Hexamitra | Powering Future
Office phone:
021-7975187
Hotline / WA:
08118420187

BLOG

Komponen dan Perencanaan PJU Tenaga Surya : Beban dan Baterai

admin

Category: Sharing Knowledge

21 October 2022

Penulis : Raymond Simanjorang, PT. Hexamitra Daya Prima

pjutsKomponen PJU tenaga surya meliputi komponen pembangkit, komponen beban dan komponen pendukung. Komponen pembangkit berupa panel surya (solar panel/pv panel/solar module/pv module), solar charge controller (battery control regulator/battery control unit) dan baterai. Komponen beban berupa lampu LED. Sementara komponen pendukung terdiri dari tiang, kabel box baterai dan aksesoris. Komponen pembangkit PJU akan membentuk sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) untuk mensuplai listrik ke komponen beban.

Share this page

Komponen Beban: Lampu LED

Komponen beban pada PJUTS adalah lampu LED dengan spesifikasi wajib berupa lampu dengan arus DC (arus searah). Mengapa arus searah? Hal ini dilakukan untuk menghindari penggunaan inverter guna merubah listrik arus searah menjadi listrik arus bolak balik (AC).

Penggunaan inverter hanya akan menambah biaya pembelian komponen pembangkit dan menjadi tambahan komponen beban karena inverter sendiri mengkonsumsi daya untuk melakukan fungsinya ditambah adanya faktor daya listrik AC (power factor) dan efisiensi inverter itu sendiri.

Selain itu, memilih lampu LED juga mesti teliti untuk memeriksa efikasi (besar lumens lampu). Hal ini akan sangat terkait dengan level terang yang dihasilkan dibandingkan dengan daya yang dikonsumsi oleh lampu. Satuan efikasi adalah lumens/wat (lm/w). Jadi memilih lampu LED tidak boleh hanya didasarkan pada besarnya daya lampu saja.

Total beban (kemudian disebut energi beban) dihitung berdasarkan besarnya daya beban dikalikan dengan waktu beban menyala (dalam jam) sehari dengan rumus E= P x t , dimana P adalah daya beban (watt) dan t adalah jumlah waktu beban menyala dalam sehari (hours). Satuan energi beban adalah Wh (watt hours).

Misalkan daya beban (daya lampu PJU LED) adalah 30 watt dan menyala selama 11 jam sehari, maka energi beban yang dibutuhkan oleh komponen beban adalah minimal 330Wh.

Komponen Baterai

Setelah mengetahui energi yang dibutuhkan oleh komponen beban, selanjutkan kita perlu menentukan besar baterai yang dibutuhkan untuk memberikan suplai energi kepada komponen beban. Kapasitas baterai merupakan besar arah arus baterai yang diukur dalam satuan Ampere Hours (AH) dengan variasi yang beragam dengan variasi tegangan yang juga beragam.

Tegangan sistem pada sistem pada umumnya adalah 12V, 24V dan 48V. Pemilihan tegangan sistem dipengaruhi oleh kebutuhan sistem terutama jarak kabel antara baterai dan beban. Tegangan yang lebih tinggi akan meminimalisasi rugi daya pada kabel. Secara umum dapat disimpulkan makin besar beban maka tegangan sistem akan semakin tinggi.

Karena PJU tenaga surya merupakan sistem dengan beban di bawah 1.000 watt, maka lebih tepat dipilih tegangan sistem 12 V. Dengan kata lain baterai yang akan digunakan adalah baterai dengan tegangan 12 V, dimana kita akan melakukan penghitungan besar arah arus baterai yang dibutuhkan berdasarkan besar energi beban dengan rumus E = V x I x t, dimana V adalah tegangan, I adalah arus dan t adalah waktu (hours).

Adapun arah arus merupakan hasil perkalian antara arus dan waktu dengan rumus AH = I x t. Sehingga rumus sebelumnya disederhanakan menjadi . Dengan penyederhanaan rumus tersebut diperoleh rumus untuk menentukan arah arus baterai sebagai berikut: AH = E/V

Dengan energi beban sebesar 330Wh, maka akan dibutuhkan baterai 12V dengan kapasitas arah arus minimal sebesar 28AH.

Namun demikian, perhitungan kebutuhan baterai masih harus mempertimbangkan beberapa hal sebagai berikut:

  1. Days of autonomy, yaitu kemampuan sistem untuk memenuhi kebutuhan daya beban dalam satuan hari untuk mengantisipasi kondisi cuaca dimana sinar matahari tidak optimal sehingga proses pengisian baterai juga menjadi tidak optimal. Days of autonomy dalam konteks Indonesia dapat dipatok di 3 hari. Hal ini mengingat karena kondisi cuaca yang menghalangi sinar matahari tidak berlangsung terlalu lama karena Indonesia berada di garis kathulistiwa dengan kondisi musim yang tidak seekstrim di daerah empat musim.
  2. Maximum depth of discharge (DOD), yang merupakan maksimum penggunaan kapasitas baterai yang direkomendasikan produsen baterai dalam satuan persen terhadap kapasitas tertulis (rated capacity). Hal ini nantinya akan terkait dengan usia pakai baterai. Pada umumnya DOD berada pada kisaran 50% (baterai VRLA AGM) dan 80% (baterai VRLA Gel). Baterai otomotif sangat tidak disarankan karena baterai tipe ini tidak mendukung penggunaan kapasitas baterai terus menerus tanpa pengisian. Kalaupun dipakai, maka penghitungan DOD baterai otomotif ada di kisaran 20%. Faktor DOD di atas akan mempengaruhi jumlah baterai yang akan digunakan pada kapasitas yang sama. Oleh karena PJU tenaga surya akan menempatkan bateri pada kotak yang berada pada tiang PJU, maka faktor berat baterai menjadi pertimbangan.
  3. Battery temperature derating atau penurunan kapasitas berdaarkan suhu. Baterai akan mengalami penurunan kapasitas apabila temperatur turun. Biasanya produsen baterai menetapkan angka pengujian kapasitas 100% berada pada temperatur 20°C. Artinya baru pada temperatur di bawah 20°C penurunan kapasitas akan terjadi. Namun demikian kenaikan Pada suhu yang sangat tinggi, bahan kimia pada baterai bisa mengalami penurunan kemampuan atau bahkan dapat merusak baterai. Untuk meminimalisir hari tersebut maka ditambahkan faktor 5% menjadi 105% (1,05) untuk menjaga pada suhu yang relatif tinggi kapasitas baterai tidak dipaksa untuk digunakan seperti pada kondisi suhu normal.

Dengan demikian, maka kapasitas baterai disesuaikan dengan pertimbangan di atas. Adapun rumus perhitungannya adalah sebagai berikut: AHadj= (1.05 x AH x D) / DoD, dimana 1,05 adalah faktor temperature derating (105%), AH adalah arah arus minimal yang dibutuhkan, D adalah jumlah days of autonomy dan DOD adalah nilai maximum DOD yang direkomendasikan produsen.

Dengan kapasitas minimal 28AH dengan days of autonomy selama 3 hari menggunakan baterai VRLA Gel maka dibutuhkan kapasitas baterai sebesar 108AH. Jika dilihat baterai yang diproduksi maka baterai yang akan digunakan adalah 1 baterai 120AH atau 2 baterai 65AH.

 

 

 Download PDF : Merencanakan PJU Tenaga Surya.pdf


Artikel sharing ini dibuat tahun 2016 dan sudah tersedia di beberapa platform sharing seperti Academia.edu, Scribd.com, Issuu.com dan lainnya. Isi artikel dibuat berdasarkan kondisi teknologi pada saat itu dan harus disesuaikan dengan perkembangan teknologi terbaru, terutama baterai.

Share this page

  Blog Categories

  Search Blog

  Latest Posts