BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Indonesia masih menghadapi persoalan untuk mencapai target

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Indonesia masih menghadapi persoalan untuk mencapai target pembangunan bidang energi terutama pada ketergantungan terhadap energi tidak terbarukan berupa minyak bumi, batubara, dan gas dalam pemenuhan konsumsi energi. Indonesia juga menghadapi penurunan cadangan energi fosil dan belum dapat diimbangi dengan penemuan cadangan baru. Keterbatasan infrastruktur energi yang tersedia juga membatasi akses masyarakat terhadap energi dan dapat menyebabkan Indonesia rentan terhadap gangguan yang terjadi di pasar energi global karena kebutuhan energi tersebut sebagian besar dipenuhi melalui impor. Biaya penyediaan energi juga mengalami kenaikan sejalan dengan meningkatnya konsumsi energi Indonesia. Upaya untuk memenuhi kebutuhan energi di dalam negeri terkendala oleh keterbatasan infrastruktur energi berupa pembangkit listrik, kilang minyak, pelabuhan, serta transmisi dan distribusi [1]. Banyak negara telah menyadari pentingnya pemanfaatan sumber energi terbarukan sebagai pengganti energi tidak terbarukan seperti minyak bumi, batubara, dan gas yang telah menimbulkan dampak yang sangat merusak terhadap bumi. Semakin menipisnya cadangan energi tidak terbarukan membuat biaya penambangannya meningkat dan berdampak pada meningkatnya harga jual kepada masyarakat. Energi tidak terbarukan juga melepaskan emisi karbon ke atmosfir yang menjadi penyumbang besar terhadap pemanasan global. Energi 3

2 terbarukan berasal dari elemen-elemen alam yang tersedia di bumi dalam jumlah besar seperti matahari, angin, sungai, tumbuhan, dsb. Energi terbarukan merupakan sumber energi bersih yang tersedia di planet ini. Tenaga surya, tenaga angin, biomassa, dan tenaga air adalah teknologi yang paling sesuai untuk menyediakan energi bersih di Indonesia [1]. Matahari yang terletak pada jarak jutaan kilometer dari bumi (149 juta kilometer) dapat menghasilkan jumlah energi yang luar biasa banyak. Energi radiasi yang dipancarkan oleh matahari dapat mencapai bumi setiap menitnya dan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi seluruh penduduk manusia di planet kita apabila dapat dimanfaatkan dengan baik. Setiap hari kita sudah menggunakan tenaga surya dalam bentuk energi radiasi yang digunakan untuk mengeringkan pakaian dan mengeringkan hasil panen. Tenaga surya dapat juga dimanfaatkan dengan menggunakan panel surya yang dapat mengkonversi energi radiasi matahari menjadi energi listrik [2]. Panel surya sebagai salah satu bentuk piranti konversi energi berkelanjutan memiliki karakteristik tersendiri dalam proses konversi dayanya. Teknologi ini merupakan salah satu teknologi energi terbarukan yang paling atraktif pada abad 21. Panel surya dapat digunakan sebagai alat konversi energi untuk sumber daya terbarukan yang dimanfaatkan dalam bentuk pembangkit terdistribusi dengan menghubungkannya kepada jaringan listrik. Pemasangan pembangkit terdistribusi dengan jaringan listrik ini dapat membantu sistem jaringan listrik untuk memenuhi kebutuhan daya beban yang ditanggung oleh sistem jaringan listrik. 4

3 Penggunaan panel surya sebagai pembangkit terdistribusi membutuhkan suatu alat konversi daya yang dapat mengubah sifat tegangan yang dihasilkan oleh panel surya. Tegangan DC yang dihasilkan oleh panel surya berbeda dengan tegangan AC yang menjadi sifat tegangan pada jaringan listrik. Konversi daya tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan inverter yang dapat mendeteksi nilai frekuensi, sudut fase, dan magnitud dari tegangan jaringan listrik yang akan dihubungkan. Penggunaan panel surya yang terus terhubung dengan jaringan listrik melalui inverter membutuhkan pengamanan untuk jaringan listrik terhadap islanding. Islanding merupakan suatu fenomena dimana sumber energi listrik utama pada jaringan listrik telah padam (loss of grid), akan tetapi pembangkit terdistribusi pada jaringan listrik masih tetap memberikan suplai energi listrik kepada jaringan listrik. Fenomena ini dapat membahayakan teknisi jaringan listrik yang ingin melakukan pemeriksaan maupun pemeliharaan terhadap jaringan karena jaringan masih memuat energi listrik, sehingga pembangkit terdistribusi harus dapat mendeteksi islanding yang terjadi dan segera menghentikan suplai energi listrik yang dihasilkan pembangkit terdistribusi ke dalam jaringan listrik, ini biasa disebut sebagai anti-islanding [3] Rumusan Masalah Apakah panel surya sebagai DG dapat bekerja berdampingan dengan jaringan listrik? Mengapa loss of grid dapat menyebabkan islanding pada jaringan listrik? 5

4 Bagaimana pembangkit listrik terdistribusi dengan panel surya dapat menghadapi islanding? 1.3. Batasan Masalah Penelitian dilakukan menggunakan software simulasi Matlab Simulink R2015a. Simulasi yang dilakukan mengacu pada peraturan direksi PLN nomor: 0733.K/DIR/2013 tentang Pemanfaatan Energi Listrik Dari Fotovoltaik oleh Pelanggan PT PLN (Persero) [4]. Pengondisian loss of grid dilakukan dengan membuka switch yang menghubungkan jaringan listrik dengan beban dan jaringan terdistribusi. Jaringan listrik berupa blok sumber tegangan pada matlab simulink Manfaat dan Tujuan Penelitian Mengetahui bagaimana koordinasi DG yang menggunakan panel surya dengan jaringan listrik. Mengetahui bagaimana loss of grid dapat menyebabkan terjadinya islanding. Mengetahui apakah sistem proteksi under/over voltage dapat mencegah islanding Sistematika Penulisan Sistematika yang akan digunakan untuk menyusun penulisan tugas akhir ini ialah sebagai berikut: BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penelitian. BAB 2 DASAR TEORI 6

5 Bab ini berisi tentang konsep dasar diperlukan untuk memahami pembangkit terdistribusi, panel surya, inverter, loss of grid, islanding, dan sistem proteksi yang digunakan. BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tentang alur penelitian, penentuan nilai parameter penelitian, dan skenario penelitian. BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan analisis dari hasil yang didapat yang disusun dalam tabel dan grafik. BAB 5 PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil penelitian. 7