JURNAL TEKNIK POMITS
1
Analisa Performansi dan Monitoring Solar Photovoltaic System (SPS) Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya Di Tuban Jawa Timur Rois AR, Dr. Gunawan N, ST, MT, Ir. Chayun B, M.Sc, rer.nat Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected]
Abstrak— Kebutuhan akan energi terbarukan pada masa energi fosil mulai menipis saat ini menjadikan penggunaan energi surya untuk memenuhi kebutuhan manusia akan energi menjadi pilihan yang tepat. Penggunaan energi matahari menjadi pilihan karena sifat sumber energi matahari yang tidak akan habis, serta penggunaan dan pengaplikasiannya yang mudah dibanding sumber energi terbarukan yang lain. Penunjang pemeliharaan PLTS menjadi sangat penting ketika PLTS telah terpasang, maka dibutuhkan alat monitoring dari jarak jauh untuk menunjang pemeliharaan PLTS untuk mengetahui performa PLTS, pada penelitian ini dilakukan perancangan hardware dan software untuk memantau performa PLTS menggunakan website. PLTS yang digunakan berada di Tuban Jawa Timur dengan kapasitas 1600 Wp. Dari hasil analisis monitoring tersebut kemudian dilakukan perbandingan dengan hasil simulasi menggunakan software, dari hasil perbandingan tersebut diketahui effisiensi photovoltaik sebesar 5.20% dan effisiensi inverter sebesar 53.71%. Dari analisa performansi photovoltaik diketahui bahwa photovoltaik telah mengalami penurunan sebesar 2.03% sampai 2.19 % jika dibandingkan dengan analisa software. .Kata Kunci— Performansi, PLTS, Monitoring, Photovoltaic System.
Solar
I. PENDAHULUAN
E
nergi adalah bagian yang tidak akan pernah lepas dari kehidupan manusia, segala sesuatu di bumi ini memerlukan energi untuk melakukan sesuatu, namun energi yang sekarang digunakan oleh manusia belumlah maksimal, kita masih bergantung pada energi fosil yang terbatas dan lama-lama akan habis, padahal masih banyak energi alternatif lain yang bisa dimanfaatkan seperti sumber energi matahari. Dalam upaya pemanfaatan sumber energi matahari ini dibutuhkan suatu penerapan teknologi fotovoltaik untuk memenuhi kebutuhan energi manusia. Dalam pengoprasiannya, performa dari sistem photovoltaik dipengaruhi oleh site specific yang berarti lokasi dimana PV itu dipasang, kemudian juga dipengaruhi oleh fenomena statistik dan kondisi klimatologi daerah setempat (suhu lingkungan
dan radiasi matahari) selain kondisi tersebut juga dipengaruhi oleh komponen listriknya, seperti short circuit current, open circuit voltage, suhu pada sel PV, dan sebagainya[1]. Performansi sebuah PV dapat ditinjau dari segi efisiensi energi, dimana efisiensi energi PV sendiri merupakan rasio antara energi yang dibangkitkan oleh system PV dan total radiasi matahari yang sampai dipermukaan PV[2]. Pada penelitian sebelumnya yang terkait dengan kajian efisiensi pada sistem PV array berdasarkan tinjauan klimatologi, konfigurasi sistem PV, sifat termal dan komponen potensial kimia[3], serta kajian tentang peningkatan efisiensi PV array didasarkan pada evaluasi kinerja eksergetik untuk pengoptimasikan sistem dengan melakukan analisis terhadap parameter-parameter yang mempengaruhi kinerja sistem[4]. Pada penerapannya saat ini sistem PLTS masih belum bisa dimonitoring dari jarak jauh, sehingga sangat kurang fleksibel dikarenakan harus ke lokasi untuk meninjau kinerja atau maintenance PLTS tersebut, oleh karena itu pada penelitian ini dibangun sebuah hardware yang nantinya akan terkoneksi jaringan telekomunikasi agar mampu dimonitoring kinerja PLTS dari jarak jauh menggunakan website. II. TEORI DASAR A. Energi Surya Photovoltaic
Sel Photovoltaic merupakan sebuah semikonduktor yang terdiri dari diode p-n junction, dimana ketika terkena cahaya matahari akan menciptakan energy listrik yang mampu dimanfaatkan, pengubahan energy ini disebut efek photoelectric. Sel surya sudah banyak diaplikasikan, terutama untuk wilayah atau daerah yang terpencil, yang tidak tersedia tenaga lisrik dari grid, seperti satelit pengorbit (bumi), kalkulator genggam, pompa air, dll. Pemasangan selsurya yang berbentuk modul / pane surya dapat dipasang diatap gedung yang kemudian disambungkan di inverter untuk mengubah tegangan dari PV yang berbentuk DC menjadi tegangan AC untuk kebutuhan
JURNAL TEKNIK POMITS
2
rumahan yang bisa dikombinasikan ke grid listrik dalam sebuah pengaturan net metering. B. Karakter Panel Photovoltaic Kapasitas daya dari sel atau modul surya dilambangkan dalam watt peak (Wp) dan diukur berdasarkan standar pengujian Internasional yaitu Standard Test Condition (STC). Standar ini mengacu pada intensitas radiasi sinar matahari sebesar 1000 W/m² yang tegak lurus sel surya pada suhu 25°C. Modul photovoltaic memiliki hubungan antara arus dan tegangan yang diwakili dalam kurva I-V. Pada saat tahanan variable bernilai tak terhingga (open circuit) maka arus bernilai minimum (nol) dan tegangan pada sel berada pada nilai maksimum, yang dikenal sebagai tegangan open circuit (Voc). Pada keadaan yang lain, ketika tahanan variable bernilai nol (short circuit) maka arus bernilai maksimum, yang dikenal sebagai arus short circuit (Isc). Jika tahanan variable memiliki nilai yang bervariasi antara nol dan tak terhingga maka arus (I) dan tegangan (V) akan diperoleh nilai yang bervariasi seperti ditunjukkan pada gambar 2, dikenal sebagai kurva karakteristik I-V pada sel surya
Gambar 1. Kurva karakteristik I-V sel surya pada STC Radiasi sinar matahari akan mempengaruhi arus yang dihasilkan oleh sel surya. Semakin tinggi radiasi matahari maka semakin tinggi pula arus yang dihasilkan
Gambar 3 Pengaruh radiasi matahari pada kurva P-V Gambar 2 dan gambar 3 menunjukkan pengaruh radiasi matahari pada modul photovoltaic yang berisi 36 sel mono crystalline. Dari kedua gambar tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar intensitas radiasi matahari (mendekati 1000 W/m²) maka daya yang dihasilkan oleh sel surya juga akan mendekati maksimal. Semakin kecil intensitas radiasi matahari maka daya yang dihasilkan oleh sel surya semakin kecil. C. Modul Sel Surya Modul sel surya adalah sekumpulan modul yang saling dihubungkan secara seri, parallel atau kombinasi keduanya untuk memperoleh suatu nilai tegangan , arus dan daya tertentu. Jumlah modul yang dihubungkan seri ditentukan oleh nilai tegangan yang dibutuhkan,sedangkan untuk menentukan nilai arus dilakukan pemasangan parallel. Pada pemasanagn PLTS di tuban yang menggunakan delapan buah sel surya masing masing bernilai 200Wp denga peak voltage adalah 38.7 V dan peak current 5.17 A, dilakukan dua pemasangan seri dengan masing masing empat sel surya, kemudian kedua pasangan seri itu diparalel, dengan perhitungan seri berikut : (Isdawimah,2010)
Keterangan: JS = jumlah seri modul PV VINV = tegangan masukan inverter (Volt) VMF = tegangan maksimum modul PV (Volt) Sehingga tegangan modul sel surya (VGPV) adalah:
VGPV=JS . VMF Gambar 2 Pengaruh radiasi matahari pada kurva I-V
Untuk memperoleh daya total sebesar PGPV , maka dibutuhkan jumlah string, sebagai berikut :
Keteangan : JP = Jumlah string modul PV P’GPV = daya modul sel surya (Watt) VGPV = tegangan modul sel surya (Volt) IMF = Arus maksimum modul PV (Ampere)
JURNAL TEKNIK POMITS
3
Apabila diperoleh bilangan pecahan , JP dibulatkan keatas, arus nominal (IGPV) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
dan μV,OC Koefisien open circuit voltage,VOC. Nilai ISC dan VOC ditentukan berdasarkan pesamaan dengan meninjau parameter lingkungannya, (hamdani,2011):
IGPV=JP . IMF Setelah ditentukan JS dan JP , maka daya modul sel surya terpasang dihitung kembali menggunkana persamaan :
PGPV=VGPV . IGPV (watt Peak) Sedangakan jumlah susunan modul sel surya (N) yang terpasang adalah
N=JP . JS D. Analisa Energi Solar Fotovoltaik pada umumnya mempunyai hambatan parasitik seri dan hambatan shunt yang berpengaruh pada penurunan efisiensi, seperti ditunjukkan pada gambar berikut (hamdani,2011)
Berdasarkan definisi, efisiensi konversi PV dinyatakan sebagai rasio antara energi keluaran yangdihasilkan (energi listrik) terhadap energi Matahari yang sampai dipermukaan PV, sehingga efisiensi energi maksimum dinyatakan sebagai :
Dengan VOC (V) menyatakan open circuit voltage,ISC short circuit current (A), ST radiasi global matahari jam-an (W/m2), dan A luas permukaan modul PV (m2) .(hamdani,2011) E. Analisa Effisiensi Energi Analisa efisiensi energy adalah perbandingan terhadap energy total (termal dan elektrik) terhadap energy matahari yang diterima panel PV antara energy keluaran yang dihasilkan
Gambar 4 Model dioda tunggal untuk rangkaian ekivalen PV Persamaan model dioda tunggal yang digunakan untuk menggambarkan arus operasional yang dihasilkan modul PV dinyatakan dengan persamaan berikut:
Dengan IL arus yang dibangkitkan cahaya (A), I0 arus jenuh balik pada sambungan diode p-n (A), R S hambatan seri pada sel PV (ohm), RSh hambatan shunt se PV (ohm), Ns jumlah sel yang tersusun seri, n1 aktor ideal diode, dan m=Nsn1 parameter tunggal dan Vt tegangan termal (V) yang dinyatakan sebagai: (hamdani,2011):
Dengan Tc temperatur sel (K), k konstanta Boltzmann (JK-1) dan q muatan elektron (C), hambatan shunt atau hambatan parallel Rs menunjukkan arus yang bocor (leakage) pada sambungan p-n dioda, dimana nilainya untuk PV modul silikon sekitar 0.1 – 10 Ωm2. Produksi energi dari sistem PV ditentukan berdasarkan estimasi arus dan tegangan yang dihasilkan modul PV, dimana daya keluaran PV tergantung pada karakteristik teknis dan parameter lingkungan. Oleh karena itu, model PV meliputi parameter listrik pada kondisi standar dan μI,SC koefisien temperature short circuit current,ISC
Dengan
menyatakan laju energy (W), TSEL suhu sel (0C)
serta hca koefisien transfer panas konvektif (hca=5.7+3.8v) dengan v adalah kelajuan angin. F. Monitoring Menurut Calyton dan Petry (1983) definisi monitoring adalah suatu proses mengukur, mencatat, mengumpulkan, memproses dan mengkomunikasikan informasi untuk membantu pengambilan keputusan dari manajemen program atau proyek. Sehingga dalam penelitian ini bertujuan untuk memonitoring yang melingkupi proses mengukur, mencatat, mengumpulkan dan mengkomunikasikan secara jarak jauh hasil tersebut untuk dianalisa kinerja dari PLTS secara real time dengan target yang dimonitoring adalah hasil pengukuran sensor-sensor yang terpasang pada setiap bagian dari PLTS berupa sensor tegangan, sensor arus, sensor temperature dan kelembaban,. Sensor-sensor tersebut adalah alat penunjang dari variabel yang diukur untuk monitoring berupa tegangan, arus, daya, temperature dan suhu. Hasil monitoring adalah data penunjang penelitian untuk dianalisa performansi dari PLTS yang adadi Kantor Dinas Pertambangan Dan Energi Kabupaten Tuban Jawa Timur. G. Perfromansi Menurut Niven dalam bukunya Balanced Step By Step Maximizing performance and Maintenance Result (2002) mendefinisikan performansi adalah alat yang digunakan untuk memastikan apakah kita berhasil mencapai tujuan dan bergerak maju menuju kesuksesan penerapan strategi kita.
JURNAL TEKNIK POMITS
4
Dengan demikian tujuan dari performansi yang dilakukan pada penelitian ini adalah proses pengukuran terhadap aktifitas PLTS, hasil dari monitoring performansi ini adalah umpan balik yang memberikan informasi mengenai pencapaian aktifitas dari bagian-bagian PLTS yang memerlukan perencanaan dan kontrol.
III. METODOLOGI PENELITIAN A. Flowchart alur penelitian Mulai
Studi Literatur
H. Perhitungan Masukan dan Keluaran Sebelum mengetahui berapa nilai daya sesaat yang dihasilkan kita harus mengetaui daya yang diterima (Input), dimana daya tersebut adalah perkalian antara intensitas radiasi matahari yang diterima dengan luas PV module dengan persamaan, (Muchammad,2010)
Pin= Ir x A Keterangan: Pin : Daya Input akibat irradiance matahari Ir : Intensitas radiasi matahari (Watt/m2) A : Luasan area permukaan photovoltaic module (m2) Sedangkan untuk besarnya daya solar cell (Pout) yaitu perkalian tegangan rangkaian terbuka (Voc), Arus hubung singkat (Isc), dan Fill Factor (FF) yang dihasilkan oleh sel Photovoltaic dapat dihitung dengan rumus :
Mendapatkan beberapa data : Data kinerja PLTS dari datalogger, data irradiansi, data temperatur dan kelembaban Pemasangan Hardware
Analisa performansi PLTS dengan data dari datalogger,data Irradiansi, temperatur dan kelembaban
Tampilkan data pada Website
Perancangan hardware dan software untuk monitoring PLTS
Kalibrasi Hardware
Analisa data dan pembahasan
Penyusunan laporan
Gagal
Berhasil
Selesai
Uji Sistem
Pout = Voc x Isc x FF Keterangan: Pout : Daya yang dibangkitkan oleh solar cell (Watt), Voc : Tegangan rangkaian terbuka pada solar cell (Volt) Isc : Arus hubung singkat pada solar cell (Ampere) FF : Fill Factor Nilai FF dapat diperoleh dari rumus:
FF= Voc-ln(Voc+0.72)/Voc+1 Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan perbandingan daya yang dapat dibangkitkan oleh sel surya dengan energi input yang diperoleh dari irradiance matahari. Efisiensi yang digunakan adalah efisiensi sesaat pada pengambilan data. (Muchammad,2010)
η= Output/Input x 100%.
Gambar 5. flowchart pengerjaan tugas akhir Berikut adalah rincian metodolgi penelitian yang akan dilakukan: Studi literatur mengenai analisa performansi Solar Photovoltaic System (SPS) dan studi mengenai sistem PLTS yang akan di teliti, yaitu pada PLTS di kantor Dinas Pertambangan dan Energy Tuban Jawa Timur. Pengambilan data cuaca selama PLTS terpasang dan data rekam kinerja PLTS yang ada di data logeer. Analisa Performansi PLTS menggunakan data cuaca dan data rekam dari datalogger. Perancangan hardware berupa sensor-sensor untuk menunjang pengamatan performa dari PLTS berupa sensor arus, sensor tegangan, sensor temperature dan kelembaban. Perancangan software berupa website yang digunakan untuk menampilkan data atau monitoring kinerja PLTS yang dibaca oleh sensor sensor yang akan dipasang secara real-time. Analisa performansi PLTS dari data monitoring Simulasi dan Analisa performansi PLTS menggunakan Software Membandingkan data hasil simulasi dengan data hasil monitoring
JURNAL TEKNIK POMITS
5
IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN A. Pengolahan Data dari Datalogger dan data Cuaca Setelah didapatkan data kinerja PLTS dari datalogger dan data cuaca selama 24 jam, kemudian data-data tersebut dikelompokkan sesuai data yang dibutuhkan dan di ambil nilai rata-rata perjamnya. Data yang dapat diambil dari datalogger adalah data daya dari inverter yang digunakan untuk mensuplai beban, data daya yang dihasilkan oleh photovoltaic, dan daya untuk charging baterai, kemudian data cuaca adalah data irradiansi yang diambil setiap 30 detik selama 24 jam dan kemudian dirata-rata perjamnya. Adapun data dari datalogger dapat dilihat pada Tabel 1 berikut Tabel 1. Data dari datalogger
Waktu No
hh:mm
Beban Watt
Keluaran PV Watt
pada malam hari beban cenderung konstan karena hanya digunakan untuk menghidupkan lampu saja. Beban paling besar terjadi pada jam 10:00 dengan daya sebesar 528 Watt. Untuk data cuaca hasil monitoring selama 24 jam dapat dilihat pada table 2 Tabel 2. Data cuaca Waktu HH:M M
No
Pin
Rad
Watt
Watt/m2
1
0:00
0
0
2
1:00
0
0
3
2:00
0
0
4
3:00
0
0
Charging
5
4:00
0
0
Watt
6
5:00
330
33
1
0:00
138
0
0
7
6:00
2562
256
2
1:00
138
0
0
8
7:00
2876
288
3
2:00
138
0
0
9
8:00
9636
964
4
3:00
138
0
0
10
9:00
12380
1238
5
4:00
151
0
0
11
10:00
13200
1320
6
5:00
203
0
0
12
11:00
13120
1312
7
6:00
218
99,5
0
13
12:00
8357
836
13:00
7453
745
8
7:00
200
164
29
14
9
8:00
495
688
140
15
14:00
5413
541
10
9:00
520
889,5
297
16
15:00
3304
330
11
10:00
528
830
189
17
16:00
1040
104
12
11:00
527
867
182
18
17:00
315
32
13
12:00
451
764,5
215
19
18:00
1
0
14
13:00
371
540
47
20
19:00
0
0
20:00
0
0
15
14:00
247
447
0
21
16
15:00
202
216
13
22
21:00
0
0
17
16:00
225
87,5
0
23
22:00
0
0
18
17:00
191
16
0
24
23:00
0
0
19
18:00
148
0
0
20
19:00
138
0
0
21
20:00
139
0
0
22
21:00
138
0
0
23
22:00
139
0
0
24
23:00
139
0
0
5922
5609
1112
TOTAL
Dari data tersebut dapat diketahui, bahwa total beban sehari adalah 5.9 KW, dengan daya yang dihasilkan oleh PLTS adalah 5.6 KW. Beban PLTS adalah sebuah kantor pertemuan di dinas pertambangan dan energi Kabupaten Tuban, kantor pertemuan tersebut mulai aktif pada jam 08:00 untuk menghidupkan beberapaperalatan kantor, kemudian
Sehingga bila di tampilkan dengan grafik maka neraca beban dari hasil analisa datalogger dan data cuaca adalah berikut
JURNAL TEKNIK POMITS
6
Gambar 6. Neraca beban PLTS Kemudian dilakukan simulasi untuk membandingkan analisa data dengan datalogger dengan hasil simulasi berikut
pembacaan sensor dikirim menggunakan SMS yang kemudian langsung terupload di SQL server website, data yang telah diterima tersebut kemudian didownload dan dimbil rata-rata perjamnya selama dua hari yang dapat dilihat pada table 3 Tabel 3 Data Hasil Monitoring
Gambar 7. Radiasi dan daya yang dibangkitkan untuk beban
Gambar 8. Simulasi daya yang dibangkitkan PV dan Pengisian baterai B. Analisa Data Hasil Monitoring Secara teknis pemasangan sensor-sensor untuk memonitoring PLTS dapat dilihat pada gambar 10 berikut A B
C
D
MPPT
Beban Kantor E Panel Surya
String Inverter
PWM
Battery Inverter
Baterai
Gambar 10 pemasangan sensor Sensor A adalah sensor cuaca, meliputi sensor radiasi, sensor temperature dan kelembaban, kemudian sensor B,C ,D dan E adalah sensor pembaca daya, Semua data hasil
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Time 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00
DAYA(WATT) String Inverte Battery PV Out r Inverter Load DC 0.00 110.40 86.25 0.00 0.00 98.13 92.00 0.00 0.00 98.13 80.50 0.00 0.00 98.13 86.25 0.00 0.00 110.40 74.75 0.00 0.00 110.40 86.25 0.00 30.50 119.60 86.25 35.44 123.10 239.20 69.00 131.63 133.10 266.80 81.94 182.25 132.20 248.40 90.56 172.13 143.75 211.60 125.06 159.47 143.75 220.80 185.44 268.31 143.75 159.47 132.25 205.88 172.50 176.64 144.90 251.10 115.00 174.80 228.56 258.19 115.00 202.40 237.19 151.88 66.60 156.40 25.88 83.53 0.00 128.80 43.13 0.00 0.00 98.13 80.50 0.00 0.00 73.60 86.25 0.00 0.00 73.60 81.94 0.00 0.00 73.60 69.00 0.00 0.00 64.40 73.31 0.00 0.00 73.60 99.19 0.00 0.00 49.07 103.50 0.00 0.00 36.80 80.50 0.00 0.00 92.00 94.88 0.00 0.00 101.20 99.19 0.00 0.00 101.20 81.94 0.00 0.00 92.00 99.19 0.00 0.00 119.60 90.56 45.56 115.00 220.80 64.69 192.38 67.00 634.80 69.00 167.00 230.00 469.20 43.13 299.00 201.25 285.20 94.88 260.72 115.00 174.80 90.56 192.38
JURNAL TEKNIK POMITS
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
57.50 86.25 115.00 86.25 86.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
7
239.20 193.20 202.40 184.00 138.00 82.80 110.40 92.00 101.20 92.00 92.00 110.40
86.25 142.31 288.94 207.00 8.63 60.38 86.25 86.25 86.25 94.88 60.38 86.25
245.53 167.06 182.25 146.81 91.13 7.59 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Dapat diketahui penggunaan energi listrik, pada 24 jam pertama penggunakan energi listrik mulai tinggi pada pukul 09:00 sampai pukul 15:00, ini menunjukkan ruang kantor ini beroperasi maksimal kemudian pada 24 jam kedua penggunakan daya cenderung fluktuatif diantara 100 Watt, namun meninggi pada pukul 13:00-15:00 ini menunjukkan ruang kantor ini pada 24 jam kedua pengambilan data digunakan dengan maksimal pada pukul 13:00-15:00, total daya yang digunakan selama 2x 24 jam data diambil adalah 4.7 kW. Selain data daya juga diambil data sensor cuaca (Irradiansi, Temperatur dan kelembaban) selama dua hari yang diambil rata-rata tiap jamnya, pada data yang diambil dapat diketahui jumlah radiasi pada titik PLTS adalah 12.14 kW/m2 sehingga yang diterima oleh delapan panel PV sebesar 151.4 kW, dengan rata-rata temperature adalah 29o Celcius dan kelembaban sebesar 72%, Dari tabel 3 diperoleh hubungan bagaimana system PLTS ini bekerja, hubungan kerja dari masing-masing tersebut dapat dilihat pada neraca beban data hasil monitoring pada gambar 10
Gambar 10. Neraca beban hasil monitoring C. Performansi Photovoltaic Pada desain hardware pemasangan sensor pada gambar 10 untuk mengetahui performa dan effisiensi dari photovoltaic maka analisa dilakukan menggunakan sensor pada titik A dan sensor pada titik B, sensor pada titik A yang digunakan adalah sensor pembacaan irradiansi dan sensor pada titik B yang
digunakan adalah sensor pembacaan daya DC (Direct Current) keluaran dari PVyang bisa dilihat pada grafik gambar 11
Gambar 11 Perbandingan effisiensi PV hasil simulasi dan aktual 24 jam pertama Dari analisa 24 jam pertama dengan daya dari energi matahari yang diterima oleh delapan panel PV sebesar 69.95 kW dan daya yang mampu dikonversi menjadi listrik oleh PV sebesar 4.062 kW dapat disimpulkan bahwa selama PV bekerja dari hasil simulasi rata-rata effisiensi dari PV adalah 7.82% dan aktualnya 5.62%, sehingga dapat disimpulkan pada 24 jam pertama ini effisiensi PV menurun sebesar 2.19 % dari seharusnya seperti yang terhitung menggunakan simulasi. D. Performansi String Inverter (Sunny Island 2224) Performansi dari string inverter dapat diketahui dari hasil pembacaan sensor dititik B dan di titik C (lihat gambar 10) sensor titik B adalah sensor pembacaan daya dalam DC dan sensor titik C adalah sensor pembacaan daya dalam AC, untuk melihat performansi dari String Inverter dapat dilihat pada gerafik gambar 12
Gambar 12 Perbandingan effisiensi PV hasil simulasi dan aktual 24 jam kedua Pada simulasi effisiensi rata-rata PV selama beroperasi sebesar 6.46%, sedangkan nilai effisiensi aktualnya 4.43%, sehingga pada analisa 24 jam kedua photovoltaik mengalami penurunan effisiensi sebesar 2.03% dari kondisi seharusnya dengan simulasi. Sehingga dalam penelitian ini, dari analisa performansi photovoltaik bahwa photovoltaik yang digunakan telah mengalami penurunan effisiensi sebesar 2.03%-2.19% dari
JURNAL TEKNIK POMITS
8
kondisi seharusnya yang dihitung dengan menggunakan software.
B. Saran Dari kesimpulan penelitian maka saran yang dapat diberikan sehubungan dengan penelitian ini adalah: 1. Pada pengujian PLTS perlu diberikan beban yang maksimal sesuai spesifikasi PLTS agar diketahui effisiensinya apabila digunkan pada beban maksimal. 2. Pemilihan sensor dengan sensitifitas tinggi disesuaikan dengan objek ukur agar didapat data yang lebih akurat.
E. Diagram sankey hasil analisa monitoring Dari data analisa monitoring selama 2x24 jam dapat dibuat diagram sankey yang dapat dilihat pada gambar 17
DAFTAR PUSTAKA 1]
Pada diagram sankey dapat dilihat besarnya daya loss, hanya 4.33% saja yang diubah menjadi energi yang berguna, loss terbesar terletak pada photovoltaic karena effisiensi PV adalah 5.20%, dengan PV jenis monocristaline merk iSolar-1yang memiliki effisiensi antara 5%-18%.
2]
V. KESIMPULAN DAN SARAN
4]
A. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Setelah dilakukan analisa performansi menggunakan data dari datalogger dan data irradiansi, diketahui bahwa radiasi matahari yang dapat dimanfaatkan sebagai energi atau daya dari keluaran PV dan Inverter adalah sebesar 7%. 2. Dari datalogger, daya yang telah dibangkitkan oleh photovoltaik dan tidak digunakan untuk beban digunakan untuk mengisi baterai, namun daya yang mampu disimpan ke baterai dibandingkan daya sisa pembangkit PV yang tidak digunakan untuk beban adalah 58%. 3. Setelah dilakukan simulasi menggunakan software, dapat dibandingkan dengan data analisa dari datalogger bahwa perbedaan radiasi matahari, beban, dan daya pengisian baterai tidak jauh berbeda. 4. Dari hasil Pemasangan alat untuk menunjang analisa performansi PLTS dengan monitoring menggunakan website berfungsi dengan baik. 5. Dari hasil monitoring performansi PLTS dapat diketahui effisiensi photovoltaic sebesar 5.20% sesuai dengan datasheet photovoltaic yang memiliki effisiensi 5%-18%, dan effisiensi string inverter sebesar 53.71%. 6. Dari analisa performansi photovoltaik bahwa photovoltaik yang digunakan telah mengalami penurunan effisiensi sebesar 2.03%-2.19%
3]
5]
6]
7]
8]
[ A. N. Celik and N. Acikgoz, “Modeling and experimental verification of the operating current of mono-crystalline photovoltaic modules using four- and five-parameter models”, Applied Energy 84 (2007), 1– 15. [ E. Radziemska, “Performance analysis of photovoltaic-thermal integrated system”, International Journal of Photoenergy 2009 (2009), 732093-732098. [ A. D. Sahin, I. Dincer, and M. A. Rosen, “Thermodynamic analysis of solar photovoltaic cell systems”, Solar Energy Materials & Solar Cells 91 (2007), 153-159. [ F. Sarhaddi, S. Farahat, H. Ajam, A. Behzadmehr, “Exergetic performance evaluation of a solar photovoltaic (PV) array”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 4 (2010), 502-519. [ Muchammad, Yohana. Eflita, "Pengaruh Suhu Permukaan Photovolaicmodule 50Wp terhadap daya keluaran yang dihasilkan menggunakan Reflektor dengan variasi 00, 500, 600, 700, 800", ROTASI (2010), 14-18. [ D. Hamdani, S. Kadek, S. Lambang, "Analisis Kinerja Solar Photovoltaic System (SPS) berdasarkan tinjauan energi dan eksergi", Jurnal Material dan Energi Indonesia,01 (2011), 84-92. [ Isdawimah, "Analisis Kinerja Pembangkit Listrik Energi Terbarukan pada model jaringan lisrik mikro arus searah", FT Universitas Indonesia (2010). [ A. Septayudha, W. Agung, Karnoto,"Perancangan inverter jenis push-pull dan on/off battery charger regulator (BCR) pada aplikasi fotovoltaic sebagai sumber energi untuk pompa air atau penerangan", FT Undip
