Pemanfaatan Energi Surya Melalui Photovoltaik Sebagai Upaya Pengembangan Energi Baru Terbarukan Dalam Rangka Diversifikasi Energi Mix di Indonesia

Print
Category: Listrik & Elektronika
Last Updated on Monday, 27 April 2015 Published Date Written by ASMUNIV

Kesepahaman Agenda 21 Global

Pemanfaatan Energi Surya Melalui Photovoltaik Sebagai Upaya Pengembangan Energi Baru Terbarukan Dalam Rangka Diversifikasi Energi Mix di Indonesia

 

Penulis:
ASMUNIV
Widyaiswara PPPPTK-VEDC Malang
asmuniv@gmail.com

 

ABSTRAKSI

Memasuki abad ke 21 merupakan era abad industrialisasi dan diperkirakan pada pada tahun 2050 kebutuhan energi dunia meningkat dua kali atau hampir mendekati angka tiga kali lipat sebanding dengan pertumbuhan populasi penduduk secara global. Beban ini dirasakan dari tahun ke tahun semakin bertambah berat, terutama ketergantungan terhadap sumber energi fosil sebagai pemasok energi utama masih begitu tinggi, situasi ini menyebabkan kelangkaan dan persediaan sumber energi fosil dari tahun ke tahun semakin menipis dan amat terbatas. Kondisi ini turut menperkuat terjadinya krisis energi dan secara tidak langsung membuat harga energi menjadi mahal dan semakin bertambah melambung tinggi.

Perkembangan dunia industri dan peningkatan jumlah penduduk yang tidak terkendali secara langsung dapat mengakibatkan tuntutan kebutuhan dan persediaan sumber energi semakin meningkat. Permasalahan ini dirasakan hampir sebagian besar negara-negara di seluruh dunia. Persediaan energi fosil yang terbatas dengan kebutuhan yang meningkat, menyebabkan harga menjadi mahal. Selain itu dampak eksploitasi energi fosil yang berlebihan khususnya minyak bumi terbukti telah membawa dampak polusi udara serta pengotoran lingkungan menjadi panorama sebagai ciri khas kota-kota besar negara berkembang saat ini, terutama seperti kota-kota besar di negara-negara berkembang seperti Jakarta, New Delhi dan kota-kota besar di belahan benua Amerika Latin seperti Rio de Janeiro. Untuk itu dalam waktu mendesak segera perlu dipikirkan, bagaimana upaya mencari energi alternatif sebagai sumber energi pengganti.

Pemerintah Indonesia tengah menyiapkan rencana induk (blue print) atau pemetaan persoalan (roadmap) mengenai pengembangan energi terbarukan 2005-2020. Dalam jangka panjang energi terbarukan itu, diharapkan dapat memberikan kontribusi yang signifikan dalam penyediaan energi yang berkelanjutan di masa depan. Penyiapan rencana induk itu merupakan kelanjutan atas kebijakan energi nasional.

Sebagai negara yang beriklim tropis, energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh Pemerintah Indonesia, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar. Dampak positif dalam mendorong pemanfaatan energi terbarukan khususnya pembangkit listrik, pemerintah Indonesia disebutkan juga telah menyiapkan beberapa peraturan, antara lain: Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun 2005 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan Penggunaan Sumber Energi Setempat, dengan Mengutamakan Pemakaian Energi Terbarukan.

Kata Kunci: Kesepahaman Agenda Teknologi Abad 21, Peraturan Pemerintah Indonesia Tentang Energi Baru Terbarukan, Kebutuhan Energi Dunia, Efek Gas Rumah Kaca, Konsep Green Technology-Training Center (GTTC), Konsep PLTS off Grid, Konsep PLTS on Grid, Solar Modul, Inverter, Komunikasi energi,


 

1. LATAR BELAKANG

1.1.    PPPPTK/VEDC-BOE Malang

Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan atau lebih dikenal dengan sebutan Vocational Education Development Center (PPPPTK/VEDC-BOE) Malang merupakan bagian terpadu dari sistem Pendidikan Nasional di bawah naungan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan Nasional, dalam hal ini Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah. Sejarah PPPPTK/VEDC-BOE Malang didirikan pada tahun 1982, dengan nama Pusat Pengembangan dan Penataran Guru Teknologi (PPPGT-Malang) yang mana tugas utama pada saat itu adalah mencetak (D3GT) dan melatih guru-guru Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) di bidang Teknologi di kawasan Indonesia Bagian Timur.


Gambar 1. View Depan PPPPTK/VEDC-BOE Malang

Sejalan dengan perkembangan dan tuntutan kebutuhan teknologi saat ini, maka PPPPTK/VEDC-BOE Malang sudah seharusnya perlu merevisi dan memperbaiki visi, misi dari tujuan pendidikan dan pelatihan kita. Pembangunan sistem pendidikan dan pelatihan dengan mempertimbangkan Green development tidak dapat terlepas dari pembangunan kebutuhan masyarakat saat ini secara utuh (berkelanjutan). Konsep pembangunan pendidikan yang demikian, yakni dengan memperhatikan kesejahteraan ekonomi, ekologi dan keadilan sosial dengan menyertakan masyarakat sebagai bagian yang tidak terpisahkan (terintegrasi) dari sistem alam (ekosistem) merupakan sistem pendidikan dan pelatihan yang menerapkan kurikulum hijau. Pembangunan kurikulum pendidikan yang tidak berwawasan lingkungan dan tidak menyertakan masyarakat sebagai subjek sosial merupakan sistem pendidikan yang egois (dampak egois masyarakat kelak akan menimbulkan bencana). Sifat egois dari masyarakat berperan dapat merusak lingkungan. Konsep Hijau lebih mengedepankan pemberdayaan masyarakat sekitar sebagai bagian integral dari pembangunan kurikulum pendidikan/pelatihan yang ramah lingkungan (Agenda 21 Global).


1.2. KEBUTUHAN ENERGI DUNIA

Kebutuhan energi listrik global dari tahun ke tahun semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan energi listrik tersebut sejalan dengan meningkatnya laju pertumbuhan penduduk, ekonomi, dan pesatnya perkembangan di sektor industri. Guna mendukung pembangunan yang berkelanjutan (sustainable development), maka pemerintah Indonesia telah menyusun kebijakan energi nasional dengan melakukan pendekatan yang terintegrasi dengan memperhatikan dan mempertimbangkan masalah konservasi serta kemampuan daya dukung dari lingkungan sekitar. Oleh karena itu eksploitasi terhadap sumber daya alam dan sumber daya manusia harus memperhatikan kebutuhan generasi sekarang baik secara ekonomis, ekologis maupun sosial tanpa mengurangi kebutuhan generasi yang akan datang.

Sampai saat ini masalah kebutuhan energi dunia masih didominasi oleh sumber energi tak terbarukan (fosil). Pemanfaatan sumber energi fosil, seperti minyak bumi, gas dan batubara, secara alamiah dari tahun ke tahun jumlahnya semakin menipis dan terbatas. Disamping itu dampak dari penggunaan energi fosil, mulai dari proses penyediaan, pengolahan, transportasi dan hingga sampai padapemanfaatan, terutama terkait dengan masalah pemanfaatan kebutuhan energi di sektor transportasi sampai saat ini masih menggunakan sumber energi fosil. Mengingat kecenderungan penggunaan energi fosil yang cenderung semakin meningkat dengan jumlah produksi semakin menipis dan terbatas. Disamping itu, terutama terkait dengan masalah dampak perubahan iklim (climate change) yang ditimbulkan akibat penggunaan energi fosil. Maka dari itu, perubahan cara pandang negara-negara di dunia mulai cenderung mengurangi penggunaan sumber energi fosil dan mengalihkan perhatiannya pada pemanfaatan sumber energi terbarukan (renewable energy source) sebagai sumber energi pengganti masa depan ramah lingkungan.

Menurut proyeksi Badan Energi Dunia (International Energy Agency-IEA), menunjukan bahwa permintaan kebutuhan energi dunia terus mengalami peningkatan. hingga tahun 2030 permintaan energi dunia meningkat sebesar 45% atau rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6% per tahun. Sebagaian besar atau sekitar 80% kebutuhan energi dunia tersebut dipasok dari bahan bakar fosil.

Tabel 1 Kebutuhan energi primer dunia sampai tahun 2030.

 

Berdasarkan proyeksi Badan Energi Dunia (IEA) selama periode 2006-2030, permintaan energi dunia sebagian besar didominaasi dari negara-negara non OECD yakni sebesar 87 %. Pertumbuhan permintaan energi China diproyeksikan paling besar dibandikan dengan kawasan lainnya. India, belakangan ini juga memperlihatkan pertumbuhan permintaan energi cukup besar satu tingkat dibawah China.

Berdasarkan data, bahwa pertumbuhan energi pada periode tersebut, juga ditandai dengan menempatkan posisi batubara sebagai urutan ke dua terpenting pemasok sumber energi setelah minyak. Pemakaian batubara diperkirakan mengalami peningkatan tiga kali lipat hingga 2030. Sebesar 97% pemakaian batubara adalah non OECD dengan China mengkonsumsi dua pertiga terbesar di dunia.

Posisi batubara dalam memasok energi sejalan dengan meningkatnya permintaan pembangunan pembangkit listrik di sejumlah kawasan yang didorong pula oleh pertumbuhan ekonomi dan pendapatan. Pertumbuhan permintaan batubara diproyeksikan tumbuh sekitar 2% per tahun (pada periode 2006-2007 permintaan batubara tumbuh 4,8%). Terhadap permintaan energi dunia batubara menyumbang 26% tahun 2006 menjadi 29%.

Posisi kedua setelah batubara, pasokan energi dunia secara berurutan disumbang oleh gas, biomasa, nuklir, hydro dan sumber energi baru dan terbarukan. Peran sumber energi baru dan terbarukan (EBT) untuk kelistrikan memperlihat terus mengalami peningkatan. Diproyeksikan mulai 2010 peran energi baru dan terbarukan dalam kelistrikan menduduki posisi ke dua setelah batubara dan hydro.

Meskipun demikian, berdasarkan analisa dari IEA kecenderungan pemakaian energi dunia masih dibayang-bayangi beragam masalah terkait dengan aspek sosial, lingkungan dan ekonomi. Keamanan cadangan dan impor minyak dan gas semakin sangat bergantung kepada OPEC. Pada sisi lain peningkatan pemakaian bahan bakar fosil memicu perubahan iklim. Untuk itu sebagai upaya meredam perubahan iklim global, maka Badan Energi Dunia (IEA) menganjurkan pemakaian energi yang bersih dan efisien guna menekan naiknya emisi gas karbon.

1.3.    Isu Lingkungan Global

Efek Gas Rumah Kaca(Green House Effect),marupakan gejala alam dengan ditandai naiknya suhu permukaan bumi akibat naiknya konsentrasi gas CO2 dan gas-gas lainnya di atmosfir yang diakibatkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organic lainnya yang melampaui kemampuan tumbuh-tumbuhan dan laut untuk mengaborsinya. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfir, semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi, kemudian dipantulkan dan diserap kembali oleh atmosfir. Efek ini akan menyebabkan suhu permukaan bumi menjadi semakin meningkat (pemanasan global/global warming), sehinggga mengakibatkan adanya perubahan iklim (climate change) yang sangat ekstrim di bumi danpada akhirnya akan berpengaruh, permukaan air laut semakin meningkat, banjir bandangdan pada akhirnya mempengaruhi pola tanam sistem pertanian.

 

Gambar 2. Efek Gas Rumah Kaca

Kontributor terbesar pemanasan global saat ini adalah Karbon Dioksida (CO2), metana (CH4) yang dihasilkan agrikultur dan peternakan (terutama dari sistem pencernaan hewan-hewan ternak), Nitrogen Oksida (NO) dari pupuk, dan gas-gas yang digunakan untuk kulkas dan pendingin ruangan (CFC). Rusaknya hutan-hutan yang seharusnya berfungsi sebagai penyimpan CO2 juga makin memperparah keadaan ini karena pohon-pohon yang mati akan melepaskan CO2 yang tersimpan didalam jaringannya ke atmosfer.

Setiap gas rumah kaca memiliki efek pemanasan global yang berbeda-beda. Beberapa gas menghasilkan efek pemanasan lebih parah dari CO2. Sebagai contoh sebuah molekul metan menghasilkan efek pemanasan 23 kalidari molekul CO2. Molekul NO bahkan menghasilkan efek pemanasan sampai 300 kalidari molekul CO2. Gas-gas lain seperti chlorofluorocarbons (CFC) ada yang menghasilkan efek pemanasan hingga ribuan kali dari CO2. Tetapi untungnya pemakaian CFC telah dilarang di banyak negara karena CFC telah lama dituding sebagai penyebab rusaknya lapisan ozon.

1.4.    Kesepahaman Agenda 21 Global

Di abad ke21, pembangunan mulai bergeser ke arah yang berkelanjutan. Melalui berbagai pemikiran yang berkembang di dunia sejak tahun 1960an, pembangunan yang bersifat ekspansif diupayakan beralih menjadi pembangunan yang berkelanjutan (Sustainable Development), yakni pembangunan yang memperhatikan kebutuhan saat ini tanpa mengurangi hak pemenuhan kebutuhan bagi generasi mendatang. Gambar 3 memperlihatkan ciri-ciri dari konsep pembangunan berkelanjutan.

 

Gambar 3: Tiga Pilar Konsep Pembangunan Berkelanjutan

Ciri-ciri pembangunan berkelanjutan harus mengacu pada tiga aspek penting, yaitu pembangunan hendaknya tidak hanya mementingkan dari sisi aspek ekonomi saja, namun juga harus memperhatikan sisi aspek sosial dan dapat mengurangi dampak negatif terhadap kerusakan lingkungan (ekologis).

Tabel 2. Pemikiran-pemikiran tentang syarat-syarat proses pembangunan berkelanjutan.

Dimensi/Aspek

Brundtland, GH. 1987

ICPQL 1996

Becker, F. Et al 1997

Ekonomi

Pertumbuhan ekonomi untuk pemenuhan kebutuhan dasar

Ekonomi kesejahteraan

Ekonomi kesejahteraan

Lingkungan

Lingkungan untuk generasi sekarang dan mendatang

Keseimbangan lingkungan yang sehat

Lingkungan adalah dimensi sentral dalam proses sosial

Sosial

Pemenuhan kebutuhan dasar bagi semua

Keadilan sosial, kesetaraan jender, rasa aman, menghargai diversitas budaya

Penekanan pada proses pertumbuhan sosial yang dinamis, keadilan sosial dan kesetaraan

Ekonomi Kesejahteraan merupakan pertumbuhan ekonomi yang ditujukan untuk kesejahteraan semua anggota masyarakat, dan dapat dicapai melalui teknologi yang inovatif berdampak minimum terhadap lingkungan. Lingkungan Berkelanjutan merupakan etika lingkungan non antroposentris yang menjadi pedoman hidup masyarakat, sehingga mereka selalu mengupayakan kelestarian dan keseimbangan lingkungan, pentingnya peranan konservasi sumberdaya alam, dan mengutamakan peningkatan kualitas hidup non material. Keadilan Sosial, merupakan perwujudan dari nilai-nilai keadilan dan kesetaraan akses terhadap sumberdaya alam dan pelayanan publik, menghargai diversitas budaya dan kesetaraan jender.

Senyampang dengan tingginya disparitas sosial di masyarakat dan kerusakan lingkungan karena perilaku di sektor industri tanpa didukung kemampuan teknologi yang berwawasan lingkungan, sehingga semakin mempercepat parahnya kerusakan lingkungan seperti semakin meningkatnya efek pemanasan global akibat emisi gas rumah kaca. Dengan situasi dan kondisi tersebut, maka masalah yang menyangkut isuisu “Green Energy” menjadi prioritas penting dalam upaya mendukung konsepkonsep seperti teknologi hijau (Green Technology), industri hijau (Green Industry), Corporate Social Responsibility (CSR), dan EcoIndustrial Park (EIP) telah banyak dikembangkan dan diterapkan oleh banyak negara, baik di negara-negara maju maupun di negara-negara berkembang seperti Indonesia.

Paradigma pembangunan Indonesia sebelum dicetuskannya konsep pembangunan berkelanjutan adalah hanya bertumpu pada pertumbuhan ekonomi semata, yakni pembangunan tanpa mempertimbangkan aspek-aspek penting lainnya, seperti aspek keseimbangan ekologi, aspek keadilan sosial, aspek aspirasi politis dan sosial budaya dari masyarakat setempat. Gambar 4 memperlihatkan tahapan-tahapan revolusi konsep pembangunan berkelanjutan.

 

Gambar 4: Tahapan Pembangunan Berkelanjutan

Masalah pembangunan berkelanjutan terutama di bidang pendidikan akan menjadi tantangan bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang. PPPPTK/VEDC-BoE Malang harus menjadi pelopor dalam pengembangan sains, teknologi, dan manajemen yang terarah ke pembangunan berkelanjutan-pendidikan dengan konsep “Green Training Campus” terutama di bidang teknologi. Arah tujuan pelatihan yang berwawasan lingkungan ini akan menjadi keunggulan kompetitif (competitive advantage) bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk bersaing di era abad 21 Global, selain itu sebagai upaya bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk menghasilkan lulusan pelatihan dengan konsep “Green Technology-Training Center” yang kelak dapat mewujudkan rasa kepekaan serta kepedulian terhadap “Global Green Development” sebagai pengabdian nyata dan tanggung jawab PPPPTK/VEDC-BOE Malang terutama di bidang pembangunan teknologi yang berkelanjutan.

1.5.    Konsep Green Technology-Training Center (GTTC)

Green Development didalam ruang lingkup pembangunan berkelanjutan memiliki definisi dan arti yang sangat luas. Konsep “Hijau” tidak hanya terkait dengan pembangunan berkelanjutan yang hanya berbicara dan mengedepankan masalah ramah lingkungan (ekologis) saja, melainkan juga dapat berhubungan dengan penerapan suatu sistem yang terintegrasi, holistik, dan efisien. Hakekat di dalam Konsep “Hijau” dapat berupa infrastruktur, perencanaan, dan sistem dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki hubungan dan kedekatan dengan ekosistem, di mana energi yang berasal dari dukungan sumber daya alam dimanfaatkan secara efisien, dimana materi dimanfaatkan dari satu entitas ke entitas yang lain dalam sistem siklus tanpa merusak lingkungan/alam sekitar. Gambar 5: Memperlihatkan Green Concept PPPPTK/VEDC-BOE Malang.

 

Gambar 5. Green Concept PPPPTK/VEDC-BoE Malang

Di dalam konsep mengenai “Green Development” terutama di bidang teknologi hendaknya dapat dipertimbangkan sebagai ide awal untuk pengembangan kurikulum SMK bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai pusat pelatihan energi baru terbarukan (EBT). Maka dari itu kedepan konsep Green Technology-Training Center (GTTC) sangat sesuai dengan arah perkembangan sains dan teknologi yang merupakan perwujudan dari semangat kesepahaman agenda 21 global. Selain itu PPPPTK/VEDC-BoE Malang dapat berperan serta menjadi pelopor solusi bagi pembangunan berkelanjutan (sustainable development) di dalam Negara Kesatuan Kepulauan Republik Indonesia khususnya kurikulum pendidikan sekolah menengah kejuruan.

Green Technology-Training Center (GTTC) merupakan bentuk perwujudan dari penerapan Green Concept di dalam proses pendidikan dan pelatihan (diklat). Di dalam Green Technology-Training Center (GTTC). PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai institusi Pendidikan dan pelatihan di bidang teknologi harus dapat mengarahkan proses pendidikan dan pelatihan projek, dan pengabdian masyarakatnya ke arah pembangunan yang berwawasan lingkungan dan berkelanjutan dan didukung oleh “Kurikulum Pendidikan Abad 21yang merupakan kurikulum berwawasanTeknologi Hijau” dan “Lingkungan Hijau”.

 

Gambar 6. Konsep Green Technology-Training Center (GTTC)

Pengembangan paradigma kurikulum 2013 merupakan kurikulum abad 21 Hijauberhubungan dengan tujuan pendidikan dan projek yang terarah pada isuisu pembangunan berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Melalui Kurikulum Hijau, hendaknya konsep pelatihan di PPPPTK/VEDC-BOE Malang mengacu pada pokok bahasan dengan materi pelatihan yang mengarah pada konsep teknologi hijau, sistem manajemen lingkungan dan ekoefisiensi (perilaku hemat energi). Dan untuk membiasakan perilaku hemat energi dapat dimulai dari lingkungan training, sehingga pengelolaan lingkungan training dapat menjadi sarana pembelajaran termasuk perilaku membiasakan hemat energi baik itu di lingkungan training ataupun di rumah, sehingga kelak dapat terbentuk manusia-manusia yang memiliki wawasan berkelanjutan.

Di dalam konsep Hijau, sumberdaya dimanfaatkan seefisien mungkin. Teknologi Hijau yaitu suatu konsep pemilihan dan penerapan teknologi dengan mempertibangkan kemampuan daya dukung dari sumberdaya alam sehingga dapat meningkatkan efisiensi dalam pemanfaatan sumberdaya sedikit mungkin sehingga mengurangi limbah yang dihasilkan.

 

Gambar 7: Konsep Kurikulum Hijau

Perencanaan Teknologi Hijau“Green Technology”berkaitan erat dengan kebutuhan pembangunan infrastruktur dan fasilitas pendidikan dan pelatihan (diklat) yang memenuhi kriteria Konsep Kampus Hijau “Green Campus Concept”. Kampus PPPPTK/VEDC-BOE Malang hendaknya tidak hanya sekedar memikirkan pendidikan dan pelatihan yang mengacu pada Pendidikan Lingkungan Hidup saja, tapi hendaknya juga berupaya untuk memprioritaskan perencanaan infrastruktur dengan keberadaan peralatan yang berbasis pada konsep pemikiran teknologi hijau. Konsep perencanaan teknologi hijau dengan dukungan konsep kampus hijau “Green Concept Campus” bertujuan memberikan contoh bagaimana pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT) dengan memperhatikan daya dukung sumber daya alam, sehingga terciptanya suasana pembelajaran yang kondusif dan nyaman selama berlangsungnya proses pendidikan dan pelatihan di Kampus PPPPTK/VEDC-BoE Malang.

 

Gambar 8. Konsep Diklat “Green Curriculum” di Kampus PPPPTK/VEDC-BoE Malang

 

1.6. KEBIJAKAN PEMERINTAH

  Sistem penyediaan dan pemanfaatan energi berkelanjutan telah menjadi agenda internasional dan telah disepakati pada Konferensi Tingkat Tinggi Pembangunan Berkelanjutan (World Sumit on Sustainable Development) di Johannesburg Afrika Selatan pada bulan September 2002. Untuk mewujudkan sistem penyediaan dan pemanfaatan energi yang berkelanjutan dapat ditempuh dengan memadukan konsep optimasi pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT), pemilihan dan penggunaan teknologi energi tepat dan efisien dan dengan membudayakan pola hidup hemat energi, yang lebih dikenal dengan Energi Hijau (Green Energy).

Komitmen pemerintah Republik Indonesia melanjutkan pelaksanaan pembangunan berkelanjutan telah digariskan di dalam Garis Besar Haluan Negara (GBHN) serta program-program pemerintah dalam pelaksanaan pembangunan nasional melalui pengelolaan sumberdaya alam dan pemeliharaan daya dukungnya guna membawa manfaat bagi peningkatan kesejahteraan generasi sekarang tanpa mengurangi hak generasi mendatang.

Peranan aktif Indonesia di dalam pembahasan isu pembangunan berkelanjutan dan persiapan pelaksanaan World Summit on Sustainable Development 2002 dimaksudkan untuk menunjukkan kepada masyarakat bangsa-bangsa mengenai komitmen Indonesia tersebut.

Kebijakan pemerintah mempertahankan pos Menteri Negara Lingkungan Hidup di dalam kabinet gotong royong serta upaya pemerintah membentuk Dewan Pembangunan Berkelanjutan dinilai masyarakat internasional sebagai komitmen kuat pemerintah RI dalam melaksnakan program pembangunan berkelanjutan (sustainable development).

               Untuk mendorong pemanfaatan energi terbarukan bagi pembangkit listrik, pemerintah Indonesia disebutkan juga telah menyusun beberapa peraturan antara lain Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun 2005 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan Penggunaan Sumber Energi Setempat, dengan Kewajiban Mengutamakan Pemakaian Energi Terbarukan.

 Untuk meningkatkan kapasitas terpasang dan mendorong peran serta pengusaha kecil dan menengah dalam energi terbarukan, pemerintah telah menyusun program pembangkit listrik skala kecil, dengan menggunakan energi terbarukan. "Program ini mengatur listrik yang dihasilkannya, berdasarkan skema itu nantinya dapat dibeli dan digunakan oleh perusahaan nasional dalam hal ini PT Perusahaan Listrik Negara (PLN).

Untuk mendukung upaya dan program pengebangan EBT, pemerintah sudah menerbitkan serangkaian kebijakan dan regulasi yang mencakup Peraturan Presiden No. 5/2006 tentang Kebijakan Energi Nasional, Undang-Undang No. 30/2007 tentang Energi, Undang-undang No. 15/1985 tentang Ketenagalistrikan, PP No. 10/1989 sebagaimana yang telah diubah dengan PP No. 03/2005 Tentang Perubahan Peraturan Pemerintah No. 10 Tahun 1989  tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Tenaga Listrik dan PP No. 26/2006 tentang Penyediaan & Pemanfaatan Tenaga Listrik, Permen ESDM No. 002/2006 tentang Pengusahaan Pembangkit Listrik Tenaga Energi Terbarukan Skala Menengah, dan Kepmen ESDM No.1122K/30/MEM/2002 tentang Pembangkit Skala Kecil tersebar. Saat ini sedang disusun RPP Energi Baru Terbarukan  yang  berisi pengaturan kewajiban penyediaan dan pemanfaatan energi baru dan energi terbarukan dan pemberian kemudahan serta insentif.

Visi kebijakan pengembangan energi terbarukan dan konservasi energi adalah terwujudnya penyediaan dan pemanfaatan energi yang efisien, bersih, handal, dan harga yang terjangkau dalam kerangka pembangunan berkelanjutan.

Berdasarkan visi, maka misi kebijakan pengembangan energi terbarukan dan konservasi energi adalah upaya menjaga kesinambungan ketersediaan energi nasional yang berkelanjutan (security of supply) dan memaksimalkan pemanfaatan energi terbarukan serta mendorong penguasaan, penerapan dan penggunaan teknologi yang efisien dan hemat energi sehingga terciptanya budaya hemat energi di masyarakat, terwujudnya pemerataan kesejahteraan di masyarakat dan pada akhirnya adanya peningkatan partisipasi masyarakat dalam hal penggunaan dan pemanfaatan energi baru terbarukan dan konservasi energi.

1.7.    Geografis

Dilihat secara geografis posisi Indonesia terletak antara 60LU sampai 110LS dan 950BT sampai 1410BB, antara Samudera Pasifik dan Samudera Hindia, antara Benua Asia dan Benua Australia, dan antara pertemuan dua rangkaian pegunungan, yaitu Sirkum Pasifik dan Sirkum Mediterania. Posisi letak geografis yang demikian menempatkan Indonesia berada pada posisi silang yang strategis dibawah garis khatulistiwa dan berada di daerah yang beriklim tropis yang panasnya merata sepanjang tahun, sehingga semua wilayah dapat menerimaenergi panas dari sinar Matahari yang melimpah hampir sepanjang hari. Berdasarkan data kekuatan radiasi sinar matahari yang sampai di Bumi, yang berasal dari 18 lokasi di Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai berikut: untuk kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 10%; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi angin rata-rata Indonesia sekitar 4,8kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.

Indonesia merupakan salah satu negara kepulauan terbesar di dunia dengan luas wilayah sebesar 9,8juta-km2 yang terdiri dari lautan dan daratan yang membentuk pulau-pulau besar dan keil. Luas wilayah lautan kira-kira mencapai 7,9juta-km2 atau kira-kira 81% dari luas keseluruhan. Dan sisanya luas daratan sekitar 1,9juta-km2 atau kira-kira 19% dari luas wilayah secara keseluruhan. Seluruh wilayah Indonesia terdiri atas 18.110 buah pulau besar dan kecil, dimana antara pulau yang satu dengan yang lainnya dipisahkan oleh lautan. Dari seluruh pulau tersebut baru 6.044 yang memiliki nama, sedangkan yang berpenghuni (didiami manusia) baru 931 pulau.

Kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil dengan kondisi daerah-daerah yang terpencil menyebabkan sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik konvensional. Untuk memenuhi kebutuhan energi di daerah-daerah semacam ini, salah satu jenis energi yang cocok dan potensial untuk dikembangkan adalah pemanfaatan energi surya.

Indonesia dengan negara kepulauan yang mempunyai kondisi geografi yang sangat beragam. Dengan kondisi yang bersifat alami ini menyebabkan terjadinya kesenjangan yang beragam,baik dalam sarana prasarana, sumber daya manusia maupun  dalam tingkat sosial ekonomi.Dengan perbedaan kesenjangan tersebut, maka terdapat sebagian kondisi daerah yang sudah maju dan terdapat kondisi daerah yang masih terbelakang. 

Gambar 9: Geografis Indonesia

Oleh sebab itu pembangunan di wilayah dengan kondisi daerah yang masih terbelakang perlu adanya penyediaan energi yang cukup, hal ini bermanfaat untuk mengurangi disparitas ekonomi antar wilayah dan antara perkotaan dan perdesaan, dengan demikian tingkat kesenjangannya dapat diperbaiki dan pada akhirnya dapat meningkatkan pemerataan pembangunan.

Secara garis besar fokus permasalahan adalah kebutuhan energi listrik domestik semakin meningkat dengan jumlah produksi terbatas, terutama kebutuhan energi baik itu untuk masyarakat secara umum, industri skala kecil, menengah maupun besar. Dampak semua itu menyebabkan eksploitasi sumberdaya alam yang tak terkendali sehingga menyebabkan efek pemanasan globaldi bumi semakin meningkat.

2.        TUJUAN:

  • Penguatan penggunaan energi sel surya sebagai salah satu pemasok energi baru terbarukan, sekaligus sebagai perwujudan dan tanggung jawabPPPPTK-VEDC BoE Malang sebagai lembaga wisata diklat.
  • Mengetahui apakah pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber energi guna memperlambat pemanasan global.
  • Mempersiapkan kurikulum Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) dalam rangka mewujudkan PPPPTK/VEDC-BOE Malang sebagai Green Technology-Training Center (GTTC).
  • Mempersiapkan peralatan untuk keperluan laboratorium Sistem Energi Surya Photovoltaik(SESP) dalam upaya mendukung Green Technology-Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
  • Memanfaatkan dalam pemilihan dan penggunaan teknologi hijau untuk keperluan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) dalam upaya mendukung Green Technology-Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
  • Menerapkan Sistem Energi Surya Photovoltaik(SESP) dalam rangka mewujudkan kebutuhan energi alternatif terbarukan yang ramah lingkungan.
  • Memperlakukan dan menerapkan photovoltaik pada Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) untuk keperluan berbagai macam beban yang berbeda.
  • Membangun dan menerapkan perangkat lunak (interface) ke dalam suatu sistem photovoltaik, seperti sistem off grid maupun on grid terintegrasi padaSistem Energi Surya Photovoltaik(SESP).
  • Merancang sistem kontrol untuk photovoltaik guna meningkatkan unjuk kerja (efisiensi) dari Sistem Energi Surya Photovoltaik(SESP).
  • Menyiapkan sistem komunikasi energi khususnya di bidang energi baru tebarukan guna mendukung Green Technology-Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
  • Membangun sistem komunikasi energi berbasis WEB khususnya di bidang energi baru tebarukan guna mendukung Green Technology-Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
  • Menyiapkan sistem komunikasi energi berbasis GIS khususnya di bidang energi baru tebarukan guna.
  • Mendidik dan Melatih guru maupun praktisi (energi alternatif) serta masyarakat tentang energi alternatif pada tingkat regional maupun nasional.

3.        TARGET

Target/sasaran dari projek ini diharapkan dapat memberikan pemahaman, kesadaran dan kepekaan terhadap peserta diklat, masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat PPPPTK/VEDC-BOE Malang tentang pentingnya pemanfaatan energi baru terbarukan. Target/sasaran khusus pengembangan energi surya yang hendak dicapai dari projek ini adalah sebagai berikut:

  • Terealisasinya modul-modul untuk keperluan pendukung laboratorium energi baru terbarukan (EBT), baik itu untuk keperluan projek inovasi bagi lembaga serta Diklat di bidang :  photovoltaik, fuel cell dan Kincir angin.
  • Terealisasinya pemanfaatan energi surya melalui photovoltaik menggunakan sistem Multiple String Solar Generator & Single String Inverter yangterkoneksi langsung dengan jaringan PLN dalam upaya mempersiapkan pengembangan energi baru terbarukan (EBT) selanjutnya sebagai partisipasi terciptanya Green Technology-Training Center (GTTC) di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.
  • Penguasaan teknologi di bidang energi baru terbarukan (EBT) seperti teknologi inverter dan teknologi untuk sistem komunikasi energi.
  • Untuk mendukung kebijakan pemerintah dalam hal meningkatkan peran serta pemanfaatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) di masyarakat dalam penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga tercapainya target sampai pada tahun 2020 kapasitas terpasang sebesar 25MW.
  • Mendorong untuk meningkatkan peran serta masyarakat dalam hal pemanfaatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP) baik itu sistem “on grid” maupun “off grid di kawasan perkotaan, sehingga beban penggunaan energi fosil menjadi terkurangi.
  • Mendorong semakin murahnya harga komponen-komponen pendukung untuk keperluan energi terbarukan seperti modul photovoltaik, inverter, sehingga tercapainya komersialisasi.
  • Mendorong investor untuk memproduksi komponen-komponen pendukung produksi dalam negeri khususnya untuk keperluan peralatan Sistem Energi Surya Photovoltaik (SESP).
  • Mengurangi ketergantungan kebutuhan energi listrik konvensional/domestik sehingga pada akhirnya dapat mengurangi efek pemanasan global bumi.

4.      MANFAAT:

Hasil projek ini diharapkan dapat memberi dampak manfaat bagi peserta diklat, masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat di PPPPTK/VEDC-BOE Malang. Sedangkan manfaat bagi peserta diklat/masyarakat, widyaiswara dan lingkungan lembaga diklat adalah sebagai berikut:

     Bagi Lembaga Diklat:

  • Hendaknya menjadi pelopor pusat dalam pengembangan Kurikulum “Hijau” dengan didukung teknologi dan manajemen “Hijau” dalam konsep  pembangunan berkelanjutan.
  • Merupakan pusat pendidikan dan pelatihan berdasarkan konsep teknologi “Hijau” berdasarkan arah gerak yang berwawasan lingkungan menjadi program unggulan yang kompetitif (competitive advantage) yang mampu bersaing di era globalisasi, selain itu juga menjadi upaya bagi PPPPTK/VEDC-BOE Malang untuk menghasilkan lulusan dengan karya-karya yang merupakan refleksi pengabdian bagi Green Development khususnya di lingkungan lembaga diklat sesuai dengan potensi yang ada

Bagi Widyaiswara dan Peserta Diklat:

  • Dapat digunakan sebagai tempat pengembangan profesi (penelitian) berkenaan dengan pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT) dalam hal penggunaan dan penerapan teknologi sesuai dengan konsep “Hijau”.
  • Dengan kondisi peralatan laboratorium  yang lengkap maka widyaiswara mengajar dengan professional dan mengikuti perkembangan jaman.
  • Peserta diklat akan memperoleh ilmu terkini tentang Energi Baru Terbarukan dengan maksimal. 

5.  PEMILIHAN SOLAR MODAL & INVERTER

Sebelum projek ini direalisasi sesuai dengan tujuan yang telah direncanakan, maka masalah yang perlu dipikirkan adalah pemilihan teknologi yang akan digunakan harus sesuai dengan semangat kesepahaman teknologi Hijau agenda abad 21 (Green Technology & Green Training).

Berdasarkan kajian-kajian dari segi teknis, maka produk yang memenuhi persyaratan teknologi agenda abad 21 adalah inverter dari Sunny Boy dapat direkomendasi sebagai komponen pendukung utama projek ini. Sedangkan untuk Solar Modul yang sangat sesuai dengan spesifikasi projek adalah dari produksi BP Solar, dengan alasan selain harganya tidak mahal, produk monokristalin dari BP Solar memiliki efisiensi yang lebih baik dengan memberikan garansi selama sampai 25 tahun.

Sesuai dengan tujuan diklat kurikulum hijau dan pokok-pokok pikiran tertuang dalam GTTC, untuk itu diperlukan dukungan infrastruktur yang terdiri dari 4 kelompok struktur program, yaitu:

  • Pemasangan photovoltaik on grid tiga fasa berbasis IT (Komunikasi Energi) 40kWatt.
  • Laboratorium photovoltaik 7 Set.
  • Laboratorium fuel cell 1 set.
  • Laboratorium energi tenaga angin.
  • Pemasangan sistem komunikasi energi.
  • Penginstalan sistem komunikasi energi berbasis GIS

6. SISTEM KONEKSI

Teknologi Inverter terkoneksi Grid, ada tiga macam konfigurasi sistem koneksi langsung ke jaringan (on grid), yaitu:

Inverter Tersentral (Centralized Inverter)

Konsep Inverter Tersentral dapat dibangun dari beberapa string yang dihubungkan secara paralel, dimana masing-masing string dikopel sebuah dioda pengaman anti paralel. Konsep Inverter Tersental cocok digunakan untuk tegangan DC rendah (UDC<120V). Gambar xx memperlihatkan sistem konfigurasi inverter tersentral (centralized inverter).

 

 

Gambar 10. Sistem konfigurasi inverter tersentral (Centralized Inverter)

Oleh karena konsep inverter tersentral hanya menggunakan satu buah inverter dan satu buah kontrol daya PMPP yang tersambung dengan beberapa string, maka dari itu dan agar didapatkan daya keluaran yang sama besar pada setiap perubahan sumber energi dari matahari. Untuk itu banyaknya jumlah solar modul didalam masing-masing string jumlahnya dibatasi hanya sekitar 3 sampai 4 buah yang terhubung secara seri. Hal ini bertujuan agar supaya setiap solar modul menerima jumlah energi dari matahari yang sama rata (mengurangi efek gangguan bayangan) dan selain itu juga untuk mengurangi perbedaan sudut azimut sinar matahari yang jatuh pada masing-masing solar modul. Keuntungan dari konsep inverter tersentral adalah rangkaian sederhana, ekonomis sehingga mengurangi biaya perawatan yang rendah. Salah satu kelemahan dari konsep inverter tersentral adalah setiap modul dalam setiap string menghasilkan jumlah daya (PMPP) yang berbeda dengan arus (IMPP) dan tegangan (VMPP) yang berbeda pula, sehingga masalah ini membuat rangkaian kontrol daya menjadi tidak bisa optimum, karena hanya menggunakan satu buah inverter dan satu buah kontrol daya yang terkoneksi secara tersentral dengan beberapa string.

 

Gambar 11. Posisi String terhadap sudut azimut matahari

Persyaratan instalasi: Oleh karena konsep inverter tersentral solar modul tersambung secara seri sehingga membentuk beberapa string, yang mana tujuannya tidak lain adalah agar setiap string mendapatkan energi sama besar pada setiap perubahan sudut azimut dari sumber energi matahari, maka pemasangngan posisi string diletakan sedemikian rupa memanjang mengarah ke posisi garis lintang utara, bukan memanjang sejajar dengan arah datangnya sinar matahari (garis bujur timur). Perlu diingat, bahwa rangkaian string yang terhubung secara seri dari beberapa solar modul (arus yang mengalir pada hubungan seri adalah sama besar pada hambatan yang berbeda).

 

Gambar 12. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem inverter tersentral (Centralized Inverter)

Kekurangan dari sistem ini adalah bilamana sistim string tersentral digunakan untuk kebutuhan daya yang besar diperlukan kabel yang besar, maka dari itu perlindungan untuk keamanan dari sistem ini harus mengacu dan memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas III. Karena sistem ini bekerja pada tegangan DC<120V, maka banyak kerugian energi untuk koneksi dengan hubungan kabel yang panjang dan kecenderungan inverter memiliki efisiensi yang rendah. Konsep sistem inverter tersentral lebih cocok digunakan untuk kebutuhan konsumsi daya yang kecil. Dalam instalasi harus memperhatikan peletakan posisi arah string, karena sistem ini sangat tergantung dari kondisi geografi setempat (lokal).

Tabel 3. Standar Kelistrikan

Standard

Electrical protection

Symbol

 

Device is Earthed/Grounded

 

Class II

Protective Insulation (double/reinforced insulation)

 

Class III

Safety extra low voltage:

Þ      maximum AC voltage: 50V

Þ      maximum DC voltage: 120V

 

 

String inverter

Konfigurasi konsep String Inverter dapat dibangun dari beberapa solar modul yang terhubung secara seri sehingga tersusun menjadi string, dimana masing-masing string terkoneksi dengan inverter secara independen (terpisah). Konsep String Inverter cocok digunakan untuk tegangan DC tinggi, yaitu (UDC>120V).

 

Gambar 13. Konsep String Inverter

Konsep ini merupakan perbaikan dari kelemahan yang dimiliki oleh konsep inverter tersentral. Gambar 13 memperlihatkan sistem konfigurasi string inverter, yaitu yang berkenaan dengan masalah efisiensi pada sistem inverter tersentral menggunakan inverter dengan piranti MPPT tunggal, reduksi akibat daya hilang akibat gangguan bayangan (reducing losses due to shading). Karena sistem ini bekerja pada tegangan DC>120V (tinggi), maka kerugian akibat tahanan kabel menjadi lebih rendah dan inverter memiliki efisiensi jauh lebih baik (tinggi). Konsep sistem string inverter sangat cocok digunakan untuk kebutuhan konsumsi daya yang tinggi. Dalam instalasi tidak tergantung dari kondisi geografi lingkungan setempat (lokal). Karena masing-masing inverter bekerja secara independen, maka peletakan posisi string bebas mengarah kemana saja.

Kerugian dari konsep string inverter adalah masalah dengan instalasi lebih rumit (pengkabelan) dan biaya yang harus dikeluarkan menjadi lebih mahal.

Perlindungan untuk keamanan dari sistem instalasi harus mengacu dan memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas II (lihat tabel 3 diatas).

 

Gambar 14. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem String inverter

 

Multi-string inverter

Topologi konsep Multi-String Inverter dapat dibangun berdasarkan konsep string inverter yang masing-masing inverter bekerja seca independen dan dengan penambahan satu dependent inverter untuk melayani string inverter (independent inverter) secara bersamaan. Karena satu Inverter melayani beberapa (banyak) string inverter secara bersamaan, maka konsep ini dinamakan Multi-String Inverter. Gambar 15 memperlihatkan konsep Multi-String Inverter.

 

Gambar 15 Konsep Multi-String Inverter

Karena sistem multi-string inverter bekerja pada tegangan DC>120V (tinggi), dengan demikian kerugian akibat tahanan kabel menjadi lebih rendah dan inverter memiliki efisiensi jauh lebih baik (tinggi). Konsep sistem multi-string inverter sangat cocok digunakan untuk kebutuhan konsumsi daya yang tinggi. Tuntutan instalasi tidak tergantung dari kondisi geografi lingkungan setempat (lokal). Karena masing-masing inverter bekerja secara independen, maka peletakan posisi string bebas mengarah kemana saja. Perbedaan keuntungan menggunakan konsep multi-string inverter bila dibandingkan dengan string inverter adalah adanya perbaikan rugi daya keluran pada masing-masing string inverter menjadi jauh lebih kecil (rugi distribusi AC).

 

Gambar 16. Sistem Multi-String Inverter

Kerugian dari konsep multi-string inverter adalah masalah dengan instalasi menjadi rumit (pengkabelan) dan biaya yang harus dikeluarkan menjadi lebih mahal bila dibandingkan dengan konsep string inverter.

Perlindungan untuk keamanan dari sistem instalasi harus mengacu dan memperhatikan katagori keselamatan kelistrikan Klas II (lihat tabel 3 diatas).

Gambar 17. Sistem Koneksi Photovoltaik yang terhubung langsung dengan jaringan listrik PLN menggunakan sistem Multi-String Inverter

Berdasarkan pertimbangan, baik itu pertimbangan dari segi teknis, kegunaan/fungsi, perawatan dan kerusakan, lifetime dan biaya, maka sistem koneksi yang tetap untuk direkomendasi adalah gabungan antara sistem A dan B, yaitu Sistem solar modul terhubung grid dengan arsitektur String Inverter dan Multi-String Inverter” (satu output solar string terkoneksi dengan satu input inverter/string inverter) yang tertera seperti pada Gambar 17.

7.     Pengkabelan

Oleh karena photovoltaik bekerja dengan sinar Ulra Violet (UV) gelombang cahaya tampak, untuk itu mulai dalam hal pemilihan kabel dan arsitektur pengkabelan harus memperhatikan kaidah-kaidah berdasaran aturan yang disarankan oleh standar industri.

 

Gambar 18. Arsitektur Pengkabelan

8.     Arsitektur Sistem Instalasi

Rangkaian kelistrikan dalam projek ini  menggunakan arsitektur koneksi string inverter. Jumlah string keseluruhan adalah sebanyak 27 string, dimana setiap string terhubung secara seri sebanyak 8 buah solar modul type BP4165T dengan total tegangan keluaran VMPP sebesar 34,8Volt x 8 = 278,4Volt, arus keluaran IMPP sebesar 4,74Amp dan daya keluaran PMPP sebesar 278,4Volt x 4,74Amp = 1319,62Watt. Dari 27 string terbagi menjadi 9 bagian kelompok string, sehingga masing-masing string terdiri dari 3 buah string yang terhubung secara paralel,  sehingga setiap kelompok string menghasilkan total tegangan keluaran VMPP sebesar 278,4Volt, arus keluaran IMPP sebesar 4,74Amp x 3 = 14,22Amp dan daya keluaran PMPP sebesar 278,4Volt x 14,22Amp = 3961,98Watt. Jumlah daya keseluruhan dari projek ini adalah 9 kali daya dari masing-masing kelompok string, yaitu 9 x 3961,98Watt = 35657,82Watt. Gambar 19 memperlihatkan perencanaan instalasi photovoltaik On Grid 35657kW di PPPPTK/VEDC-BOE Malang.

 

Gambar 19. Rencana Instalasi Photovoltaik On Grid 38kW di PPPPTK/VEDC-BOE Malang

9.     Karakteristik Modul Solar BP4165T/165W

Tugas utama Solar Modul adalah untuk merubah secara langsung energi elektromagnetik dari matahari menjadi energi listrik. Dual hal penting yang harus diperhatikan dalam memilih suatu produk Modul Solar adalah efisiensi dan adanya jaminan garansi yang memadai dari Pabrik. Produk dari modul BP solar telah melalui beberapa pengujian berdasarkan acuan Standard Test Condition (STC), yaitu energi global sebesar 1000W/m2, temperatur ruang dipertahankan 25oC, kelembaban udara AM = 1,5 dan kualitas produk telah mendapat pengakuan dari 6 asosiasi idependen.

Electrical characteristics

Electrical

(1) STC

1000W/m2

(2) NOCT 800W/m2

Dimension

Maximum power (Pmax)

165W

118.8W

front view

 

 

Voltage at Pmax (Vmpp)

34.8V

31.0V

Current at Pmax (Impp)

4.74A

3.79A

Short circuit current (Isc)

5.30A

4.29A

Open circuit voltage (Voc)

43.6V

39.7V

Module efficiency

13.2%

 

Tolerance

-3/+5%

 

Nominal voltage

24V

 

Efficiency reduction at 200W/m2

<5% reduction (efficiency 12.5%)

 

Limiting reverse current

5.30A

 

Temperature coefficient of Isc

(0.065±0.015)%/ºC

 

Temperature coefficient of Voc

-(0.36±0.05)%/ºC

 

Temperature coefficient of Pmax

-(0.5±0.05)%/ºC

 

(3) NOCT

47±2°C

 

Maximum series fuse rating

20A

 

Application class

(according to IEC 61730:2007)

Class A

 

Maximum system voltage

600V

(U.S. NEC)

1000V (IEC61730:2007)

 

(1)     Values at Standard Test Conditions (STC): 1000W/m2 irradiance, AM1.5 solar spectrum and 25ºC module temperature.

(2)     Values at 800W/m2 irradiance, Nominal Operation Cell Temperature (NOCT) and AM1.5 solar spectrum.

(3)     Nominal Operation Cell Temperature: Module operation temperature at 800W/m2 irradiance, 20ºC air temperature, 1m/s wind speed.

 

10.  Karakteristik Solar Modul

Arus-Tegangan

Berikut memperlihatkan kurva arus tegangan BP4165T tergantung oleh perubahan temperatur. Modul Solar memiliki perilaku seperti komponen semikonduktor pada umumnya, yaitu bilamana temperatur berubah naik tegangan cenderung berubah menurun.

 

Gambar 20. Kurva Arus-Tegangan Tergantung Temperatur

Berikut memperlihatkan kurva arus tegangan BP4165T tergantung oleh perubahan irradiation dari matahari. Bila irradiation dari matahari menurun dari 1000W/m2 ke 200W/m2, arus hubung singkat dari Solar Modul akan menurun dari sekitar 5A menjadi sekitar 1A saja. Perubahan akibat temperatur dan irradiation matahari sangat penting digunakan sebagai acuan dalam memilih inverter yang dilengkapi sistem kontrol yang handal.

 

Gambar 21. Kurva Arus-Tegangan Tergantung Irradiation

Mechanical characteristics

Solar cells

72 monocrystalline 5” silicon cells (125x125mm) in series

Front cover

High transmission 3.2mm (1/8th in) glass

Encapsulant

EVA

Back cover

White polyester

Frame

Silver anodized aluminum (Universal II)

Diodes

IntegraBus™ with 3 Schottky diodes

Junction box

Potted (IP 67); certified to meet UL 1703 flammability test

Output cables

4mm2 cable with latching MC4 connectors. Asymetrical cable lengths:

(-)1250mm (49.21in) / (+)800mm (31.50in)

Dimensions

1587x790x50mm / 62.5x31.1x2in

Weight

15.4kg / 33.95lbs

Warning: All dimensional tolerances within ±0.1% unless otherwise stated.

11.  Pemilihan Inverter

Tugas utama inverter adalah merubah tegangan DC dari Modul Solar menjadi tegangan AC. Hal-hal penting yang harus diperhatikan dalam memilih inverter adalah minimum inverter harus memiliki (1) efisiensi tinggi diatas 90%, (2) memiliki kontrol MPP yang handal dan (3) dilengkapi dengan rangkaian ESS bilamana inverter terkoneksi langsung sistem dengan jaringan 220V. Sesuai dengan kebutuhan dalam projek ini, inverter yang digunakan adalah inverter dari produk Sunny Boy tipe SB 3800. Gambar 22(a) memperlihatkan 9 buah inverter dari SB 3800 yang masing-masing terkoneksi langsung dengan jaringan 3 fasa.

 

Gambar 22(a). String Inverter terhubung pada jaringan 3 phase

12.     DC Panel

Sebelum dihubungkan ke Inverter, tegangan keluaran DC dari masing-masing string solar generator didistribusakan menjadi satu kesatuan di dalam kotak DC panel. Gambar 22(a) memperlihatkan rangkaian DC panel dari keluaran string solar generator.

 

Gambar 22(b). Rangkaian DC Panel

13.     Inverter

Diagram Blok Inverter SB 3800

Berikut memperlihatkan diagram blok inverter dari produk Sunny Boy tipe SB 3800.

 

Gambar 23. Diagram blok inverter dari produk Sunny Boy tipe SB 3800

Spesifikasi Data Teknis Inverter

Berikut data teknis dari Inverter SB 3800 yang digunakan pada projek ini.

 

14.     Pemilihan Kabel

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan jenis kabel yang akan digunakan selain jenis bahan adalah ukuran luas penampang, tahanan isolasi dan karet pembungkus untuk pelindung air dan sinar Ultra Violet (UV).

 

Gambar 24. Spesifikasi Kabel Photovoltaik

 

15. Pemasangan Solar Modul

 Dalam pemasangan solar modul diperlukan komponen/bahan pendukung yang memadai, agar proses pengerjaan lebih cepat dan efisien. Diantaranya diperlukan rails system yang dipasang langsung diatas atap gedung, seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

     

 

       

     

    

 

          

Gambar 25. Rails System untuk pemasangan modul Photovoltaik

 

     

 

    

 

    

 

Gambar 26. Metode pemasangan modul Photovoltaik di atap gedung

 

  16. Sistem Komunikasi Energi

Sistem standar baru dalam komunikasi energi di masa mendatang tidak bisa lepas dari dukungan Teknologi Informasi (TI), beberapa manfaat sistem komunikasi energi berbasis Teknologi Informasi antara lain:

  • Sistem akses dari manapun Web browser-di mana saja di dunia (System access from any Web browser-anywhere in the world).
  • Pencatatan harian, bulanan dan tahunan menghasilkan energi melalui Sunny Portal (Recording of daily, monthly and annual energy yield via Sunny Portal)
  • Diagnosis dari Jarak Jauh (Remote plant diagnosis)
  • Sistem Konfigurasi Jarak Jauh (Remote system configuration)
  •  Transfer data pada interval dipilih secara otomatis (Automatic data transfer at chosen intervals)
  • Penyimpanan dan menampilkan data melalui Ethernet (Data storage and display via Ethernet)
  • Kompatibel dengan semua SMA utilitas interaktif inverter (Compatible with all SMA utility interactive inverters)
  • Konsumsi daya rendah (Low power consumption)
  • Komunikasi dengan Sunny Portal secara otomatis (Automated communication with Sunny Portal)

 

Gambar 27 Sistem Komunikasi Energi Berbasis Web

17.     Melalui web memungkinkan data logging dan kontrol

Sistem komunikasi energi berbasis web memungkinan sistem operasi data dari sistem pembangkit tenaga surya (lihat Gambar 27). Sistem monitoring pencatatan data dapat dilakukan melalui modem atau Ethernet ke internet atau langsung ke PC Anda. Selain itu data-data tersebut juga dapat dikirim ke portal internet milik SMA (Sunny Portal) yang berada di Amerika Serikat. Portal Sunny menyediakan penyimpanan data secara gratis untuk jangka panjang dan menyediakan tampilan grafis (software) dari data kinerja sistem anda. Informasi yang disimpan dalam Portal Sunny dikumpulkan dalam format bentuk file yang kompatibel, sehingga dapat digunakan di berbagai spreadsheet, grafik atau situs web kita sendiri. Sistem komunikasi energi berbasis web memberikan kemudahan dalam hal, membuat penyimpanan, transmisi, pengelolaan dan menampilkan data sistem.

 

 

Gambar 28 Pengukuran radiasi matahari (pyranometer) dan temperatur Ambient

Sistem standar baru dalam komunikasi energi, mencakup beberapa layanan seperti sistem pemantauan, diagnosis daerah terpencil, penyimpanan data dan dilengkapi dengan sistem penampil (display). Pada umumnya fitur sistem komunikasi energi merupakan fitur/web menggunakan antarmuka HTTP yang terintegrasi. Keuntungan dari sistem ini adalah memungkinkan kita dapat mengakses sistem informasi melalui PC, terlepas dari sistem operasi atau jenis browser. Sistem komunikasi energi berbasis web dapat memberikan informasi seperti penghitungan daya, penyimpanan kapasitas, dan komunikasi antarmuka.

 

Gambar 29 Koneksi PC modem dan tranmisi untuk fax

 

Transfer data dan konfigurasi sistem melalui internet dapat dilakukan dengan baik melalui koneksi Ethernet atau melalui telepon modem. Transfer data secara otomatis dapat kita lakukan dengan interval sesuai dengan keinginan. Sistem komunikasi energi dengan menggunakan webbox tunggal dapat memonitor sebanyak sampai 50 inverter, sehingga dapat menghemat waktu dan biaya dalam perawatan dan perbaikan.

Sistem komunikasi berbasis web memberikan pelayanan sistem monitoring secara on line perihal status sistem PV yang dapat diperiksa dari beberapa tempat yang berbeda, seperti dari rumah, kantor atau di mana saja yang memungkinkan dengan layanan internet browser.

Sistem komunikasi energi berbasis web perlu dilengkapi dengan web server tersendiri (independen). Hal ini supaya kita lebih mudah dalam melihat output dari sistem dan unjuk kerja dari masing-masing saluran inverter.

 

Gambar 30 Koneksi RS485 antara PC dan Sunny Boy Control

Data teknis sunny webbox.

 

 

Hasil Perakitan Sistem Photovoltaik Terkoneksi Jaringan Listrik (on grid system)

     

 

    

 

Kesimpulan

Kebutuhan energi terbarukan memasuki abad ke 21 merupakan era abad industrialisasi dan diperkirakan pada pada tahun 2050 kebutuhan energi dunia meningkat dua kali atau hampir mendekati angka tiga kali lipat sebanding dengan pertumbuhan populasi penduduk secara global. Beban ini dirasakan dari tahun ke tahun semakin bertambah berat, terutama ketergantungan terhadap sumber energi fosil sebagai pemasok energi utama masih begitu tinggi, situasi ini menyebabkan kelangkaan dan persediaan sumber energi fosil dari tahun ke tahun semakin menipis dan amat terbatas. Kondisi ini turut menperkuat terjadinya krisis energi dan secara tidak langsung membuat harga energi menjadi mahal dan semakin bertambah melambung tinggi.

Perkembangan dunia industri dan peningkatan jumlah penduduk yang tidak terkendali secara langsung dapat mengakibatkan tuntutan kebutuhan dan persediaan sumber energi semakin meningkat. Permasalahan ini dirasakan hampir sebagian besar negara-negara di seluruh dunia. Persediaan energi fosil yang terbatas dengan kebutuhan yang meningkat, menyebabkan harga menjadi mahal. Selain itu dampak eksploitasi energi fosil yang berlebihan khususnya minyak bumi terbukti telah membawa dampak polusi udara serta pengotoran lingkungan menjadi panorama sebagai ciri khas kota-kota besar negara berkembang saat ini, terutama seperti kota-kota besar di negara-negara berkembang seperti Jakarta, New Delhi dan kota-kota besar di belahan benua Amerika Latin seperti Rio de Janeiro. Untuk itu dalam waktu mendesak segera perlu dipikirkan, bagaimana upaya mencari energi alternatif sebagai sumber energi pengganti.

Pemerintah Indonesia tengah menyiapkan rencana induk (blue print) atau pemetaan persoalan (roadmap) mengenai pengembangan energi terbarukan 2005-2020. Dalam jangka panjang energi terbarukan itu, diharapkan dapat memberikan kontribusi yang signifikan dalam penyediaan energi yang berkelanjutan di masa depan. Penyiapan rencana induk itu merupakan kelanjutan atas kebijakan energi nasional.

 

Posisi geografis Indonesia, Indonesia merupakan negara yang beriklim tropis, energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh Pemerintah Indonesia, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar. Dampak positif dalam mendorong pemanfaatan energi terbarukan khususnya pembangkit listrik, pemerintah Indonesia disebutkan juga telah menyiapkan beberapa peraturan, antara lain: Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 3 Tahun 2005 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Listrik yang Memprioritaskan Penggunaan Sumber Energi Setempat, dengan Mengutamakan Pemakaian Energi Terbarukan

Pustaka

  1. Alsema, E A, 2000, 'Energy payback time and C02-emissions of PV systems', Progress in Photovoltaics: Research and Applications 8,S. 17-25.
  2. Basore, P A, 2004, 'Simplified processing and improved efficiency of crystalline silicon on glass modules', in Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 7-11 June, Paris, France.
  3. Baumgartner, F, NTB, 2004, ' M P P voltage monitoring to optimise grid connected system design rules, Beitrag zur 19', European Photovoltaic Solar Energy Conference, June, Paris.
  4. Baumgartner, F, NTB, 2005, 'Euro Realo inverter efficiency: DC-Voltage Dependency, Beitrag zur 20', European Photovoltaic Solar Energy Conference, June, Barcelona.
  5. Becker, G, 2001, Innovative gebaudeintegrierte Solarstromanlagen-Architekturwettbewerb des Solarenergiefbrdervereins Bayern e. V, Broschiire, Munich.
  6. Becker, G, 2002, Solarstrom aus Fassaden - Architekturwettbewerb des Solarenergiefdrdervereins Bayern e.V, Vortrag, Munich.
  7. Becker, H, 1997, 'Blitz- und ueberspannungsschutz bei  Photovoltaikanlagen', Photon 12
  8. Bendel, C, Nestle D and Malcher S, 2005, Dezentrale Energieeinspeisungen ins Niederspannungsnetz, Tagungsband des 20. Symposiums Photovoltaische Solarenergie, Hrsg.OTTI-Kolleg.
  9. Bernreuter, J, 2005, 'Die Branche hat geschlafen, fachartikel in sonne wind and warme', Ausgabe 29.
  10. Brosicke, W, 1995, Vorlesungsskript Elektrische Energiewandler - Photovoltaik Teil 3, FHTW, Berlin.

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG