File Utama 4.docx

PLTH BAYU BARU BANTUL

1. Pengertian PLTH Hybrid System atau Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH) merupakan salah satu alternatif sistem pembangkit yang tepat diaplikasikan pada daerah-daerah yang sukar dijangkau oleh sistem pembangkit besar seperti jaringan PLN atau PLTD. PLTH ini memanfaatkan renewable energy sebagai sumber utama (primer) yang dikombinasikan dengan Diesel Generator sebagai sumber energi cadangan (sekunder). Pada PLTH, renewable energy yang digunakan dapat berasal dari energi matahari, angin, dan lain-lain yang dikombinasikan dengan Diesel-Generator Set sehingga menjadi suatu pembangkit yang lebih efisien, efektif dan handal untuk dapat mensuplai kebutuhan energi listrik baik sebagai penerangan rumah atau kebutuhan peralatan listrik yang lain seperti TV, pompa air, strika listrik serta kebutuhan industri kecil di daerah tersebut. Dengan adanya kombinasi dari sumber-sumber energi tersebut, diharapkan dapat menyediakan catu daya listrik yang kontinyu dengan efisiensi yang paling optimal.

2. Prinsip Kerja PLTH Cara kerja Pembangkit Listrik Sistem Hybrid Tenaga Surya, Tenaga Angin dan Diesel sangat tergantung dari bentuk beban atau fluktuasi pemakain energi (load profile) yang mana selama 24 jam distribusi beban tidak merata untuk setiap waktunya. Load profil ini sangat dipengaruhi penyediaan energinya. Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka kombinasi sumber energi antara Sumber energi terbarukan dan Diesel Generator atau disebut Pembangkit Listrik Sistem Hibrida adalah salah satu solusi paling cocok untuk sistem pembangkitan yang terisolir dengan jaringan yang lebih besar seperti jaringan PLN.

16

Pada umumnya PLTH bekerja sesuai urutan sebagai berikut : 1.

Pada kodisi beban rendah, maka beban disuplai 100% dari baterai dan PV module, selama kondisi baterai masih penuh sehingga diesel tidak perlu beroperasi.

2.

Untuk beban diatas 75% beban inverter (tergantung setting parameter) atau kondisi baterai sudah kosong sampai level yang disyaratkan, diesel mulai beroperasi untuk mensuplai beban dan sebagian mengisi baterai sampai beban diesel mencapai 70-80% kapasitasnya (tergantung setting parameter). Pada kondisi ini Hybrid Controller bekerja sebagai charger (merubah tegangan AC dari generator menjadi tegangan DC) untuk mengisi baterai.

3.

Pada kondisi beban puncak baik diesel maupun inverter akan beroperasi duaduanya untuk menuju paralel sistem apabila kapasitas terpasang diesel tidak mampu sampai beban puncak. Jika kapasitas genset cukup untuk mensuplai beban puncak, maka inverter tidak akan beroperasi paralel dengan genset.

Semua proses kerja tersebut diatas diatur oleh System Command Unit yang terdapat pada Hybrid Controller. Proses kontrol ini bukan sekedar mengaktifkan dan menonaktifkan diesel tetapi yang utama adalah pengaturan energi agar pemakain BBM diesel menjadi efisien. Parameter pemakaian BBM dinyatakan dengan Specified Fuel Consumption (SFC),yaitu besar atau volume bahan bakar untuk dapat menghasilkan energi tertentu dari suatu diesel-generator. Nilai SFC tergantung efisiensi engine dan berapa persen daya yang dipikul oleh engine terhadap kapasitas maksimumnya, yang nilainya antara 0.25 - 0.5 liter/kWh. Nilai optimum diperoleh saat pembebanan genset 75%-80%.

3. Proses Pembangkitan PLTH Pandansimo, Bantul Pembangkit listrik tenaga hybrid yang berlokasi di kawasan Pantai Baru Pandansimo ini ada dua kombinasi pembangkit yaitu PLTB dan PLTS. Pada PLTB kincir yang digunakan merupakan Kincir angin / Turbin Angin putaran rendah, dapat dilihat dari spesifikasi turbin bahwa rata-rata turbin angin yang digunakan adalah turbin angin kapasitas daya 1 kW. Ini berarti kecepatan angin maksimum 12 m/s, daya yang dihasilkan turbin kapasitas maksimal 1 kW. Dikarenakan kecepatan rata-rata angin tahunan di kwasan pesisir pantai baru sekitar 5 m/s dalam kondisi cuaca normal. Perancangan PLTH Pandansimo ini terbagi menjadi tiga grup, yaitu grup 1, grup 2 dan grup KKP. Grup 1 atau grup barat terdiri dari 21 unit kincir angin 1 kW/240 V dan panel surya 150 unit @ 100 W/120 V.

17

Grup 2 atau grup timur terdiri dari 3 sistem yaitu sistem 48 V, sistem 240 V dan sistem 120 V. Pada sistem 48 V terdapat 6 unit turbin angin @ 1 kW. Pada sistem 240 V dengan 2 unit turbin angin @ 2,5 kW, 2 unit turbin angin @ 10 kW, 1 unit turbin angin @ 5 kW dan panel surya 40 unit @100 W. Pada sistem 120 V dengan 2 turbin angin @ 2 kW. Grup KKP menggunakan sistem 48 V dengan 48 unit panel surya @ 220 W dan 10 unit panel surya @ 180 W. Dari ketiga grup tersebut dihasilkan total daya pembangkitan sebesar 88 kW. Beberapa komponen yang digunakan pada sistem pembangkitan listrik tenaga angin : a. Turbin Angin Turbin angin yang digunakan pada PLTH Pandansimo, Bantul memiliki spesifikasi sebagi berikut :

18

b. Box Kontrol Turbin Angin Fungsi dari box kontrol sendiri adalah untuk mengatur kecepatan putaran pada kincir dan supply tegangan dari turbin angin ke panel beban atau rumah induk.

Gambar 3. Bagian dalam rotor

c. Dummy Load Merupakan tempat untuk pembuangan tegangan berlebih yang dihasilkan oleh pembangkit. Apabila tegangan yang dihasilkan pembangkit mencapai sekitar 260 V, maka tegangan akan dialihkan ke dumy load.

Gambar 4. Dummy load d. Data Logger Merupakan suatu divice atau peranti yang dapat membaca berbagai macam jenis sinyal input yang selanjutnya merekamnya untuk disimpan dalam memori internal atau dihubungkan langsung dengan komputer. Kelebihan data logger

19

dibandingkan dengan peranti akuisisi data umumnya adalah karena dapat dioperasikan secara terpisah dengan komputer.

Gambar 5. Data logger

4. Pembangkitan PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya yang mengkonversikan energi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan panel surya. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di Indonesia, paling populer digunakan untuk listrik pedesaan (terpencil), sistem seperti ini populer dengan sebutan SHS (Solar Home System). SHS umumnya berupa sistem berskala kecil, dengan menggunakan modul surya 50-100 Wp (Watt Peak) dan menghasilkan listrik harian sebesar 150-300 Wh. Karena skalanya yang kecil, sistem DC (direct current) lebih disukai, untuk menghindari losses dan self consumption akibat digunakannya inverter. Karena sistemnya yang kecil dan dipasang secara desentralisasi (satu rumah satu pembangkit, sehingga tidak memerlukan jaringan distribusi) SHS ideal digunakan untuk listrik di pedesaan dimana jarak rumah satu dengan lainnya berjauhan, dan keperluan listriknya relatif kecil, yakni hanya untuk memenuhi kebutuhan dasar (lampu). Meskipun secara pengertian SHS dapat saja berupa sistem yang besar (sejauh masih digunakan untuk listrik rumah), namun kebanyakan orang cenderung tidak menggunakan istilah SHS untuk system yang menggunakan modul lebih besar dari 100Wp (atau produksi energi harian >400Wh). Kecilnya listrik yang dapat disediakan oleh SHS (kecil menurut definisi orang kota yang sering menggunakan listrik jauh diatas produksi SHS, padahal bagi orang desa listrik sejumlah itu sangat bermanfaat, karena dibandingkan lampu minyak tanah, yakni lampu teplok/petromak), ditambah lagi dengan relatif sulitnya mencari peralatan elektronik rumah tangga (TV, Radio/Tape dll) yang menggunakan system DC, membuat SHS tidak menarik untuk penggunaan di desa-desa dekat kota atau di perkotaan, dimana kebutuhan listrik sudah tidak hanya untuk lampu penerangan.

20

Pembangkit listrik tenaga hybrid yang berlokasi di kawasan Pantai Baru Pandansimo ini ada dua kombinasi pembangkit yaitu PLTB dan PLTS. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang berfungsi untuk mengkonversikan energi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan panel surya. Panel Surya (PV) pembangkit listrik tenaga hybrid yang berlokasi di kawasan Pantai Baru Pandansimo ini disusun secara seri untuk menghasilkan tegangan, kemudian disusun secara paralel untuk mendapatkan arus yang besar. Panel konfigurasi PV disebut array PV. Material pada Panel Surya adalah silikon polikristal, dengan sudut kemiringan 15° terhadap tanah ditunjukkan pada Gambar 5. Jumlah listrik yang dihasilkan oleh PV tergantung pada jumlah Daya Puncak (Watt Peak) yang di instalasi. Panel Surya pada pembangkit listrik tenaga hybrid yang berlokasi di kawasan Pantai Baru Pandansimo ini terhubung dengan switch connector untuk melepaskan daya dari sistem ketika baterai mencapai tegangan maksimum. Pada sistem pembangkitan listrik dengan tenaga surya ini yang dibangkitkan dari grup 1, grup 2 dan grup KKP dapat menghasilkan daya listrik. Pada grup 1 atau grup barat yang terdiri dari 150 unit panel surya @ 100 W/120 V dihasilkan daya sebesar 15 kW. Pada grup 2 atau grup timur terdiri dari 40 unit panel surya @100 W/240 V daya yang dihasilkan dari pembangkitan tenaga listrik grup 2 sebesar 4 kW. Pada grup KKP yang terdiri dari 48 unit panel surya @220 W/24 V dan 10 unit panel surya @180 W/24 V sehingga daya yang dihasilkan dari pembangkitan tenaga listrik grup KKP ini sebesar 12 kW. Jadi total daya pembangkitan listrik dengan tenaga surya menghasilkan daya sebesar 31 kW. Komponen yang digunakan pada sistem pembangkitan listrik tenaga surya : a. Panel Surya

Gambar 7. PV Module PLTH Pandansimo, Bantul

21

Spesifikasi Company

: Skytec Solar

Model No.

: SIP-220

Standard Test Condition AM

: 1,5 E : 1000 W/m2

Temp.

: 25oC

Rated Power (Pmax)

: 220 V

Open Circuit Voltage (Voc)

: 36,24 V

Short Circuit Current (Isc)

: 7,93 A

Max. Power Voltage (Vpm)

: 29,82 V

Max. Power Current (Ipm)

: 7,39 A

System Voltage

: 12 V

Max. System Voltage

: 1000 V

Weight

: 19 kg

Dimension

: 987 x 1637 x 45 mm

b. Inverter Inverter merupakan alat untuk mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC). Alat ini menjadi sangat penting pada instalasi sel surya, karena daya yang dihasilkan oleh sel surya adalah searah, yang kemudian disimpan dalam baterai, dan keluaran baterai pun berupa arus searah. Sedangkan peralatan elektronik rata-rata menggunakan daya AC. c. Baterai Baterai adalah suatu alat penyimpan energi listrik yang dapat diisi (charge) setelah energi digunakan. Kapasitas atau kemampuan menyimpaan energi ditentukan oleh semua komponen didalam baterai seperti jenis material yang digunakan dan jenis elektrolitenya sehingga dikenal baterai asam dan baterai alkali. d. Off Grid Sistem Off Grid Sistem merupakan sistem pembangkit listrik tenaga surya untuk daerah-daerah terpencil/pedesaan yang tidak terjangkau oleh jaringan PLN. Off Grid System disebut juga Stand-Alone PV system yaitu sistem pembangkit listrik yang hanya mengandalkan energi matahari sebagai satusatunya sumber energi utama dengan menggunakan rangkaian photovoltaic.

22

5. Penyimpanan Energi Listrik Hasil pembangkitan energi listrik dari PLTH Pandansimo memerlukan media penyimpanan terlebih dahulu. Media penyimpanan yang digunakan pada PLTH Pandansimo berupa baterai atau accumulator. Baterai atau accumulator yang digunakan pada PLTH Pandansimo ada beberapa macam, yaitu : pada pembangkit grup 1 menggunakan 2 batarei basah 80 unit dengan kapasitas per unit 100 Ah/12 V dan 40 unit dengan kapasitas per unit 180 Ah/12 V. Pada pembangkit grup 2 menggunakan batarei kering 40 unit dengan kapasitas per unit 120 Ah/12 V. Pada pembangkit grup KKP menggunakan batarei kering 72 unit dengan kapasitas per unit 1000 Ah/12. Baterai tersebut dipasang 4 rangakain paralel, dimana setiap rangkaian berisis 20 unit baterai dipasang seri.

Gambar 8. Bank Baterai PLTH Pandansimo, Bantul Pada baterai memiliki proses pengisian dan pengosongan (charging atau discharging). Tegangan sebenarnya pada baterai 12 V adalah 13,8-14,7 V. Kondisi pada baterai ini tergantung dari suhu dan kelembaban, mengingat di PLTH tingkat kelembaban udara cukup tinggi. Suhu tinggi menyebabakan baterai cepat rusak. Pada saat proses pengisian baterai pada suhu ruangan melebihi 30˚C. Tegangan yang direkomendasikan pada baterai adalah 14,1 V. Pada saat pengisian/charging, dan suhu ruangan tetap dibawah 30˚C, maka tegangan pada saat charge disarankan 14,4-14,7 V Jika proses charging baterai sudah melebihi 14,7 V maka secara otomatis baterai akan menghentikan proses pengisian. Kapasitas baterai 105Ah, berati arus baterai akan habis dalam satu jam, apabila beban menggunakan arus sebesar 105 A. Sedangkan proses pengosongan/discharge baterai, level tegangan yang direkomendasikan adalah 10,5 V. Sehingga apabila pada proses discharging sudah mencapai pada level tersebut

23

maka proses discharging dihentikan. Karena jika baterai pada tegangan <10,5 V, maka baterai akan mudah rusak.

6. Pemanfatan Energi Listrik PLTH Pandansimo, Bantul Pembangkit listrik tenaga hybrid yang berlokasi di kawasan Pantai Baru Pandansimo ini ada dua kombinasi pembangkit yaitu PLTB dan PLTS. Perancangan PLTH Pandansimo ini terbagi menjadi tiga grup, yaitu grup 1, grup 2 dan grup KKP. Dari ketiga grup tersebut dihasilkan total daya pembangkitan sebesar 88 kW. Energi listrik yang dihasilkan dari PLTH Pandansimo, Bantul diharapkan bisa mendukung sektor pertanian, perikanan dan pariwisata yang saat ini dikembangkan di Pantai Baru, Desa Wisata Srandakan, Pandansimo, Bantul. Energi listrik yang dihasilkan dari PLTH Pandansimo, Bantul saat ini digunakan sebagai sumber energi listrik utama (penerangan dll) bagi masyarakat di Pantai Baru, Desa Wisata Srandakan, Pandansimo, Bantul. Rincian pemakaian energi listrik hasil PLTH Pandansimo, Bantul sebagai berikut : Inverter

Beban

3,5 kW/48 V

Jenis Beban 20 Warung Kuliner dan

Grup Timur (1 Phase)

14 Lampu PJU

3,5 kW/48 V

20 Warung Kuliner dan Grup Tengah

(1 Phase)

14 Lampu PJU

3,5 kW/48 V

20 Warung Kuliner dan Grup Barat

(1 Phase) 7,5 kW/120 V (1 Phase) 7,5 kW/120 V (1 Phase)

14 Lampu PJU Produksi Es Kristal

2 Unit Mesin Es Kristal 1 Unit Mesin Es Kristal

Produksi Es Kristal

2 kW/48 V (1 Phase)

Grup Timur

2 kW/48 V (1 Phase)

Grup Tengah

2 kW/48 V (1 Phase)

Grup Barat

1 Unit Water Sterelizer 1 Unit Pompa Air 20 Warung Kuliner dan 14 Lampu PJU 20 Warung Kuliner dan 14 Lampu PJU 20 Warung Kuliner dan 14 Lampu PJU

24

Pemanfaatan PLTH Pandansimo, Bantul selain penerangan juga digunakan untuk pengangkatan air bersih dengan menggunakan sistem pompa air tenaga matahari (panel surya) sebagai sumber pengairan di pertanian lahan pasir dan kolam budidaya ikan tawar di sekitar lokasi PLTH Pandansimo, Bantul serta untuk menghidupkan mesin produksi es balok yang sering dimanfaatkan para nelayan.

7. Biogas Di PLTH Pantai Baru juga terdapat biogas yang berfungi sebagai pengganti gas LPG. Hasil biogas ini biasanya digunakan oleh sebagian pemilik warung kuliner. Lokasi biogas terletak pada area kandang kelompok ternak sapi Pandan Mulyo yang terdiri dari 110 kandang sapi dengan 150 ekor sapi. Biogas ini menggunakan kotoran sapi sebagai bahan dasar, proses pembuatan gas menghasilkan limbah cair dan padat yang bermanfaat sebagai pupuk organik. Berikut urutan proses pengolahan biogas

8. Prospek Kedepan PLTH Pandansimo, Bantul Pembangkit listrik tenaga hybrid yang berlokasi di kawasan Pantai Baru Pandansimo ini ada dua kombinasi pembangkit yaitu PLTB dan PLTS. Perancangan PLTH Pandansimo ini terbagi menjadi tiga grup, yaitu grup 1, grup 2 dan grup KKP. Dari ketiga grup tersebut dihasilkan total daya pembangkitan sebesar 88 kW. Pemanfaatan teknologi dari PLTH Pandansimo, Bantul untuk mewujudkan penggunaan sumber energi baru dan terbarukan. Angin laut dan darat di pantai tersebut memiliki kecepatan rata-rata 3-4 meter/detik dan intensitas sinar matahari yang besar dan tetap. PLTH Pandansimo, Bantul nantinya juga dapat menjadi support bagi PLN dalam pelayanan listrik kepada masyarakat dengan energi terbarukan yang telah dihasilkan.

25