Proteksi DC

Proteksi sisi DC mengikuti kemampuan kabel DC yang digunakan, yaitu tegangan kerja maksimum 1000 V, atau sesuai dengan tegangan maksimum string (I_string). Proteksi arus dapat berupa fuse maupun MCB (miniature circuit breaker) yang khusus untuk aplikasi listrik DC. Pada umumnya arus dari fuse / MCB berkisar di 15A (fuse) dan 16A (MCB). Hal ini karena arus panel surya sampai saat ini masih di bawah 15A.

Karena sisi DC yang dimulai dari panel surya berupa metal yang terekspos di luar, maka perlu ditambahan proteksi tegangan lebih berupa surge arester atau surge potective device (SPD) yang juga khusus untuk aplikasi listrik arus DC dengan tegangan kerja maksimum 1000 V, atau sesuai dengan tegangan maksimum string (I_string). Tegangan lebih umumnya terjadi akibat lonjakan sesaat listrik karena sambaran langsung petir atau adanya induksi petir.

Proteksi DC dapat diletakkan di dekat PV mounting (outdoor) maupun di dekat inverter (indoor). Hanya saja jika diletakkan di dekat PV mounting maka indeks proteksi (IP, ingress protection) minimal yang harus dipenuhi oleh box dari proteksi minimal adalah IP65 agar air dan debu tidak masuk dan mempengaruhi kinerja atau bahkan merusak komponen fuse/MCB atau SPD.

Mengingat keterbatasan aplikasi DC dengan arus besar, umumnya komponen proteksi DC, baik fuse, MCB dan SPD tidak tersedia banyak di pasaran. Namun demikian hal tersebut tidak menjadi alasan untuk menggantikan komponen rating arus DC dengan rating arus AC, terlebih dalam model rangkaian string (seri) panel surya.

Hal ini dikarenakan rangkaian string akan membuat tegangan menjadi tinggi (sampai 1000 Volt) sementara komponen dengan rating tegangan AC yang ada di pasaran umumnya hanya mampu sampai tegangan kerja 400-600 Volt. Selain itu, karakteristik pemutusan DC akan menimbulkan bunga api (spark) yang lebih besar daripada listrik AC.

Oleh karenanya, harus dihindari penggunaan komponen proteksi DC menggunakan komponen proteksi AC mengingat kemampuan komponen serta alasan keamanan dan keselamatan.

Proteksi AC

Proteksi sisi AC mengikuti kemampuan kabel AC yang digunakan. Proteksi arus dapat berupa MCB (miniature circuit breaker) atau MCCB (moulded case cicuit breaker). Besar proteksi AC adalah sebesar arus yang akan melewati kabel AC dan harus lebih kecil dari KHA kabel.

Hal ini untuk menghindari jika dalam kondisi terjadi hubung singkat, proteksi AC belum bekerja sementara kabel sudah terbakar.

Rumus untuk menentukan kapasitas proteksi dapat dilihat pada kolom Arus (I_ac) pada tabel Rumus arus dan KHA di bagian Pengkabelan. Mengingat ketersediaan komponen proteksi berupa MCB dan MCCB di pasaran memiliki rating arus yang terbatas, maka kapasitas proteksi disesuaikan dengan ketersediaan komponen proteksi di pasaran dengan mengambil nilai terdekat di atas nilai hasil perhitungan.

Untuk menambah proteksi karena output sisi AC akan terhubung dengan sistem instalasi kelistrikan dan kemungkinan belum ada proteksi tegangan lebih, maka perlu ditambahan proteksi tegangan lebih berupa surge arester atau surge potective device (SPD). Tegangan lebih umumnya terjadi akibat lonjakan sesaat listrik karena adanya induksi petir.

Proteksi diletakkan didekat inverter (indoor), dapat berada dalam boks terpisah atau diletakkan di dalam panel elektrikal yang ada.

Grounding

Pada umumnya bangunan sudah memiliki sistem grounding. Oleh karenanya grounding dari PLTS On Grid dapat digabungkan dengan grounding yang telah ada. Namun demikian, pada kondisi grounding yang tidak ada / kurang baik, maka perlu dibuat grounding khusus untuk PLTS.  

Namun meskipun membuat grounding baru, grounding tersebut harus tetap disatukan dengan grounding yang sudah ada (equipotential grounding) untuk menghindari perbedaan potensial antara batang konduktor grounding yang tertanam dalam tanah.

Grounding mengacu pada standar SNI 0225 mengenai Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL) berikut dengan amandemennya dimana besar tahanan tanah harus ≤ 5 ohm. Pengukuran dilakukan menggunakan earth tester atau megger.

Jika tahanan tanah masih di atas 5 ohm maka dapat dilakukan penambahan grounding rod yang diparalel dengan grounding utama. Jika kondisi tanah sangat kering dan sulit mendapatkan tahanan tanah ≤ 5 ohm, dapat digunakan semen bentonit khusus grounding untuk membantu menurunkan resistansi tanah.

Proteksi Petir

Pada umumnya bangunan sudah memiliki sistem penangkal petir sendiri dan tidak dibutuhkan proteksi petir tambahan jika area proteksi penangkal petir sudah mencakup posisi rangkaian panel surya yang dipasang.

Jika belum memiliki sistem petir, maka perlu dipasang penangkal petir untuk melindungi perangkat PLTS dari sambaran langsung petir. Proteksi petir mengacu pada SNI 03-7015-2004 tentang Sistem proteksi petir pada bangunan gedung.

Proteksi petir menggunakan air terminal yang berfungsi untuk menangkap sambaran petir dan mengalirkannya ke tanah. Air terminal dapat menggunakan tipe pasif berupa batang logam runcing (tembaga) atau tipe aktif yang berbentu seperti kelopak bunga. Perbedaannya adalah pada bentuk area proteksi yang dihasilkan dari masing-masing air terminal.

Area proteksi air terminal penangkal petir

Tipe pasif adalah tipe yang umum digunakan dan membentuk area proteksi petir sebesar 45° dari puncak air terminal. Sementara tipe acktif membentuk kubah proteksi dimana air terminal menjadi titk awal jari-jari lingkaran.

Pemilihan tipe air terminal tergantung pada luas dan tinggi area yang akan diproteksi. Namun biasanya pada bangunan karena berada di ketinggian dimana PLTS yang akan diproteksi adalah benda datar, maka tipe pasif lebih tepat dan juga harga jauh lebih murah dibandingkan dengan tipe aktif.

Adapun besar tahanan grounding rod penangkal petir harus ≤ 5 ohm yang diukur menggunakan earth tester atau megger. Untuk grounding rod penangkal petir harus terpisah dan tidak boleh disatukan dengan grounding perangkat.