BAB 5 KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental untuk mengetahui hubungan sebab akibat antara setting bentuk sebagai konsekuensi orientasi dan luasan permukaan arsitektur bidang lipat (sebab) terhadap besar penerimaan energi matahari/bangkitan energi listrik dan keseragaman penerimaannya (akibat). Hubungan sebab akibat ini dicari dengan menetapkan beberapa asumsi yaitu temperatur sel surya (25°C), jumlah sel dalam satu modul (36 sel, 6 dioda), tipe dan warna silikon (monocrystalline silicon dengan warna gelap), efisiensi modul surya (12,38%), pembayangan lingkungan dan pembayangan antar panel surya (bangunan tunggal tanpa pembayangan lingkungan). Berdasarkan asumsi-asumsi tersebut, hasil penelitian menunjukkan konfigurasi arsitektur berbidang lipat menghasilkan penerimaan radiasi matahari yang lebih besar dibandingkan dengan arsitektur tidak berbidang lipat. a.
Rumusan Konfigurasi Fasade Hasil Integrasi Bidang Lipat dan Panel Surya yang Optimal dalam Menerima Radiasi Matahari Hasil penelitian menunjukkan konfigurasi dengan tilt 45°, 46°, dan 49°
menghasilkan penerimaan radiasi yang lebih besar dan keseragaman penerimaan yang memenuhi standar. Penelitian terdahulu dari Mehleri (2010) menyebutkan bahwa sudut optimal pengangkatan panel surya setara dengan latitude suatu wilayah. Namun untuk wilayah dengan latitude rendah terdapat faktor penutupan debu sehingga sudut pengangkatan optimal adalah 20°-30°. Konfigurasi atap bidang lipat pada rentang sudut optimal memang menghasilkan penerimaan radiasi lebih besar daripada model dasar, namun keseragaman penerimaannya tidak memenuhi standar. Berkaitan dengan integrasi panel surya pada dinding, hasil penelitian menunjukkan bahwa konfigurasi dengan sudut orientasi -44°, 44°, dan 46° menghasilkan penerimaan radiasi yang lebih besar dan keseragaman penerimaan yang memenuhi standar. Sudut orientasi optimal dari penelitian terdahulu berada pada rentang -15° sampai 15°, diukur dari bidang horisontal menghadap ekuator 137
(Mehleri, 2010). Konfigurasi bidang lipat dengan rentang sudut optimal menghasilkan penerimaan radiasi yang lebih kecil daripada model dasar, karena prosentase luas panel surya terhadap seluruh permukaannya lebih kecil. Konfigurasi bidang lipat optimal adalah kombinasi konfigurasi atap BaratTimur (tilt 46°; prosentase penutupan panel surya terhadap luas permukaan sebesar 14,41%), dan dinding Barat dengan bidang lipat menghadap Utara-Selatan (orientasi 44°; prosentase penutupan panel surya terhadap luas permukaan sebesar 17,71%). Tabel 5.1 menunjukkan konfigurasi arsitektur bidang lipat optimal yang dihasilkan oleh penelitian. Orientasi bidang lipat Barat-Timur pada atap merupakan orientasi optimal karena kemampuannya menerima radiasi matahari harian dengan intensitas dan keseragaman penerimaan yang tinggi sepanjang tahun. Hal ini sejalan dengan teori yang dikemukakan oleh Krishan (2001), Bonifacius (2012), Koenigsberger (1973), dan Brown (1990). Orientasi bidang lipat Utara dan Selatan (dinding Barat) pada dinding merupakan orientasi optimal karena kemampuannya menerima radiasi matahari landai dengan durasi sepanjang mungkin dan keseragamannya memenuhi nilai standard yang disyaratkan. Hal ini sejalan dengan teori yang dikemukakan oleh Bonifacius (2012), Lechner (2001), Martin dan Ruiz (2000), Koenigsberger (1973), dan Brown (1990). b.
Besar Radiasi Matahari Diterima oleh Konfigurasi Arsitektur Bidang Lipat Pada konfigurasi atap bidang lipat Ab4, dinding bidang lipat Db9, serta
kombinasi bidang lipat atap dan dinding Ab4-Db9, penerimaan radiasi matahari lebih besar masing-masing 47,65%, 26,55%, 30,22% dibandingkan model dasar. Penerimaan radiasi yang lebih besar pada konfigurasi arsitektur bidang lipat mampu mensubstitusi kebutuhan energi fosil hingga mencapai 51,3%. Nilai ini lebih besar daripada target bauran energi yang ditetapkan untuk tahun 2025, yaitu sebesar 7%. Subtitusi energi fosil sebesar 51,3% dicapai pada konfigurasi arsitektur bidang lipat dengan prosentase penutupan panel surya sebesar 20,4%. Bangkitan energi listrik yang dihasilkan oleh arsitektur bidang lipat mampu mencukupi setidaknya kebutuhan energi bangunan untuk pencahayaan atau
138
pendinginan, dimana prosentase kebutuhan energinya masing-masing secara berurutan sebesar 40% dan 30%. Pada daerah tropis lintasan matahari dominan di atas bangunan. Namun bangunan bertingkat menengah yang menjadi studi kasus memiliki luasan atap yang kecil. Treatment bidang lipat pada atap masih tidak mampu menyuplai kebutuhan energi bangunan kantor yang disyaratkan. Pada dinding radiasi yang diterima relatif rendah, namun hal itu terkompensasi dengan luasan yang besar. Luasan yang besar tersebut menyebabkan penerimaan radiasi matahari pada dinding lebih besar daripada di atap. Hal ini menunjukkan bahwa pada bangunan bertingkat menengah di daerah tropis, dinding berpotensi untuk diintegrasikan dengan panel surya. Hal ini sejalan dengan konsep yang dikemukakan oleh Roberts & Guariento (2009). c.
Optimasi Besar Radiasi Matahari Diterima oleh Konfigurasi Dinding dan Atap Bidang Lipat yang Terintegrasi dengan Panel Surya Kriteria konfigurasi optimal adalah konfigurasi yang penerimaan
radiasi/bangkitan energinya besar dan keseragaman penerimaannya juga tinggi. Konfigurasi sebagaimana terlihat pada Gambar 5.1 menjadi konfigurasi optimal karena memiliki nilai penerimaan radiasi tertinggi, mampu mensubstitusi kebutuhan energi fosil lebih dari 7% dan prosentase keseragaman penerimaannya memenuhi standar yang ditetapkan, yakni lebih dari 80%. 5.2 Saran a. Teoritis Penelitian dilakukan dengan mengambil model dasar bangunan kantor bertingkat medium di daerah tropis yang luas atapnya kecil. Treatment bidang lipat pada atap yang mendapat radiasi matahari (kWh/m²) dominan, belum mampu mencukupi kebutuhan listrik bangunan kantor yang disyaratkan. Penelitian lebih lanjut perlu dilakukan dengan menggunakan model dasar yang memiliki luasan atap dengan proporsi yang lebih besar untuk memberikan kontribusi yang sebesarbesarnya pada bangkitan energi listrik yang dihasilkan oleh konfigurasi bidang lipat-BIPV.
139
Panel Surya Panel Surya
Panel Surya
Gambar 5.1 Konfigurasi Arsitektur Bidang Lipat Optimal Tabel 5.1 Tabulasi Rumusan Konfigurasi Arsitektur Bidang Lipat Optimal Orientasi
Sudut Prosentase Luas Panel Surya Terhadap Luas Seluruh Permukaan S/V Derajat Kekompakan Prosentase Keragaman Penerimaan Radiasi Bangkitan Energi Listrik
Atap Bidang Lipat Barat-Timur
Tilt : 46° 14,41%
Dinding Bidang Lipat Barat dengan bidang lipat menghadap Utara-Selatan Orientasi 44° 17,71%
Kombinasi 20,4%
0,49605 0,47619
0,50543 0,0312308
0,50944 0,0312308
98,83%
94%
96,42%
10,5% dari kebutuhan
40,8% dari kebutuhan
51,3% dari kebutuhan
140
Arsitektur Bidang Lipat Kombinasi
Hal-hal yang diasumsikan tetap di penelitian ini adalah pengaruh temperatur sel surya, pengaruh jumlah sel dalam satu modul, pengaruh tipe dan warna silikon, pengaruh efisiensi modul surya, serta pengaruh pembayangan lingkungan dan pembayangan antar panel surya. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan mempertimbangkan faktor-faktor tersebut. b. Praktis Pada bangunan kantor, konfigurasi atap bidang lipat yang optimal dalam penerimaan radiasi matahari untuk kerja BIPV sebaiknya diorientasikan menghadap Barat-Timur dengan sudut 46°. Pada sudut ini, dengan prosentase penutupan panel surya sebesar 14,41% dari total luas seluruh permukaan bangunan, didapat suplai energi listrik sebesar 10,5% dari nilai kebutuhan listrik bangunan kantor yang disyaratkan. Pada dinding bangunan kantor berbidang lipat, panel surya sebaiknya diintegrasikan pada dinding Barat dengan bidang lipat yang menghadap ke Utara dan Selatan dan dengan sudut orientasi 44°. Pada sudut ini, dengan prosentase penutupan panel surya sebesar 17,71% dari total luas seluruh permukaan bangunan, didapat suplai energi listrik sebesar 40,8% dari nilai kebutuhan listrik bangunan kantor yang disyaratkan. Peletakan panel surya pada kombinasi atap dan dinding bidang lipat mampu menyuplai 51,3% kebutuhan energi listrik, ketika prosentase penutupan panel suryanya sebesar 20,4%.
141
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
142
