Pengembangan Energi Surya untuk PLTS di Indonesia

Pengembangan Energi Surya untuk PLTS di Indonesia

Yogyakarta, 19 Nopember 2013

Nurrachman

Asosiasi Pabrikan Modul Surya Indonesia (Indonesian Solar Module Manufacturer Association) courtesy of

About Us Klaster Surya – Kelompok: Usaha Penunjang Sebagai organisasi produsen modul surya yang memiliki fasilitas produksi dan alat pengujian terpadu secara memadai untuk mengkonversi sel surya menjadi modul surya / panel surya. Beranggota khusus produsen PV dalam negeri

Didirikan di Bandung, Tgl 10 Agustus 2010. Office: Jl. Soekarno-Hatta No. 442, Bandung 40254, Indonesia. Telp; 022-5202682. 5231686, Fax: 022 5202695. Website; www.apamsi.org •

•

Visi ; Menjadi mitra strategis pemerintah dan pengguna dalam penyediaan energi listrik tenaga surya dengan harga terjangkau, mudah diperoleh, dan ramah lingkungan. Misi; – Memperkuat pabrikan modul surya dalam negeri beserta pabrikan pendukungnya – Mengedukasi masyarakat dalam penerapan energi listrik tenaga surya seluas-luasnya – Menjamin ketersediaan produk di seluruh wilayah Indonesia

6 PABRIKAN ANGGOTA 1. PT. LEN Industri (Persero) 2. PT. Adyawinsa Electrical & Power 3. PT. Surya Utama Putra 4. PT. Swadaya Prima Utama

5. PT. Azet Surya Lestari 6. PT. Wijaya Karya Intrade Energi

DAFTAR ANGGOTA SAAT INI No

Perusahaan

Alamat Jl. Soekarno Hatta 442 Bandung, 40254. Telp. 022- 5202682, Fax. 022- 5208037 www.len.co.id

Direktur / Contact Person Darman Mappangara (Direkture Teknologi) Tarmizi Kemal

1

PT Len Industri

2

Jl. Industri Selatan Blok LL No. 4. Kaw.Ind. Jababeka II, Cikarang – Bekasi, Jawa Nurrachman PT Adyawinsa Electrical & Barat. (Direktur Pemasaran) Power Telp. 021- 89841301-2, Fax. 021 – 89841303 Anshar Muchtar www.adyawinsa.com (Direktur Operasi)

3

4

5

6

PT Surya Utama Putra

NOWL Building, Unit 2, Jl. Raya Bandung Garut KM.23, Rancaekek, Kabupaten Bandung 40394. Telp. 022- 7798316, Fax. 022- 7792082 www.suryautamaputra.com

Budiman S (Direktur)

PT Swadaya Prima Utama

Jl. Akses Tol Kalihurip KM 68, Desa Cikampek Pusaka, Kec. Cikampek, Kabupaten Karawang, Indonesia. Telp. 021- 63858931, Fax. 021 – 63858932 www.swadayaprima.com

Alber (Direktur)

PT Azet Surya Lestari

Jl. Merpati Raya No. 44 Kp. Sawah Baru, Bintaro Tangerang Telp. 021- 74638606-08, Fax. 021 – 74638609 www.tokosurya.com

PT Wijaya Karya Intrade

Gedung Brantas Lt 2. Jl. DI Panjaitan Kav. 14 Jakarta Timur Telp. 021-85916633, Fax. 021-85916644 www.wika-intrade.com

Tersebar > 150 lokasi PLTS Terpusat; 30.000 SHS

Abdul Kholik (Direktur Utama)

Andi (Direktur)

KEMAMPUAN PRODUKSI APAMSI Kode Anggota

Jumlah

Nilai

Kapasitas MW / Thn

Tenaga Kerja

Saat ini

Expandable

Investasi (M.Rp)

1AEP

127

15

30

25

2ASL

80

10

30

30

3LEN

500

10

50

60

4SPU

50

25

50

40

5SUP

60

20

30

50

6WIE

50

10

20

20

867

90

210

225

TOTAL

Syarat Mutlak Pencapaian Harga Global PLTS : Menghadirkan Supply Chain Industri Fotovoltaik US$ 60,000,000 / 60 MWp / Thn

US$ 47,000,000 / 60 MWp / Thn

US$ 5000 ,000/30 MWp /Thn

Kondisi saat ini : 1. Cadangan pasir silika 17 Milyar m3 ton 2. Industri Solar Modul 6 Perusahaan kapasitas 110 MWp / Tahun. Load 10 Mw/Thn 3. Puluhan perusahaan sistem integrator

Prinsip kerja PLTS Transformasi energi surya -> Listrik Alat transformasi ( pengubah ) energi irradiasi matahari menjadi energi listrik. Konstruksi dasar dari sel surya terdiri dari dua lapisan silikon yang di berikan material tambahan agar terdapat perbedaan karakteristik diantara keduanya.

Front Sheet Material EVA Sheet Cell EVA Sheet Back Sheet

Configurasi PLTS Generator

Controller

Penyimpanan

Solar Cell

Solar Charger Controller

Batere

Prinsip Keseimbangan Energi = Energy Supply > Energy Demand

Pengubah

Inverter ( optional )

Supply Management : Berfungsi sebagai alat pengubah radiasi matahari menjadi energi potensial listrik melalui proses Photovoltaic

Berdasarkan material Siliconnya & Efisiensi di pasar digolongkan menjadi : 1. Thin Film Effisiensi : 6-12%

• Vcell = 0,5 V. Modul diseri kelipatan 18 (2 x, 3x, 4 x, 6x) • Pmp , Vmp, Imp, Voc, Isc,

2.

Mono Cristaline Effisiensi : 12-17 % median = 14-15%

3. Poly Cristaline Effisiensi : 10-16% median = 13-14%

Efisiensi = Output (wp) / Luas Panel

Pengaruh temperatur & jenis PV thd perolehan energi di daerah tropis PV module technology selection - Temperature Co-Efficient of PV module type - Warm country should use PV module that has lower loss when cell temperature is high

-- The Spectrum Response of each PV module Type

Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

Temperature Effect on mc-SI module - Power 120 Wp (@STC) Ta= 25 degree C, Tc = 25 degree C

119.83 Wp

Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

Temperature Effect on mc-SI module - Power 120 Wp (@NOCT) Ta= 40 degree C, Tc = 65.71 degree C

95.52 Wp - 20.28%

Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

Temperature Effect on a-SI module - PowerWp (@STC) Ta= 25 degree C, Tc = 25 degree C

40.26 Wp

Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

Temperature Effect on a-SI module - PowerWp (@NOCT) Ta= 40 degree C, Tc = 68.93 degree C

35.94 Wp - 10.7 %

Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

PV Energy Yield In Thailand : mc-Si In 2008 Yf = 574,650 (kWh) 460 (kWp)

PV roof top 460 kWp In Bangkok

Source: Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

Yf = 1,249 kWh/kWp

PV Energy Yield In Thailand : a-Si In 2008 Yf = 2,221,227 (kWh) 1,495 (kWp) Yf = 1,485 kWh/kWp

PV grid connected system 1,495 kWp In Chachoengsao

Dr. Wuthipong S. 26-Jan-2010

Supply Management : 









PWM ( Pulse Width Modulation ) / MPPT ( Maximum Power Point Tracing ) Dilengkapi proteksi Over/Lower voltage, Short Circuit, reverse polarity Dilengkapi dengan fasilitas pemilihan jenis batree yang digunakan Dilengkapi dengan Battery Temp Sensor (BTS) untuk optimasi proses pengisian battery Berfungsi pengatur pengisian ke baterai dan penyalur ke beban pada sistem SHS

Supply Management : Berfungsi sebagai alat pengubah tegangan arus searah ( DC ) menjadi tegangan arus Bolak-balik ( AC ).  1-P/ 3-P inverter yang dilengkapi dengan internal transformator  Total Harmonic Distorsion yang rendah  Dapat disinkronisasi dengan pembangkit lainnya ( hybrid ) jika di perlukan.  Dilengkapi proteksi Over/Lower voltage, Short Circuit, reverse polarity  Dapat dilengkapi dengan Sistem Monitoring Unit untuk memudahkan dalam proses monitoring produksi energi.  Bidirectional inverter = inverter dua arah (DC -> AC atau AC -> DC)

Supply Management : Berfungsi sebagai alat / sarana penyimpanan Energi Listrik hasil pembangkitan.

     

  

Jenis Floated / VRLA Tegangan : 2 – 12 Vdc/Cell Life Cycle tergantung jenis DOD tergantung jenis Umur tergantung suhu baterai, V, dan DOD Dilengkapi dengan fasilitas VRLA sistem ventilasi yang berfungsi pada saat charge dan discharge. Kapasitas dari 20 Ah – 3200Ah Harga tergantung jenis dan total kapasitas kWh Dapat diseri/diparalel

VRLA – GEL /OPzS1200 cycle/DOD 80% VRLA - AGM700 cycle/DOD 80% SLA 300 cycle/DOD 80%

Demand Management :  Energy limit dapat diset sesuai dengan Kebutuhan sistem pembangkit melalui Hand Held Unit  Dapat diset untuk waktu reset Pengisian ulang energi  Dilengkapi dengan proteksi Short circuit dan Over load yang akan kembali Reset setelah problem di temukan  Alarm hidup bila sisa energi sedikit  Display kuota, pemakaian & sisa  Mampu dibuat di Indonesia

Berfungsi sebagai pengaman dalam sistem PLTS dimana cara kerjanya adalah Sebagai pembatas energi yang di salurkan ke konsumen sesuai dengan kebutuhan d Kapasitas pembangkit , sehingga pembagian energi dapat merata untuk setiap Konsumen. E PLTS produksi Jumlah pelanggan Setting E. Limiter = 30.000 / 100

= 30.000 Watt Jam / hari = 100 rumah = 300 Watt jam / hari

Demand Management :



Lebih hemat dibanding dengan lampu konvensional Biasa,

dengan watt yang lebih rendah tetapi luminasi yang dihasilkan sama  Umur pakai lampu ( life cycle ) 50.000 jam  Tersedia DC dan AC

 SNI bagi Luminer Penerangan Jalan Umum

Jenis-jenis PLTS  Tersebar Dipasang di tiap rumah / lokasi tersebar dengan kapasitas kecil dan pertimbangan jarak antar lokasi berjauhan contohnya SHS dan PJU

 Terpusat ( Komunal ) On grid & Interactives Digunakan untuk system pembangkit tenaga listrik skala menengah, lalu didistribusikan ke pemakai (rumah tangga, lampu jalan). Pembangkit ini dapat berdiri sendiri ( Off grid ) atau pun di gabungkan /interkoneksi dengan tegangan PLN ( On grid )

 Terpusat (Komunal) Offgrid SO & Hybrid Pembangkit ini masih tergolong pada pengembangan dari sistem On grid hanya sumber pembangkit lain yang di gabungkan ke dalam PLTS bersumber dari Diesel, PLTMH, PLTB

General Electrical Power System Urban Area Power System Remote Area Power System AC-DC Coupling Stand Alone PV-WT-DG Hybrid Mini-Grid

Village

Village

AC coupling Stand Alone PV-WT Hybrid System

DC coupling Stand Alone PV-WT Hybrid System

AC SHS

DC SHS

General Electrical Power System

Urban Area Power System

• Apollo GTC-500 Series (500kW – 1500kW)

Ongrid 2 x 1 MW, Bali - Indonesia, 2012 (Lok : Bangli – Karangasem by SEI)

References

L-Solar 1 Project 8.67 MWp a-Si PV

L-Solar 1 Project, Installing of 1,000 kW Grid connected inverter

Grid Interactive 100kW x 10 Units in a Factory Tamil Nadu, India (Inverter work as Grid Connect when Uitlity line or DG is operate And in Stand-Alone with uninterrupted power when Utility Power fail)

General Electrical Power System Remote Area Power System AC-DC Coupling Stand Alone PV-WT-DG Hybrid Mini-Grid

Village

Village

AC coupling Stand Alone PV-WT Hybrid System

DC coupling Stand Alone PV-WT Hybrid System

AC SHS

DC SHS

Parallel Operation Inverter serve both configuration up to 8 Inverters without extra Controller.

1+N for Village with Load power growing

N+1 for Village with stable load power, The system demands for high reliability of operation

A village of 7 in Papua, one of 96 15kwp PLTS sites, ESDM-Project 2012,

 Bring Light for Life 

PLTS Gerbang

Innovated AC & DC coupling PV-DG Hybrid system PLTS design using PV generate Energy to System by DC Coupling using CC for Charge Battery for Night-Time Load AC Coupling using Grid connected Inverter for Day-Time Load

3.2MW PV-DG Hybrid Mini Grid System PV Hybrid System 850 kWp, 850 kW inverter, 1,600 kW DG RPS Kemar, Gerik, Perak, Malaysia

Grid Connect Inverter 250kW

Bi-directional Battery Inverter 200kW x 3 = 600kW

Diesel Generator 350kW 350kW 450kW

GS

GS

MPPT Charge Controller 70 kW x9 = 630kW

PV on AC Coupling 250 kWp

PV on DC Coupling 600kWp

Battery 480Vdc 4,800 kWh

GS

450kW

GS

4.2MW PV-DG Hybrid Mini Grid System Tanjung Labian, Sabah, Malaysia PV : 1,212 kWp, Inverter : 1,650 kVA, DG : 1,350 kVA, Battery : 4,320 kWh

Grid Connect Inverter 250kW x 3 = 750kW

Bi-directional Battery Inverter 300kW x 3 = 900kW

Diesel Generator 350kW 500kW 500kW

GS

GS

MPPT Charge Controller 70 kW x9 = 630kW

PV on AC Coupling 750 kWp

Battery 480Vdc 4,320 kWh

PV on DC Coupling 512 kWp

GS

Load 702 kW Supplying By PV

Load 717 kW Supplying By Gen + PV 624kW + 93kW

AC PV Supplying 402.1 kW

Load Consume 332.3 kW

Charging to Battey 28.8 kW

AC coupling Efficiency 95.4 %

166.40 165.50 166.10 499.00

204 kW

155 kW

633 kW

DC coupling Efficiency 96.7 %

PV-WT-DG Hybrid System 120 kW , Wini, Timore, Indonesia, March 2009

PV-WT-DG Hybrid System 120 kW , Wini, Timore, Indonesia, March 2009

PV-WT-DG Hybrid System 120 kW , Wini, Timore, Indonesia, March 2009

PV-WT-DG Hybrid System 120 kW , Wini, Timore, Indonesia, March 2009

PV-Diesel Hybrid System No Battery Kor Libong, Trang, Thailand, October 2009

System PEA Koh Libong

DEDE Koh Libong Array #1 18 panels/ strings, 10 strings

33 kV, 50 Hz, 3 phase JB1

Array #2 18 panels/ strings, 10 strings Surge Protector Box JB2 AC Surge protector Array #3 18 panels/ strings, 10 strings

CB 3P 63 AT

JB3 GTP-502, 45 kW Grid Connected Inverter

Array #4 18 panels/ strings, 10 strings

CB 3P 320 AT JB4

Array #5 18 panels/ strings, 3 strings JB5

Remark

All panels are Showa Shell model GL136, Total panels = 774 panels

=

CB 3P 125 AT

400 V, 50 Hz, 3 phase, 4 wires

~ RS-232 / RS-422 converter with Opto-isolator

RS-232 / RS-422 converter with Opto-Isolator 12

.

LEONICS Title : System Diagram Project : DEDE Libong Company : Issue : 1.2 Page : 2 OF 15 Date : 22/01/2553 Prepared By : Mr. Surakit S. Approve by : Mr. Chokechai C.

PV-Diesel Hybrid System No Battery Kor Libong, Trang, Thailand, October 2009

System

Selecting Equipment for PLTS And IEC Standards Related to PLTS and PV-DG Hybrid System

Start from Load Profile Peak Load Power determine the total power of Inverter and Generator (kVA)

Peak Load x 1.2 x load Growth factor = INVERTER Sizing 50 x 1.2 x 1 = 60 kW

Start from Load Profile Load Energy consumption determine the PV installation Power (kWp)

Energy consumption = 840 kWh/day In case this PLST is 100% power by PV at site Irradiation 5 kWh/m2.day Diesel Generator is for back up purpose only and PV DC coupling only PV require = 840/(5 x 0.65) = 258.5 kWp

AC&DC coupling design concept 0.00%

41.4

45.4

48.0

50.3

37.4

32.6

32.3

31.4

30.9

30.5

30.3

31.1

30.5

29.3

28.9

30.8

33.4

31.6

31.1

31.7

34.1

Real load Profile 32.7

40.00

kW

100.00%

% of Fuel

48.4

60.00

% pf PV

35.8

The total PV power is 186.09 + 62.72 = 248.81 KWp Reduce CO2 2,598

kg/day

20.00

Irra di a ti on Ambi ent Temp.

5.00 kWh/m2.da y o 29 C

0.00

Tota l Loa d

840.00 kWh/Da y

50.29 kW

Pea k Loa d

35.00

Aver. Loa d

kW/h

LEONICS Grid Connected Inverter

# of Inverter

30 kW

GTP-501

3 Uni ts Uni ts INV Power

Cons ume Di es el Fuel Fuel Cons umpti on ra te

4.60 Li ters /da y 0.36 Liter/kWh

60.00 kW MTP-416 F

Ba ck Up DG Power ra ti ng

62.72 kWp 2 534.69 m

AC Coupling PV Installation Area

LEONICS MTP 410 Bidirectiona Inverter

60.00 kW

LEONICS SCM charger SCM240140

Ba ttery

7

4200.00 Ah 240 Vdc 120.00 Cel l s

Project Li fe

260,404 376,056 1,680 -92,476 -117,167 726,439 6.20 10

Confi denti a l i nforma ti on, thi s hybri d mi ni gri d des i gn i s property of Leoni cs Co., Ltd., ma y not reproduce wi thout pri o noti ce to Leoni cs Co., Project Ltd. IRR

4.66%

Uni ts

Annua l Loa d Energy cons umpti on Annua l Energy genera ted form PV

6.17 Yea rs

Expect Ba tt Li fe

Annua l Di es el fuel cons umpti on Annua l LPG cons umpti on

DC Coupling PV Installation Area

186.09 kWp 2 1586.44 m

Annua l Di es el fuel reducti on Annua l Di es el fuel a mount s a vi ng Tota l Inves tment Si mpl e Pa y ba ck peri od

Averag daily system operation condition and consumptions Project Owner :PJO-PJO-PJO-PJO Des i gn by Wuthipong : S. Vers i on/Rev. : 1A

Site Name : STN-STN-STN-STN Site Location (Lat./Long.) : Da te

:24-Apr-13

Al ti tude :

14 Meter (ASL)

o

N

o 101 E

kWh kWh Li ters kG Li ters USD USD Yea rs Yea r %

Hybrid Control Optimize use of DG Fuel Start Generator only need and not waste Fuel to charge battery at low efficiency Routine Charge form SOC 40% to 80%

Hybrid Control Charging operate for long battery life Equalize Charge battery every 2-4 weeks by DG and P for Healthy Battery

IEC 62254-2 : from requirement to a range of electrical system IEC 62254-4 : Design

IEC 62116 : Islanding IEC 61727 : Utility Interconnected

IEC 62124 : Stand-alone system design AS/ANZ 4509-2 : Stand-alone system design

IEC 62109-1, -2: Safety of PCE

IEC 6xxxx : DC Switch ??

IEC 62093: BoS Component for PV system

IEC 62548 : Design PV array

IEC 61724: Performance Evaluation

1 MVA

1 MVA

GCI

1 MVA

1 MVA

GCI

GCI

250 kW x3

IEC 60038 : Standard Voltages

RS485

IEC 60439-1 : LV Switch Gear & control gear type-tested IEC 60439-2 : LV switch gear & control gear Assembly GTP-512

IEC 61850-7-420 : Data com. for DER

PV 250 kWp

1 MVA

PV PV 250 kWp 250 kWp

AC Switch Panel 415 Vac

Router

(HCCU)

350 kVA

Bi-Direction

Bi-Direction

Bi-Direction MTP-6117H 300 kW x3

IEC 60034 : Rotating electrical machine

DC Switch Panel

LAN

Power Station Load

450 kVA

Power HouseLoad

450 kVA

LAN

RS485 RS485

Inverter System Controller

DG Plant Controller

LAN

V-SAT SYSTEM

V-F2CH91 BMS

Battery 1,200 kWh @ 10 h 480 Vdc 3000 Ah

Fuel level Tank 1

BMS

Battery 1,200 kWh @ 10 h 480 Vdc 3000 Ah

Battery

MPPT

MPPT

MPPT

MPPT

MPPT

MPPT

1,200 kWh @ 10 h 480 Vdc 3000 Ah

IEC 6xxxx : Battery Operation for PV system??

V-F2CH91

Fuel level Tank 2 Indoor Temp. Pyranometer

SCM-480200 10 units PV PV PV 62.5 kWp 62.5 kWp 62.5 kWp

IEC 61427-2 : Battery Testing for PV

SMU 1

BMS

PV PV PV 62.5 kWp 62.5 kWp 62.5 kWp

IEC 62509 : CC performance & Operation IEC 6xxxx : Inverter Performance & Operation?? AS/NZS : 5603:2009 : Inverter Performance Requirement

Monitoring and Support

MoC The monitoring and System analysing centre 24/7 monitor and technical support

WT-Diesel Hybrid System Doi Mon Larn, Chieng Mai, Thailand, May 2010

WT-Diesel Hybrid System Doi Mon Larn, Chieng Mai, Thailand, May 2010

Akademisi – BPPT – Pemerintah – Lembaga Keuangan – Industri – Jasa konstruksi bahu membahu dalam penguasaan teknologi dan kemandirian industri PLTS guna meningkatkan ketahanan energi nasional agar tercapai kedaulatan energi terbarukan demi kesejahteraan rakyat Indonesia

Terima kasih