01 PHOTOVOLTAIK
-
Upload
jos-asmonov -
Category
Documents
-
view
8 -
download
0
description
Transcript of 01 PHOTOVOLTAIK
-
1
Kesepahaman Agenda 21 Global
Pemanfaatan Energi Surya Melalui Photovoltaik Sebagai Upaya Pengembangan Energi Baru Terbarukan Dalam Rangka
Diversifikasi Energi Mix di Indonesia
Penulis: Drs. ASMUNIV, MT
NIP. 19611009 198803 1 001 (Widyaiswara PPPPTK-VEDC Malang)
ABSTRAKSI
Memasuki abad ke 21 merupakan era abad industrialisasi dan diperkirakan pada pada tahun 2050 kebutuhan energi dunia meningkat dua kali atau hampir mendekati angka tiga kali lipat sebanding dengan pertumbuhan populasi penduduk secara global. Beban ini dirasakan dari tahun ke tahun semakin bertambah berat, terutama ketergantungan terhadap sumber energi fosil sebagai pemasok energi utama masih begitu tinggi, situasi ini menyebabkan kelangkaan dan persediaan sumber energi fosil dari tahun ke tahun semakin menipis dan amat terbatas. Kondisi ini turut menperkuat terjadinya krisis energi dan secara tidak langsung membuat harga energi menjadi mahal dan semakin bertambah melambung tinggi.
Perkembangan dunia industri dan peningkatan jumlah penduduk yang tidak terkendali secara langsung dapat mengakibatkan tuntutan kebutuhan dan persediaan sumber energi semakin meningkat. Permasalahan ini dirasakan hampir sebagian besar negara-negara di seluruh dunia. Persediaan energi fosil yang terbatas dengan kebutuhan yang meningkat, menyebabkan harga menjadi mahal. Selain itu dampak eksploitasi energi fosil yang berlebihan khususnya minyak bumi terbukti telah membawa dampak polusi udara serta pengotoran lingkungan menjadi panorama sebagai ciri khas kota-kota besar negara berkembang saat ini, terutama seperti kota-kota besar di negara-negara berkembang seperti Jakarta, New Delhi dan kota-kota besar di belahan benua Amerika Latin seperti Rio de Janeiro. Untuk itu dalam waktu mendesak segera perlu dipikirkan, bagaimana upaya mencari energi alternatif sebagai sumber energi pengganti.
Pemerintah Indonesia tengah menyiapkan rencana induk (blue print) atau pemetaan persoalan (roadmap) mengenai pengembangan energi terbarukan 2005-2020. Dalam jangka panjang energi terbarukan itu, diharapkan dapat memberikan kontribusi yang signifikan dalam penyediaan energi yang berkelanjutan di masa depan. Penyiapan rencana induk itu merupakan kelanjutan atas kebijakan energi nasional.
Sebagai negara yang beriklim tropis, energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh Pemerintah Indonesia, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar. Dampak positif dalam mendorong pemanfaatan energi terbarukan khususnya pembangkit listrik, pemerintah Indonesia disebutkan juga telah menyiapkan beberapa peraturan, antara lain: Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun 2005 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan Penggunaan Sumber Energi Setempat, dengan Mengutamakan Pemakaian Energi Terbarukan.
Kata Kunci: Kesepahaman Agenda Teknologi Abad 21, Peraturan Pemerintah Indonesia Tentang Energi Baru Terbarukan, Kebutuhan Energi Dunia, Efek Gas Rumah Kaca, Konsep Green Technology-Training Center (GTTC), Konsep PLTS off Grid, Konsep PLTS on Grid, Solar Modul, Inverter, Komunikasi energi,
-
2
1. LATAR BELAKANG
1.1. PPPPTK/VEDC-BOE Malang
Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga
Kependidikan atau lebih dikenal dengan sebutan Vocational Education
Development Center (PPPPTK/VEDC-BOE) Malang merupakan bagian terpadu
dari sistem Pendidikan Nasional di bawah naungan Direktorat Jenderal
Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan
Nasional, dalam hal ini Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah.
Sejarah PPPPTK/VEDC-BOE Malang didirikan pada tahun 1982, dengan nama
Pusat Pengembangan dan Penataran Guru Teknologi (PPPGT-Malang) yang
mana tugas utama pada saat itu adalah mencetak (D3GT) dan melatih guru-
guru Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) di bidang Teknologi di kawasan
Indonesia Bagian Timur.
Gambar 1. View Depan PPPPTK/VEDC-BOE Malang
Sejalan dengan perkembangan dan tuntutan kebutuhan teknologi
saat ini, maka PPPPTK/VEDC-BOE Malang sudah seharusnya perlu merevisi
dan memperbaiki visi, misi dari tujuan pendidikan dan pelatihan kita.
Pembangunan sistem pendidikan dan pelatihan dengan mempertimbangkan
Green development tidak dapat terlepas dari pembangunan kebutuhan
masyarakat saat ini secara utuh (berkelanjutan). Konsep pembangunan
pendidikan yang demikian, yakni dengan memperhatikan kesejahteraan
ekonomi, ekologi dan keadilan sosial dengan menyertakan masyarakat sebagai
bagian yang tidak terpisahkan (terintegrasi) dari sistem alam (ekosistem)
merupakan sistem pendidikan dan pelatihan yang menerapkan kurikulum hijau.
Pembangunan kurikulum pendidikan yang tidak berwawasan lingkungan dan
tidak menyertakan masyarakat sebagai subjek sosial merupakan sistem
pendidikan yang egois (dampak egois masyarakat kelak akan menimbulkan
-
3
bencana). Sifat egois dari masyarakat berperan dapat merusak lingkungan.
Konsep Hijau lebih mengedepankan pemberdayaan masyarakat sekitar
sebagai bagian integral dari pembangunan kurikulum pendidikan/pelatihan yang
ramah lingkungan (Agenda 21 Global).
1.2. Kebutuhan Energi Dunia
Kebutuhan energi listrik global dari tahun ke tahun semakin
meningkat. Peningkatan kebutuhan energi listrik tersebut sejalan dengan
meningkatnya laju pertumbuhan penduduk, ekonomi, dan pesatnya
perkembangan di sektor industri. Guna mendukung pembangunan yang
berkelanjutan (sustainable development), maka pemerintah Indonesia telah
menyusun kebijakan energi nasional dengan melakukan pendekatan yang
terintegrasi dengan memperhatikan dan mempertimbangkan masalah
konservasi serta kemampuan daya dukung dari lingkungan sekitar. Oleh karena
itu eksploitasi terhadap sumber daya alam dan sumber daya manusia harus
memperhatikan kebutuhan generasi sekarang baik secara ekonomis, ekologis
maupun sosial tanpa mengurangi kebutuhan generasi yang akan datang.
Sampai saat ini masalah kebutuhan energi dunia masih didominasi
oleh sumber energi tak terbarukan (fosil). Pemanfaatan sumber energi fosil,
seperti minyak bumi, gas dan batubara, secara alamiah dari tahun ke tahun
jumlahnya semakin menipis dan terbatas. Disamping itu dampak dari
penggunaan energi fosil, mulai dari proses penyediaan, pengolahan,
transportasi dan hingga sampai pada pemanfaatan, terutama terkait dengan
masalah pemanfaatan kebutuhan energi di sektor transportasi sampai saat ini
masih menggunakan sumber energi fosil. Mengingat kecenderungan
penggunaan energi fosil yang cenderung semakin meningkat dengan jumlah
produksi semakin menipis dan terbatas. Disamping itu, terutama terkait dengan
masalah dampak perubahan iklim (climate change) yang ditimbulkan akibat
penggunaan energi fosil. Maka dari itu, perubahan cara pandang negara-
negara di dunia mulai cenderung mengurangi penggunaan sumber energi fosil
dan mengalihkan perhatiannya pada pemanfaatan sumber energi terbarukan
(renewable energy source) sebagai sumber energi pengganti masa depan
ramah lingkungan.
-
4
Menurut proyeksi Badan Energi Dunia (International Energy
Agency-IEA), menunjukan bahwa permintaan kebutuhan energi dunia terus
mengalami peningkatan. hingga tahun 2030 permintaan energi dunia meningkat
sebesar 45% atau rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6% per tahun.
Sebagaian besar atau sekitar 80% kebutuhan energi dunia tersebut dipasok
dari bahan bakar fosil.
Tabel 1 Kebutuhan energi primer dunia sampai tahun 2030.
Berdasarkan proyeksi Badan Energi Dunia (IEA) selama periode
2006-2030, permintaan energi dunia sebagian besar didominaasi dari negara-
negara non OECD yakni sebesar 87 %. Pertumbuhan permintaan energi China
diproyeksikan paling besar dibandikan dengan kawasan lainnya. India,
belakangan ini juga memperlihatkan pertumbuhan permintaan energi cukup
besar satu tingkat dibawah China.
Berdasarkan data, bahwa pertumbuhan energi pada periode
tersebut, juga ditandai dengan menempatkan posisi batubara sebagai urutan ke
dua terpenting pemasok sumber energi setelah minyak. Pemakaian batubara
diperkirakan mengalami peningkatan tiga kali lipat hingga 2030. Sebesar 97%
pemakaian batubara adalah non OECD dengan China mengkonsumsi dua
pertiga terbesar di dunia.
Posisi batubara dalam memasok energi sejalan dengan
meningkatnya permintaan pembangunan pembangkit listrik di sejumlah
kawasan yang didorong pula oleh pertumbuhan ekonomi dan pendapatan.
Pertumbuhan permintaan batubara diproyeksikan tumbuh sekitar 2% per tahun
(pada periode 2006-2007 permintaan batubara tumbuh 4,8%). Terhadap
permintaan energi dunia batubara menyumbang 26% tahun 2006 menjadi 29%.
-
5
Posisi kedua setelah batubara, pasokan energi dunia secara
berurutan disumbang oleh gas, biomasa, nuklir, hydro dan sumber energi baru
dan terbarukan. Peran sumber energi baru dan terbarukan (EBT) untuk
kelistrikan memperlihat terus mengalami peningkatan. Diproyeksikan mulai
2010 peran energi baru dan terbarukan dalam kelistrikan menduduki posisi ke
dua setelah batubara dan hydro.
Meskipun demikian, berdasarkan analisa dari IEA kecenderungan
pemakaian energi dunia masih dibayang-bayangi beragam masalah terkait
dengan aspek sosial, lingkungan dan ekonomi. Keamanan cadangan dan impor
minyak dan gas semakin sangat bergantung kepada OPEC. Pada sisi lain
peningkatan pemakaian bahan bakar fosil memicu perubahan iklim. Untuk itu
sebagai upaya meredam perubahan iklim global, maka Badan Energi Dunia
(IEA) menganjurkan pemakaian energi yang bersih dan efisien guna menekan
naiknya emisi gas karbon.
1.3. Isu Lingkungan Global
Efek Gas Rumah Kaca (Green House Effect), marupakan gejala
alam dengan ditandai naiknya suhu permukaan bumi akibat naiknya
konsentrasi gas CO2 dan gas-gas lainnya di atmosfir yang diakibatkan oleh
kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organic
lainnya yang melampaui kemampuan tumbuh-tumbuhan dan laut untuk
mengaborsinya. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfir,
semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi,
kemudian dipantulkan dan diserap kembali oleh atmosfir. Efek ini akan
menyebabkan suhu permukaan bumi menjadi semakin meningkat (pemanasan
global/global warming), sehinggga mengakibatkan adanya perubahan iklim
(climate change) yang sangat ekstrim di bumi dan pada akhirnya akan
berpengaruh, permukaan air laut semakin meningkat, banjir bandang dan pada
akhirnya mempengaruhi pola tanam sistem pertanian.
-
6
Gambar 2. Efek Gas Rumah Kaca
Kontributor terbesar pemanasan global saat ini adalah Karbon
Dioksida (CO2), metana (CH4) yang dihasilkan agrikultur dan peternakan
(terutama dari sistem pencernaan hewan-hewan ternak), Nitrogen Oksida (NO)
dari pupuk, dan gas-gas yang digunakan untuk kulkas dan pendingin ruangan
(CFC). Rusaknya hutan-hutan yang seharusnya berfungsi sebagai penyimpan
CO2 juga makin memperparah keadaan ini karena pohon-pohon yang mati akan
melepaskan CO2 yang tersimpan didalam jaringannya ke atmosfer.
Setiap gas rumah kaca memiliki efek pemanasan global yang
berbeda-beda. Beberapa gas menghasilkan efek pemanasan lebih parah dari
CO2. Sebagai contoh sebuah molekul metan menghasilkan efek pemanasan 23
kali dari molekul CO2. Molekul NO bahkan menghasilkan efek pemanasan
sampai 300 kali dari molekul CO2. Gas-gas lain seperti chlorofluorocarbons
(CFC) ada yang menghasilkan efek pemanasan hingga ribuan kali dari CO2.
Tetapi untungnya pemakaian CFC telah dilarang di banyak negara karena CFC
telah lama dituding sebagai penyebab rusaknya lapisan ozon.
1.4. Kesepahaman Agenda 21 Global
-
7
Di abad ke21, pembangunan mulai bergeser ke arah yang
berkelanjutan. Melalui berbagai pemikiran yang berkembang di dunia sejak
tahun 1960an, pembangunan yang bersifat ekspansif diupayakan beralih
menjadi pembangunan yang berkelanjutan (Sustainable Development), yakni
pembangunan yang memperhatikan kebutuhan saat ini tanpa mengurangi hak
pemenuhan kebutuhan bagi generasi mendatang. Gambar 3 memperlihatkan
ciri-ciri dari konsep pembangunan berkelanjutan.
Gambar 3: Tiga Pilar Konsep Pembangunan Berkelanjutan
Ciri-ciri pembangunan berkelanjutan harus mengacu pada tiga aspek penting,
yaitu pembangunan hendaknya tidak hanya mementingkan dari sisi aspek
ekonomi saja, namun juga harus memperhatikan sisi aspek sosial dan dapat
mengurangi dampak negatif terhadap kerusakan lingkungan (ekologis).
Tabel 2. Pemikiran-pemikiran tentang syarat-syarat proses pembangunan
berkelanjutan.
Dimensi/Aspek Brundtland, GH. 1987 ICPQL 1996 Becker, F. Et al 1997
Ekonomi Pertumbuhan ekonomi untuk pemenuhan kebutuhan dasar
Ekonomi kesejahteraan
Ekonomi kesejahteraan
Lingkungan Lingkungan untuk generasi sekarang dan mendatang
Keseimbangan lingkungan yang sehat
Lingkungan adalah dimensi sentral dalam proses sosial
Sosial
Pemenuhan kebutuhan dasar bagi semua
Keadilan sosial, kesetaraan jender, rasa aman, menghargai
Penekanan pada proses pertumbuhan sosial yang
-
8
diversitas budaya dinamis, keadilan sosial dan kesetaraan
Ekonomi Kesejahteraan merupakan pertumbuhan ekonomi yang
ditujukan untuk kesejahteraan semua anggota masyarakat, dan dapat dicapai
melalui teknologi yang inovatif berdampak minimum terhadap lingkungan.
Lingkungan Berkelanjutan merupakan etika lingkungan non antroposentris yang
menjadi pedoman hidup masyarakat, sehingga mereka selalu mengupayakan
kelestarian dan keseimbangan lingkungan, pentingnya peranan konservasi
sumberdaya alam, dan mengutamakan peningkatan kualitas hidup non
material. Keadilan Sosial, merupakan perwujudan dari nilai-nilai keadilan dan
kesetaraan akses terhadap sumberdaya alam dan pelayanan publik,
menghargai diversitas budaya dan kesetaraan jender.
Senyampang dengan tingginya disparitas sosial di masyarakat dan
kerusakan lingkungan karena perilaku di sektor industri tanpa didukung
kemampuan teknologi yang berwawasan lingkungan, sehingga semakin
mempercepat parahnya kerusakan lingkungan seperti semakin meningkatnya
efek pemanasan global akibat emisi gas rumah kaca. Dengan situasi dan
kondisi tersebut, maka masalah yang menyangkut isuisu Green Energy
menjadi prioritas penting dalam upaya mendukung konsepkonsep seperti
teknologi hijau (Green Technology), industri hijau (Green Industry), Corporate
Social Responsibility (CSR), dan EcoIndustrial Park (EIP) telah banyak
dikembangkan dan diterapkan oleh banyak negara, baik di negara-negara maju
maupun di negara-negara berkembang seperti Indonesia.
Paradigma pembangunan Indonesia sebelum dicetuskannya
konsep pembangunan berkelanjutan adalah hanya bertumpu pada
pertumbuhan ekonomi semata, yakni pembangunan tanpa mempertimbangkan
aspek-aspek penting lainnya, seperti aspek keseimbangan ekologi, aspek
keadilan sosial, aspek aspirasi politis dan sosial budaya dari masyarakat
setempat. Gambar 4 memperlihatkan tahapan-tahapan revolusi konsep
pembangunan berkelanjutan.
-
9
Gambar 4: Tahapan-tahapan Pembangunan Berkelanjutan
Masalah pembangunan berkelanjutan terutama di bidang
pendidikan akan menjadi tantangan bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
PPPPTK/VEDC-BoE Malang harus menjadi pelopor dalam pengembangan
sains, teknologi, dan manajemen yang terarah ke pembangunan berkelanjutan-
pendidikan dengan konsep Green Training Campus terutama di bidang
teknologi. Arah tujuan pelatihan yang berwawasan lingkungan ini akan menjadi
keunggulan kompetitif (competitive advantage) bagi PPPPTK/VEDC-BOE
Malang untuk bersaing di era abad 21 Global, selain itu sebagai upaya bagi
PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk menghasilkan lulusan pelatihan dengan
konsep Green Technology-Training Center yang kelak dapat mewujudkan
rasa kepekaan serta kepedulian terhadap Global Green Development sebagai
pengabdian nyata dan tanggung jawab PPPPTK/VEDC-BOE Malang terutama
di bidang pembangunan teknologi yang berkelanjutan.
1.5. Konsep Green Technology-Training Center (GTTC)
Green Development didalam ruang lingkup pembangunan
berkelanjutan memiliki definisi dan arti yang sangat luas. Konsep Hijau tidak
hanya terkait dengan pembangunan berkelanjutan yang hanya berbicara dan
mengedepankan masalah ramah lingkungan (ekologis) saja, melainkan juga
dapat berhubungan dengan penerapan suatu sistem yang terintegrasi, holistik,
dan efisien. Hakekat di dalam Konsep Hijau dapat berupa infrastruktur,
perencanaan, dan sistem dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki hubungan
dan kedekatan dengan ekosistem, di mana energi yang berasal dari dukungan
sumber daya alam dimanfaatkan secara efisien, dimana materi dimanfaatkan
dari satu entitas ke entitas yang lain dalam sistem siklus tanpa merusak
-
10
lingkungan/alam sekitar. Gambar 5: Memperlihatkan Green Concept
PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
Gambar 5. Green Concept PPPPTK/VEDC-BoE Malang
Di dalam konsep mengenai Green Development terutama di
bidang teknologi hendaknya dapat dipertimbangkan sebagai ide awal untuk
pengembangan kurikulum SMK bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai
pusat pelatihan energi baru terbarukan (EBT). Maka dari itu kedepan konsep
Green Technology-Training Center (GTTC) sangat sesuai dengan arah
perkembangan sains dan teknologi yang merupakan perwujudan dari semangat
kesepahaman agenda 21 global. Selain itu PPPPTK/VEDC-BoE Malang dapat
berperan serta menjadi pelopor solusi bagi pembangunan berkelanjutan
(sustainable development) di dalam Negara Kesatuan Kepulauan Republik
Indonesia khususnya kurikulum pendidikan sekolah menengah kejuruan.
Green Technology-Training Center (GTTC) merupakan bentuk
perwujudan dari penerapan Green Concept di dalam proses pendidikan dan
pelatihan (diklat). Di dalam Green Technology-Training Center (GTTC).
PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai institusi Pendidikan dan pelatihan di
bidang teknologi harus dapat mengarahkan proses pendidikan dan pelatihan
projek, dan pengabdian masyarakatnya ke arah pembangunan yang
berwawasan lingkungan dan berkelanjutan dan didukung oleh Kurikulum
Pendidikan Abad 21 yang merupakan kurikulum berwawasan Teknologi
Hijau dan Lingkungan Hijau.
-
11
Gambar 6. Konsep Green Technology-Training Center (GTTC)
Pengembangan paradigma kurikulum 2013 merupakan kurikulum
abad 21 Hijau berhubungan dengan tujuan pendidikan dan projek yang terarah
pada isuisu pembangunan berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Melalui
Kurikulum Hijau, hendaknya konsep pelatihan di PPPPTK/VEDC-BOE Malang
mengacu pada pokok bahasan dengan materi pelatihan yang mengarah pada
konsep teknologi hijau, sistem manajemen lingkungan dan ekoefisiensi
(perilaku hemat energi). Dan untuk membiasakan perilaku hemat energi dapat
dimulai dari lingkungan training, sehingga pengelolaan lingkungan training
dapat menjadi sarana pembelajaran termasuk perilaku membiasakan hemat
energi baik itu di lingkungan training ataupun di rumah, sehingga kelak dapat
terbentuk manusia-manusia yang memiliki wawasan berkelanjutan.
Di dalam konsep Hijau, sumberdaya dimanfaatkan seefisien mungkin.
Teknologi Hijau yaitu suatu konsep pemilihan dan penerapan teknologi dengan
mempertibangkan kemampuan daya dukung dari sumberdaya alam sehingga dapat
meningkatkan efisiensi dalam pemanfaatan sumberdaya sedikit mungkin sehingga
mengurangi limbah yang dihasilkan.
-
12
Gambar 7: Konsep Kurikulum Hijau
Perencanaan Teknologi Hijau Green Technology berkaitan erat
dengan kebutuhan pembangunan infrastruktur dan fasilitas pendidikan dan
pelatihan (diklat) yang memenuhi kriteria Konsep Kampus Hijau Green
Campus Concept. Kampus PPPPTK/VEDC-BOE Malang hendaknya tidak
hanya sekedar memikirkan pendidikan dan pelatihan yang mengacu pada
Pendidikan Lingkungan Hidup saja, tapi hendaknya juga berupaya untuk
memprioritaskan perencanaan infrastruktur dengan keberadaan peralatan yang
berbasis pada konsep pemikiran teknologi hijau. Konsep perencanaan teknologi
hijau dengan dukungan konsep kampus hijau Green Concept Campus
bertujuan memberikan contoh bagaimana pemanfaatan energi baru terbarukan
(EBT) dengan memperhatikan daya dukung sumber daya alam, sehingga
terciptanya suasana pembelajaran yang kondusif dan nyaman selama
berlangsungnya proses pendidikan dan pelatihan di Kampus PPPPTK/VEDC-
BoE Malang.
Gambar 8. Konsep Diklat Green Curriculum di Kampus PPPPTK/VEDC-BoE Malang
-
13
1.6. Kebijakan Pemerintah Indonesia
Sistem penyediaan dan pemanfaatan energi berkelanjutan telah
menjadi agenda internasional dan telah disepakati pada Konferensi Tingkat
Tinggi Pembangunan Berkelanjutan (World Sumit on Sustainable Development)
di Johannesburg Afrika Selatan pada bulan September 2002. Untuk
mewujudkan sistem penyediaan dan pemanfaatan energi yang berkelanjutan
dapat ditempuh dengan memadukan konsep optimasi pemanfaatan energi baru
terbarukan (EBT), pemilihan dan penggunaan teknologi energi tepat dan efisien
dan dengan membudayakan pola hidup hemat energi, yang lebih dikenal
dengan Energi Hijau (Green Energy).
Komitmen pemerintah Republik Indonesia melanjutkan pelaksanaan
pembangunan berkelanjutan telah digariskan di dalam Garis Besar Haluan
Negara (GBHN) serta program-program pemerintah dalam pelaksanaan
pembangunan nasional melalui pengelolaan sumberdaya alam dan
pemeliharaan daya dukungnya guna membawa manfaat bagi peningkatan
kesejahteraan generasi sekarang tanpa mengurangi hak generasi mendatang.
Peranan aktif Indonesia di dalam pembahasan isu pembangunan
berkelanjutan dan persiapan pelaksanaan World Summit on Sustainable
Development 2002 dimaksudkan untuk menunjukkan kepada masyarakat
bangsa-bangsa mengenai komitmen Indonesia tersebut.
Kebijakan pemerintah mempertahankan pos Menteri Negara
Lingkungan Hidup di dalam kabinet gotong royong serta upaya pemerintah
membentuk Dewan Pembangunan Berkelanjutan dinilai masyarakat
internasional sebagai komitmen kuat pemerintah RI dalam melaksanakan
program pembangunan berkelanjutan (sustainable development).
Untuk mendorong pemanfaatan energi terbarukan bagi pembangkit
listrik, pemerintah Indonesia disebutkan juga telah menyusun beberapa
peraturan antara lain Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun 2005 tentang
Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan Penggunaan
Sumber Energi Setempat, dengan Kewajiban Mengutamakan Pemakaian
Energi Terbarukan.
Untuk meningkatkan kapasitas terpasang dan mendorong peran
serta pengusaha kecil dan menengah dalam energi terbarukan, pemerintah
telah menyusun program pembangkit listrik skala kecil, dengan menggunakan
-
14
energi terbarukan. "Program ini mengatur listrik yang dihasilkannya,
berdasarkan skema itu nantinya dapat dibeli dan digunakan oleh perusahaan
nasional dalam hal ini PT Perusahaan Listrik Negara (PLN).
Untuk mendukung upaya dan program pengebangan EBT,
pemerintah sudah menerbitkan serangkaian kebijakan dan regulasi yang
mencakup Peraturan Presiden No. 5/2006 tentang Kebijakan Energi Nasional,
Undang-Undang No. 30/2007 tentang Energi, Undang-undang No. 15/1985
tentang Ketenagalistrikan, PP No. 10/1989 sebagaimana yang telah diubah
dengan PP No. 03/2005 Tentang Perubahan Peraturan Pemerintah No. 10
Tahun 1989 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Tenaga Listrik dan PP No.
26/2006 tentang Penyediaan & Pemanfaatan Tenaga Listrik, Permen ESDM
No. 002/2006 tentang Pengusahaan Pembangkit Listrik Tenaga Energi
Terbarukan Skala Menengah, dan Kepmen ESDM No.1122K/30/MEM/2002
tentang Pembangkit Skala Kecil tersebar. Saat ini sedang disusun RPP Energi
Baru Terbarukan yang berisi pengaturan kewajiban penyediaan dan
pemanfaatan energi baru dan energi terbarukan dan pemberian kemudahan
serta insentif.
Visi kebijakan pengembangan energi terbarukan dan konservasi
energi adalah terwujudnya penyediaan dan pemanfaatan energi yang efisien,
bersih, handal, dan harga yang terjangkau dalam kerangka pembangunan
berkelanjutan.
Berdasarkan visi, maka misi kebijakan pengembangan energi
terbarukan dan konservasi energi adalah upaya menjaga kesinambungan
ketersediaan energi nasional yang berkelanjutan (security of supply) dan
memaksimalkan pemanfaatan energi terbarukan serta mendorong penguasaan,
penerapan dan penggunaan teknologi yang efisien dan hemat energi sehingga
terciptanya budaya hemat energi di masyarakat, terwujudnya pemerataan
kesejahteraan di masyarakat dan pada akhirnya adanya peningkatan partisipasi
masyarakat dalam hal penggunaan dan pemanfaatan energi baru terbarukan
dan konservasi energi.
1.7. Geografis
Dilihat secara geografis posisi Indonesia terletak antara 60LU
sampai 110LS dan 950BT sampai 1410BB, antara Samudera Pasifik dan
-
15
Samudera Hindia, antara Benua Asia dan Benua Australia, dan antara
pertemuan dua rangkaian pegunungan, yaitu Sirkum Pasifik dan Sirkum
Mediterania. Posisi letak geografis yang demikian menempatkan Indonesia
berada pada posisi silang yang strategis dibawah garis khatulistiwa dan berada
di daerah yang beriklim tropis yang panasnya merata sepanjang tahun,
sehingga semua wilayah dapat menerima energi panas dari sinar Matahari
yang melimpah hampir sepanjang hari. Berdasarkan data kekuatan radiasi sinar
matahari yang sampai di Bumi, yang berasal dari 18 lokasi di Indonesia, radiasi
surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai berikut: untuk
kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di Kawasan
Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar
10%; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1kWh/m2/hari dengan
variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi angin rata-rata Indonesia
sekitar 4,8kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.
Indonesia merupakan salah satu negara kepulauan terbesar di
dunia dengan luas wilayah sebesar 9,8juta-km2 yang terdiri dari lautan dan
daratan yang membentuk pulau-pulau besar dan keil. Luas wilayah lautan kira-
kira mencapai 7,9juta-km2 atau kira-kira 81% dari luas keseluruhan. Dan
sisanya luas daratan sekitar 1,9juta-km2 atau kira-kira 19% dari luas wilayah
secara keseluruhan. Seluruh wilayah Indonesia terdiri atas 18.110 buah pulau
besar dan kecil, dimana antara pulau yang satu dengan yang lainnya
dipisahkan oleh lautan. Dari seluruh pulau tersebut baru 6.044 yang memiliki
nama, sedangkan yang berpenghuni (didiami manusia) baru 931 pulau.
Kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil
dengan kondisi daerah-daerah yang terpencil menyebabkan sulit untuk
dijangkau oleh jaringan listrik konvensional. Untuk memenuhi kebutuhan energi
di daerah-daerah semacam ini, salah satu jenis energi yang cocok dan
potensial untuk dikembangkan adalah pemanfaatan energi surya.
Indonesia dengan negara kepulauan yang mempunyai kondisi
geografi yang sangat beragam. Dengan kondisi yang bersifat alami ini
menyebabkan terjadinya kesenjangan yang beragam, baik dalam sarana,
prasarana, sumberdaya manusia maupun dalam tingkat sosial ekonomi.
Dengan perbedaan kesenjangan tersebut, maka terdapat sebagian kondisi
-
16
daerah yang sudah maju dan terdapat kondisi daerah yang masih
terbelakang.
Gambar 9: Kondisi Geografis Indonesia
Oleh sebab itu pembangunan di wilayah dengan kondisi daerah
yang masih terbelakang perlu adanya penyediaan energi yang cukup, hal ini
bermanfaat untuk mengurangi disparitas ekonomi antar wilayah dan antara
perkotaan dan perdesaan, dengan demikian tingkat kesenjangannya dapat
diperbaiki dan pada akhirnya dapat meningkatkan pemerataan pembangunan.
Secara garis besar fokus permasalahan adalah kebutuhan energi
listrik domestik semakin meningkat dengan jumlah produksi terbatas, terutama
kebutuhan energi baik itu untuk masyarakat secara umum, industri skala kecil,
menengah maupun besar. Dampak semua itu menyebabkan eksploitasi
sumberdaya alam yang tak terkendali sehingga menyebabkan efek pemanasan
global di bumi semakin meningkat.
2. TUJUAN:
2.1. Penguatan penggunaan energi sel surya sebagai salah satu pemasok
energi baru terbarukan, sekaligus sebagai perwujudan dan tanggung
jawab PPPPTK-VEDC BoE Malang sebagai lembaga wisata diklat.
-
17
2.2. Mengetahui apakah pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber energi
guna memperlambat pemanasan global.
2.3. Mempersiapkan kurikulum Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP)
dalam rangka mewujudkan PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai Green
Technology-Training Center (GTTC).
2.4. Mempersiapkan peralatan untuk keperluan laboratorium Sistem Energi
Surya Photovoltaik (SESP) dalam upaya mendukung Green Technology-
Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.5. Memanfaatkan dalam pemilihan dan penggunaan teknologi hijau untuk
keperluan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) dalam upaya
mendukung Green Technology-Training Center (GTTC) di
PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.6. Menerapkan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) dalam rangka
mewujudkan kebutuhan energi alternatif terbarukan yang ramah
lingkungan.
2.7. Memperlakukan dan menerapkan photovoltaik pada Sistem Energi Surya
Photovoltaik (SESP) untuk keperluan berbagai macam beban yang
berbeda.
2.8. Membangun dan menerapkan perangkat lunak (interface) ke dalam
suatu sistem photovoltaik, seperti sistem off grid maupun on grid
terintegrasi pada Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP).
2.9. Merancang sistem kontrol untuk photovoltaik guna meningkatkan unjuk
kerja (efisiensi) dari Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP).
2.10. Menyiapkan sistem komunikasi energi khususnya di bidang energi baru
tebarukan guna mendukung Green Technology-Training Center (GTTC)
di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.11. Membangun sistem komunikasi energi berbasis WEB khususnya di
bidang energi baru tebarukan guna mendukung Green Technology-
Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
2.12. Menyiapkan sistem komunikasi energi berbasis GIS khususnya di bidang
energi baru tebarukan guna.
2.13. Mendidik dan Melatih guru maupun praktisi (energi alternatif) serta
masyarakat tentang energi alternatif pada tingkat regional maupun
nasional.
-
18
3. TARGET
Target/sasaran dari projek ini diharapkan dapat memberikan
pemahaman, kesadaran dan kepekaan terhadap peserta diklat, masyarakat,
widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat PPPPTK/VEDC-BOE Malang tentang
pentingnya pemanfaatan energi baru terbarukan. Target/sasaran khusus
pengembangan energi surya yang hendak dicapai dari projek ini adalah sebagai
berikut:
3.1. Terealisasinya modul-modul untuk keperluan pendukung laboratorium
energi baru terbarukan (EBT), baik itu untuk keperluan projek inovasi bagi
lembaga serta Diklat di bidang : photovoltaik, fuel cell dan Kincir angin.
3.2. Terealisasinya pemanfaatan energi surya melalui photovoltaik
menggunakan sistem Multiple String Solar Generator & Single String
Inverter yang terkoneksi langsung dengan jaringan PLN dalam upaya
mempersiapkan pengembangan energi baru terbarukan (EBT) selanjutnya
sebagai partisipasi terciptanya Green Technology-Training Center (GTTC)
di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
3.3. Penguasaan teknologi di bidang energi baru terbarukan (EBT) seperti
teknologi inverter dan teknologi untuk sistem komunikasi energi.
3.4. Untuk mendukung kebijakan pemerintah dalam hal meningkatkan peran
serta pemanfaatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) di
masyarakat dalam penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga
tercapainya target sampai pada tahun 2020 kapasitas terpasang sebesar
25 MW.
3.5. Mendorong untuk meningkatkan peran serta masyarakat dalam hal
pemanfaatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) baik itu sistem on
grid maupun off grid di kawasan perkotaan, sehingga beban
penggunaan energi fosil menjadi terkurangi.
3.6. Mendorong semakin murahnya harga komponen-komponen pendukung
untuk keperluan energi terbarukan seperti modul photovoltaik, inverter,
sehingga tercapainya komersialisasi.
3.7. Mendorong investor untuk memproduksi komponen-komponen pendukung
produksi dalam negeri khususnya untuk keperluan peralatan Sistem Energi
Surya Photovoltaik (SESP).
-
19
3.8. Mengurangi ketergantungan kebutuhan energi listrik
konvensional/domestik sehingga pada akhirnya dapat mengurangi efek
pemanasan global bumi.
4. MANFAAT:
Hasil projek ini diharapkan dapat memberi dampak manfaat bagi
peserta diklat, masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat di
PPPPTK/VEDC-BOE Malang. Sedangkan manfaat bagi peserta
diklat/masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat adalah sebagai
berikut:
4.1. Bagi Lembaga Diklat:
a. Hendaknya menjadi pelopor pusat dalam pengembangan Kurikulum
Hijau dengan didukung teknologi dan manajemen Hijau dalam
konsep pembangunan berkelanjutan.
b. Merupakan pusat pendidikan dan pelatihan berdasarkan konsep
teknologi Hijau berdasarkan arah gerak yang berwawasan lingkungan
menjadi program unggulan yang kompetitif (competitive advantage)
yang mampu bersaing di era globalisasi, selain itu juga menjadi upaya
bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk menghasilkan lulusan dengan
karya-karya yang merupakan refleksi pengabdian bagi Green
Development khususnya di lingkungan lembaga diklat sesuai dengan
potensi yang ada.
4.2. Bagi Widyaiswara dan Peserta Diklat:
a. Dapat digunakan sebagai tempat pengembangan profesi (penelitian)
berkenaan dengan pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT) dalam
hal penggunaan dan penerapan teknologi sesuai dengan konsep
Hijau.
b. Dengan kondisi peralatan laboratorium yang lengkap maka
widyaiswara mengajar dengan professional dan mengikuti
perkembangan jaman.
c. Peserta diklat akan memperoleh ilmu terkini tentang Energi Baru
Terbarukan dengan maksimal.
-
20
5. PEMILIHAN SOLAR MODAL & INVERTER
Sebelum projek ini direalisasi sesuai dengan tujuan yang telah
direncanakan, maka masalah yang perlu dipikirkan adalah pemilihan teknologi
yang akan digunakan harus sesuai dengan semangat kesepahaman teknologi
Hijau agenda abad 21 (Green Technology & Green Training).
Berdasarkan kajian-kajian dari segi teknis, maka produk yang
memenuhi persyaratan teknologi agenda abad 21 adalah inverter dari Sunny Boy
dapat direkomendasi sebagai komponen pendukung utama projek ini. Sedangkan
untuk Solar Modul yang sangat sesuai dengan spesifikasi projek adalah dari
produksi BP Solar, dengan alasan selain harganya tidak mahal, produk
monokristalin dari BP Solar memiliki efisiensi yang lebih baik dengan memberikan
garansi selama sampai 25 tahun.
Sesuai dengan tujuan diklat kurikulum hijau dan pokok-pokok
pikiran tertuang dalam GTTC, untuk itu diperlukan dukungan infrastruktur yang
terdiri dari 4 kelompok struktur program, yaitu:
a. Pemasangan photovoltaik on grid tiga fasa berbasis IT (Komunikasi Energi)
40kWatt
b. Laboratorium photovoltaik 7 Set
c. Laboratorium fuel cell 1 set
d. Laboratorium energi tenaga angin
e. Pemasangan sistem komunikasi energi
f. Penginstalan sistem komunikasi energi berbasis GIS
6. Sistem Koneksi
Teknologi Inverter terkoneksi Grid, ada tiga macam konfigurasi sistem koneksi
langsung ke jaringan (on grid), yaitu:
6.1. Inverter Tersentral (Centralized Inverter)
Konsep Inverter Tersentral dapat dibangun dari beberapa string
yang dihubungkan secara paralel, dimana masing-masing string dikopel sebuah
dioda pengaman anti paralel. Konsep Inverter Tersental cocok digunakan untuk
tegangan DC rendah (UDC120V). Gambar xx memperlihatkan sistem konfigurasi
inverter tersentral (centralized inverter).
-
21
Gambar 10. Sistem konfigurasi inverter tersentral (Centralized Inverter)
Oleh karena konsep inverter tersentral hanya menggunakan satu
buah inverter dan satu buah kontrol daya PMPP yang tersambung dengan
beberapa string, maka dari itu dan agar didapatkan daya keluaran yang sama
besar pada setiap perubahan sumber energi dari matahari. Untuk itu banyaknya
jumlah solar modul didalam masing-masing string jumlahnya dibatasi hanya
sekitar 3 sampai 4 buah yang terhubung secara seri. Hal ini bertujuan agar
supaya setiap solar modul menerima jumlah energi dari matahari yang sama rata
(mengurangi efek gangguan bayangan) dan selain itu juga untuk mengurangi
perbedaan sudut azimut sinar matahari yang jatuh pada masing-masing solar
modul. Keuntungan dari konsep inverter tersentral adalah rangkaian sederhana,
ekonomis sehingga mengurangi biaya perawatan yang rendah. Salah satu
kelemahan dari konsep inverter tersentral adalah setiap modul dalam setiap
string menghasilkan jumlah daya (PMPP) yang berbeda dengan arus (IMPP) dan
tegangan (VMPP) yang berbeda pula, sehingga masalah ini membuat rangkaian
kontrol daya menjadi tidak bisa optimum, karena hanya menggunakan satu buah
inverter dan satu buah kontrol daya yang terkoneksi secara tersentral dengan
beberapa string.
-
22
Gambar 11. Posisi String terhadap sudut azimut matahari
Persyaratan instalasi: Oleh karena konsep inverter tersentral solar
modul tersambung secara seri sehingga membentuk beberapa string, yang mana
tujuannya tidak lain adalah agar setiap string mendapatkan energi sama besar
pada setiap perubahan sudut azimut dari sumber energi matahari, maka
pemasangngan posisi string diletakan sedemikian rupa memanjang mengarah ke
posisi garis lintang utara, bukan memanjang sejajar dengan arah datangnya sinar
matahari (garis bujur timur). Perlu diingat, bahwa rangkaian string yang terhubung
secara seri dari beberapa solar modul (arus yang mengalir pada hubungan seri
adalah sama besar pada hambatan yang berbeda).
Gambar 12. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem inverter tersentral (Centralized Inverter)
Kekurangan dari sistem ini adalah bilamana sistim string tersentral
digunakan untuk kebutuhan daya yang besar diperlukan kabel yang besar, maka
dari itu perlindungan untuk keamanan dari sistem ini harus mengacu dan
memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas III. Karena sistem ini
bekerja pada tegangan DC120V, maka banyak kerugian energi untuk koneksi
dengan hubungan kabel yang panjang dan kecenderungan inverter memiliki
efisiensi yang rendah. Konsep sistem inverter tersentral lebih cocok digunakan
untuk kebutuhan konsumsi daya yang kecil. Dalam instalasi harus
memperhatikan peletakan posisi arah string, karena sistem ini sangat tergantung
dari kondisi geografi setempat (lokal).
-
23
Tabel 3. Standar Kelistrikan
Standard Electrical protection Symbol
Device is Earthed/Grounded
Class II Protective Insulation (double/reinforced insulation)
Class III
Safety extra low voltage:
maximum AC voltage: 50V
maximum DC voltage: 120V
6.2. String inverter
Konfigurasi konsep String Inverter dapat dibangun dari beberapa
solar modul yang terhubung secara seri sehingga tersusun menjadi string,
dimana masing-masing string terkoneksi dengan inverter secara independen
(terpisah). Konsep String Inverter cocok digunakan untuk tegangan DC tinggi,
yaitu (UDC120V).
-
24
Gambar 13. Konsep String Inverter
Konsep ini merupakan perbaikan dari kelemahan yang dimiliki oleh
konsep inverter tersentral. Gambar 13 memperlihatkan sistem konfigurasi string
inverter, yaitu yang berkenaan dengan masalah efisiensi pada sistem inverter
tersentral menggunakan inverter dengan piranti MPPT tunggal, reduksi akibat
daya hilang akibat gangguan bayangan (reducing losses due to shading). Karena
sistem ini bekerja pada tegangan DC120V (tinggi), maka kerugian akibat
tahanan kabel menjadi lebih rendah dan inverter memiliki efisiensi jauh lebih baik
(tinggi). Konsep sistem string inverter sangat cocok digunakan untuk kebutuhan
konsumsi daya yang tinggi. Dalam instalasi tidak tergantung dari kondisi geografi
lingkungan setempat (lokal). Karena masing-masing inverter bekerja secara
independen, maka peletakan posisi string bebas mengarah kemana saja.
Kerugian dari konsep string inverter adalah masalah dengan instalasi lebih rumit
(pengkabelan) dan biaya yang harus dikeluarkan menjadi lebih mahal.
Perlindungan untuk keamanan dari sistem instalasi harus mengacu dan
memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas II (lihat tabel 3 diatas).
-
25
Gambar 14. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem String inverter
6.3. Multi-string inverter
Topologi konsep Multi-String Inverter dapat dibangun berdasarkan
konsep string inverter yang masing-masing inverter bekerja seca independen dan
dengan penambahan satu dependent inverter untuk melayani string inverter
(independent inverter) secara bersamaan. Karena satu Inverter melayani
beberapa (banyak) string inverter secara bersamaan, maka konsep ini dinamakan
Multi-String Inverter. Gambar 15 memperlihatkan konsep Multi-String Inverter.
-
26
Gambar 15 Konsep Multi-String Inverter
Karena sistem multi-string inverter bekerja pada tegangan DC120V
(tinggi), dengan demikian kerugian akibat tahanan kabel menjadi lebih rendah
dan inverter memiliki efisiensi jauh lebih baik (tinggi). Konsep sistem multi-string
inverter sangat cocok digunakan untuk kebutuhan konsumsi daya yang tinggi.
Tuntutan instalasi tidak tergantung dari kondisi geografi lingkungan setempat
(lokal). Karena masing-masing inverter bekerja secara independen, maka
peletakan posisi string bebas mengarah kemana saja. Perbedaan keuntungan
menggunakan konsep multi-string inverter bila dibandingkan dengan string
inverter adalah adanya perbaikan rugi daya keluran pada masing-masing string
inverter menjadi jauh lebih kecil (rugi distribusi AC).
-
27
Gambar 16. Sistem Multi-String Inverter
Kerugian dari konsep multi-string inverter adalah masalah dengan
instalasi menjadi rumit (pengkabelan) dan biaya yang harus dikeluarkan menjadi
lebih mahal bila dibandingkan dengan konsep string inverter.
Perlindungan untuk keamanan dari sistem instalasi harus mengacu dan
memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas II (lihat tabel 3 diatas).
Gambar 17. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem Multi-String Inverter
Berdasarkan pertimbangan, baik itu pertimbangan dari segi teknis,
kegunaan/fungsi, perawatan dan kerusakan, lifetime dan biaya, maka sistem
koneksi yang tetap untuk direkomendasi adalah gabungan antara sistem A dan
-
28
B, yaitu Sistem solar modul terhubung grid dengan arsitektur String
Inverter dan Multi-String Inverter (satu output solar string terkoneksi dengan
satu input inverter/string inverter) yang tertera seperti pada Gambar 17.
7. Pengkabelan
Oleh karena photovoltaik bekerja dengan sinar Ulra Violet (UV)
gelombang cahaya tampak, untuk itu mulai dalam hal pemilihan kabel dan
arsitektur pengkabelan harus memperhatikan kaidah-kaidah berdasaran aturan
yang disarankan oleh standar industri.
Gambar 18. Arsitektur Pengkabelan
8. Arsitektur Sistem Instalasi
Rangkaian kelistrikan dalam projek ini menggunakan arsitektur
koneksi string inverter. Jumlah string keseluruhan adalah sebanyak 27 string,
dimana setiap string terhubung secara seri sebanyak 8 buah solar modul type
BP4165T dengan total tegangan keluaran VMPP sebesar 34,8Volt x 8 = 278,4Volt,
arus keluaran IMPP sebesar 4,74Amp dan daya keluaran PMPP sebesar 278,4Volt x
4,74Amp = 1319,62Watt. Dari 27 string terbagi menjadi 9 bagian kelompok string,
sehingga masing-masing string terdiri dari 3 buah string yang terhubung secara
paralel, sehingga setiap kelompok string menghasilkan total tegangan keluaran
VMPP sebesar 278,4Volt, arus keluaran IMPP sebesar 4,74Amp x 3 = 14,22Amp dan
daya keluaran PMPP sebesar 278,4Volt x 14,22Amp = 3961,98Watt. Jumlah daya
-
29
keseluruhan dari projek ini adalah 9 kali daya dari masing-masing kelompok string,
yaitu 9 x 3961,98Watt = 35657,82Watt. Gambar 19 memperlihatkan perencanaan
instalasi photovoltaik On Grid 35657kW di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
Gambar 19. Rencana Instalasi Photovoltaik On Grid 38kW di PPPPTK/VEDC-BOE Malang
-
30
9. Karakteristik Modul Solar BP4165T/165W
Tugas utama Solar Modul adalah untuk merubah secara langsung
energi elektromagnetik dari matahari menjadi energi listrik. Dual hal penting yang
harus diperhatikan dalam memilih suatu produk Modul Solar adalah efisiensi dan
adanya jaminan garansi yang memadai dari Pabrik. Produk dari modul BP solar telah
melalui beberapa pengujian berdasarkan acuan Standard Test Condition (STC),
yaitu energi global sebesar 1000W/m2, temperatur ruang dipertahankan 25oC,
kelembaban udara AM = 1,5 dan kualitas produk telah mendapat pengakuan dari 6
asosiasi idependen.
Electrical characteristics
Electrical (1)
STC 1000W/m
2
(2) NOCT
800W/m2
Dimension
Maximum power (Pmax) 165W 118.8W front view
Voltage at Pmax (Vmpp) 34.8V 31.0V
Current at Pmax (Impp) 4.74A 3.79A
Short circuit current (Isc) 5.30A 4.29A
Open circuit voltage (Voc) 43.6V 39.7V
Module efficiency 13.2%
Tolerance -3/+5%
Nominal voltage 24V
Efficiency reduction at 200W/m2
-
31
(1) Values at Standard Test Conditions (STC): 1000W/m2 irradiance, AM1.5 solar spectrum and
25C module temperature.
(2) Values at 800W/m2 irradiance, Nominal Operation Cell Temperature (NOCT) and AM1.5 solar
spectrum.
(3) Nominal Operation Cell Temperature: Module operation temperature at 800W/m2 irradiance,
20C air temperature, 1m/s wind speed.
10. Karakteristik Solar Modul
10.1. Arus-Tegangan
Berikut memperlihatkan kurva arus tegangan BP4165T tergantung
oleh perubahan temperatur. Modul Solar memiliki perilaku seperti komponen
semikonduktor pada umumnya, yaitu bilamana temperatur berubah naik
tegangan cenderung berubah menurun.
Gambar 20. Kurva Arus-Tegangan Tergantung Temperatur
Berikut memperlihatkan kurva arus tegangan BP4165T tergantung oleh
perubahan irradiation dari matahari. Bila irradiation dari matahari menurun dari
1000W/m2 ke 200W/m2, arus hubung singkat dari Solar Modul akan menurun dari
sekitar 5A menjadi sekitar 1A saja. Perubahan akibat temperatur dan irradiation
matahari sangat penting digunakan sebagai acuan dalam memilih inverter yang
dilengkapi sistem kontrol yang handal.
-
32
Gambar 21. Kurva Arus-Tegangan Tergantung Irradiation
10.2. Mechanical characteristics
Solar cells 72 monocrystalline 5 silicon cells (125x125mm) in series
Front cover High transmission 3.2mm (1/8th in) glass
Encapsulant EVA
Back cover White polyester
Frame Silver anodized aluminum (Universal II)
Diodes IntegraBus with 3 Schottky diodes
Junction box Potted (IP 67); certified to meet UL 1703 flammability test
Output cables 4mm2 cable with latching MC4 connectors. Asymetrical cable lengths:
(-)1250mm (49.21in) / (+)800mm (31.50in)
Dimensions 1587x790x50mm / 62.5x31.1x2in
Weight 15.4kg / 33.95lbs
Warning: All dimensional tolerances within 0.1% unless otherwise stated.
11. Pemilihan Inverter
Tugas utama inverter adalah merubah tegangan DC dari Modul Solar
menjadi tegangan AC. Hal-hal penting yang harus diperhatikan dalam memilih
inverter adalah minimum inverter harus memiliki (1) efisiensi tinggi diatas 90%, (2)
memiliki kontrol MPP yang handal dan (3) dilengkapi dengan rangkaian ESS
bilamana inverter terkoneksi langsung sistem dengan jaringan 220V. Sesuai dengan
kebutuhan dalam projek ini, inverter yang digunakan adalah inverter dari produk
Sunny Boy tipe SB 3800. Gambar 22(a) memperlihatkan 9 buah inverter dari SB
3800 yang masing-masing terkoneksi langsung dengan jaringan 3 fasa.
-
33
Gambar 22(a). String Inverter terhubung pada jaringan 3 phase
12. DC Panel
Sebelum dihubungkan ke Inverter, tegangan keluaran DC dari masing-
masing string solar generator didistribusakan menjadi satu kesatuan di dalam kotak
DC panel. Gambar 22(a) memperlihatkan rangkaian DC panel dari keluaran string
solar generator.
-
34
Gambar 22(b). Rangkaian DC Panel
13. Inverter
13.1. Diagram Blok Inverter SB 3800
Berikut memperlihatkan diagram blok inverter dari produk Sunny Boy
tipe SB 3800.
Gambar 23. Diagram blok inverter dari produk Sunny Boy tipe SB 3800
13.2. Spesifikasi Data Teknis Inverter
-
35
Berikut data teknis dari Inverter SB 3800 yang digunakan pada projek
ini.
14. Pemilihan Kabel
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan jenis
kabel yang akan digunakan selain jenis bahan adalah ukuran luas penampang,
tahanan isolasi dan karet pembungkus untuk pelindung air dan sinar Ultra Violet
(UV).
Gambar 24. Spesifikasi Kabel Photovoltaik
-
36
15. Pemasangan Solar Modul
Dalam pemasangan solar modul diperlukan komponen/bahan pendukung yang
memadai, agar proses pengerjaan lebih cepat dan efisien. Diantaranya diperlukan rails
system yang dipasang langsung diatas atap gedung, seperti terlihat pada gambar dibawah
ini.
Gambar 25. Rails System untuk pemasangan modul Photovoltaik
-
37
Klem Antara Klem Penutup
Gambar 26. Metode pemasangan modul Photovoltaik di atap gedung
-
38
16. Sistem Komunikasi Energi
Sistem standar baru dalam komunikasi energi di masa mendatang tidak
bisa lepas dari dukungan Teknologi Informasi (TI), beberapa manfaat sistem
komunikasi energi berbasis Teknologi Informasi antara lain:
Sistem akses dari manapun Web browser-di mana saja di dunia (System
access from any Web browser-anywhere in the world).
Pencatatan harian, bulanan dan tahunan menghasilkan energi melalui
Sunny Portal (Recording of daily, monthly and annual energy yield via
Sunny Portal)
Diagnosis dari Jarak Jauh (Remote plant diagnosis)
Sistem Konfigurasi Jarak Jauh (Remote system configuration)
Transfer data pada interval dipilih secara otomatis (Automatic data
transfer at chosen intervals)
Penyimpanan dan menampilkan data melalui Ethernet (Data storage and
display via Ethernet)
Kompatibel dengan semua SMA utilitas interaktif inverter (Compatible with
all SMA utility interactive inverters)
Konsumsi daya rendah (Low power consumption)
Komunikasi dengan Sunny Portal secara otomatis (Automated
communication with Sunny Portal)
Gambar 27 Sistem Komunikasi Energi Berbasis Web
17. Melalui web memungkinkan data logging dan kontrol
Sistem komunikasi energi berbasis web memungkinan sistem operasi
data dari sistem pembangkit tenaga surya (lihat Gambar 27). Sistem monitoring
pencatatan data dapat dilakukan melalui modem atau Ethernet ke internet atau
langsung ke PC Anda. Selain itu data-data tersebut juga dapat dikirim ke portal
-
39
internet milik SMA (Sunny Portal) yang berada di Amerika Serikat. Portal Sunny
menyediakan penyimpanan data secara gratis untuk jangka panjang dan
menyediakan tampilan grafis (software) dari data kinerja sistem anda. Informasi yang
disimpan dalam Portal Sunny dikumpulkan dalam format bentuk file yang kompatibel,
sehingga dapat digunakan di berbagai spreadsheet, grafik atau situs web kita sendiri.
Sistem komunikasi energi berbasis web memberikan kemudahan dalam hal,
membuat penyimpanan, transmisi, pengelolaan dan menampilkan data sistem.
Gambar 28 Pengukuran radiasi matahari (pyranometer) dan temperatur Ambient
Sistem standar baru dalam komunikasi energi, mencakup beberapa
layanan seperti sistem pemantauan, diagnosis daerah terpencil, penyimpanan data
dan dilengkapi dengan sistem penampil (display). Pada umumnya fitur sistem
komunikasi energi merupakan fitur/web menggunakan antarmuka HTTP yang
terintegrasi. Keuntungan dari sistem ini adalah memungkinkan kita dapat mengakses
sistem informasi melalui PC, terlepas dari sistem operasi atau jenis browser. Sistem
komunikasi energi berbasis web dapat memberikan informasi seperti penghitungan
daya, penyimpanan kapasitas, dan komunikasi antarmuka.
Gambar 29 Koneksi PC modem dan tranmisi untuk fax
-
40
Transfer data dan konfigurasi sistem melalui internet dapat dilakukan
dengan baik melalui koneksi Ethernet atau melalui telepon modem. Transfer data
secara otomatis dapat kita lakukan dengan interval sesuai dengan keinginan. Sistem
komunikasi energi dengan menggunakan webbox tunggal dapat memonitor
sebanyak sampai 50 inverter, sehingga dapat menghemat waktu dan biaya dalam
perawatan dan perbaikan.
Sistem komunikasi berbasis web memberikan pelayanan sistem
monitoring secara on line perihal status sistem PV yang dapat diperiksa dari
beberapa tempat yang berbeda, seperti dari rumah, kantor atau di mana saja yang
memungkinkan dengan layanan internet browser.
Sistem komunikasi energi berbasis web perlu dilengkapi dengan web
server tersendiri (independen). Hal ini supaya kita lebih mudah dalam melihat output
dari sistem dan unjuk kerja dari masing-masing saluran inverter.
Gambar 30 Koneksi RS485 antara PC dan Sunny Boy Control
Data teknis sunny webbox.
-
41
Perakitan Sistem Photovoltaik Terkoneksi Jaringan Listrik (on grid system)
Pustaka
1. Alsema, E A, 2000, 'Energy payback time and C02-emissions of PV systems',
Progress in Photovoltaics: Research and Applications 8,S. 17-25.
2. Basore, P A, 2004, 'Simplified processing and improved efficiency of crystalline
silicon on glass modules', in Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar
Energy Conference, 7-11 June, Paris, France.
3. Baumgartner, F, NTB, 2004, ' M P P voltage monitoring to optimise grid connected
system design rules, Beitrag zur 19', European Photovoltaic Solar Energy
Conference, June, Paris.
4. Baumgartner, F, NTB, 2005, 'Euro Realo inverter efficiency: DC-Voltage
Dependency, Beitrag zur 20', European Photovoltaic Solar Energy Conference,
June, Barcelona.
5. Becker, G, 2001, Innovative gebaudeintegrierte Solarstromanlagen-
Architekturwettbewerb des Solarenergiefbrdervereins Bayern e. V, Broschiire,
Munich.
-
42
6. Becker, G, 2002, Solarstrom aus Fassaden - Architekturwettbewerb des
Solarenergiefdrdervereins Bayern e.V, Vortrag, Munich.
7. Becker, H, 1997, 'Blitz- und ueberspannungsschutz bei Photovoltaikanlagen',
Photon 12
8. Bendel, C, Nestle D and Malcher S, 2005, Dezentrale Energieeinspeisungen ins
Niederspannungsnetz, Tagungsband des 20. Symposiums Photovoltaische
Solarenergie, Hrsg.OTTI-Kolleg.
9. Bernreuter, J, 2005, 'Die Branche hat geschlafen, fachartikel in sonne wind and
warme', Ausgabe 29.
10. Brosicke, W, 1995, Vorlesungsskript Elektrische Energiewandler - Photovoltaik Teil
3, FHTW, Berlin.