi literatur. Membaca dan

mengumpulkan berbagai penelitian di jurnal maupun karya ilmiah

lainnya oleh peneliti sebelumnya mengenai Potensi Energi Surya di

Gambar 3.5 Baterai MPG12V200

Page 42: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

28

Indonesia, PLTS Off Grid, komponen-komponen PLTS, teori

mengenai perhitungan PLTS secara teknik dan ekonominya.

2. Setelah itu dilakukan pengumpulan data berupa data gambaran umum

mengenai konsumsi daya listrik harian dan intensitas radiasi matahari

di dusun 4 desa Kota Batu yang bisa diperoleh di website resmi

Meteonorm melalui perangkat lunak PVSyst, spesifikasi komponen-

komponen PLTS beserta harga per komponen yang akan digunakan.

3. Setelah semua data masukan sudah terkumpul, input data-data

tersebut di perangkat lunak PVsyst.

4. Melakukan simulasi di perangkat lunak. Untuk aspek teknik, seperti

lokasi pembangkit, sudut kemiringan dan azimuth, kapasitas modul

surya dan inverter yang akan digunakan, serta daya yang dihasilkan

oleh PLTS dan aspek ekonominya dilakukan di perangkat lunak

PVSyst.

5. Dalam penelitian ini, kriteria kelayakan dilihat dari aspek ekonominya,

yaitu Payback Period (PP), Net Present Value (NPV), Profitability

Index (PI) dan Return of Investment (ROI). Jika NPV tidak bertanda

negatif, PI kurang dari dan PBP lebih dari umur proyek, dan ROI

bertanda negatif maka proyek PLTS ini layak. Jika tidak, kembali

mengumpulkan data komponen PLTS dengan harga yang paling

memungkinkan untuk proyek PLTS ini.

6. Jika telah selesai melakukan analisis, buat kesimpulan dan

pembuatan laporan.

3.3 Jadwal Penelitian

Jadwal penelitian dan pengambilan data untuk skripsi ini direncanakan

dari bulan mei 2020 dan akan dilakukan pengolahan data sampai bulan Juli 2020.

Berikut adalah tabel uraian mengenai jadwal penelitian:

Page 43: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

29

Tabel 3.5 Jadwal Penelitian

Bulan April Mei Juni Juli

Minggu

Kegiatan

1

2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi literatur

Pengumpulan

data

Pengolahan

data dan

simulasi

perangkat

lunak

Analisa data

dan kesimpulan

Revisi Skripsi

Pengumpulan

Skripsi dan

Sidang Akhir

Page 44: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

30

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Dusun 4 Desa Kota Batu

Dusun 4 terletak di desa Kota Batu Kecamatan Warkuk Ranau Selatan

yang merupakan kecamatan baru yang dibentuk berdasarkan Peraturan Daerah

(PerDa) No.14 Tahun 2006 yang merupakan pemekaran dari Kecamatan

Banding Agung. Desa Kota Batu memiliki luas sebesar 1635 Ha. Secara umum,

keadaan tofografi Kota Batu merupakan dataran tinggi dengan ketinggian lebih

dari 700 m dari permukaan laut.

Mayoritas penduduk dusun 4 desa Kota Batu bermata pencaharian

sebagai petani, adapun jarak dari Kota Batu ke Ibukota Kabupaten (Kota

Muaradua) sekitar 56 Km, atau kurang lebih 2 jam perjalanan. Pada tahun 2017,

sudah banyak rumah penduduk yang menggunakan listrik PLN. Namun, Masih

ada beberapa dusun yang sama sekali belum disentuh oleh listrik PLN sama

sekali. Salah satunya adalah rumah-rumah penduduk di dusun yang berada di

dataran tinggi. Kondisi listrik ini sangat mengganggu aktifitas masyarakat dan

industri. Menurut data Badan Pusat Statistik tahun 2017 di desa Kota Batu

terdapat 121 keluarga yang bukan pengguna PLN. (BPS, 2019) Tetapi untuk

Gambar 4.1 Peta Satelit Dusun 4

Page 45: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

31

tahun ini, menurut informasi dari warga dusun tersebut kurang lebih masih ada

50 rumah yang masih menggunakan genset diesel mandiri berbahan bakar solar

untuk memenuhi kebutuhan listrik sehari-harinya. Genset yang hanya beroperasi

kurang lebih 9 jam sehari ini menghabiskan rata-rata 5liter solar sehari. Genset

dihidupkan menjelang Magrib sekitar pukul 6 sore dan mati pada pukul 3 pagi.

Dengan harga solar sekitar Rp. 7.000/liter, warga dusun 4 tersebut

menghabiskan sekitar Rp. 35.000/hari. Yang artinya membutuhkan sekitar

Rp.1.050.000 dalam sebulan hanya untuk kebutuhan listrik saja.

4.2 Aspek Teknis

4.2.1 Perkiraan Data Beban Dusun 4 Desa Kota Batu

Dusun 4 di Desa Kota Batu ini terdiri dari 50 rumah. Sebagian rumah

mengonsumsi listrik dalam daya yang cukup besar, karena memiliki televisi dan

kipas angin. Rata-rata lampu yang dipakai berjumlah 5 buah. Berikut pola

pembebanan yang diusulkan penulis untuk 50 rumah:

Tabel 4.1 Data Usulan Beban

No. Komponen

yang

Digunakan

Daya

Tiap

Kompo

nen

(Watt)

Jumlah

Tiap

Rumah

(Buah)

Jumlah

Rumah

Total

Kompo

nen

(Buah)

Total

Daya

(Watt)

Lama

Pemakai

an

(Jam)

Kebutuh

an

Energi

(Wh)

1 Lampu 10 3

50

150 1.500 10 15.000

2 Lampu 5 2 100 500 10 5.000

3 Televisi 60 1 50 3.000 5 15.000

4 Kipas

Angin

45 1 50 2.250 5 11.250

5 Pengisi

daya HP

5 1 50 250 4 1.000

6 Lampu PJU 10 - - 30 300 11 3.300

Total 7.800 50.550

Page 46: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

32

4.2.2 Perhitungan PLTS

Untuk menentukan kapasitas PLTS yang direncanakan, terlebih dahulu

untuk menghitung perkiraan beban tiap rumah dalam satu hari. Dari perkiraan

tersebut didapat total beban per hari adalah 7.800 W dan energi per hari sebesar

50.550 Wh/hari atau 50,55 kWh/hari. Untuk factor keamanan jika terdapat

penambahan beban, maka total kebutuhan energi dikali 1,2:

𝑊 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑠𝑎𝑓𝑒𝑡𝑦 𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒 𝑥 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖

𝑊 = 1,2 𝑥 50,55 𝑘𝑊ℎ = 60,66 𝑘𝑊ℎ

Dengan lama penyinaran matahari optimum selama 5 jam per hari maka daya

totalnya adalah:

𝑃 = 𝑊

𝑃𝑆𝐻 =

60,66 𝑘𝑊ℎ

5 𝑗𝑎𝑚= 12,132 𝑘𝑊𝑝 ≈ 12,2 𝑘𝑊𝑝

4.2.2.1 Jumlah Panel Surya

Berdasarkan spesifikasi modul surya Mage Powertec Plus 265/6 PH di

atas, maka modul surya yang dibutuhkan adalah:

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑟𝑦𝑎 = 𝑃 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑝𝑒𝑎𝑘

𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 𝑠𝑢𝑟𝑦𝑎 =

12.200 𝑤𝑝

265 𝑤𝑝

= 46 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑟𝑦𝑎

4.2.2.2 Jumlah SCC

Untuk menjaga tegangan sesuai dengan kapasitas SCC, modul surya

harus dirangkai secara seri dan parallel. Untuk sebelumnya telah ditentukan SCC

yang akan digunakan yaitu SmartSolar MPPT 250/100 48V. Dari spesifikasinya,

dapat ditentukan jumlah SCC yang digunakan adalah:

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑆𝐶𝐶 = 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑃𝐿𝑇𝑆

𝑃𝑚𝑎𝑥 𝐷𝐶 𝑆𝐶𝐶 =

12.200𝑊𝑝

5800𝑊𝑝 = 2 𝑏𝑢𝑎ℎ

Page 47: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

33

SCC ini menggunakan sistem string yang bertujuan untuk keandalan

sistem, jika satu SCC mengalami gangguan, maka SCC yang lain masih tetap

dapat beroperasi. Untuk mecapai arus maksimum, modul surya akan disusun

secara parallel. Untuk mengetahui jumlah modul surya yang akan dirangkai

secara seri maupun parallel dilakukan perhitungan berikut:

1. Jumlah maksimum rangkaian modul seri:

𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑃𝑃 𝑆𝐶𝐶

𝑉𝑚𝑝𝑝 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 =

245 𝑉

35,2 𝑉

= 7 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙

2. Jumlah maksimum rangkaian modul parallel:

𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑆𝐶𝐶

𝐼𝑚𝑝𝑝 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙=

100

7,530 𝐴

= 13 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙

4.2.2.3 Jumlah Inverter

Untuk menghitung kapasitas inverter yang akan digunakan, total

kebutuhan daya maksimum ditambah dengan 25% dari total daya. 25% ini

adalah daya cadangan untuk memenuhi kebutuhan starting alat listrik (Tetra

Tech ES, 2018) :

𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎 + ( 25% 𝑥 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎)

= 7.800 𝑊 + (25% 𝑥 7.800 𝑊)

= 9.750 𝑊 ≈ 10 𝑘𝑊

Maka yang digunakan dalam inverter ini adalah inverter dengan daya 10 kW.

4.2.2.4 Jumlah Baterai

Kapasitas serta jumlah baterai yang digunakan adalah:

𝐶 = 𝑁 𝑥 𝐸𝑑

𝑉𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝑥 𝜂=

2 ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 60.660 𝑊ℎ/ℎ𝑎𝑟𝑖

48 𝑉 𝑥 0,97= 2606 𝐴ℎ

Karena baterai yang digunakan dalam perencanaan ini adalah baterai 12 V –

200 Ah, maka jumlah baterai yang dibutuhkan adalah:

Page 48: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

34

1. Jumlah baterai yang dihubung seri:

48 𝑉

12 𝑉= 4 𝑏𝑢𝑎ℎ

2. Jumlah baterai yang dihubung parallel:

2606 𝐴ℎ

200 𝐴ℎ= 13 𝑏𝑢𝑎ℎ

Sehingga total baterai yang digunakan adalah 4𝑥13 = 52 𝑏𝑢𝑎ℎ

4.2.3 Desain PLTS

Perencanaan PLTS di Dusun 4 Desa Kota Batu ini adalah PLTS Off

Grid terpusat DC coupling yang menggunakan solar charge controller untuk

pengontrol baterai. Sistem off grid ini dipilih karena di Dusun 4 ini belum ada

sumber listrik dari PLN. Jadi PLTS ini yang akan menjadi sumber utama

dari penyediaan listrik di Dusun 4 ini. PLTS ini dibagi menjadi 2 array,

dengan masing-masing array terdiri dari 4 seri dan 6 paralel

Dan berikut adalah ini adalah single line diagram dari perencanaan

PLTS di Dusun 4 Desa Kota Batu:

Gambar 4.2 Rangkaian Array

Page 49: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

35

4.2.4 Simulasi PVSyst

4.2.4.1 Usulan Beban Harian

Usulan beban harian sesuai dengan tabel 4.1 dengan total

energi harian yang dibutuhkan sebesar 50.550 Wh, yang diinput

ke parameter User’s Need adalah sebagai berikut:

Gambar 4.3 Single Line Diagram PLTS

Gambar 4.4 Konsumsi Daya Harian

Page 50: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

36

4.2.4.2 Derajat Kemiringan

Parameter Orientation adalah parameter untuk menentukan

derajat kemiringan panel surya yang akan dipasang serta sudut azimuth.

Untuk mendapatkan kemiringan yang optimal, lakukan cara trial and error

dengan menggerakkan dot merah di garis tilt dan azimuth. Pada lokasi ini,

kemiringan sebesar 12 derajat dan azimuth sebesar 0 derajat (menghadap

ke utara) adalah yang paling optimal. Rugi-rugi yang dihasilkan sebesar

0,0% dari peletakan dengan kemiringan sebesar 12 derajat.

4.2.4.3 Sistem PV dan Baterai

Di parameter System, tentukan baterai yang akan digunakan.

Dengan memilih baterai 200 Ah bertegangan 12 V, jumlah baterai yang

Gambar 4.5 Derajat Kemiringan dan Azimuth

Page 51: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

37

dibutuhkan adalah 58 dengan 4 baterai dirangkai seri dan 13 baterai

dirangkai secara parallel. Selama masa hidup baterai, total penyimpanan

energinya sebesar 114 MWh.

Selanjutnya menentukan modul surya dan SCC yang akan digunakan,

Terlihat pada gambar di bawah, untuk kapasitas PLTS sebesar 12,2 kWp,

jumlah modul surya yang dibutuhkan kira-kira sebanyak 48 modul. Dengan

jumlah modul yang dirangkai seri sebanyak 4 modul dan parallel sebanyak

12 modul. Dengan PV design, rugi-rugi akibat beban berlebih adalah 0,0%.

Luas area yang dibutuhkan panel surya adalah 93 m2. Daya nominal array

pada kondisi Standard Test Condition (STC) sebesar 12,7 kWp. SCC yang

dibutuhkan adalah 2 buah.

Gambar 4.6 Simulasi Baterai

Page 52: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

38

4.2.5 Hasil Simulasi PVSyst

Laporan hasil simulasi PVSyst dibawah menunjukkan ringkasan dari

parameter-parameter yang sebelumnya telah dimasukkan di perangkat

lunak PVSyst. Latitude dan longitude lokasi Dusun 4 yaitu -4,89° S dan

104,00° E. Peletakan modul surya di derajat kemiringan 12° dengan

azimuth di titik 0°. Modul surya yang digunakan berjumlah 48 modul dengan

rincian 4 modul diseri dan 12 string di parallel. Dikarenakan menggunakan

48 modul, kapasitas PLTS menjadi 12,7 kWp. Luas area yang dibutuhkan

untuk menempatkan modul surya adalah 93 m2. Luas area ini yang

terhitung ini hanyalah luas area modul surya saja, belum termasuk

perhitungan luas jarak antar rangkaian modul surya yang diperlukan untuk

instalasi dan perawatan, jarak pagar dan lainnya. Untuk mengakomodasi

Gambar 4.7 Simulasi PV dan SCC

Page 53: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

39

semua komponen tersebut, maka hasil perhitungan di atas perlu dikalikan

dua:

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑙𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑘𝑎𝑛 = 93 𝑚2 𝑥 2 = 186 𝑚2

Maka total luas lahan yang dibutuhkan pembangunan PLTS ini adalah 186

m2.

Gambar 4.8 Hasil Simulasi PVSyst

Page 54: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

40

Jumlah baterai sebanyak 52 buah yang terdiri dari 4 buah seri dan

13 paralel, saat kondisi State of Charge (SOC) yaitu prosentase kapasitas

baterai yang masih tersedia terhadap kapasitas maksimumnya, energi yang

tersimpan di dalam baterai sebesar 102,9 kWh.

SCC yang digunakan sebanyak 2 unit dengan maksimal efisiensi

sebesar 99%. Untuk control baterainya, ambang batas untuk tegangan

baterai yang diperbolehkan pada saat pengisian arus adalah sebesar

54,3/51,3 V dan untuk melepaskan arus ke beban adalah sebesar 47,7/49,7

V.

Faktor-faktor yang mengakibatkan rugi-rugi pada modul surya

adalah factor panas, pengkabelan, kualitas modul, diode, mismatch module

dan string mismatch.

Gambar diatas adalah hasil utama dari simulasi di perangkat lunak

PVSyst. Dapat dilihat bahwa, sistem PLTS ini dapat memproduksi energi sebesar

17.065 kWh per tahun atau dapat dikatakan bahwa PLTS ini dapat memproduksi

Gambar 4.8 Hasil Utama Simulasi PVSyst

Page 55: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

41

energi sebesar 1.342 kWh setiap 1 kWp dari total kapasitas PLTS per tahunnya.

Berdasarkan data perkiraan beban, energi yang akan disuplai ke pengguna

sebesar 15.930 kWh per tahun. Loss of Load (LOL) probability adalah

kemungkinan daya yang dibutuhkan pengguna yang tidak dapat disuplai

dikarenakan pembatasan waktu ketika baterai tidak dihubungkan akibat low

charge untuk keamanan baterai. LOL pada sistem ini adalah sebesar 2520 kWh

per tahun.

Gambar 4.9 Grafik Normalized Production and Performance Ratio

Page 56: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

42

Gambar di atas adalah grafik produksi normal per kWp yang

terpasang dan performance ratio (PR) PLTS yang direncanakan. Perhitungan

produksi ini adalah perhitungan per hari yang diratak-ratakan dalam 1 tahun.

Dengan perincian energi yang tidak terpakai pada saat baterai sudah terisi penuh

adalah 0,8 kWh/kWp per hari, rugi-rugi array panel surya sebesar 0,75 kWh/kWp

per hari, rugi-rugi sistem dan pengisian baterai adalah 0,27 kWh/kWp per hari,

dan energi yang disuplai ke pengguna sebesar 3.43 kWh/kWp per hari. Untuk

PRnya sebesar 75,9% yang dihitung berdasarkan perhitungan PR per bulan

dalam 1 tahun yang dirata-ratakan. PR sistem PLTS ini dikatakan layak karena

PR berkisar antara 60-90%.

Berikut adalah rincian produksi energi tiap bulannya dalam satu tahun.

Tabel diatas adalah rincian dari produksi energi PLTS setiap bulannya.

Produksi energi surya tahunan dari perencanaan PLTS ini sebesar 17.065 kWh

dengan energi surya yang tersedia paling besar didapat di bulan Agustus sebesar

1631 kWh dan energi yang paling kecil di bulan Januari sebesar 1169 kWh. Hal

Tabel 4.2 Produksi Energi Tahunan PLTS

Page 57: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

43

ini diakibatkan oleh pengaruh iradiasi matahari. Iradiasi di bulan Januari hanya

mencapai 3,9 kWh/m2/hari, walaupun temperatur di bulan Januari rendah yaitu

22,1°C. tetapi pada bulan Agustus, iradiasinya mencapai 4,78 kWh/ m2/hari

dengan temperatur 22,7°C. Karena adanya rugi-rugi pada modul surya, baterai

dan sebagiannya sebesar 2520,4 kWh per tahun maka energi yang sampai pada

pengguna adalah 15.930 kWh per tahun.

4.3 Aspek Ekonomi

4.3.1 Biaya Investasi Awal

*Acuan berdasarkan (Tetra Tech ES, 2018)

4.3.2 Biaya Energi Listrik PLTS

Biaya energi PLTS dihitung dari penjumlahan dari komponen A yang

merupakan biaya investasi, komponen B yakni biaya operasional dan

pemeliharaan dan komponen C yang merupakan biaya bahan bakar.

PLTS yang direncanakan pada penelitian ini, diasumsikan dapat

beroperasi selama 20 tahun, menyesuaikan dengan garansi komponen

yang digunakan. Besarnya tingkat diskonto (i) yang digunakan untuk

No. Komponen Kapasitas Unit Harga Total Harga

Acuan* Material

1. Modul Surya

(265Wp)

12,7 Kwp 48 $0,5/Wp

Rp.

1.855.000

Rp. 89.040.000

2. Solar charge

controller

(5800 W)

11,6 Kw 2 $0,25/Watt Rp.

20.300.000

Rp. 40.600.000

3. Inverter

(10Kw)

10 Kw 1 $0,25/Watt Rp.

35.000.000

Rp. 35.000.000

4. Baterai (12V

200 Ah)

142,86

Kwh

52 $0,13/Wh Rp.

5.000.000

Rp. 260.000.000

5. Building &

Accessories

Set 1 $0,1/Watt Rp.

17.780.000

Rp. 17.780.000

Total Rp. 442.420.000

Page 58: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

44

menghitung nilai sekarang pada penelitian ini adalah sebesar 10,14%.

Mengacu pada tingkat suku bunga kredit Bank Indonesia pada bulan Mei

tahun 2020 yaitu rata-rata sebesar 10,14%

1. Komponen A

Jadi harga tarif PLTS per kWh pada komponen A, dengan asumsi

pengembalian modal selama 20 tahun dan suku bunga kredit sebesar

10,14%:

𝐴𝑛𝑔𝑠𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑝𝑜𝑘𝑜𝑘 = 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 ∶ 20 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

= 𝑅𝑝. 442. 420.000 ∶ 20 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 = 𝑅𝑝. 22.121.000

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎 𝑘𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡 = 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 𝑥 𝑠𝑢𝑘𝑢 𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎 𝑘𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡

= 𝑅𝑝. 442.420.000 𝑥 0.1014 = 𝑅𝑝. 44.861.388

Dari perhitungan di atas didapatkan harga listrik PLTS per kWh dari

komponen A adalah:

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊 = (𝐴𝑛𝑔𝑠𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑝𝑜𝑘𝑜𝑘 + 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎 𝑘𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡) / 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑃𝐿𝑇𝑆

= (22.121.000 + 𝑅𝑝. 44.861.388)/17.065

𝑅𝑝. 3.925 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

2. Komponen B

Komponen B adalah biaya operasional dan pemeliharaan yang

dikeluarkan setiap tahun. Biaya ini meliputi biaya keperluan karyawan,

biaya pemeliharaan rutin dan penggantian komponen berupa baterai

yang harus diganti per 5 tahun selama 20 tahun masa beroperasi PLTS.

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑂&𝑀 = 1% 𝑥 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝐼𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑎𝑠𝑖

= 1% 𝑥 𝑅𝑝 442.420.000

= 𝑅𝑝. 4.424.200 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

Diperlukan pula biaya penggantian baterai per 5 tahun selama

20 tahun masa proyek, ini berarti ada 3 kali penggantian baterai selama

20 tahun:

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 = 3 𝑥 𝑅𝑝. 260.000.000 = 780.000.000 𝑝𝑒𝑟 20 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

= 39.000.000 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

Page 59: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

45

Maka total biaya Komponen B per tahun adalah

𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐵 = 𝑅𝑝. 4.424.200 + 39.000.000 = 𝑅𝑝. 43.424.200

3. Komponen C

Komponen C adalah biaya bahan bakar yang harus dikeluarkan

secara rutin setaip tahunnya. Tetapi karena PLTS sumber energinya

berasal dari energi matahari yang tersedia secara gratis di alam, maka

untuk komponen C ini tidak ada biayanya.

4. Total Harga Energi Listrik per kWh PLTS

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ = 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 + 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐵 + 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐶

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ = 𝑅𝑝. 3.925 + 𝑅𝑝. 2.544 = 𝑅𝑝. 6.469 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

≈ 𝑅𝑝. 6.500 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

Untuk 1 kWh listrik yang digunakan, konsumen hanya perlu

membayar Rp. 6.500 per rumah. Jika dibandingan dengan membeli solar 5

liter dengan harga Rp. 7.000 per liter setiap harinya untuk bahan bakar

genset, tentu PLTS sangat meringankan. Dengan menggunakan genset

mandiri, konsumen harus mengeluarkan uang Rp. 35.000 per hari. Dengan

PLTS, jika dilihat dari data usulan beban, per rumah dalam sehari hanya

menggunakan energi sekitar 945 Wh dibulatkan menjadi 1000 Wh, hanya

perlu membayar Rp. 6.500 sehari. Atau jika beban PJU dibebankan kepada

konsumen, maka konsumen perlu membayar sebesar Rp. 6.600 per hari.

Tabel 4.3 Perbandingan Iuran Genset Mandiri dengan PLTS

Konsumen Bayar per Hari (Rp)

Genset Mandiri 35.000

PLTS 6.600

Page 60: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

46

4.3.3 Analisis Kelayakan Finansial

4.3.3.1 Kelayakan PLTS

Analisis kelayakan finansial pada perencanaan PLTS ini

menggunakan perangkat lunak PVSyst dengan memasukkan semua

asumsi dan biaya yang ada. Namun, hasil simulasi PVSyst ini hanya

menghitung periode pengembalian modal, NPV dan ROI saja. Untuk PI

dihitung secara manual. Hasil analisisnya adalah sebagai berikut:

Tabel 4.4 Analisis Kelayakan Finansial

Total Biaya Investasi

Biaya Awal Rp. 442.420.000

O&M Rp. 43.424.200

Analisis Kelayakan

Periode Pengembalian Modal 7,4 tahun

Nilai Bersih Sekarang (NPV) Rp. 317.622.733

Profitability Index (PI) 1,7

Return of Investment (ROI) 171,8%

Tabel 4.5 Arus Kas Tahunan

Tahun Pendapatan (Rp.) Kumulatif Profit (Rp.)

1 103.547.337 -382.296.863

2 103.547.337 -332.173.727

3 103.547.337 -262.050.590

4 103.547.337 -201.927.453

5 103.547.337 -141.804.317

6 103.547.337 -81.681.180

7 103.547.337 -21.558.043

8 103.547.337 38.565.094

9 103.547.337 98.688.230

10 103.547.337 158.811.367

Page 61: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

47

Simulasi PVSyst hanya memberikan nilai NPV, jangka waktu

pengembalian modal dan ROI. Maka untuk mengetahui PI dilakukan

perhitungan sebagai berikut:

𝑃𝐼 = 760.042.734

442.420.000 = 1,7

Hasil simulasi kelayakan finansial di perangkat lunak PVSyst

menunjukkan total profit kumulatif selama 20 tahun sebesar

Rp760.024.734 dengan harga listrik sebesar Rp. 6.500/kWh. Untuk

nilai NPV sendiri > 0 serta PI > 1 yang menunjukkan bahwa proyek ini

layak untuk dikerjakan. Waktu yang dibutuhkan untuk pengembalian

modal sekitar 7,4 tahun.

4.3.3.2 Kelayakan PLTD

Sebagai perbandingan dengan PLTS jika di Dusun 4 Desa Kota

Batu ini menggunakan PLTD, maka diasumsikan dalam perhitungan ini

biaya-biaya yang diperlukan PLTD untuk suplai listrik di Dusun 4. PLTD

11 103.547.337 218.934.504

12 103.547.337 279.057.640

13 103.547.337 339.180.777

14 103.547.337 339.303.914

15 103.547.337 459.427.050

16 103.547.337 519.550.187

17 103.547.337 579.673.324

18 103.547.337 639.796.461

19 103.547.337 699.919.597

20 103.547.337 760.042.734

Total 2.070.946.734 760.042.734

Page 62: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

48

yang digunakan yang memiliki kapasitas lebih besar dari asumsi beban

puncak Dusun 4 yaitu sebesar 50.550 Wh.

1. Komponen A

Komponen A PLTD dengan acuan $850.000/MW, maka didapatkan

total investasi PLTD 50,55 kW sebesar Rp. 601.545.000. dengan

asumsi pengembalian sebesar 20 tahun dan suku bunga kredit 10,14%

maka didapatkan harga listrik per kWh dari komponen A:

𝐴𝑛𝑔𝑠𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑝𝑜𝑘𝑜𝑘 = 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 ∶ 20 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

= 𝑅𝑝. 601.545.000 ∶ 20 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 = 𝑅𝑝. 30.077.250

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎 𝑘𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡 = 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 𝑥 𝑠𝑢𝑘𝑢 𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎 𝑘𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡

= 𝑅𝑝. 601.545.000 𝑥 0.1014 = 𝑅𝑝. 60.996.663

Dari perhitungan di atas didapatkan harga listrik PLTDper kWh dari

komponen A adalah:

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊 = (𝐴𝑛𝑔𝑠𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑝𝑜𝑘𝑜𝑘 + 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎 𝑘𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡) / 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑃𝐿𝑇𝑆

= (30.077.250 + 𝑅𝑝. 60.996.663)/17.065

= 𝑅𝑝. 5.336 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

2. Komponen B

Komponen B adalah 4% dari biaya investasi (komponen A)

𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐵 = 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 𝑥 4%

= 𝑅𝑝. 601.545.000 ∶ 4% = 𝑅𝑝. 24.061.800

Maka harga listrik per kWh dari komponen B adalah:

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊 = 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐵 / 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑃𝐿𝑇𝑆

= 𝑅𝑝. 24.061.800 / 17.065

𝑅𝑝. 1.410 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

3. Komponen C

Komponen C dihitung dari kebutuhan biaya bahan bakar per tahunnya.

Perlu untuk mengetahui SFC (Spesicif Fuel Consumption) yang

Page 63: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

49

menyatakan jumlah pemakaian bahan bakar yang dikonsumsi oleh

pembangkit, didaptkan nilai SFC 0,27 dan produksi energi per tahun

17.065 kWh per tahun.

𝐾𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 = 𝑆𝐹𝐶 𝑥 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛𝑎𝑛

= 0,27 𝑥 17.065 = 4607,55 𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 = 𝐾𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 𝑥 ℎ𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟

= 4607,55 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 𝑥 𝑅𝑝. 7.000 = 𝑅𝑝. 32.252.850

Maka harga listrik per kWh dari komponen C adalah:

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊 = 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐶 / 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑃𝐿𝑇𝑆

= 𝑅𝑝. 32.252.850 / 17.065

𝑅𝑝. 1.890 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

4. Total Harga Energi Listrik per kWh PLTD

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ = 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐴 + 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐵 + 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝐶

𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ = 𝑅𝑝. 5.336 + 𝑅𝑝. 1.410 + 𝑅𝑝. 1.890

= 𝑅𝑝. 8.636 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ ≈ 𝑅𝑝. 8.700 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑊ℎ

Tabel 4.6 Perbandingan Biaya PLTS dan PLTD

Parameter PLTS PLTD

Investasi Awal Rp. 442.420.000 Rp. 601.545.000

O&M Rp. 43.424.200/tahun Rp. 24.061.800/tahun

Bahan Bakar Rp. 0 Rp 32.252.850/tahun

Tarif per kWh Rp. 6.500 Rp. 8.700

Dapat dilihat dari tabel tersebut bahwa investasi awal serta tarif per

kWh dari PLTS lebih murah dibandingkan PLTD. Untuk biaya

pemeliharaan, PLTD lebih murah. Tetapi biaya O&M dari PLTD belum

termasuk penggantian suku cadang yang hanya diberi garansi sekitar 3

tahun oleh produsen. Selain itu harga bahan bakar yang digunakan PLTD

pun cukup memberatkan. Berbeda dari PLTS yang tidak membutuhkan

Page 64: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

50

biaya bahan bakar karena bersumber dari energi matahari yang selalu

tersedia. Untuk solusi jangka pendek, penggunaan PLTD tidak masalah.

Tetapi untuk solusi jangka panjang tentu sangat memberatkan masyarakat.

Selain itu penggunaan PLTD dapat menyebabkan polusi suara maupun

udara sehingga berdampak pada efek rumah kaca. Berbeda dari PLTS

yang tidak menimbulkan polusi karena tidak menggunakan bahan bakar,

sehingga dapat memperkecil resiko efek rumah kaca.

Page 65: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

51

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari pembahasan mengenai Perencanaan PLTS di Desa Kota Batu

Sumatera Selatan didapatkan kesimpulan, yaitu:

1. Potensi energi surya di Dusun 4 Desa Kota Batu cukup bagus, terlihat dari

data Iradiasi matahari yang diperoleh dari sumber Meteonorm di

perangkat lunak PVsyst, Iradiasi matahari rata-rata per tahun sebesar 4.5

kWh/m2/hari. Iradiasi maksimum sebesar 4.99 kWh/m2/hari dan minimum

sesbar 3.90 kWh/m2/hari.

2. Pemodelan yang digunakan untuk perencanaan PLTS ini adalah PLTS Off

grid terpusat DC Coupling. Daya yang dapat diproduksi oleh PLTS ini

sebesar 17.065 kWh per tahun.

3. Dari aspek ekonomi, perencanaan PLTS ini layak untuk dijalankan.

Karena NPV > 0, PI > 1, ROI yang bertanda positif dan payback periode

selama 7,4 tahun dalam kurun waktu proyek 20 tahun.

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya, agar dapat menentukan shading di sekitar

panel surya sehingga didapatkan hasil produksi PLTS yang lebih optimal.

Page 66: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

52

DAFTAR PUSTAKA

Anugrah, muhammad harry. (2019). Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga

Surya (PLTS) Grid-Connected Pada Stasiun Pengisian Bahan bakar

Umum (Studi Kasus: SPBU 14.282.661 Arifin Ahmad) [Universitas Islam

Negeri Sultan Syarif Kasim Riau]. In Journal of Chemical Information and

Modeling (Vol. 53, Nomor 9).

https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004

BPS. (2019). Kecamatan Warkuk Ranau Selatan dalam Angka.

Eriyanto, E. (2017). Evaluasi Pemanfaatan PLTS Terpusat Siding Kabupaten

Bengkayang. Elkha, 9(1), 35. https://doi.org/10.26418/elkha.v9i1.21676

Hanggara, bobi sukma. (2019). STUDI KELAYAKAN PROJECT

PEMBANGUNAN PLTS TERPUSAT OFF-GRID 200 kWp di PULAU GOA-

GOA MADURA JAWA TIMUR. Sekolah Tinggi Teknik-PLN.

Imaduddin, M. G. (2017). STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA SURYA (PLTS) ON GRID DENGAN KAPASITAS 30 Kwp DI

TAMAN WISATA ANGKE KAPUK. Sekolah Tinggi Teknik-PLN.

Kossi, V. R. (2015). Perencanaan PLTS Terpusat (Off-Grid) di Dusun Tikalong

Kabupaten Mempawah. Jurnal Untan.

Mahendra, F. (n.d.). Cara Menghitung Rumus ROI.

https://glints.com/id/lowongan/cara-menghitung-dan-rumus-

roi/#.Xxezvp4zY2w

Nashar, M. (2015). Analisa Kelayakan Bisnis Proyek Pembangkit Listrik Tenaga

Angin ( Pltb ) Di Indonesia Dengan Mengunakan Software Retscreen. 1, 1–

8.

Prambudi, D. N. (2018). LISTRIK TENAGA SURYA SISTEM OFF GRID PADA

PEMUKIMAN PENDUDUK DI PERKEBUNAN KELAPA SAWIT. Sekolah

Tinggi Teknik PLN.

Page 67: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

53

Pratama, R. B. (2017). PEMODELAN DAN ANALISIS KINERJA SISTEM OFF

GRID PV PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK ELEKTRO. Sekolah

Tinggi Teknik-PLN.

Prayogo, S. (2019). Pengembangan Sistem Manajemen Baterai Pada PLTS

Menggunakan On-Off Grid Tie Inverter. 9(November), 58–63.

PT. Perusahaan Listrik Negara. (2019). Rencana Usaha Penyediaan Tenaga

Listrik 2019-2028. In PT. Perusahaan Listrik Negara.

Ramadhani, B. (2018). Instalasi Pembangkit Listsrik Tenaga Surya Dos & Don ’

ts.

Sianipar, R. (2014). Dasar Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya.

11(2), 61–78.

Tetra Tech ES, I. (2018). Panduan Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga

Surya (PLTS) Terpusat (Nomor November).

https://finansial.bisnis.com/read/20200603/90/1248173/suku-bunga-kredit-dan-

simpanan-kompak-turun-pada-april-2020

Page 68: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

54

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

a. Data Personal

NIM : 2016-11-045

Nama : Syifa Marcelin Al Rasyid

Tempat / Tgl. Lahir : Baturaja, 14 Maret 1998

Jenis Kelamin : Perempuan

Agama : Islam

Status Perkawinan : Belum Menikah

Program Studi : S1 Teknik Elektro

Alamat Rumah : Jl. Dr. M. Hatta Lr. Veteran no. 1049 RT/RW:

013/004 Baturaja 32111 Sumatera Selatan

Telp : 081272008953

Email : [email protected]

Personal Web : -

b. Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SD Negeri 12 OKU - 2010

SMP SMP Negeri 2 OKU - 2013

SMA SMA Negeri 1 OKU IPA 2016

Demikian daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

Jakarta, Juli 2020

Syifa Marcelin Al Rasyid

Page 69: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

55

LAMPIRAN

Lampiran- 1 Datasheet Panel Surya

Page 70: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

56

Lampiran- 2 Datasheet SCC

Page 71: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

57

Lampiran- 3 Datasheet Baterai

Page 72: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

58

Lampiran- 4 Datahseet Inverter

Page 73: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

59

Lampiran- 5 Lembar Bimbingan Skripsi

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Syifa Marcelin Al Rasyid

Nim : 201611045

Program Studi : Teknik Elektro

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama (Materi) : Muh Nur Qosim, ST., MT

Judul Tugas Akhir** : Perencanaan Energi Surya Sebagai Pembangkit Listrik

Tenaga Surya Off Grid Di Desa Kota Batu Sumatera Selatan

Tgl. Materi Bimbingan Paraf Pembimbing

30-12-2019

Konsultasi judul proposal

7-1-2020

Konsultasi proposal skripsi

15-1-2020

Konsultasi proposal skripsi

3-4-2020

Konsultasi judul skripsi baru

9-6-2020

Konsultasi skripsi bab 1 dan 2

17-6-2020

Revisi bab 1 dan 2

18-6-2020

Konsultasi skripsi bab 3

30-6-2020

Revisi bab 3

8-7-2020

Konsultasi bab 4

9-7-2020

Konsultasi bab 4

12-7-2020

Revisi bab 4

21-7-2020

Konsultasi bab 5 dan abtsrak

24-7-2020

Konsultasi akhir

Page 74: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

60

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Syifa Marcelin Al Rasyid

Nim : 201611045

Program Studi : Teknik Elektro

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama (Materi) : DR. Pawenary, Ir., M.T., IPM., MPM

Judul Tugas Akhir** : Perencanaan Energi Surya Sebagai Pembangkit Listrik

Tenaga Surya Off Grid Di Desa Kota Batu Sumatera Selatan

Tgl. Materi Bimbingan Paraf

Pembimbing

10-6-2020

Bimbingan skripsi bab 1

18-6-2020

Revisi skripsi bab 1

19-6-2020

Konsultasi bab 2

20-6-2020

Revisi bab 2

19-6-2020

Konsulstasi bab 3

1-7-2020

Revisi bab 3

Page 75: INSTITUT TEKNOLOGI - PLN PERENCANAAN ENERGI SURYA …

61

10-7-2020

Konsultasi bab 4

13-7-2020

Revisi bab 4

21-7-2020

Konsultasi bab 5

22-7-2020

Revisi bab 5

23-7-2020

Konsultasi abstrak

24-7-2020

Konsultasi akhir