BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Jaringan listrik memiliki peranan penting dalam penyaluran energi listrik.
Energi listrik disalurkan melalui sebuah jaringan interkoneksi dan didistribusi dari unit – unit pembangkit menuju setiap konsumen. Pembangunan jaringan listrik di Indonesia saat ini masih terkendala oleh faktor keadaan alam di Indonesia yang berupa pegunungan, hutan dan kepulauan yang menyebar, sehingga saat ini masih banyak daerah di Indonesia yang belum dapat menikmati energi listrik. Salah satu solusi yang digunakan dalam mengatasi hal ini adalah dengan menggunakan jaringan listrik mikro atau yang lebih dikenal dengan microgrid. Jaringan listrik mikro (mikrogrid) merupakan sistem penyedia sumber daya lokal yang menggunakan beberapa pembangkit listrik berskala kecil seperti PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya), PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu), Pembangkit Listrik Microhydro dan generator berbahan diesel berskala kecil seperti generator set yang dipararelkan untuk mendapatkan daya yang lebih besar sehingga dapat melayani kebutuhan energi listrik yang besar. Sistem ini sangat cocok untuk daerah terpencil yang tidak dapat dilalui oleh jaringan listrik PLN namun memiliki potensi pembangkit listrik terbarukan. Penelitian yang telah dilakukan mengenai jaringan listrik mikro (microgrid) ini lebih banyak terfokus dalam mendesain konfigurasi jaringan listrik mikro (microgrid) yang optimal untuk wilayah yang sulit dijangkau jaringan listrik PLN. Hal ini karena jaringan listrik mikro (microgrid) hanya dianggap sebagai jaringan listrik untuk wilayah terpencil yang sulit dijangkau oleh jaringan listrik PLN. Jaringan listrik mikro (microgrid) pada dasarnya tidak terbatas penggunaannya untuk daerah terpencil saja, namun dapat diterapkan untuk beberapa lokasi seperti komplek perumahan, perkantoran, atau area pendidikan yang terletak di kota – kota besar. Sistem ini dapat digabungkan dengan jaringan listrik PLN sehingga kontinuitas pasokan listrik tetap terjamin meskipun terjadi pemadaman listrik dan kelebihan energi yang dihasilkan dapat disimpan di dalam 1
2
baterai atau dijual ke PLN. Beberapa perumahan di perkotaan di negara – negara maju seperti negara – negara di Eropa dan Amerika Utara telah menerapkan sistem jaringan listrik ini dengan sistem pembangkit lokal berbahan bakar energi terbarukan sedangkan di Indonesia pemanfaatan jaringan mikro untuk melayani beban di kompleks perumahan atau perkantoran hanya sebatas menggunakan pembangkit listrik bertenaga diesel yaitu generator set dan hanya digunakan sebagai pembangkit cadangan ketika jaringan listrik PLN padam. Pemanfaatan jaringan mikro dengan pembangkit bertenaga energi terbarukan masih jarang ditemui. Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana merupakan salah satu lokasi yang cocok untuk melakukan penelitian mengenai sistem jaringan listrik mikro (mikrogrid) ini. Jurusan Teknik Elektro ini memiliki PLTS yang berkoordinat di 8o47’44” LS dan 115o10’35” BT dengan PV module yang terpasang sebanyak 32 buah di atap area internet corner, dengan PV module dibagi menjadi 4 PV array. Masing – masing PV array terdiri dari 8 PV module yang terhubung paralel, tegangan output PV module tertinggi sebesar 12.73 Volt dan arus sebesar 2.40 Ampere pada pukul 11.45 Wita. Terdapat sebanyak 16 buah PV module yang terpasang di halaman Jurusan Teknik Elektro, yang dibagi menjadi 2 array dengan masing – masing PV array terdiri dari 8 PV module yang terhubung pararel. PV module tersebut menghasilkan 0.8 kilo watt peak (Ary, 2014). Penelitian dalam skripsi ini akan mendesain suatu jaringan listrik mikro (mikrogrid) dengan memanfaatkan PLTS dan generator set yang terdapat di Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana sebagai sumber daya listrik lokal yang akan dipararelkan dengan jaringan PLN, sehingga diharapkan dapat menjadi sumber daya cadangan ketika jaringan PLN padam dan PLTS dapat bekerja bersamaan dengan jaringan listrik dari PLN (on-grid) sehingga dapat meminimalkan penggunaan listrik dari PLN.
3
1.2
Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana
konfigurasi
jaringan
listrik
mikro
(microgrid)
dengan
memanfaatkan sumber daya dari PLTS dan generator set yang terdapat di Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana
yang dipararelkan dengan
jaringan listrik PLN dalam memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana? 2. Berapa besar daya listrik PLTS yang seharusnya terpasang sehingga mampu untuk memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana? 3. Bagaimana cara kerja dari jaringan listrik mikro (microgrid) yang di desain dalam penelitian ini untuk memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana? 1.3
Tujuan Penelitian Tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menentukan
konfigurasi
jaringan
listrik
mikro
(microgrid)
dengan
memanfaatkan sumber daya dari PLTS dan generator set yang terdapat di Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana
yang dipararelkan dengan
jaringan listrik PLN dalam memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Menentukan besarnya daya listrik PLTS yang seharusnya terpasang sehingga mampu untuk memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Menampilkan cara kerja dari jaringan listrik mikro (microgrid) yang di desain dalam penelitian ini untuk memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
4
3.4
Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Kontinuitas pasokan daya di Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana dapat terjaga, sehingga tidak mengganggu proses perkulihaan meskipun jaringan listrik PLN padam. 2. Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana diharapkan dapat menjadi model kampus yang telah memanfaatkan jaringan listrik mikro dengan sumber pembangkit listrik cadangannya tidak hanya bersumber dari generator set namun bersumber dari energi terbarukan juga. 3. Penelitian ini dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk mendesain jaringan listrik mikro ditempat lain sehingga ketergantungan terhadap jaringan listrik PLN yang sumber pembangkitnya sebagian berasal dari PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) dan PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) dengan bahan bakar batubara dapat dikurangi. 1.5
Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Masalah dalam penelitian ini dibatasi hanya untuk menentukan konfigurasi
jaringan listrik mikro (microgrid) dengan memanfaatkan sumber daya dari PLTS dan generator set yang terdapat di Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana yang dipararelkan dengan jaringan listrik PLN dalam memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana, menentukan besarnya daya listrik PLTS yang seharusnya terpasang sehingga mampu untuk memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana, menampilkan cara kerja dari jaringan listrik mikro (microgrid) yang di desain dalam penelitian ini untuk memenuhi semua beban di gedung - gedung Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Jaringan yang akan dibuat masih berupa desain gambar. Penggunaan software HOMER hanya untuk mensimulasikan persentase masing – masing sumber daya dalam menanggung beban di Jurusan Teknik Elektro untuk beberapa skenario dan jumlah PV module yang seharusnya terpasang untuk memenuhi
5
seluruh beban di Jurusan Teknik Elektro. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini berupa : 1. Beban harian untuk masing – masing gedung yang ada di Jurusan Teknik Elektro, gedung tersebut adalah gedung DJ, DH dan DI. Pengukuran akan dilakukan setiap jamnya dari pukul 08.00 wita sampai 17.00 wita. Pengukuran akan dilakukan selama 3 hari saat jadwal perkuliahan dan 2 hari saat liburan pergantian semester menggunakan alat ukur multimeter. 2. Daya rata – rata yang dihasilkan oleh PV module yang terdapat di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Pengukuran akan dilakukan setiap jamnya selama 10 jam dari pukul 08.00 – 18.00 Wita dengan menggunakan alat ukur multimeter.
