Tahukah kamu pada saat ini hampir semua rumah tempat tinggal menggunakan sumber energi dari jaringan PLN. Sementara sumber energi listrik yang disediakan oleh PLN dari fosil batubara sudah terbatas sehingga sebisa mungkin dilakukan penghematan dalam pemakaian listrik. Salah satu cara yang digunakan adalah setiap rumah menggunakan Rroof top solar panel, yang bertujuan untuk mengurangi ketergantungan sumber energi dari PLN.
Berbicara mengenai Rooftop solar panel, penggunaan yang paling populer di kalangan masyarakat adalah PLTS Off-grid. Dikarenakan sistem Off-grid ini memungkinkan untuk menyimpan tenaga surya dalam baterai untuk digunakan ketika jaringan listrik mati bahkan ketika tidak ada di jaringan. Sistem Off-grid ini tidak dapat memberikan daya untuk semua beban listrik yang digunakan karena biaya dan volume baterai akan menjadi penghalang berat karena membutuhkan biaya lebih mahal dan banyak peralatan khusus yang harganya cukup tinggi.
Untuk mengetahui bagaimana pemasangan PLTS Off-grid, terlebih dahulu kita harus mengetahui sistem topologi pada PLTS Off-grid. Untuk penentuan topologi pada pemasangan PLTS off-grid harus memperhatikan beberapa hal yaitu :
-
Tersedianya jaringan utilitas (PLN), pada sistem eksisting, ada PLTD eksisting yang digunakan untuk menyuplai beban. PLTD ini dapat dianggap sebagai jaringan utilitas.
-
Pembangkit eksisting memiliki kendali otomatis, generator diesel sudah beroperasi sejak lama, biasanya sistem kendalinya masih dioperasikan secara manual oleh operator. Oleh sebab itu, dibutuhkan penambahan atau penggantian sistem kendali agar dapat dioperasikan secara otomatis.
-
Pembangkit eksisting dapat diintegrasikan dengan PLTS, pembangkit eksisting merupakan generator diesel yang dinilai memiliki kemampuan ramping daya yang relatif tinggi. Oleh sebab itu, generator eksisting dapat dianggap mampu untuk diintegrasikan dengan PLTS. Oleh karena itu, alur yang diambil adalah alur “YA”.
-
Penetrasi daya siang hari < 25%, untuk menurunkan biaya pembangkitan sistem eksisting, target penetrasi PLTS yang diharapkan cukup besar di atas 25%.
-
Penetrasi daya siang hari > 50%, diharapkan memiliki penetrasi yang cukup tinggi sehingga dapat memberikan dampak penurunan yang cukup signifikan terhadap biaya pembangkitan listrik. Oleh sebab itu, diharapkan PLTS memiliki penetrasi di atas 50%.
Berdasarkan alur tersebut, topologi yang dipilih adalah sistem PLTS Mikrogrid Interaktif, yakni integrasi sistem PV, baterai, dan generator diesel eksisting. Lalu perlu diketahui juga bahwa untuk design system PLTS Off-grid juga memperhatikan tahapan desain setelah penentuan topologi, yaitu:
-
Evaluasi Sistem Eksisting
-
Penentuan Skema Operasi
-
Perhitungan Kapasitas
-
Evaluasi Lahan
-
Pemilihan Komponen
-
Penentuan Konfigurasi
-
Analisis Performa
Setelah mengetahui topologi dan tahapan designnya, selanjutnya diperlukan komponen komponen yang dipasang dalam PLTS Off-grid ada komponen barang terdiri atas modul PV, inverter PV, solar charge controller, DC Combiner Box, panel distribusi, baterai, kabel (AC dan DC), sistem proteksi, penyangga modul, dan energy limiter dan komponen jasa terdiri atas jasa pengiriman, jasa instalasi, dan jasa konstruksi.
a. Modul PV
Jenis sel PV yang biasa digunakan adalah tipe polycrystalline dengan pertimbangan berbagai faktor seperti kondisi iklim Indonesia, efisiensi, biaya, dan pangsa pasar global. Umumnya modul PV memiliki spesifikasi teknis yang dibedakan dalam dua kondisi, Standard Test Condition (STC) dan Normal Operating Test Condition (NOTC). Modul PV harus disertifikasi dengan standar IEC 61215 dan IEC 61730. IEC 61215 adalah pemeriksaan standar penuaan/degradasi untuk modul PV Crystalline , sedangkan IEC 61730 adalah pemeriksaan standar untuk persyaratan tahan api menurut ANSI/UL 70. Untuk modul Pv nya bisa menggunakan panel surya dengan merk INSCOM KMM27100 dengan tipe sel Monoycrystalline silicon.
b. Inverter PV
Untuk menentukan jumlah modul secara seri dan paralel beberapa faktor yang harus dipertimbangkan adalah tegangan MPP minimum dan maksimum dari inverter, jumlah MPPT dan string, input arus maksimum, input arus dan tegangan modul maksimum, dan tegangan rangkaian terbuka. Untuk menentukan jumlah seri, tegangan rangkaian terbuka (Voc) modul tidak boleh melebihi tegangan input maksimum inverter. Inverter yang digunakan dalam sistem PLTS bisa dengan merk Visero model VIO 500W PSW yang memilki spesifikasi yang bagus.
c. Battery Energy Storage System
Battery energy storage system (BESS) terdiri dari dua peralatan utama yaitu baterai dan bi-directional inverter. Kapasitas baterai harus didesain agar dapat mengakomodasi ramping daya maksimum dengan kapasitas energi yang sesuai. Baterai membutuhkan kemampuan untuk charge dan discharge secara cepat sehingga siap untuk mengkompensasi karakteristik intermittency PLTS. BESS yang tersedia di pasaran terbagi menjadi 2 tipe, yaitu sistem yang baterai + inverter yang menjadi satu kesatuan dan sistem yang inverter dan baterainya terpisah. Dapat menggunakan jenis baterai Energy Cell 106-RE yang memiliki kapasitas 100 Ah dengan tegangan normal kerja 12 Volt. Dengan 2 unit baterai yang sama dan pemasangan baterai secara parallel, maka didapatkan tegangan kerja 12 Volt dan kapasitas total 200 Ah.
d. Kabel
Perlu diketahui bahwa kabel untuk menghantarkan daya AC dan DC tidak bisa disamakan karena karakteristiknya yang berbeda. Kabel yang digunakan dari modul surya hingga ke inverter harus menggunakan kabel DC, sementara kabel setelah inverter menggunakan kabel AC. Ukuran kabel keluaran dari combiner box DC harus lebih besar daripada kabel dari modul surya karena kabel tersebut menghantarkan arus yang lebih besar.
e. Solar Charger Controller
Pada kondisi lapangan, panel surya selalu memiliki nilai tegangan dan arus yang berubah, hal ini disebabkan nilai radiasi matahari yang selalu berubah dan terkadang tidak optimal. Sedangkan dalam pengisian baterai, dibutuhkan nilai tegangan dan arus yang konstan. Maka digunakan Solar Charger Controller yang berfungsi untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai sehingga tegangan dan arus menjadi konstan.dan mengatur kelebihan pengisian pada baterai dan juga kelebihan tegangan dari panel surya, hal ini bertujuan sebagai tindakan perawatan baterai dikarenakan kelebihan tegangan dan pengisian dapat mengurangi umur baterai.
Dalam pemilihan modul, perlu diketahui bahwa semakin besar kapasitasnya (Wp/m2) maka akan semakin sedikit lahan yang dibutuhkan. Namun, semakin tinggi kapasitas modul maka tegangan dan arusnya pun akan semakin tinggi sehingga pemilihan inverter dan konfigurasinya perlu disesuaikan. Sistem PLTS sebaiknya disusun lebih dari 2 unit inverter untuk meminimalkan hilangnya produksi ketika terjadi gangguan pada inverter. Dengan demikian, untuk penentuan komponen utama dan konfigurasi sistem desain awal sebaiknya digunakan untuk proses lebih lanjut adalah nilai setelah penentuan komponen utama dan penentuan konfigurasi karena nilai kapasitasnya telah disesuaikan dengan ketersediaan komponen di pasar sehingga dapat meminimalkan eror pada perhitungan biaya proyek nantinya.
Ikuti tulisan menarik Rizky Putri Adelina Harahap lainnya di sini.
