BAB I PENDAHULUAN
I.1.
LATAR BELAKANG
Energi listrik merupakan energi yang kita gunakan untuk kepentingan seharihari. Terutama alat-alat elektronik. Energi listrik merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui diperbaharui (energi listrik PLN). Energi listrik sekarang ini sudah semakin menipis, untuk itu kita harus menggunakan menggunakan energi listrik tersebut secara hemat dan efisien. Di dunia, terutama di Indonesia, pemerintah telah menyarankan agar masyarakat dapat menghemat listrik. Misalnya saja : pada siang hari kita tidak perlu menyalakan lampu, mengganti lampu pujar dengan lampu hemat energi, megurangi pemakaian listrik dari pukul 17.00 – 17.00 – 22.00. 22.00. Sekarang ini, telah banyak para ahlia menemukan berbagai alat pembangkit tenaga listrik. Yang bekerja dengan mengubah suatu energi menjadi energi listrik. Dengan keadaan geografis di Indonesia yang setiap tahun dapat sinar matahari, Slah satu alat yang optimal di Indonesia adalah “Panel Surya”. Panel surya bekerja mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Panel Surya adalah alat yang terdiri dari sel surya, aki dan baterai yang mengubah cahaya menjadi listrik. Panel surya menghasilkan arus listrik searah atau DC. Untuk menggunakan menggunakan berbagai peralatan listrik rumah tangga yang berarus bolak-balik atau AC dibutuhkan converter (alat pengubah arus DC ke AC). Jika panel surya dikembangkan di Indonesia yang memiliki keuntungan mendapat sinar matahari sepanjang tahun, dan di pelosok-pelosok yang sukar dijangkau oleh PLN sangatlah cocok. Panel surya juga merupakan energi alternatif yang ramah lingkungan. Jika dapat dikembangkan dikembangkan ke rumah-rumah rumah-rumah penduduk, kita dapat menghemat energi listrik terutama di Indonesia. Misalnya : jika 1 unit sel surya untuk keperluan listrik di siang hari dan 1 unit lagi untuk menyimpan energi listrik pada malam harinya, tentu saja kita dapat menghemat energi listrik lumayan besar. Tetapi panel surya terkendala karena harga panel surya yang mahal.
1
I.2.
PERUMUSAN MASALAH
Berbagai permasalahan listrik hampir diseluruh dunia yang menjadi pertimbangan dari berbagai macam aspek mengenai sumber daya alam yang semakin lama semakin menipis. Dari situ banyak hal yang perlu dilakukan untuk menjadikan perubahan mengenai kebiasaan dan perilaku manusia terhadap alam. Berbagai penelitian mengungkapkan hal paling aman untuk memanfaatkan energi alami dibumi ini adalah memanfaatkan energi surya matahari sebagai energi alternatif untuk diambil energinya dan diolah menjadi listrik. Mengenai berbagai aspek mengapa kita memerlukan penelitian ini dan mengembangkannya untuk dapat dipelajari sebagai langkah awal untuk dipelajarinya pemanfaatan energi surya adalah: 1)
Energi listrik yang kita gunakan (dari PLN) tidak dapat diperbaharui.
2)
Energi listrik sekarang ini semakin menipis.
3)
Upaya pemerintah dalam penanganan penghematan energi listrik.
4)
Panel surya sebagai energi alternatif.
5)
Kelebihan panel surya di Indonesia.
I.3.
BATASAN MASALAH
Dari uraian latar belakang diatas, masalah dalam penelitian ini dibatasi pada: 1)
Menipisnya energi listrik di Indonesia
2)
Upaya pemerintah dalam penghematan energi listrik di Indonesia.
3)
Panel surya sebagai energi alternatif pembangkit tenaga listrik di Indonesia.
Dari batasan masalah selanjutnya dapat dirumuskan masalah yang dibahas, sebagai berikut: 1)
Bagaimana cara menghindari menipisnya energi listrik di Indonesia?
2)
Apa upaya pemerintah dalam penghematan energi listrik di Indonesia?
3)
Mengapa panel panel surya dipilih sebagai energi alternatif pembangkit tenaga listrik?
2
I.4.
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Adapun tujuan penelitian ini adalah: 1) Untuk mengetahui cara pemanfaatan energi listrik di Indonesia secara efisien di Indonesia. 2) Untuk mengetahui upaya pemerintah dalam penghematan energi listrik di Indonesia. 3) Untuk mengetahui keunggulan dan kehematan panel surya sebagai energi alternatif pembangkit tenaga listrik di Indonesia.
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah: 1)
Untuk memberi informasi kepada masyarakat mengenai cara pemanfaatan energi listrik di Indonesia secara efisien.
2)
Untuk memberi informasi kepada masyarakat mengenai upaya pemerintah dalam penghematan energi listrik di Indonesia.
3)
Untuk memberi informasi kepada masyarakat mengenai keunggulan dan kehematan panel surya sebagai energi alternatif pembangkit tenaga listrik di Indonesia.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1.
KAJIAN PUSTAKA
A. Pengertian Panel Surya
Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya
yang mengubah cahaya
menjadi listrik. Mereka disebut surya atas matahari atau "sol" karena matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Photovoltaic yang disebut secara umum Modul / Panel Solar Cell. Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif didalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil dari aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung dimanfatkan untuk mengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampere yang diperlukan. Bila listrik DC yang tersimpan dalam aki ingin digunakan menyalakan perangkat AC: pompa air, kulkas, dsbnya maka diperlukan inverter yang dapat mengubah listrik DC menjadi AC. Sesuaikan kebutuhan daya yang dibutuhkan dengan panel sel surya, inverter, aki. Modul juga memiliki kapasitas beraneka ragam mulai kapsitas 10 Watt Peak s/d 200 Watt Peak juga memiliki type cell monocrystal dan polycrystal. Komponen inti dari sistem PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) ini meliputi peralatan : Modul Solar Cell, Regulator / controller, Battery / Aki, Inverter DC to AC, Beban / Load.
B. Komponen Panel Surya
Untuk instalasi listrik tenaga surya sebagai pembangkit listrik, diperlukan komponen sebagai berikut: 1. Solar panel 2. Charge controller 3. Inverter 4. Battery
4
Solar panel , mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Charge controller , digunakan untuk mengatur pengaturan pengisian baterai. Tegangan maksimun yang dihasilkan solar cells panel pada hari yang terik akan menghasilkan tegangan tinggi yang dapat merusak baterai. Inverter , adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC - alternating current). Baterai, adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga surya. Tanpa baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari.
II.2.
LANDASAN TEORI
Indonesia memiliki karunia sinar matahari. Hampir di setiap pelosok Indonesia, matahari menyinari sepanjang pagi sampai sore. Energi matahari yang dipancarkan dapat diubah menjadi energi listrik dengan menggunakansolar cells panel. Pembangkit listrik tenaga surya adalah ramah lingkungan, dan sangat menjanjikan. Sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan pembangkit listrik menggunakan uap (dengan minyak dan batubara). Perkembangan teknologi dalam membuat solar panel yang lebih baik dari tingkat efisiensi, pembuatan aki yang tahan lama, dan pembuatan alat elektronik yang dapat menggunakan Direct Current. Pada saat ini penggunaan tenaga matahari (solar panel) masih dirasakan mahal karena tidak adanya subsidi. Listrik yang kita gunakan saat ini sebenarnya adalah listrik bersubsidi. Bayangkan pengusahaan / penambangan minyak tanah, batubara (yang merusak lingkungan), pembuatan pembangkit tenaga listrik uap, distribusi tenaga listrik, yang semuanya dibangun dengan biaya besar. Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Surya: 1)
Energi yang terbarukan/ tidak pernah habis
2)
Bersih, ramah lingkungan
3)
Umur panel sel surya panjang/ investasi jangka panjang
4)
Praktis, tidak memerlukan perawatan
5)
Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia
5
BAB III METODE PENELITIAN III.1.
ALAT DAN BAHAN
Berdasarkan berbagai jenis komponen maka dapat diperoleh kalkulasi perhitungan daya yang didapat dibandingkan dengan kebutuhan masyarakat atas daya tersebut. Berikut komponen alat dan bahan penghasil listrik surya : 1. Solar panel 2. Charge controller 3. Inverter 4. Battery Perhitungan Panel Surya
Untuk perhitungan panel surya kita harus mengetahui 3 hal: 1.
Jumlah daya yang akan kita butuhkan
2.
Jumlah Solar cells / Penel surya
3.
Jumlah batere
Contoh data Perhitungan keperluan daya (perhitungan daya listrik perangkat dapat dilihat pada label di
belakang perangkat, ataupun dibaca dari manual):
Penerangan rumah: 10 lampu CFL @ 15 Watt x 4 jam sehari = 600 Watt hour.
Televisi 21": @ 100 Watt x 5 jam sehari = 500 Watt hour
Kulkas 360 liter : @ 135 Watt x 24 jam x 1/3 (karena compressor kulkas tidak selalu hidup, umumnya mereka bekerja lebih sering apabila kulkas lebih sering dibuka pintu) = 1080 Watt hour
Komputer : @ 150 Watt x 6 jam = 900 Watt hour
Perangkat lainnya = 400 Watt hour
Total kebutuhan daya = 3480 Watt hour
Jumlah solar cells panel yang dibutuhkan, satu panel kita hitung 100 Watt (perhitungan adalah 5 jam maksimun tenaga surya):
6
Kebutuhan solar cells panel : [3480 / (100 x 5)] = 7 panel surya.
Jumlah kebutuhan batere 12 Volt dengan masing-masing 100 Ah:
Kebutuhan batere minimun (batere hanya digunakan 50% untuk pemenuhan kebutuhan listrik), dengan demikian kebutuhan daya kita kalikan 2 x lipat : 3480 x 2 = 6960 Watt hour = 6960 / 12 Volt / 100 Amp = 6 batere 100 Ah.
Kebutuhan batere (dengan pertimbangan dapat melayani kebutuhan 3 hari tanpa sinar matahari) : 3480 x 3 x 2 = 20880 Watt hour =20880 / 12 Volt / 100 Amp = 17 batere 100 Ah
III.2.
LANGKAH LANGKAH PENELITIAN
MULAI
Penelitian Modul Alat Estimasi Panel Surya
Input/Data
ANALISIS
RUNNING MODUL
Perbaikan Modul
VERITIFIKASI KELUARAN
7
Keterangan : A. Penelitian Modul Alat Estimasi Panel Surya Bertujuan untuk mengetahui berbagai alat dasar dari energi surya, 1. Solar panel 2. Charge controller 3. Inverter 4. Battery Perhitungan Panel Surya
Untuk perhitungan panel surya kita harus mengetahui 3 hal:
Jumlah daya yang akan kita butuhkan Jumlah Solar cells / Penel surya Jumlah batere
B. Input/ Data Mengetahui jenis keluaran dan jumlah daya yang bisa dihasilkan dengan perhitungan jumlah solar cells dan bateray maka diketahui input data yang dihasilkan yang selanjutnya akan di aplikasikan terhadap penggunaanya. C. Analasis Input Data Menganalisi perhitungan dan kalkulasi pemakain daya listrik dalam hitungan hari diperbandingkan dengan keluaran daya yang dihasilkan. D. Running Modul Menggabungkan semua alat yang kemudian diujikan dengan berbagai kebutuhan listrik yang ada di masyarakat. E. Perbaikan Modul Jika terjadi kesalahan maka akan di lakukan perbaikan modul agar diharapkan didapatkan keluaran yang diinginkan. Yang kemudian akan dijalankan lagi modul dan alat yang sudah dilengkapi data dan bahannya. F. Veritifikasi Keluaran Berisi simulasi hasil laporan penelitian dengan macam perhitungan hubungannya dengan estimasi perhitungan matahari sebagai sumber energi dan estimasi kebutuhan akan sumber energi masyarakat pada umumnya.
8
BAB IV JADWAL PENELITIA HARI Senin
TANGGAL 05-Feb-13
JENIS KEGIATAN Observasi data harian radiasi matahri
TARGET Mengetahui jumlah radiasi matahari yang dihitung berdasarkan perbandingan curah hujan dan teriknya matahari
Selasa
06-Feb-13
Observasi data harian radiasi matahri
Rabu
07-Feb-13
Observasi data harian radiasi matahri
Kamis
08-Feb-13
Persiapan Modul dan Alat
Mempesiapkan berbagai alat dan modul
Jumat
09-Feb-13
Perancangan
Mengetahui jumlah baterai dan panel yang dibutuhkan untuk besar radiasi yang dihasilkan
Sabtu
10-Feb-13
Perhitungan radiasi
Mengetahui jumlah baterai dan panel yang dibutuhkan untuk besar radiasi yang dihasilkan
Minggu
11-Feb-13
persiapan analisis
persiapan analisi
Senin
12-Feb-13
Pemasangan modul dan alat
pemasangan modul dan alat
Senin
13-Feb-13
perhitungan daya yang dihasilkan dan diaplikasikan ke penggunaan daya yang dibutuhkan dalam satu rumah
Mengetahui tingkat keberhasilan alat
Selasa
14-Feb-13
Analisis eror (bila terjadi)
Analisis eror (bila terjadi)
Rabu
15-Feb-13
perbaikan analisis eror (bila terjadi)
perbaikan analisis eror (bila terjadi)
Kamis
16-Feb-13
pemasangan kembali
pemasangan alat dan modul berdasarkan tingkat analisis eror
Jumat
17-Feb-13
analisis data
mengetahui seberapa besar dan efektifkah penggunaanya
Sabtu
18-Feb-13
pembuatan laporan 9
DAFTAR PUSTAKA
1.
Demastuti Anya. 1997. “ Pembangkit Listrik Tenaga Surya”. Wacana
2.
Mulyanto Agus dkk. 2008. “ Lalu Lintas Tenaga Surya”. Buletin Pembangunan Provinsi Lampung
3.
Buku Sagasitas dan Refrensi lain
4.
http://www.suryaenergi.com
5.
http://www.panelsurya.com
6.
http://www.wikipedia.org
7.
http://www.panelsurya.com/index.php/home/nstalasi-listrik-tenaga-surya
8.
http://www.panelsurya.com/index.php/home/aplikasi-tenaga-surya
9.
http://www.panelsurya.com/index.php/home/aplikasi-tenaga-surya
10.
http://www.tenaga-surya.com
10
DAFTAR ISI
BAB I ...................................................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN................................................................................................................................... 1 I.1.
LATAR BELAKANG............................................................................................................. 1
I.2.
PERUMUSAN MASALAH ................................................................................................... 2
I.3.
BATASAN MASALAH ......................................................................................................... 2
I.4.
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN........................................................................... 3
BAB II ..................................................................................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................................................................... 4 II.1.
KAJIAN PUSTAKA ............................................................................................................... 4
A.
Pengertian Panel Surya............................................................................................................ 4
B.
Komponen Panel Surya ........................................................................................................... 4
II.2.
LANDASAN TEORI .............................................................................................................. 5
BAB III.................................................................................................................................................... 6 METODE PENELITIAN ........................................................................................................................ 6 III.1.
ALAT DAN BAHAN ............................................................................................................. 6
III.2.
LANGKAH LANGKAH PENELITIAN ................................................................................ 7
BAB IV ................................................................................................................................................... 9 JADWAL PENELITIA ........................................................................................................................... 9 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 10
PROPOSAL PENELITIAN PANEL SURYA SEBAGAI ENERGI PEMBANGKIT LISTRIK
Diususun oleh: EVA AROMA FITRIAWAN ( NIM: 20050120019, ANGKATAN 2005 )
FAKULTAS TEKNIK, JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2013
