INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

PROPOSAL PROJECT RENEWABLE ENERGY

DISUSUN OLEH :

FIKRI WIRAYUDHA (111120029)

FAISAL NUN PERMADI (111120060)

NOFRYAN REZA FAHLEVI (111100028)

PEMINATAN TEKNIK TENAGA LISTRIK

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

SERPONG, 2014

Pendahuluan

Dewasa ini kita sering mendengar bahwa sumber bahan bakar di muka bumi ini sudah mulai menipis persediaannya. Oleh karena itu penemuan sumberdaya alternatif baru sebagai bahan bakar sangat diperlukan. Kita mengetahui bahwa panas matahari bisa dimanfaatkan sebagai salah satu sumberdaya alam yang masih sangat melimpah di muka bumi ini dan dapat dimanfaatkan sebagai sumber tenaga baru.

Belakangan ini penelitian yang terkait dengan pemanfaatan sinar matahari atau yang lebih dikenal dengan solar cell telah banyak dilakukan, dan hasil yang dicapai tidak begitu mengecewakan karena terbukti solar celldapat digunakan sebagai tenaga alternatif pengganti bahan bakar, tentu saja harus didukung dengan penelitian lebih lanjut mengenai hal tersebut.

Apabila solar sell ini kita hubungkan ke beban listrik, maka arus akan dapat mengalir

ke beban. Energi matahari telah diubah secara langsung menjadi energi listrik. Selama masih

ada cahaya matahari yang masuk maka akan terus ada elektron bebas yang mengalir ke

beban.

Satu buah solar sell terbuat dari bahan dasar silicon yang dilapis kaca. Silicon mudah

sekali didapat di bumi ini dalam bentuk pasir silika sehingga cahaya bisa menembus masuk.

Ketika cahaya matahari menembus masuk ke dalam sel, partikel cahaya matahari yang

disebut ‘photon’ juga ikut masuk. Partikel photon ini kemudian menumbuk elektron

bermuatan negative di atom silikon penyusun solar sell. Pada saat tumbukan, energinya

photon ditransfer ke elektron sehingga elektron terlepas dari atom silikonnya. Karena setiap

detiknya ada tak terhingga photon yang menumbuk, maka akan dihasilkan banyak sekali

elektron-elektron bebas. Elektron bebas ini akan didorong keluar solar sell karena adanya

medan listrik di dalam sell.

Solar Home System, adalah suatu pembangkit yang memanfaatkan sinar matahari

sebagai sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan penghasil listrik

adalah Photovoltaic atau yang disebut secara umum Modul atau 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 elektron. Hasil dari aliran elektron-

elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung dimanfatkan untuk mengisi battery.

LATAR BELAKANG

Energi listrik merupakan energi yang kita gunakan untuk kepentingan sehari-hari.

Terutama alat-alat elektronik. Energi listrik merupakan sumber daya alam yang tidak

dapat diperbaharui (energi listrik PLN). Energi listrik sekarang ini sudah semakin

menipis, untuk itu kita harus 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 – 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 berbagai alat 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 ke 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.

Tujuan

Tujuan dari project solar home ini adalah sebagai berikut :

Mencari sumber daya terbarukan yang potensial dan efisien

Menjadikan matahari sebagai sumber daya listrik yang dikonversikan terlebih dahulu oleh panel surya yang kemudian berubah menjadi eneri listrik.

Perhitungan

A. Tempat Moscow – Rusia

B. Waktu PenelitianTanggal : 20 – Desember – 2014Waktu : 08:56 – 15:57GMT : +03 : 00

1. SUNRISE

Gambar 1.Data Sunrise yang diambil pada daerah Moscow Rusia tertanggal 20 Desember 2014

SUNRISE : 08.56

o 56 menit diubah dalam jam menjadi:

o Menjadi 9,33 jam

2. MID DAY

Gambar 2.Data MID DAY yang diambil pada daerah Moscow Rusia tertanggal 20 Desember 2014

MID DAY = 12.27

o 27 diubah dalam jam menjadi :o Menjadi 12,45 jam

5760

=0 ,93Jam

2760

=0 ,45 Jam

3. SUNSET

Gambar 3.Data Sunset yang diambil pada daerah Moscow Rusia tertanggal 20 Desember 2014

SUNSET = 15.57

o 57 diubah dalam jam menjadi :

o Menjadi 16,35

2760

=0 ,45 Jam

Gambar 4.

Kurva Perbandingan Energi vs Jam

E = 1000 sin (x+y)

Diketahui : t1 = 9,33 jam

t2 = 16,35 jam

0 = 1000 sin ( x (9,33) + y ) ; 0 = 1000 sin ( x (16,35) + y )

Sin ( 93,7 x + y ) ; sin ( 16,35 x + y )

16 , 35 x+ y=π9 ,33 x+ y=0+7 , 02 x=+ π

y=−1,33 π( π

7 , 02 ) (9 , 33 )+ y=0

x= π7 ,02

=0 ,14 π

E =

Energi yang diserap = Etot x Eeff PV x luas modul x 31 hari

Jumlah modul = atau dapat dianggap 7 modul

Energi yang dihasilkan = 26,30 kwH x 7 modul

= 184,1 kwH/bulan

Energi PV/hari = Etot /hari x eff PV x jumlah modul x luas modul

= 4501,81 wH/m2 x 0,145 x 7 modul x 1,3m2

= 5940,14 wH

Energi perbatrai = V x AH x DOD ( Deep O Discharge )

= 12 x 20 x 0,3

∫9 ,33

16 ,35

1000sin (0 , 14πt−1 , 33π ) dt

=4 , 501kwh

m2

=4501 , 81wh

m2

=2273 ,64 (1 , 98 )=2273 ,64 (−(−0 , 99 )+(0 ,99 ) )=2273 ,64 (−cos(3,09 ))−(−cos (1,33))

10000 ,14 π

(−cos ( 0 ,14 πt−1 , 33 πt ) )|16 ,359 , 33

=4 , 501 kwh

m2×14 ,5 %×1,3m

3

mod ul¿31hari

=26 ,30kwh

modul

180 kwh26 , 30 kwh

=6 ,844

= 720 wh

gambar 5.

Skema pemakain Solar Home Sytem

Gambar 6.

Penentuan tata letak panel surya terhadap matahari

Gambar 7.

Arah hadapan panel surya

Keterangan gambar 6 :

Sudut Azimuth = 114o ( awal matahari Terbit ) pukul 08.58 (GMT+3)

Sudut Azimuth = 226o ( Matahari Terbenam ) pukul 15.57 (GMT+3)

Pada Keadaan 10o , letak Panel Surya berada tegak lurus terhadap matahari. pada saat inilah energi puncak diterima oleh Panel Surya. yaitu pada pukul 12.27 (GMT+3)

Rincian sementara harga-harga komponen yang akan dipakai :

7 unit panel surya @50wp

PANEL SURYA merk “SunTech”

Poly crystalline

Ukuran 1,3 m2

Output peak: 2 x 50 W

Tegangan nominal: 12 V

Tegangan pada saat open circuit: 21 V

Arus maksimum: 2 x 700 ma

Fixing bracket: aluminium strip tebal lk 1,2 mm

Life time: 10 tahun

Harga:Rp. 2.250.000,-/Unit

REMPOU Solar Controler Regulator SDRC – 20IP

Sundaya 12V/10 A

Berfungsi sebagai :

-sebagai pembagi arus,dari panel solar ke battrey,inverter,lampu.

-sebagai protexi.

-sebagai penghambat/menggurangi kerusakan ada battrey ACCU.

-dan sebagai system pendetexy adanya arus listrik yang sedang berjalan

Harga: Rp. 450.000,-/unit

SunSaver MPPT Blue Sky 2000E

Solar Controller dengan Maximum Power Point Tracking

Effiensi puncak melebihi 97%

Hampir tidak ada energi yang berkurang

Mempunyai display picture digital

Kemampuan sangat baik pada keadaan sedikit cahaya matahari

Menggunakan modul tegangan tinggi

Merubah 36V atau 24V susunan modul PV

Kontrol Pengalih Kemampuan

Memiliki Control Beban

Menggunakan proteksi Elektronik

Baterai lebih tahan lama

Harga : Rp. 2.200.000,-/unit

Tipe Baterai merk powerbatt

Jenis battery: sealed lead acid

Tegangan nominal DC 12 V

Kapasitas: 200 AH

Depht of Discharge (DoD) 30%

Free Maintenance

Life time: 10 tahun

Kotak baterry terbuat dari bahan zinc coated/cadmium platting

Harga : Rp. 700.000,-/unit

Perhitungan Finansial Untuk Instalasi Dengan Tipe Daya

1300 Watt

Modul Panel per lembar = 1,3 m2

Modul yang dibutuhkan sebanyak 7 modul

Harga per Modul = Rp. 2.250.000,-

Untuk Daya 1300 watt memerlukan dana :

7 modul x Rp. 2.250.000,- = Rp .15.750.000,-

9 Unit Baterai 200 AH = 9 x Rp. 700.000= Rp. 6.300.000,-

1 Unit MPPT blue sky 2000E = Rp. 2.200.00,-

1 Unit Solar Controler Regulator = Rp. 450.000,-

Total Biaya Peralatan Keseluruhan

= Rp. 15.750.000+ Rp. 6.300.000 + Rp. 2.200.000 + Rp. 450.000

= Rp. 24.700.000 ,-

Typical beban 180 Kwh/bulan

Dengan asumsi 1 Kwh = Rp. 1.200,-

Maka biaya perbulan :

~ (180 Kwh x Rp. 1.200,-) = Rp. 216,000-

Maka, diperkirakan investasi awal akan kembali paling tidak setelah :

RP . 24 .700 . 000 ,−RP .216 .000 ,−

=114 ,352 bulan≈±10 tahun