BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Energi Listrik merupakan energi yang sangat penting bagi kehidupan
manusia.Dari kebutuhan yang sifatnya mendasar seperti untuk kebutuhan rumah tangga hingga untuk kebutuhan komersial, hampir semuanya membutuhkan energi listrik.Sebagian besar kebutuhan energi dipenuhi sumber energi dari bahan fosil.Sedangkan saat ini kebuthan energi semakin lama mengalami peningkatan.Di Indonesia sendiri ketersediaan sumber energi listrik tidak mampu memenuhi peningkatan kebutuhan listrik tersebut.Terjadiya pemutusan sementara dan pemadaman energi listrik secara bergilir merupakan dampak dari terbatasnya energi listrik yang dapat disalurkan oleh PLN. Perkembangan
kebutuhan
masyarakat
akan
tenaga
listrik
terus
mengalamikenaikan. Saat ini kebutuhan akan tenaga listrik masih sangat bergantung ada energifosil. Energi fosil yang digunakan berupa minyak bumi dan batu bara yang manadiketahui bahwa jumlahnya terus menipis dan menghasilkan polusi yang cukupberbahaya bagi lingkungan. Hal ini menyebabkan sangat diperlukannya pengembanganenergi terbarukan dalam pembangkitan tenaga listrik. Salah satu energi terbarukan yangdapat dikonversikan energinya menjadi energi listrik ialah energi matahari[1]. Dalam upaya pemanfaatan sumber energi matahari ini dibutuhkan suatu penerapan
teknologi
photovoltaic
untuk
memenuhi
kebutuhan
energi
manusia.Dalam pengoperasiannya, performa dari sistem photovoltaic dipengaruhi
Universitas Sumatera Utara
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). Perkembangan era globalisasi saat ini berdampak pada kebutuhan konsumsi energi listrik yang semakin meningkat.Sangat diperlukan sumber energi alternatif terbarukan untuk memenuhi kebutuhan listrik saat ini salah satunya menggunakan energi matahari (Solar Energy).Solar sel yang berfungsi untuk mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik.Teknologi solar cell merupakan sebuah hamparan semikonduktor yang dapat menyerap photon dari sinar matahari dan mengkonversi menjadi listrik.Solar sel banyak digunakan untuk berbagai aplikasi salah satunya pada lampu penerangan. Sebagai energi alternatif yang terbarukan di Indonesia, sistem photovoltaic telah dimanfaatkan antaralain untuk penerangan (ramah tangga, jalan), pompa air, catu daya bagi perangkat telekomunikasi, TV umum, pendingin, rambu-rambu laut, penerangan untuk menangkap ikan dan banyak aplikasi lainnya.
Gambar 1.1 Pemanfaatan sel surya
Universitas Sumatera Utara
Adapun data intensitas radiasi cahaya matahari dan temperaturkota Medan dapat dilihat pada Tabel 1.1 dan Tabel 1.2. Data intensitas radiasi cahaya matahari dan temperatur yang didapat merupakan datakecepatan angin sejak Januari 2013 hingga May 2016. Tabel 1.1 RATA-RATA INTENSITAS RADIASI MATAHARI (W/m2) Tahun Jan Feb Mar 2013 234 227 255 2014 238 264 262 2015 214 240 256 2016 212 180 207
Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Des 245 264 268 255 243 252 237 242 239 270 255 268 253 236 236 228 221 229 245 237 263 245 230 239 238 211 220 252 212
Tabel 1.2 RATA-RATA SUHU UDARA (DERAJAT CELCIUS) Tahun
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Des
2013
27.1
26.8
28.3
28.1
28.6
28.6
27.8
27.3
27.2
26.8
27.3
26.4
2014
26.0
26.8
27.7
28.0
28.3
29.0
28.8
27.2
27.1
27.1
27.0
26.6
2015
26.6
26.6
28.0
27.8
28.3
28.7
28.0
27.5
27.7
27.4
27.2
27.4
2016
27.8
27.3
28.8
29.4
28.2
Dapat dilihat pada tabel intensitas radiasi cahaya matahari nilai nya relatif kecil. Itu diakibatkan karena nilainya merupakan nilai rata-rata dari 12 jam penyinaran matahari yaitu dari jam 6:00 pagi sampai dengan jam 18:00. Puncak intensitas radiasi matahari terjadi pada jam 12:00 yaitu dengan nilai 1000-1500 W/m2. Dengan nilai puncak tersebut PV dapat mencapai nilai maksimumnya. Sedangkan untuk temperatur kota Medan dengan nilai rata-rata 27°C sangatlah baik untuk PV, karena photovoltaic dapat bekerja sangat baik dalam suhu tersebut. Maka dengan suhu tersebut, performansi PV akan sangat baik jika dikembangkan di Kota Medan.
Universitas Sumatera Utara
Kerja sel surya dapat diukur dengan melihat daya keluaran yang dihasilkan dari sel surya tersebut.Kerja sel surya dipengaruhi oleh beberapa hal seperti bahan pembuatnya, resistansi bahan, temperatur dan tingkat radiasi matahari.Dari kurva arus-tegangan (I-V) dapat diketahui parameter-parameter keluaran sel surya seperti arus hubungan singkat (Isc), tegangan terbuka (Voc), arus maksimum, dan tegangan maksimum serta daya maksimum.Untuk mendapatkan karakteristik I-V sel surya dapat digunakan software MATLAB/SIMULINK dengan menggunakan data masukan seperti intensitas radiasi matahari dan temperature. Beberapa sel surya yang telah diketahui karakteristiknya, disusun dandihubungkan satu dengan lainnya sehingga mendapatkan output maksimal sesuai dengan yang dibutuhkan sebagai catu daya pada system[2]. Pada peneletian ini penulis akan membuat model photovoltaic yang dipasang seri dan parallel yang kemudian akan dilihat karakteristik arus (I), tegangan (V), dan daya (P) dalam berbagai kondisi. Seperti iradiansi yang berubah suhu
tetap,
atau
sebaliknya.Simulasi
menggunakan
software
MATLAB
SIMULINK.
1.2
Perumusan Masalah Adapun masalah yang akan dihadapi pada Tugas Akhir ini: 1.
Karakteristik PV yang bergantung pada sinar matahari dan suhu.
2.
Kinerja dari PV yang dipasang seri.
3.
Kinerja dari PV yang dipasang parallel.
4.
Kinerja dari PV dengan kondisi yang berubah.
Universitas Sumatera Utara
1.3
Tujuan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah: 1.
Mengetahui bagaimana performansi dari PV.
2.
Mengetahui nilai output dari PV jika dipasang seri dan paralel.
3.
Membandingkan karakteristik yang dihasilkan PV seri dengan PV parallel.
1.4
Batasan Masalah Adapun masalah yang akan dihadapi dalam tugas akhir ini:
1.5
1.
Simulasi perancangan menggunakan MATLAB/SIMULINK.
2.
Mengabaikan penggunaan battery storage pada pv.
3.
Hanya melihat performansi PV dari karakteristik V-I dan V-P.
4.
Data yang digunakan adalah data matahari yang ada di kota Medan.
Manfaat Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah: Hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat menjadi salah satu referensi dan masukan kepada penelitian selanjutnya mengenai Peformansi dari PV.
Universitas Sumatera Utara
