Unjuk Kerja Desain Perencanaan dan Studi kelayakan PLTS On-Grid DC Coupling 17 kWp Menggunakan PvSyst 6.8. PDF

Preview

Summary

“UNJUK KERJA DESAIN PERENCANAAN DAN STUDI KELAYAKAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ON-GRID SISTEM DC COUPLING KAPASITAS 17 KWP PADA GEDUNG HUNIAN GRAHA CENDEKIA YOGYAKARTA MENGGUNAKAN PVSYST 6.8.4” “THE PERFORMANCE OF ON-GRID SOLAR POWER PLANT DC COUPLING SISTEM CAPACITY 17 KWP PLANNING DESIGN AND ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Unjuk Kerja Desain Perencanaan dan Studi kelayakan PLTS On-Grid DC Coupling 17 kWp Menggunakan PvSyst 6.8. Nur Arifin

Related papers Laporan Feasibilit y St udy Hasanuddin Budi Wibowo Tugas 2a 06214519 Redhyliansyah M P Redhyliansyah M.P AB IPENDAHULUANA t anjung ayung

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

“UNJUK KERJA DESAIN PERENCANAAN DAN STUDI KELAYAKAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ON-GRID SISTEM DC COUPLING KAPASITAS 17 KWP PADA GEDUNG HUNIAN GRAHA CENDEKIA YOGYAKARTA MENGGUNAKAN PVSYST 6.8.4” “THE PERFORMANCE OF ON-GRID SOLAR POWER PLANT DC COUPLING SISTEM CAPACITY 17 KWP PLANNING DESIGN AND FEASIBILITY STUDY AT YOGYAKARTA GRAHA CENDEKIA RESIDENTIAL BUILDING USING PVSYST 6.8.4” SKRIPSI

Disusun oleh :

NUR ARIFIN 151041041 PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2019

iii

“UNJUK KERJA DESAIN PERENCANAAN DAN STUDI KELAYAKAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ON-GRID SISTEM DC COUPLING KAPASITAS 17 KWP ADA GEDUNG HUNIAN GRAHA CENDEKIA YOGYAKARTA MENGGUNAKAN PVSYST 6.8.4” “THE PERFORMANCE OF ON-GRID SOLAR POWER PLANT DC COUPLING SISTEM CAPACITY 17 KWP PLANNING DESIGN AND FEASIBILITY STUDY AT YOGYAKARTA GRAHA CENDEKIA RESIDENTIAL BUILDING USING PVSYST 6.8.4” SKRIPSI

Disusun oleh :

NUR ARIFIN NIM

: 151041041

Program Studi

: Teknik Elektro

Jenjang Studi

: Strata Satu (S-1)

Konsentrasi

: Ketenagaan

Jurusan

: Teknik Elektro

Fakultas

: Teknologi Industri

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2019 iii

iv

HALAMAN P ENGESA HAN

iv

iii

HALAMAN P ERSETUJUAN

iii

iv

HALAMAN P ERNYATAAN

iv

v

KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan barokah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Unjuk Kerja Desain Perencanaan dan Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya On-Grid Sistem DC Coupling Kapasitas 17 kWp pada Gedung Hunian Graha Cendekia Yogyakarta Menggunakan PVSyst 6.8.4”. Laporan skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T) pada Program Studi S1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan skripsi ini penulis telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Rektor IST AKPRIND Yogyakarta, Dr. Ir. Amir Hamzah, MT. 2. Dekan Fakultas Teknologi Industri, Dr. Ir. Toto Rusianto, MT. 3. Ketua Jurusan Teknik Elektro, Sigit Priyambodo, ST., MT. 4. Pembimbing 1, Slamet Hani, ST., MT. 5. Pembimbing 2, Subandi, ST., MT. 6. Dosen wali Slamet Hani, ST., MT. 7. Kepala Proyek Graha Cendekia, Ade Imam Samsul Rahman, ST., M. Eng Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik dan masukan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri. Penulis

v

vi

MOTTO /HALAMAN PERSEMBAHAN

“Assalamualaikum Warohmatullah Wabarokatuh” Puji dan syukur selalu tercurahkan kepada-Nya atas limpahan anugerah, rahmat dan karunia serta kelancaran yang telah Engkau berikan hingga Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya sehingga Laporan Skripsi ini saya persembahkan untuk orang-orang yang sangat berarti untuk saya: 1. Keluarga tercinta, orang tua saya Bapak Karsimin, Ibu Wiwit Winarsih, Mbah Uti, Mas Rosyid, Mba Nisa, Dek Rahma dan Dek Ridwan yang selalu menyelipkan doa untukku serta kasih sayang, semangat, perhatian yang begitu tulus dan dukungan secara moril maupun materil. 2. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi SI Teknik Elektro Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta yang telah memberikan banyak pengetahuan, motivasi, melatih mental dan waktu serta kasih sayangnya selama 9 semester. 3. Rekan-rekan santri PPM Jogja yang sudah menemani saya dalam berproses dan juga memperbaiki kualitas diri dari sisi agama dan juga UKM Hiking yang sudah mau mengajak saya untuk mendaki gunung-gunung di Indonesia, mantap pisan! 4. Pak Ade Imam Samsul Rahman selaku pak Kyai PPM Jogja yang sudah mengajarkan saya banyak hal dan jalan-jalan kemana-mana hehe 5. Sahabat saya, Rafi Bramantyo yang selalu memacu saya untuk menjadi orang yang berhasil dalam urusan kedunyaan, dan Mas Aji juga. 6. Avenged Seven Fold, Guns N’ Rosses, Tulus, Didi Kempot, Koplo Time, Nella Kharisma, Ana Sentina, Payung Teduh, Syaikh Abdul Karim dan band/musisi lainnya yang telah menghibur saya dengan lagu-lagunya yang sangat super sekali Bosquh sehingga bisa mengembalikan mood saya untuk garap skripsi ini. Juga dirty talks Reza Arap Oktovian yang sangat menghibur saya di kala penat dan suntuk sebagai pelampiasan hehehe Untuk kalian semua saya ucapkan terima kasih…. “Wassalamualaikum Warohmatullah Wabarokatuh”

vi

vii

INTISARI Graha Cendekia Yogyakarta merupakan gedung hunian yang terletak di Yogyakarta yang direncanakan menggunakan sistem PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) untuk memenuhi sekitar 80% kebutuhan listrik yang On-Grid dengan listrik PLN. Perencanaan dan simulasi PLTS dilakukan dengan menggunakan software PvSyst 6.8.4 kemudian dianalisis dan hasilnya berupa report yang terstruktur. Simulasi penelitian menunjukkan bahwa PLTS memiliki performa sistem sebesar 75,4% yang dapat memenuhi 42.16% dari total kebutuhan listrik yang diperkirakan mampu dilayani oleh PLTS atau dengan kata lain memenuhi 34.01% dari total kebutuhan listrik gedung Graha cendekia Yogyakarta. Untuk mendapatkan daya sebesar itu membutuhkan 52 modul fotovoltaik dengan total kapasitas terpasang sebesar 17,42 kWp, 80 unit baterai sistem 24V dengan kapasitas total 8000 Ah dan 4 unit inverter dengan kapasitas total 16 kW AC yang diperuntukkan melayani kebutuhan listrik ketika malam hari. Analisis kelayakan investasi dilakukan dengan menggunakan NPV (Net Present Value), PI (Profitability Index) dan PBP (Pay Back Period). Hasil analisis menunjukan NPV sebesar Rp 11.509.198,-, PI bernilai positif 1,013 dan PBP selama 12 tahun 5 bulan. Simpulan dari kajian ini adalah investasi proyek PLTS pada Graha Cendekia Yogyakarta berdasarkan aspek teknis dan aspek biaya layak dilaksanakan. Kata-Kata kunci: PLTS, Performa, Kelayakan.

vii

viii

ABSTRACT Graha Cendekia Yogyakarta is a residential building located in Yogyakarta that is planned to use the PLTS (Solar Power Generation) system to meet about 80% of electricity needs that are On-Grid with PLN electricity. PLTS planning and simulation is done using PvSyst 6.8.4 software and then analyzed and the results are structured reports. The research simulation shows that PLTS has a system performance of 75.4% that can meet 42.16% of the total electricity needs that are estimated to be able to be served by PLTS or in other words meet 34.01% of the total electricity needs of the Graha Cendekia Yogyakarta building. To get that much power requires 52 photovoltaic modules with a total installed capacity of 17.42 kWp, 80 24V system batteries with a total capacity of 8000 Ah and 4 units of inverters with a total capacity of 16 kW AC which is intended to serve electricity needs at night. Investment feasibility analysis is performed using NPV (Net Present Value), PI (Profitability Index) and PBP (Pay Back Period). The analysis shows the NPV of Rp. 11.509.198, PI has a positive value of 1,013 and PBP for 12 years 5 months. The conclusion of this study is the investment of PLTS projects in Graha Cendekia Yogyakarta based on technical aspects and cost aspects are feasible. Keywords: PLTS, Performance,Eligibility.

viii

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... iv KATA PENGANTAR ............................................................................................ v MOTTO /HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................ vi INTISARI.............................................................................................................. vii ABSTRACT ........................................................................................................... viii DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv BAB I

PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1

Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2

Perumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3

Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.4

Tujuan dan Manfaat Penelitian................................................................. 3

1.4.1

Tujuan Penelitian .................................................................................. 3

1.4.2

Manfaat Penelitian ................................................................................ 3

1.5

Keaslian Penelitian ................................................................................... 3

1.6

Sistematika Penulisan ............................................................................... 5

ix

x

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .......................... 5

2.1

Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 7

2.2

Landasan Teori ......................................................................................... 8

2.2.1

Macam-macam Sistem PLTS ............................................................. 10

2.2.1.1

PLTS Off-Grid ................................................................................ 10

2.2.1.2

PLTS On-Grid ................................................................................. 11

2.2.2

Macam-macam Konfigurasi Sistem Penyambungan PLTS................ 12

2.2.2.1

Konfigurasi Penyambungan DC-Coupling ..................................... 12

2.2.2.2

Konfigurasi Penyambungan AC-Coupling ...................................... 13

2.2.3

Komponen-komponen Penyusun PLTS ............................................. 14

2.2.5.1

PV (Photovoltaic)............................................................................ 15

2.2.5.2

SCC (Solar Charge Control) ........................................................... 22

2.2.5.3

Inverter Jaringan.............................................................................. 26

2.2.5.4

Baterai ............................................................................................. 28

2.2.4

Evaluasi Ekonomi Sistem PLTS ......................................................... 36

2.2.4.1

Biaya Investasi PLTS (Cost) ........................................................... 36

2.2.4.2

Biaya Siklus Hidup (Life Cycle Cost) ............................................. 37

2.2.4.3

Biaya Pemeliharaan dan Operasional.............................................. 37

2.2.4.4

Faktor Diskonto (Discount factor) .................................................. 38

2.2.4.5

Biaya Energi (Cost of Energy) ........................................................ 38

2.2.5

Analisis Kelayakan Investasi PLTS .................................................... 39

x

xi

2.2.5.1

NPV (Net Present Value) ................................................................ 39

2.2.5.2

Profitability Index (PI) .................................................................... 39

2.2.5.3

PBP (Pay Back Periode) ................................................................. 40

2.2.6

PvSyst 6.8.4 ........................................................................................ 40

2.3

Persamaan dan Bagian Listing Program ................................................. 41

2.4

Hipotesis ................................................................................................. 41

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN ......................................................... 43

3.1 Alat dan Bahan ............................................................................................ 43 3.1.1

Alat .................................................................................................. 43

3.1.2

Bahan............................................................................................... 45

3.2

Alur Penelitian ........................................................................................ 47

3.3

Tahapan Pemodelan Simulasi ................................................................ 50

3.4

Cara Analisis .......................................................................................... 57

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 58

4.1

Perhitungan Kebutuhan Daya Listrik ..................................................... 58

4.2

Perhitungan Kebutuhan Larik Modul Fotovoltaik ................................. 63

4.3

Perhitungan Kebutuhan Kapasitas SCC (Solar Charge Control) .......... 66

4.4

Perhitungan Sistem Penyimpanan Energi Listrik ................................... 68

4.5

Analisa Hasil Simulasi PvSyst 6.8.4 ...................................................... 71

4.6

Perhitungan Evaluasi Keuangan ............................................................. 74

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 79

xi

xii

5.1

Kesimpulan ............................................................................................. 79

2.5

Saran ....................................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xii

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Keaslian Penelitian.................................................................................. 4 Tabel 2.1 Perhitungan Kapasitas SCC (Solar Charge Control) ........................... 25 Tabel 2.2 Perhitungan Kapasitas Baterai .............................................................. 35 Tabel 4.1 Kebutuhan Daya Listrik Graha Cendekia Yogyakarta ......................... 58 Tabel 4.2 Rincian Pembagian Daya Berdasarkan Durasi oleh PLTS. .................. 59 Tabel 4.3 Jam Pelayanan Konsumsi Listrik oleh PLTS berdasarkan item. .......... 60 Tabel 4.4 Jam Pelayanan Konsumsi Listrik oleh PLN berdasarkan item ............. 61 Tabel 4.5 Perhitungan Kapasitas SCC (Solar Charge Control) ........................... 66 Tabel 4.6 Perhitungan Kapasitas Baterai .............................................................. 68 Tabel 4.7 RAB PLTS Graha Cendekia Yogyakarta.............................................. 74 Tabel 4.8 Perhitungan Keuangan .......................................................................... 77

xiii

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 PLTS Off-Grid .................................................................................... 8 Gambar 2.2 Macam-macam Sistem PLTS .............................................................. 9 Gambar 2.3 Skema Sistem PLTS Konfigurasi Off-Grid DC Coupling ................ 11 Gambar 2.4 Skema Konfigurasi Sistem DC-Coupling ......................................... 13 Gambar 2.5 Skema Konfigurasi Sistem AC-Coupling.......................................... 14 Gambar 2.6 Struktur Modul Photovoltaic............................................................. 15 Gambar 2.7 Definisi Fotovoltaik .......................................................................... 16 Gambar 2.8 Nameplate Modul Photovoltaic ........................................................ 17 Gambar 2.9 Cara Menghubungkan Modul Fotovoltaik ........................................ 18 Gambar 2.10 (a) Pemasangan sistem penyisipan .................................................. 20 Gambar 2.11 SCC (Solar Charge Control) .......................................................... 22 Gambar 2.12 Pemasangan SCC pada sistem PLTS pada umunya ........................ 22 Gambar 2.13 Nameplate SCC merk Schneider & Leonic ..................................... 23 Gambar 2.14 Skema pemasangan beberapa SCC secara parallel ......................... 25 Gambar 2.15 Inverter Jaringan merk SMA ........................................................... 26 Gambar 2.16 Nameplate Solar Charge Controller merk Sunny Tripower ........... 27 Gambar 2.17 Battery power Station ...................................................................... 29 Gambar 2.18 Skema instalasi umum bank baterai ................................................ 30 Gambar 2.19 Istiah-istilah pada baterai ................................................................ 31

xiv

xv

Gambar 2.20 Kurva DOD (Depth of Discharge) .................................................. 33 Gambar 2.21 Kurva Lifetime vs temperature ........................................................ 34 Gambar 2.22 Konfigurasi bank baterai sistem 45 VDC pada umumnya .............. 35 Gambar 2.23 Logo Software PvSyst 6.8.4 ............................................................ 41 Gambar 3.1 Meteran Gulung................................................................................. 43 Gambar 3.2 APD (Alat Pelindung diri)................................................................. 44 Gambar 3.3 Laptop ASUS Seri A455L SonicMaster ........................................... 44 Gambar 3.4 Signature ™ Black SPR-X21-335-BLK ........................................... 45 Gambar 3.5 Inverter SOFAR 4000 TLM .............................................................. 46 Gambar 3.6 Baterai Narada MPG 12V200 ........................................................... 46 Gambar 3.7 Tampilan awal PvSyst 6.8.4 .............................................................. 50 Gambar 3.8 Tampil...