Laporan Feasibility Study Hasanuddin PDF

Preview

Summary

1 PENYUSUNAN STUDI PERENCANAAN PEMBANGUNAN PLTS ROOFTOP DI BANDARA INTERNASIONAL SULTAN HASANUDDIN MAKASSAR KONTRAK: SPK-24/91.04/PPK-NFVI/EBTKE/X/2015 LAPORAN AKHIR DESEMBER 2015 i KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT – Tuhan Yang Maha Penolong – karena atas pertolongan-Nya lah Laporan In...

Description

1

PENYUSUNAN STUDI PERENCANAAN PEMBANGUNAN PLTS ROOFTOP DI BANDARA INTERNASIONAL SULTAN HASANUDDIN MAKASSAR

KONTRAK: SPK-24/91.04/PPK-NFVI/EBTKE/X/2015

LAPORAN AKHIR DESEMBER 2015

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT – Tuhan Yang Maha Penolong – karena atas pertolongan-Nya lah Laporan Interim pekerjaan “Penyusunan Studi Perencanaan Pembangunan PLTS Rooftop di Bandara Internasional Sultan Hasanuddin Makassar” Tahun Anggaran 2015 ini dapat diselesaikan sesuai dengan rencana. Laporan Interim ini disusun untuk memenuhi sebagaimana yang diamanatkan pada Surat Perintah Kerja Nomor SPK-24/91.04/PPK-NFIV/X/EBTKE/2015 yang ditandatangani pada tanggal 23 Oktober 2015 dan berlaku sampai dengan tanggal 21 Desember 2015 Laporan Interim ini memuat seluruh rencana pelaksanaan pekerjaan mulai dari latar belakang pekerjaan, metoda pelaksanaan pekerjaan, tahap persiapan, tahap desk study, tahap identifikasi, tahap evaluasi & analisis data, tahap penyusunan rekomendasi, dan tahap serah terima pekerjaan. Dalam penyusunannya, Konsultan menawarkan pendekatan dan metoda serta inovasi sehingga menghasilkan dokumen yang sesuai dengan standar teknis. Disamping itu, Konsultan juga mengusulkan personil pelaksana yang profesional, berdedikasi tinggi, dan bertanggung jawab terhadap keluaran pekerjaan, serta telah berpengalaman luas mengerjakan pekerjaan sejenis di beberapa bagian wilayah Republik Indonesia tercinta. Semoga Laporan Pendahuluan ini dapat menjadi acuan terbaik untuk pelaksanaan pekerjaan “Penyusunan Studi Perencanaan Pembangunan PLTS Rooftop di Bandara Internasional Sultan Hasanuddin Makassar” dan pekerjaan-pekerjaan sejenisnya di lingkungan Direktorat Jenderal Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia.

Jakarta, Desember 2015 CV. Sapta Buana Jaya

Tardi Direktur Utama

ii

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .................................................................................................. ii DAFTAR ISI ................................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... v DAFTAR TABEL ...................................................................................................... viii 1

PENDAHULUAN ................................................................................................ 16 1.1

1.1.1

Perkembangan PLTS di Bandara-Bandara Dunia .................................. 16

1.1.2

Isu dan Tantangan Pembangunan PLTS di Bandara .............................. 22

1.2

Tujuan ............................................................................................................ 24

1.3

Ruang Lingkup............................................................................................... 24

1.3.1

Persiapan (T-1) ....................................................................................... 26

1.3.2

Studi Tapak (T-2) ................................................................................... 27

1.3.3

Feasibility Study PLTS Rooftop di Bandara (T-3) ................................. 28

1.3.4

Tahap Finalisasi (T-4) ............................................................................ 30

1.4

3

Metodologi ..................................................................................................... 30

1.4.1

Pendekatan .............................................................................................. 30

1.4.2

Metodologi Pengumpulan Data .............................................................. 31

1.4.3

Metodologi Analisis ............................................................................... 32

1.4.4

Perangkat Lunak ..................................................................................... 35

1.5 2

Latar Belakang ............................................................................................... 16

Jadwal ............................................................................................................ 49

TINJAUAN UMUM BANDARA ....................................................................... 52 1.1

Tinjauan Umum ............................................................................................. 52

2.1

Peraturan Bandara .......................................................................................... 55

1.2

Tinjauan Meteorologi..................................................................................... 60

1.3

Tinjauan Sistem Kelistrikan ........................................................................... 62

1.4

Lalu Lintas Bandara ....................................................................................... 65

Kajian Teknologi ................................................................................................. 69 3.1

PLTS .............................................................................................................. 69

3.1.1

Modul Photovoltaic ................................................................................ 69

3.1.2

Inverter.................................................................................................... 73

3.1.3

Baterai..................................................................................................... 81

3.1.4

Auxiliary ................................................................................................. 82

3.1.5

Topologi Sistem ...................................................................................... 86 iii

4

3.2

Penetrasi Kelistrikan PLTS ............................................................................ 90

3.3

Kajian Teknologi Proteksi Petir ..................................................................... 91

3.4

Tarif................................................................................................................ 95

Sizing dan Desain PLTS ..................................................................................... 99 4.1

Ketersediaan Area .......................................................................................... 99

4.2

Siting Layout ................................................................................................ 106

4.3

Desain Struktur PLTS .................................................................................. 108

4.4

Pemilihan Komponen PLTS ........................................................................ 111

4.4.1

Modul Photovoltaic .............................................................................. 111

4.4.2

Inverter.................................................................................................. 112

4.5

5

6

Auxiliary ...................................................................................................... 116

4.5.1

Transformator ....................................................................................... 116

4.5.2

Cubicle .................................................................................................. 118

4.6

Topologi Sistem PLTS ................................................................................. 119

4.7

Wiring Layout .............................................................................................. 121

ANALISIS KEUANGAN .................................................................................. 125 5.1

Analisis Pemanenan Energi dan Penghematan ............................................ 125

5.2

Analisis Kelayakan Investasi ....................................................................... 129

KESIMPULAN .................................................................................................. 133 6.1

Kesimpulan .................................................................................................. 133

6.2

Saran ............................................................................................................ 134

LAMPIRAN……………………………………………………………………...135

iv

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Instalasi PLTS Proyek Pertama di Bandara Internasional Denver .................. 17 Gambar 1.2 Instalasi PLTS Proyek Kedua di Bandara Internasional Denver ..................... 18 Gambar 1.3 Instalasi PLTS di Bandara Mineta San Jose .................................................... 19 Gambar 1.4 Instalasi PLTS di Bandara Logan, Boston ....................................................... 19 Gambar 1.5 Tampilan Sistem Pemantauan Energi PLTS Bandara Logan .......................... 20 Gambar 1.6 Ilustrasi Perbandingan Metode Pemasangan Modul Photovoltaic .................. 21 Gambar 1.7 Kasus glare di Bandara Regional Manchester-Boston, New Hampshire ........ 22 Gambar 1.8 Diagram Alir Pengerjaan ................................................................................. 26 Gambar 1.9 Tampilan Awal Perangkat Lunak HOMER ..................................................... 36 Gambar 1.10 Tampilan Pencarian Lokasi pada HOMER ................................................... 37 Gambar 1.11 Tampilan Masukkan Profil Beban Listrik ..................................................... 37 Gambar 1.12 Tampilan Skema Sistem PLTS ...................................................................... 38 Gambar 1.13 Tampilan Data Meteorologi (GHI) ................................................................ 39 Gambar 1.14 Tampilan Hasil Simulasi HOMER ................................................................ 40 Gambar 1.15 Tampilan Google Earth pada SGHAT ........................................................... 41 Gambar 1.16 Glare Hazard Plot ......................................................................................... 42 Gambar 1.17 Summary dari hasil simulasi SGHAT ............................................................ 42 Gambar 1.18 Contoh Glare Occurrence Plot (kiri) dan hasil simulasi Flight Path ........... 43 Gambar 1.19 Konfigurasi Sudut Kemiringan dan Orientasi Panel Pada PVsyst ................ 44 Gambar 1.20 Simbol ETAP ................................................................................................. 45 Gambar 1.21 Simbol Transformator 2 Kawat Di ETAP ..................................................... 45 Gambar 1.22 Simbol Generator Di ETAP ........................................................................... 46 Gambar 1.23 Simbol Beban Statis Dan Dinamis Di ETAP ................................................ 46 Gambar 1.24 Simbol Pemutus Rangkaian ........................................................................... 46 Gambar 1.25 Simbol Bus Di ETAP..................................................................................... 46 Gambar 1.26 Tampilan ArcMap .......................................................................................... 48 Gambar 1.27 Contoh simbol untuk RADAR dan ATC ....................................................... 49 Gambar 2.1 Sitemap Area Bandara Baru dan Bandara Lama ............................................. 52 Gambar 2.2 Layout Bandara Internasional Sultan Hasanuddin, Makassar ......................... 54 Gambar 2.3 Masterplan Konsep Airport City Bandara Sultan Hasanuddin Makassar ....... 55 Gambar 2.4 Grafik Lalu Lintas Penerbangan Bandara Sultan Hasanuddin ........................ 66 Gambar 2.5 Gambaran Lalu Lintas Penerbangan dalam Satu Hari ..................................... 66 v

Gambar 3.1 Eksitasi Elektron Pada Semikonduktor ........................................................... 69 Gambar 3.2 Perbandingan Fisik Monocrystalline dan Polycrystalline ............................... 70 Gambar 3.3 Thin-film Photovoltaic ..................................................................................... 71 Gambar 3.4 Perbandingan Modul PV tanpa ARC dan dengan ARC .................................. 73 Gambar 3.5 Gelombang Inverter Modified Sine Wave dan Pure Sine Wave ..................... 74 Gambar 3.6 Contoh I-V Curve pada PV Array ................................................................... 76 Gambar 3.7 Pemilihan Teknologi Baterai ........................................................................... 82 Gambar 3.8 Transformator .................................................................................................. 83 Gambar 3.9 Kapasitas Trafo yang Terdapat di Pasaran ...................................................... 84 Gambar 3.10 Gambaran Kubikel ......................................................................................... 85 Gambar 3.11 Busbar ............................................................................................................ 86 Gambar 3.12 PMT ............................................................................................................... 86 Gambar 3.13 Profil Produksi Harian Panel Surya ............................................................... 87 Gambar 3.14 Gambaran Sistem PLTS Stand-Alone............................................................ 88 Gambar 3.15 Hybrid System ............................................................................................... 89 Gambar 3.16 Profil Tegangan dan Frekuensi dengan Baterai dan Tanpa Baterai .............. 91 Gambar 3.17 Komponen Penangkal Petir Konvensional .................................................... 94 Gambar 3.18 Ilustrasi Proteksi Petir Sistem Radius ............................................................ 95 Gambar 4.1 Denah Area Masjid Bandara Sultan Hasanuddin Makassar .......................... 100 Gambar 4.2 Hasil Simulasi SGHAT Area Masjid pada Orientasi Default ....................... 101 Gambar 4.3 Denah Area Gardu Bandara Sultan Hasanuddin Makassar ........................... 102 Gambar 4.4 Hasil Simulasi SGHAT Titik 2 Mil, Area Gardu .......................................... 104 Gambar 4.5 Denah Area RADAR Bandara Sultan Hasanuddin Makassar ....................... 105 Gambar 4.6 Sitting Layout PLTS ...................................................................................... 107 Gambar 4.7 Ilustrasi Kanopi .............................................................................................. 108 Gambar 4.8 Skema Struktur PLTS berupa Kanopi Parkir ................................................. 109 Gambar 4.9 Hasil Render Struktur PLTS Kanopi Parkir Bandara Sultan Hasanuddin (Tampak Atas) ................................................................................................................... 110 Gambar 4.10 Hasil Render Struktur PLTS Kanopi Parkir Bandara Sultan Hasanuddin (Tampak Samping) ............................................................................................................ 110 Gambar 4.11 Modul SPU-250P dan spesifikasinya .......................................................... 111 Gambar 4.12 Tampilan Inverter SMA STP 20000/25000 TL dan STP 60 ....................... 112 Gambar 4.13 Gambaran Transformator............................................................................. 118 Gambar 4.14 Gambaran Cubicle ....................................................................................... 119 vi

Gambar 4.15 Harapan Hidup 4 Jenis Baterai .................................................................... 121 Gambar 4.16 Topologi Sistem PLTS ................................................................................ 121 Gambar 4.17 Wiring Layout di Bandara Hasanuddin ....................................................... 122 Gambar 5.1 Skema Sistem Kelistrikan dalam Perangkat Lunak HOMER. ...................... 125 Gambar 5.2 Hasil Simulasi HOMER dengan menggunakan capital expenditure ............ 127 Gambar 5.3 Hasil Simulasi HOMER tanpa menggunakan capital expenditure ............... 127 Gambar 5.4 Grafik Profil Beban Listrik Bandara dan Suplai Daya PLTS ........................ 128

vii

DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Aplikasi sel surya pada bandara di dunia ............................................................ 16 Tabel 1.2 Gantt Chart Pengerjaan Proyek ........................................................................... 50 Tabel 2.1 Ketinggian Bangunan yang Diizinkan Pada Area Potensial ............................... 60 Tabel 2.2 Data Meteorologi Bandara Hasanuddin, Makassar (NASA) .............................. 61 Tabel 2.3 Data Lalu Lintas Penerbangan Bandara Sultan Hasanuddin ............................... 65 Tabel 2.4 Kepadatan Penumpang di Bandara Sultan Hasanuddin ...................................... 67 Tabel 3.1 Spesifikasi Beberapa Produk PV Indonesia ........................................................ 72 Tabel 3.2 Daftar Inverter dengan Efisiensi Tinggi .............................................................. 75 Tabel 3.3 Produsen Inverter Terbesar di Dunia Tahun 2013 dan 2008 ............................... 77 Tabel 3.4 Data Berat Inverter Untuk Kapasitas Daya Total 2 MW .................................... 78 Tabel 4.1 Data Spasial Area Masjid Bandara Sultan Hasanuddin Makassar .................... 100 Tabel 4.2 Daftar Jarak Area Masjid ke Komponen Vital Bandara .................................... 100 Tabel 4.3 Data Spasial Area Masjid Bandara Sultan Hasanuddin Makassar .................... 102 Tabel 4.4 Data Spasial Area RADAR Bandara Sultan Hasanuddin Makassar ................. 104 Tabel 4.5 Perbandingan 3 Inverter SMA Untuk Sistem Decentralized Sumber: Datasheet SMA................................................................................................................................... 112 Tabel 4.6 Daftar Spesifikasi Array SPU-250Wp............................................................... 114 Tabel 4.7 Daftar Harga 3 Calon Inverter ........................................................................... 116 Tabel 4.8 Spesifikasi Step Up Transformer....................................................................... 117 Tabel 4.9 Rating Cubicle ................................................................................................... 119 Tabel 5.1 Parameter Masukan HOMER ............................................................................ 126 Tabel 5.2 Penghematan Per Tahun dengan PLTS ............................................................. 128 Tabel 5.3 Total CAPEX dan OPEX Pembangunan PLTS Bandara Hasanuddin .............. 129 Tabel 5.4 Rangkuman Nilai NPV, PBP, dan IRR Hasil Analisis Kelayakan Investasi .... 131

viii

ix

1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.1.1

Perkembangan PLTS di Bandara-Bandara Dunia

Sebagai salah satu fasilitas umum yang tersedia di berbagai daerah, bandara dianggap cukup menjanjikan untuk dijadikan tempat pemanenan energi surya. Hal ini didukung oleh karakteristik umum bandara seperti lahan yang luas serta kebutuhan listrik yang besar (mendukung terjadinya distributed generation). Sekarang, telah terdapat beragam contoh proyek pembangunan PLTS bandara di seluruh dunia yang memiliki keunikan tersendiri seperti pada Tabel 1.1 Tabel 1.1 Aplikasi sel surya...