Tenaga surya memimpin pasokan EBT dengan potensi sebesar 207,8 GW. Pembangkit Listrik Tenaga Surya atau disingkat PLTS menjadi sumber energi yang menjanjikan pada abad ke-21. PLTS adalah suatu pembangkit listrik yang bersumber dari sinar matahari melalui sel surya untuk mengkonversikan radiasi sinar foton matahari menjadi energi listrik. Sel Surya yang mendapat penyinaran sinar matahari merupakan salah satu sumber energi yang sangat menjanjikan (Naim, 2017). PLTS menjadi primadona dalam mendukung tercapainya target bauran EBT 23% di 2025. Indonesia adalah negara dengan serapan tenaga surya terbesar di ASEAN, karena matahari ada setiap hari sepanjang tahun.
Berdasarkan SNI 8395:2017, PLTS adalah sistem pembangkit listrik yang energinya bersumber dari radiasi matahari, melalui konversi sel fotovoltaik. Sistem fotovoltaik mengkonversi radiasi sinar matahari menjadi energi listrik . Semakin tinggi intensitas radiasi (iradiasi) matahari yang mengenai sel fotovoltaik, semakin tinggi daya listrik yang dihasilkannya. Dengan kondisi geografi Indonesia yang strategis yaitu terletak di daerah tropis dan berada di garis khatulistiwa, PLTS menjadi salah satu teknologi penyediaan tenaga listrik yang potensial untuk diaplikasikan. PLTS dapat diaplikasikan melalui berbagai bentuk instalasi, dengan konfigurasi sistem terpusat ataupun tersebar, dimana masing-masing aplikasi tersebut dapat bersifat on grid maupun off-grid.
PLTS off-grid sering disebut sistem PLTS berdiri sendiri (stand-alone), beroperasi secara independen tanpa terhubung dengan jaringan PLN. Sistem ini membutuhkan baterai untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan di siang hari untuk memenuhi kebutuhan listrik di malam hari. Dalam sistem off-grid, panel surya memasok listrik DC ke baterai, dan inverter mengubah energi baterai yang tersimpan menjadi listrik AC sesuai permintaan. Baterai memungkinkan sistem untuk memberikan daya saat matahari tidak bersinar. PLTS Off Grid merupakan alternatif solusi masalah listrik untuk daerah-daerah terpencil atau daerah-daerah pedesaan yang tidak terjangkau jaringan listrik PLN (Naim, 2017).
Sistem PLTS off grid terdiri dari komponen utama yaitu modul surya, dan Balance of System (BOS) yang terdiri atas solar charge controller, inverter, baterai, dan beberapa komponen pendukung lainnya (Arriaga et al.,2021).
Modul Surya
Teknologi modul PV terbagi dalam tiga kategori yaitu Crystalline Silicon, Thin Film, Emerging and Novel. Dalam memilih teknologi modul surya yang terbaik harus memperhatikan beberapa faktor seperti efisiensi, harga, ketersediaan di pasar, jaminan kinerja, bentuk dan penampilan, dan respons terhadap kondisi iklim. Crystalline Silicon terdiri atas 2 macam yaitu Monocrystalline dengan efisiensi modul sebesar 13-19% dan Polycrystalline dengan efisiensi modul sebesar 11-15%. Jika dibandingkan dari segi harga, Monocrystallinelah yang paling mahal namun memiliki efisiensi yang lebih besar.
Jenis modul PV yang kedua adalah Thin Film. Thin Film memiliki beberapa kelebihan yaitu harga lebih murah jika dibandingkan dengan Crystalline Silicon, memiliki sifat yang fleksibel dan tidak kaku sehingga mudah dibentuk, lebih ringan sehingga lebih cocok untuk dipasang pada atap rumah, dan memiliki kinerja yang baik pada iklim yang panas karena memiliki koefisien suhu yang relatif rendah sekitar 0,2% per derajat. Thin Film memiliki beberapa macam jenis yaitu Amorphous silicon dengan efisiensi 4-8%, Amorphous and micromorph silicon multijunctions dengan efisiensi 7-9%, Cadmium-telluride dengan efisiensi 10-11%, dan Copper-indium-[gallium]-[di]selenide- [di]sulphide dengan efisiensi 7-12%. Jenis modul PV yang ketiga yaitu Concentrating photovoltaics dengan efisiensi sel sebesar 30-38%.
Solar Charge Controller
Solar charge controller (SCC) atau juga dikenal sebagai battery charge regulator (BCR) adalah komponen PLTS yang berfungsi untuk mengatur pengisian baterai lebih optimal. Perangkat ini beroperasi dengan cara mengatur tegangan dan arus pengisian berdasarkan daya yang tersedia dari larik modul fotovoltaik dan status pengisian baterai (SoC, state of charge). Dalam memilih SSC harus mempertimbangkan beberapa hal seperti konfigurasi larik modul fotovoltaik, sistem tegangan yang dipakai, dan karakteristik baterai. SSC yang ideal yaitu tegangan dan arus masukan (input) maksimum SCC harus lebih tinggi dari tegangan dan arus maksimum larik modul fotovoltaik yang terhubung pada kondisi apapun, Efisiensi yang tinggi (≥ 98%) pada tegangan sistem dan dilengkapi dengan MPPT, dan Sesuai dengan teknologi baterai yang terpasang.
Inverter
Inverter berfungsi untuk mengkonversi arus DC ke AC. Sebuah inverter surya, secara teknis disebut unit pengkondisi energi, mengubah listrik DC dari susunan PV surya menjadi listrik AC, sambil memaksimalkan keluaran daya. Terdapat 3 jenis inverter yaitu micro inverter, string inverter, central inverter. Micro inverter mengubah listrik dari satu panel. String inverter mengubah listrik dari modul string tunggal (string adalah satu set modul yang dihubungkanseri); dan central inverter mengubah listrik dari beberapa string yang disambungkan secara paralel satu sama lain.
Dari segi harga micro inverter lebih mahal dari inverter sentral atau string namun kinerjanya lebih baik daripada inverter sentral, terutama dalam kondisi teduh. kinerja micro inverter lebih tinggi 20% dalam kondisi tanpa bayangan dan lebih dari 27% dalam kondisi teduh (Lee 2011). Inverter sentral adalah yang paling umum digunakan, terutama untuk pembangkit skala menengah dan besar. Dalam memilih jenis inverter, yang pertama menjadi pilihan adalah yang lebih baik untuk atap yang sebagian memiliki banyangan selama sebagian hari, atau untuk susunan yang berisi modul dengan spesifikasi atau orientasi yang berbeda. Ini karena inverter mampu melacak dan memaksimalkan output daya untuk setiap modul atau string, bukan untuk array secara keseluruhan (IFC 2012).
Baterai
Dalam PLTS off grid baterai berfungsi untuk menyimpan pasokan listrik DC yang dihasilkan panel surya. Baterai memungkinkan sistem untuk memberikan daya saat matahari tidak bersinar. Dalam pasaran terdapat 2 macam baterai yaitu baterai berbasis lead acid dan lithium. Baterai lead acid banyak digunakan pada kendaraan, penerangan, sistem UPS, dan aplikasi penyimpanan energi, sedangkan baterai lithium digunakan pada telepon, laptop, kendaraan listrik, dan baru-baru ini pada sistem energi surya. Baterai lead acid lebih berat jika dibandingakn dengan baterai lithium sehingga memerlukan perawatan regular dan memperpendek umur baterai.
Dari segi dampak ke lingkungan, baterai lead acid memiliki dampak lingkungan yang lebih besar karena memerlukan lebih banyak bahan baku pembuatan baterai jika dibandingkan dengan baterai lithium. Dari segi biaya install, baterai lithium lebih murah dibandingkan baterai lead acid karena baterai lithium lebih ringan sehingga lebih mudah untuk diinstall dan menurunkan 80% biaya install.
Ikuti tulisan menarik Umi Widi Astuti lainnya di sini.
