BAB IV PEMBAHASAN. Begitu indahnya pemandangan dan sejuknya daerah Ubud sehingga Mr.Marck Adleson

Transkripsi

1 37 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Profil Vila Adleson Ubud merupakan salah satu tujuan wisata di Bali yang sudah terkenal di dunia. Begitu indahnya pemandangan dan sejuknya daerah Ubud sehingga Mr.Marck Adleson memutuskan untuk membangun sebuah tempat istirahat yang disebut vila Adleson. Vila Adleson yang beralamatkan di Desa Sayan, Kecamatan Ubud, Kabupaten Gianyar, adalah merupakan vila pribadi. Tanah seluas 30 are mempunyai tempat strategis untuk dibangun vila. Pemandangan di depan langsung ke sungai Ayung dengan ketinggian dari sungai sekitar 140 m dan sedangkan di belakang langsung berbatasan dengan jalan raya. Di lahan inilah dibangun beberapa bangunan yang terdiri dari: satu bangunan utama, dua buah bangunan vila, satu kolam renang dan satu kolam hias (lily pond). Bangunan utama yang terdiri dari satu kamar tidur, dua buah kamar mandi, dapur, ruang tamu, teras, kolam renang dan kolam hias. Gambar 4.1 adalah bangunan utama vila adleson. Gambar 4.1 Bangunan utama vila Adleson

2 38 Sedangkan dua buah bangunan yang berbentuk vila digunakan untuk keluarga atau teman yang datang ke Bali. Bangunan ini terdiri dari satu kamar tidur dengan double bed, satu buah kamar mandi dan dilengkapi dengan dapur kecil. Gambar 4.2 adalah bangunan vila dapat dilihat seperti di bawah. Gambar 4.2 Bangunan vila. Untuk bangunan kolam renang yang tempatnya di depan bangunan utama dengan pemandangan langsung sungai ayung mempunyai ukuran lebar 3 meter dengan panjang 15 meter dan kedalaman 2 meter. Menurut informasi dari karyawan di kolam inilah kebanyakan aktivitas tamu dilakukan baik pagi, siang maupun sore hari. Selain berenang kadang-kadang juga ada aktivitas yoga dan meditasi yang dilakukan di samping kolam renang. Gambar 4.3 adalah gambar kolam renang dapat dilihat seperti di bawah.

3 39 Gambar 4.3 Kolam renang Dengan adanya kolam hias dibangunan utama, selain menambah keasrian dari bangunan tersebut juga menurut pemilik, kolam hias bisa membantu dalam mengurangi perkembangan nyamuk disekitarnya. Di dalam kolam hias ditebar bermacam ikan hias yang nantinya berfungsi untuk makan jentik-jentik nyamuk. Gambar 4.4 adalah kolam hias dapat dilihat seperti di bawah. Gambar 4.4 Kolam hias ( lily pond )

4 Profil sistem kelistrikan di vila Adleson Dalam keperluan operasional vila Adleson memanfaatkan tenaga surya sebagai pembangkit listrik yang di hibrid dengan listrik PLN. PLTS yang dipasang pada bulan Agustus tahun 2008 oleh salah satu kontraktor yang berkantor di Bali namanya Contained Energi. Kapasitas PLTS yang terpasang 3000 wp, terdiri dari: 1560 wp untuk keperluan bangunan utama, 780 wp untuk menggerakan pompa pool, 520 wp untuk pompa kolam hias (lily pond) dan 200 wp dipergunakan untuk memanaskan air. Dari kapasitas 3000 wp yang terpasang, hanya 1560 wp yang di hibrid dengan PLN. Kapasitas PLN yang di hibrid adalah 2300 watt. Untuk memaksimumkan penggunaan daya yang dihasilkan oleh PLTS di vila Adleson menggunakan baterai sebagai penyimpan daya. PLN yang berkapasitas 2300 watt selain di hibrid, juga di manfaatkan untuk mensuplai keperluan beban di bangunan vila dan penerangan kebun dan yang lainnya. Karena bentuk bangunan utama tidak menggunakan atap, semua array PLTS dipasang di atas bangunan utama dengan posisi mendatar. Dengan adanya kekawatiran dari arsitektur, modul surya dianggap akan merusak pemandangan atau kurang artistik terhadap bangunan maka dalam pemasangannya sedikit disembunyikan. Selama ± 3 tahun sudah beroperasi PLTS di vila Adleson belum pernah terjadi permasalahan-permasalahan yang mengakibatkan sampai tidak ada listrik. Permasalahan yang timbul kadang-kadang terjadi pada saat PLN akan masuk ke sistem. Sistem akan bekerja dengan baik bila tegangan yang masuk di antara 220 volt sampai 240 volt dan frekwensi antara 50 hz sampai 52 hz. Apabila hal ini tidak terpenuhi maka pemutus arus (MCB) sebagai pengaman sistem akan bekerja. Untuk

5 41 mengembalikan sistem hidup kembali (on) operator akan menghidupkan MCB secara manual Komponen PLTS di vila Adleson Komponen-komponen PLTS yang terpasang di vila Adleson adalah sebagai berikut: 1. Modul surya Kapasiats modul surya pada kondisi standar adalah 130 wp (watt-peak) dengan arus maksimum (Im) 7,39 ampere dan tegangan maksimum (Vm) 17,6 Volt. Modul surya terdiri dari 12 modul Photovoltaic ( PV) dihubungkan secara seri dan pararel. Modul Modul Modul Modul Modul Modul 44,34.A Modul Modul Modul Modul Modul Modul 35,2.V + Gambar 4.5 Skematik modul surya yasng dihubungkan seri dan pararel Dua modul di pasang secara seri arus (Im) akan tetap 7, 39 amper sedangkan tegangan (Vm) akan sama dengan 35,2 volt. Kemudian 6 kelompok seri di pasang secara pararel yang menjadi Array PV sehingga mempunyai Im = 44,34 ampere dan Vm = 35,2 volt yang setara dengan daya keluaran dari PV. Kapasitas daya listrik setiap keluaran (Pm) = 1560 watt (1,56 kwp). Gambar 4.6 adalah modul surya yang di pasang pada PLTS vila Adleson.

6 42 Gambar 4.6 Modul surya KYOCERA. KC130GHT-2 Polycrystalline Tabel 4.1 Spesifikasi Data Modul Surya KC130GHT-2 Maksimum Power W 130 Toleransi % +10/-5 Maksimum power voltage V 17,6 Maksimum power current A 7,39 Oven circuit voltage (Voc) V 21,9 Oven circuit current (Isc) A 8,05 Maksimum sistem voltage V Baterai Kapasitas bateri yang digunakan adalah 800 AH dengan tegangan 2 volt DC. Karena tegangan sistem yang digunakan 24 volt, maka baterai sebanyak 12 buah dirangkai secara seri. Kapasitas maksimum baterai menjadi 9600 Ah. Dalam operasional kemampuan baterai dibatasi menjadi 95 persen dari daya maksimumnya yaitu 95/100 x 9600 Ah. Jadi kapasitas maksimum baterai pada saat dioperasikan akan menjadi 9120 Ah. Gambar 4.6 adalah baterai yang digunakan untuk nyimpan daya di vila Adleson.

7 43 Gambar 4.7 Baterai CELLYTE Gel Tubular Plate Tabel 4.2 Spesifikasi data baterai Sec 2 ETG 800 Positive electrode Tubular calcium plate Negative electrode Flat grid pasted plate Electrolyte Suspended thixotropic gel Separators Microporous plastic Foat voltage 2,23 VPC +/- 1 % at 20 C Max charge voltage 2,40 Vpc at 20 C Safety valve 1-3 psi self-reseiling Terminal Integral cooper insert Voltage 2 volt Capacity 800 Ah 3. Inverter dan baterai charge regulator Baterai charger regulator mempunyai tiga fungsi utama. Fungsi utama sebagai titik pusat sambungan ke beban, modul sel surya dan baterai. Fungsi ke dua adalah selain juga sebagai pengatur sistem agar penggunaan listriknya aman dan efektif,

8 44 sehingga semua komponen-komponen aman dari bahaya perubahan level tegangan. Fungsi ke tiga adalah sebagai inverter untuk merubah tegangan DC dari baterai menjadi AC yang disambungkan ke beban. Gambar 4.7 adalah baterai charger regulator dikombinasikan dengan inverter dapat dilihat seperti di bawah. Gambar 4.8 Baterai charger regulator BCR yang di gunakan adalah SUNNY BACKUP Set S type 2200 dengan kapasitas 100 Ampere dan tegangan input 24 Volt DC dengan output 220 volt AC. Tabel 4.3 Spesifikasi data SUNNY Backup tipe 2200 Data Input Nominal AC PV output/current 4,6 kw/ 20 A Nominal voltage 24 volt Energi/kapacity per block 3,4 kwh / 142 Ah Efeciency backup 93,6 % I.DC 100 A Data Output Nominal power /current 5,7 kw / 25 A Backup power 2,2 kw Voltage(range) 230 V ( 172,5 V 264,5 V) Frequency ( range) 50 Hz (45 Hz 65 Hz) I. AC 9,6 A

9 45 4. Grid-inverter Inverter yang berfungsi untuk merubah arus dan tegangan listrik DC (direct current) yang dihasilkan oleh array PV menjadi arus dan tegangan listrik AC (alternating current). Inverter yang digunakan adalah SUNNY BOY 1700 dengan kapasitas tegangan masukan maksimum 24 V DC, dan teganagan keluaran AC V. Gambar 4.9 adalah gambar inverter yang di gunakan di PLTS vila Adleson. Gambar 4.9 Grid-inverter Tabel 4.4 Spesifikasi data inverter SUNNY Boy 1700 Data Input (DC) Max.DC power 1850 W Max.DC voltage 400 V PV-voltage range 139 V 320 V Max.input current 12,6 A Data Output (AC) Nominal AC output 1550 W Max.AC power 1700 W Max.output current 8,6 A Nominal AC voltage range V AC grid frequency range 50/ 60 Hz, ± 4,5 Hz Efeciency 93,5 %

10 46 5. Automatic switch controler (ASC) Automatic switch controler berfungsi untuk mengatur masuknya daya yang di dapat dari PLTS maupun dari PLN yang akan mengisi baterai sesuai dengan seting pada sistem tersebut. Pada sistem ini memakai AS-Boxs-S-1. Gambar 4.10 adalah gambar ASC yang di gunakan pada PLTS vila adleson. Gambar 4.10 Automatic switch controler (ASC) 4.2 Analisa PLTS Array yang terdiri dari 12 modul dengan kapasitas 1560 wp yang menghasilkan arus dan tegangan DC akan dirubah oleh inventer menjadi AC 220 V-240 V, dengan frekuensi 50 hz disalurkan ke baterai charger melalui automatic switch controler (ASC). Pada saat modul surya tidak bekerja, arus dan tegangan AC dari PLN akan disalurkan ke baterai charger melalui ASC. Daya yang disimpan oleh baterai akan dirubah kembali oleh inverter menjadi AC, yang selanjutnya akan disalurkan ke beban. Gambar adalah lay out sistem PLTS di vila Adleson.

11 47 Array PLN Inverter A.S.C BCR Inverter Load Battery Gambar 4.11 lay out sistem PLTS di Vila Adleson Dalam sistem kelistrikan di vila Adleson yaitu hibrid antara PLTS dengan PLN mempunyai prinsip kerja sebagai berikut: 1. Daya yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN akan disalurkan untuk mengisi baterai melalui ASC. 2. PLTS dan PLN mempunyai prinsip kerja semi pararel. 3. Apabila PLTS menghasilkan daya (pada siang hari) dengan ketentuan kapasiatas baterai lebih besar atau sama dengan 50 persen dan kurang dari atau sama dengan 95 persen (50 kapasitas baterai 95 persen) dari kapasitas maksimumnya maka daya dari PLTS akan disalurkan ke baterai. 4. Apabila PLTS tidak menghasilkan daya (pada malam hari atau cuaca hujan di siang hari ) dengan ketentuan kapasitas baterai lebih besar atau sama dengan 30 persen dan kurang dari atau sama dengan 95 persen (30 persen kapasitas baterai 95 persen) dari kapasitas maksimumnya maka PLN akan mengisi baterai.

12 48 5. Apabila PLTS menghasilkan daya dan kapasitas baterai kurang dari 30 persen (kapasitas baterai < 30 persen) dari kapasitas maksimumnya maka baterai akan diisi oleh daya dari PLTS dan PLN. Hibridasi antara PLTS dengan listrik PLN bertujuan untuk mendapatkan ke kontinyuan pasokan (supply) listrik ke beban. Pada sistem hibrid PLTS dengan PLN yang terpasang di Vila Adleson, terdiri dari modul photovoltaic KYOCERA. KC130GHT-2 Polycrystalline, Inverter merek SUNNY BOY 1200/1700, Inverter Charge Regulator (Inverter charge controller ) merek SUNNY BACKUP SET S, dan baterai CELLYTE Gel Tubular Plate, serta ASC AS-Boxs-S Kebutuhan energi terhadap beban Energi yang dibutuhkan untuk disalurkan ke beban akan sangat tergantung dari pada profil beban tersebut. Tabel 4.5 di bawah menunjukkan daya beban harian di vila Adleson. Dari ke 7 macam beban di vila Adleson, beban berupa penerangan yang paling banyak menyerap energi yaitu sebesar 3228 wh/hari, ini sama dengan 50 % lebih dari jumlah total beban per hari. Beban terbesar yang ke dua adalah televisi yaitu 764 wh/hari dan yang ke tiga adalah refrigerator (kulkas) yang menyerap energi selama sehari yaitu 759 wh dengan peritungan bekerja 23 jam/hari.

13 49 Beban Daya watt Tabel 4.5 Daya Beban Vila Adleson Jumlah Total Daya watt Penggunaan tiap hari Jam(h) Energi wh 1 Penerangan Led Led Led Plc Plc Plc Halogen Sportlight Philinie Television Microwave Juicer Mixer Blender Computer Refrigerator Pompa air Total = Wh/day Karakteristik beban harian di vila Adleson dapat dilihat pada gambar 4.12 seperti di bawah. Beban puncak terjadi pada jam sampai jam karena pada saat itu hampir semua beban yang berupa penerangan sedang dihidupkan. Di pagi hari beban mulai naik dari jam 7.00 sampai jam karena saat jam tersebut mulai ada kesibukan di dapur.

14 50 Energi(kwh) Waktu(Jam) Gambar 4.12 Kurva beban harian vila Adleson Analisa menghitung kwh produksi PLTS Kapasitas modul surya yang terpasang 1,56 kwp. Data produksi harian PLTS PLN Unit II yang berkapasitas 30 kwp di Nusa Penida, dipergunakan sebagai acuan untuk menghitung kwh produksi harian PLTS yang telah terpasang di vila Adleson. Pada waktu peak ( ) PLTS PLN Unit II ini berproduksi sekitar 63% dari kapasitas peak yang terpasang, yaitu sebesar 19 kwp :00am 02:00am 03:00am 04:00am 05:00am 06:00am 07:00am 08:00am 09:00am 10:00am 11:00am 12:00pm 01:00pm 02:00pm 03:00pm 04:00pm 05:00pm 06:00pm 07:00pm 08:00pm 09:00pm 10:00pm 11:00pm 12:00pm Gambar 4.13 Grafik kwh Produksi harian PLTS unit II Nusa Penida

15 51 Berdasarkan acuan tersebut maka kapasitas pada waktu peak untuk PLTS di vila Adleson ditentukan sebesar 63 persen dari kapasitas terpasang (1,56 kwp), yaitu sebesar 0,98 kwp. Sedangkan untuk penentuan besar persentase kwh produksi PLTS yang telah dipasang di vila Adleson dalam rentang waktu pukul maka perhitungannya juga didasarkan pada tingkat persentase produksi yang dihasilkan oleh PLTS PLN Unit II Nusa Penida. Tabel 4.6 Tingkat Persentase dan kwh Produksi Harian PLTS yang akan Dibangkitkan Waktu Tingkat persentase(%) Produksi KWh Produksi PLTS 01:00am :00am :00am :00am :00am :00am :00am :00am :00am :00am :00am :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm :00pm 0 0

16 52 Data pada tabel 4.6 menunjukkan bahwa kwh produksi harian untuk PLTS yang ada di vila Adleson rentang waktu pukul sampai pukul adalah sebesar 5,19 kwh. Apabila hasil kwh produksi harian tersebut dibandingkan dengan kebutuhan energi harian di vila Adleson sebesar 6,153 kwh maka diperoleh bahwa PLTS mampu memberikan catu daya tambahan sebesar 84 persen dari kebutuhan beban harian vila tersebut. Berdasarkan data pada tabel 4.6 maka grafik kwh produksi harian untuk PLTS di vila Adleson dapat dilihat seperti pada gambar :00am 02:00am 03:00am 04:00am 05:00am 06:00am 07:00am 08:00am 09:00am 10:00am 11:00am 12:00pm 01:00pm 02:00pm 03:00pm 04:00pm 05:00pm 06:00pm 07:00pm 08:00pm 09:00pm 10:00pm 11:00pm 12:00pm Gambar 4.14 Grafik kwh Produksi harian PLTS vila Adleson Sedangkan untuk kwh produksi tahunan PLTS diperhitungkan sebagai berikut : AkWh = kwh produksi harian x 365 = 5,19 x 365 = 1894,35 kwh ~ kwh

17 53 Faktor pemulihan modal (capital recovery factor), berdasarkan pada discount rate (i). Dimana CRF = i(1+i) n (1+i) n 1 dengan n adalah periode (umur) proyek 25 tahun dan i discount rate adalah 11 persen disesuaikan dengan suku bunga bank tahun sekarang maka: CRF = i(1+i) n (1+i) n 1 = 0,11(1+0.11)25 (1+0,11) 25 1 = = 0,11(13, ) 13, , , = 0,1187 Berdasarkan hasil perhitungan TPV = Rp , CRF = 0,1187 dan AkWh = maka besar biaya energi untuk PLTS yang di vila Adleson adalah : TPV x CRF COE = A kwh = x 0, = = Rp /kWh ~ Rp /kwh

18 Hasil pengukuran energi yang dihasilkan oleh sistem hibrid Hasil penelitian yang di mulai dari bulan Januari hingga Juni didapat seperti kurva di bawah. Gambar 4.15, 4.16 dan 4.17 adalah kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN, dalam sebulan di bulan April, Mei dan Juni pada sistem hibrid. Sedangkan tabel 4.7 dan gambar 4.18 menunjukkan total jumlah energi per bulan. Gambar 4.15 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN bulan April th 2011 Gambar 4.16 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN bulan Mei th 2011 Gambar 4.17 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN bulan Juni th 2011

19 55 Tabel 4.7 Energi dihasilkan oleh sistem hibrid PLTS dan PLN Waktu Energi Energi Bulan KWh/bln KWh/hari Januari Februari Maret April Mei Juni Nilai rata-rata Selama 6 bulan dari Januari sampai bulan Juni energi yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN di vila Adleson rata-rata per bulannya ± 155,7 kwh. Jadi kwh yang dihasilkan oleh sistem hibrid PLTS dan PLN rata-rata per hari adalah ± 5,2 kwh = 5200 wh/hari. 200 Energi ( kwh ) Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sep Okt Nop Des Waktu ( Bulan ) Gambar 4.18 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS dan PLN Hasil pengukuran energi yang dihasilkan oleh PLTS Energi yang dihasilkan oleh PLTS dari bulan Januari sampai pada bulan Juni dapat dilihat Seperti Tabel 4.8 di bawah.

20 56 Tabel 4.8 Energi yang dihasilkan oleh PLTS Tanggal Januari Februari Maret April Mei Juni KWH KWH KWH KWH KWH KWH Jumlah

21 KWH TANGGAL Gambar 4.19 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS bulan Januari th 2011 Melihat hasil energi yang dihasilkan oleh PLTS di bulan Januari rata-rata 3,5 kwh per hari. Di bulan Januari tidak pernah hujan, hanya mendung beberapa hari seperti pada tanggal 2,5,14 dan 22. Pada bulan Januari kwh tertinggi dihasilkan oleh PLTS pada tanggal 31 mencapai 5,6 kwh dan terendah pada tanggal 14 yaitu 1,9 kwh KWH TANGGAL Gambar 4.20 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS bulan Februari th 2011 Pada bulan Februari energi yang dihasilkan selama 28 hari rata-rata 3,4 kwh per

22 58 hari. Selama sebulan pernah terjadi hujan pada tanggal 5 dan mendung pada tanggal 7,14 dan 17. Nilai tertinggi kwh yang dihasilkan PLTS pada bulan Februari didapat pada tanggal 22 dan 27 yaitu 4,9 kwh per hari dan nilai terendah pada tanggal 5 yaitu 0,8 kwh per hari KWH TANGGAL Gambar 4.21 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS bulan Maret th 2011 Energi yang dihasilkan oleh PLTS pada bulan Maret cukup bagus juga. Tidak pernah hujan selama 31 hari hanya dibeberapa hari cuaca mendung seperti tanggal 15,22,25,dan tanggal 28. kwh tertinggi dihasilkan oleh PLTS mencapai 5 kwh per hari pada tanggal 5 dan nilai terendah pada tanggal 28 yaitu 1,76 kwh per hari. Jadi rata-rata kwh yang dihasilkan oleh PLTS pada bulan Maret selama 31 hari adalah 3,35 kwh per hari.

23 KWH TANGGAL Gambar 4.22 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS bulan April th 2011 Pada bulan April energi yang dihasilkan oleh PLTS merata, hanya pada tanggal 13 terjadi hujan dan pada tanggal 28 cuaca mendung dan sempat gerimis. KWh tertinggi dihasilkan pada bulan ini mencapai 4,79 kwh per hari dan terendah yang dihasilkan PLTS pada tanggal 13 yaitu hanya mencapai 0,59 kwh per hari. Rata-rata kwh yang dihasilkan pada bulan April selama 30 hari adalah 3,2 kwh per hari. Di bulan April cuaca seringan mendung walaupun tidak hujan, cukup berpengaruh juga pada PLTS. KWH TANGGAL Gambar 4.23 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS bulan Mei th 2011

24 60 Energi yang dihasilkan pada bulan Mei kurang begitu bagus. KWh yang dihasilkan PLTS pada bulan Mei selama 31 hari adalah 99,439 kwh. Rata-rata kwh yang dihasilkan per hari = 3,2 kwh. Pada bulan Mei cuaca terlalu mencolok walaupun sempat terjadi hujan pada tanggal 12,14 dan 24 tetapi kwh yang dihasilkan pada tanggal 25 cukup bagus yaitu mencapai 5 kwh per hari. Sedangkan hasil terendah terjadi pada tanggal 12 dan 14 karena hujan yaitu 0,29 dan 0,25 kwh per hari. Disamping itu juga pada bulan Mei cuaca seringan berawan baik pagi hari maupun sore hari KWH TANGGAL Gambar 4.24 Kurva energi yang dihasilkan oleh PLTS bulan Juni th 2011 Energi yang dihasilkan pada bulan Juni selama 30 hari oleh PLTS adalah 103,961 kwh. Rata-rata kawh per hari yang dihasilkan oleh PLTS adalah 3,35 kwh. Pada akhir-akhir bulan Juni sering terjadi hujan gerimis dan cuaca juga kebanyakan berawan. Pada tanggal 21,22,26 dan 27 terjadi cuaca mendung dan sedikit hujan gerimis. Akan tetapi pada bulan Juni kwh tertinggi mencapai 5 kwh per hari dan kwh terendah pada bulan Juni adalah 1,37 kwh per hari. KWh tertinggi selama 6 bulan yang dihasilkan oleh PLTS adalah 5,6 kwh per hari yang terjadi pada tanggal 31 bulan Januari. Jadi energi yang dihasilkan oleh PLTS

25 61 selama 6 bulan dari bulan Januari sampai bulan Juni dapat dilihat pada gambar 4.25 seperti di bawah. Sedangkan energi yang dihasilkan oleh sistem hibrid selama 6 bulan bisa dilihat pada tabel 4.9 seperti di bawah. KWH Januari - Juni th 2011 Bulan Gambar 4.25 Kurva energi yang dihasilkan PLTS Bulan Januari Februari Maret April Tabel 4.9 Energi yang dihasilkan oleh sistem Energi PLTS kwh 108,334 95, ,890 96,201 Energi PLN kwh 55,91 49,67 55,94 55,80 Total Energi kwh 164,2 145,5 159,8 150,0 Mei 99,439 55,56 155,0 Juni 103,961 55,87 159,8 Rata-rata per bulan 101,277 54,79 155,7 Rata-rata per hari 3,37 1,8 5,2

26 62 Sesuai dengan table 4.9 di atas bahwa 70 persen energi dihasilkan oleh PLTS dan 30 persen oleh PLN dari energi yang dibutuhkan oleh beban. Untuk rata-rata per hari PLTS menghasilkan energi 101, = 3,37 kwh/hari. Dalam satu tahun PLTS yang berkapasitas 1.56 kwp menghasilkan energi sebanyak 3,37 kwh x 365 hari = kwh/tahun. Jadi gambar 4.25 di bawah menggambarkan kombinasi energi yang dihasilkan oleh hibrid, PLTS dan PLN. Energi ( Kwh ) Hibrid PLTS PLN Jan Feb Mar April Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nop Des Hibrid PLTS PLN Waktu ( Bulan ) Gambar 4.26 Kurva kombinasi energi yang dihasilkan oleh sistem hibrid Didalam pembahasan sub bab mengenai analisa perhitungan PLTS, energi yang dihasilkan adalah 5,19 kwh/hari. Sedangkan dalam pengukuran rata-rata energi yang dihasilkan perhari didapat 3,37 kwh. Gambar grafik 4.26 di bawah menggambarkan perbandingan hasil produksi harian dengan cara menghitung dan dengan cara pengukuran. Untuk membandingkan nilai produksi harian dengan cara

27 63 pengukuran, dipakai hasil pengukuran pada tanggal 6 Juni 2011 yang nilainya mendekati nilai rata-rata kwh/hari yaitu 3,39 kwh. Terlihat perbedaan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan ini disebabkan oleh adanya beberapa faktor yang tidak terpenuhi sebagai syarat untuk pengoperasian PLTS. Seperti tertulis dalam tinjauan pustaka pada bab II halaman 19 bahwa ada beberapa faktor yang akan berpengaruh terhadap kinerja PLTS. Hasil Perhitungan Hasil Pengukuran :00am 02:00am 03:00am 04:00am 05:00am 06:00am 07:00am 08:00am 09:00am 10:00am 11:00am 12:00pm 01:00pm 02:00pm 03:00pm 04:00pm 05:00pm 06:00pm 07:00pm 08:00pm 09:00pm 10:00pm 11:00pm 12:00pm Gambar 4.27 Grafik perbandingan produksi energi harian hasil perhitungan dengan hasil pengukuran Dari hasil pengamatan diantara faktor-faktor tersebut yang mempengaruhi produksi PLTS di vila Adleson adalah: 1. Disekitar penempatan modul kurang bebas dari pepohonan sehingga tidak semua cahaya matahari langsung mengenai permukaan sel surya.

28 64 2. Situasi cuaca selama 3 bulan yaitu dari bulan April sampai Juni didapatkan beberapa hari sempat hujan dan berawan sehingga akan berpengaruh terhadap kinerja PLTS. 3. Perolehan energi listrik menggunakan sel surya salah satunya ditentukan oleh kemiringan sudut penerimaan cahaya langsung dari matahari. Pemasangan modul di vila Adherson belum menggunakan solar trecker untuk mengubah posisi dari modul tersebut dan malahan pemasangannya mendatar. Pemasangan dengan cara seperti ini akan memungkinkan adanya endapan debu atau air yang akan menghambat masuknya sinar matahari kepermukaan modul. 4. Untuk pemeliharaan pembersihan permukaan modul diperlukan minimal 2 hari sekali. Sedangkan pemeliharaan yang dilakukan sekarang oleh pihak Contained Energy hanya satu minggu sekali. 5. Efesiensi dari data modul KC 130 GHT-2 maksimum 16 persen dibandingkan dengan BP-Solar 155 yang dipasang di Nusa penida mempunyai efesiensi 24 persen akan berpengaruh terhadap produksi energi yang dihasilkan. Untuk mengoptimalkan hasil produksi PLTS di vila Adleson sebaiknya dilakukan beberapa langkah seperti di bawah ini: 1. Penempatan modul surya dihindari dari kerimbunan pepohonan karena akan menghambat cahaya yang menuju permukaan modul surya sehingga membuat hasilnya tidak maksimal. 2. Pemasangan modul surya seharusnya posisi dimiringkan bukan datar karena ke mungkinan debu maupun air di musim hujan akan mudah diam dipermukaan

29 65 modul sehingga akan menutup permukaan modul yang membuat hasilnya tidak maksimum. 3. Karena posisi modul penempatannya datar, sebaiknya dalam pemeliharaan modul bukan sekali seminggu seharusnya tiap hari. 4. Untuk merancang sistem kedepan pemasangan modul sebaiknya diposisikan miring dengan orientasi ke utara dan bisa diatur kemiringannya, sehingga kita akan mendapatkan energi yang maksimum Penjelasan sistem monitoring website Dalam proses penngambilan data harian yang dihasilkan oleh sistem diukur setelah ASC dapat melalui website sedangkan pengambilan data harian energi yang dihasilkan oleh PLTS yang diukur sebelum masuk ASC hanya bisa melalui remote on site monitoring karena semua data akan disimpan pada remote monitor. 4.3 Analisa Investasi Besar kecilnya investasi awal untuk pembangunan PLTS tergantung dari pada sistem yang direncanakan. Untuk pembangunan PLTS di vila Adleson, karena hampir semua peralatan di impor maka semua harga berbentuk dollar ($). Apabila dikalikan dengan rupiah maka harga tersebut cukup mahal. Harga-harga peralatan PLTS bisa dilihat seperti tabel di bawah.

30 66 Tabel 4.10 Harga Komponen Utama PLTS Item Brand Units Capacity $/Unit Budget(US$) Solar Moduls Kyocera 130GT wp , Racks CE Grid-Inverter SunnyBoy , , Installation & Setting Total 13, Tabel 4.11 Harga Back-up Power PLTS Item Brand Units Capacity $/Unit Budget(US$) Inverter/Charger SMA SBU ,995 3, ASC/Switch SMA S-Box 1 1, , Batteries Ah , Installation & setting Total 15, Tabel 4.12 Harga Remote on-site Monitoring Item Units $/Unit Budget(US$) RS232 Interface Sunny Beam Installation & Setting Total 1, Tabel 4.13 Harga Web box Remote on line Monitoring Item Units $/Unit Budget(US$) RS232 Interface Sunny Web Box 1 1, Installation & Setting Total 1,960.00

31 67 Jadi harga total investasi awal di vila Adleson adalah 32, US$. Bila harga tersebut dijadikan rupiah (Rp) dengan asumsi Rp /$ maka akan menjadi Rp ; Biaya Pemeliharaan Biaya pemeliharan rutin per tahun masih ditanggung oleh kontraktor (Contained Energi) karena ada perjanjian garansi selama 20 tahun dari sejak beroperasi. Akan tetapi biaya operasional PLTS di vila Adleson dari kontraktor kurang lebih sekitar Rp ; per tahun. Pemeliharaan dilakukan tiap seminggu sekali yang terdiri dari: pembersihan modul, pengecekan sistem dan biaya tranportasi. Apabila ada kerusakan peralatan pada sistem akan diganti dan biaya nya ditanggung oleh pihak Contained Energi Perhitungan Hasil Penelitian. Dari hasil penelitian di atas didapatkan perhitungan-perhitungan sebagai berikut: 1. Energi yang dihasilkan PLTS vila Adleson yang di hibrid dengan PLN dari Januari sampai Juni 2011( selama penelitian) adalah: = 3,37 kwh x 180 hari = 606,6 kwh. 2. PLTS di vila Adleson menghasilkan energi rata-rata 3,37 kwh per hari ini sama dengan 3370 wh/hari. Sedangkan beban maksimum harian di vila Adleson = 6153 wah/hari.

32 68 Jadi PLTS mampu mensuplai energi kebeban adalah: = x 100 % = 54,77 % ~ 50 persen dari maksimum beban hariannya. 3. Perhitungan lamanya pengembalian investasi akan didapat seperti di bawah: Total nilai sekarang (Total Present Value) merupakan biaya yang dihasilkan dari penjumlahan biaya investasi awal dan biaya nilai sekarang untuk pemeliharaan dan operasional selama 25 tahun. TPV = [Biaya investasi awal ] = [32, US$. X 8500] = Rp ; Sedangkan untuk kwh produksi tahunan PLTS diperhitungkan sebagai berikut : AkWh = kwh produksi harian x 365 = 3,37 x 365 = 1230,05 kwh ~ kwh Faktor pemulihan modal (capital recovery factor), berdasarkan pada discount rate (i). Dimana CRF = i(1+i) n (1+i) n 1 dengan n adalah periode (umur) proyek 25 tahun dan i discount rate adalah 11 persen disesuaikan dengan suku bunga bank tahun sekarang maka:

33 69 CRF = i(1+i) n (1+i) n 1 = 0,11(1+0.11)25 (1+0,11) 25 1 = = 0,11(13, ) 13, , , = 0,1187 Berdasarkan hasil perhitungan TPV, CRF dan AkWh maka besar biaya energi untuk PLTS di vila Adleson adalah : TPV x CRF COE = A kwh = x 0, = = Rp ,22/kWh ~ Rp /kwh Jumlah kas bersih nilai sekarang (Net present value) yang diasumsikan inflasi 11 persen per tahun adalah: NPV = n NCF t t=1 (1+i) t

34 70 NCFt = AkWh x COE = x ; = Rp ; NPV = ; ( 1 (1+0,11) 1 ) = (0, ) = Rp ,08 Untuk selanjutnya dapat dilihat perhitungan seperti di bawah. Asumsi pendapatan per tahun: Energi rata-rata yang dihasilkan kwh/tahun Harga per kwh Rp Pendapatan rata-rata per tahun Rp Biaya pemeliharaan setelah 20 th Rp Pendapatan bersih per tahun Rp Nilai investasi awal Rp

35 71 Tabel 4.14 Perhitungan pengembalian investasi dengan investasi awal Rp TAHUN HARGA PENDAPATAN PENDAPATAN NET PRESENT TOTAL TOTAL PER PER TAHUN DGN GARANSI VALUE PADA AKUMULASI PAYBACK KWH 20 TAHUN 11% NPV PERIOD 1 26,650 32,779, ,779, ,531, ,531, ,625, ,650 32,779, ,779, ,604, ,135, ,020, ,650 32,779, ,779, ,968, ,103, ,052, ,650 32,779, ,779, ,592, ,696, ,459, ,650 32,779, ,779, ,453, ,149, ,006, ,650 32,779, ,779, ,525, ,674, ,481, ,650 32,779, ,779, ,788, ,463, ,693, ,650 32,779, ,779, ,223, ,687, ,469, ,650 32,779, ,779, ,814, ,501, ,654, ,650 32,779, ,779, ,544, ,046, ,110, ,650 32,779, ,779, ,400, ,446, ,710, ,650 32,779, ,779, ,369, ,816, ,340, ,650 32,779, ,779, ,441, ,257, ,899, ,650 32,779, ,779, ,604, ,862, ,294, ,650 32,779, ,779, ,851, ,713, ,443, ,650 32,779, ,779, ,172, ,885, ,271, ,650 32,779, ,779, ,560, ,445, ,710, ,650 32,779, ,779, ,009, ,455, ,701, ,650 32,779, ,779, ,513, ,968, ,188, ,650 32,779, ,779, ,065, ,033, ,122, ,650 32,779, ,279, ,606, ,640, ,515, ,650 32,779, ,279, ,249, ,890, ,266, ,650 32,779, ,279, ,927, ,817, ,338, ,650 32,779, ,279, ,637, ,455, ,701, ,650 32,779, ,279, ,376, ,831, , ,650 32,779, ,279, ,140, ,971, ,815,441 Dari hasil perhitungan di atas mendapatkan pengembalian investasi di tahun ke 25 dengan diskon rate 11 persen per tahun. Melihat hasil perhitungan di atas mendapatkan harga energi per kwh sangat mahal dengan investasi yang cukup besar dan hasil energi per tahun sangat kecil. Untuk mengetahui hal-hal yang mempengaruhi waktu pengembalian investasi cukup

36 72 lama dan harga energi per kwh mahal maka beberapa pendekatan perhitungan dapat dikerjakan seperti di bawah diantaranya: A. Perhitungan dengan mengasumsikan sistem PLTS tanpa baterai dan remote control hanya memperhitungkan harga panel dan inverter dengan harga komponen waktu pemasangan pada tahun 2008 sehingga besarnya investasi akan menjadi $ 13,765;. Diasumsikan rate rupiah Rp 8500 maka : = 13,765 x = ; TPV x CRF COE = A kwh = x = Rp /kwh CFT = AkWh x COE = x ; = Rp ; NPV = X 1 (1+0,11) 1 = Rp ,65;

37 73 Asumsi pendapatan per tahun: Energi rata-rata yang dihasilkan kwh/tahun Harga per kwh Rp Pendapatan rata-rata per tahun Rp Biaya pemeliharaan setelah 20 th Rp Pendapatan bersih per tahun Rp Nilai investasi awal Rp Tabel 4.15 Perhitungan pengembalian investasi dengan investasi awal Rp TH HARGA PENDAPATAN PENDAPATAN NET PRESENT TOTAL TOTAL PER PER TAHUN DGN GARANSI VALUE PADA AKUMULASI PAYBACK KWH 20 TAHUN 11% NPV PERIOD 1 11,291 13,887, ,887, ,511, ,511, ,513, ,291 13,887, ,887, ,271, ,783, ,241, ,291 13,887, ,887, ,154, ,938, ,086, ,291 13,887, ,887, ,148, ,086, ,938, ,291 13,887, ,887, ,241, ,328, ,696, ,291 13,887, ,887, ,425, ,753, ,271, ,291 13,887, ,887, ,689, ,442, ,582, ,291 13,887, ,887, ,026, ,468, ,556, ,291 13,887, ,887, ,429, ,898, ,126, ,291 13,887, ,887, ,891, ,789, ,235, ,291 13,887, ,887, ,406, ,195, ,829, ,291 13,887, ,887, ,969, ,165, ,859, ,291 13,887, ,887, ,576, ,741, ,283, ,291 13,887, ,887, ,221, ,963, ,061, ,291 13,887, ,887, ,902, ,866, ,158, ,291 13,887, ,887, ,614, ,481, ,543, ,291 13,887, ,887, ,355, ,837, ,187, ,291 13,887, ,887, ,122, ,959, ,065, ,291 13,887, ,887, ,912, ,871, ,153, ,291 13,887, ,887, ,722, ,594, ,430, ,291 13,887, ,387, ,495, ,090, ,934, ,291 13,887, ,387, ,347, ,437, ,587, ,291 13,887, ,387, ,214, ,652, ,372, ,291 13,887, ,387, ,093, ,745, ,279, ,291 13,887, ,387, , ,731, , ,291 13,887, ,387, , ,619, ,194

38 74 B. Perhitungan dengan mengasumsikan sistem PLTS tanpa baterai dan remote control, hanya memperhitungkan harga panel dan inverter dengan harga komponen harga sekarang ( harga didapat dari PT Azet Surya Lestari dengan kapasitas yang sama ), dan akan didapat nilai sebagai berikut: Tabel 4.16 Harga Komponen Utama PLTS tahun 2011 Item Brand Units Capacity Rp/Unit Budget(Rp) Solar Moduls Bp wp ; ; Racks CE ; ; Inverter S ; Installation & ; ; Setting Total ; Sedangkan untuk kwh produksi tahunan PLTS diperhitungkan sebagai berikut : AkWh = 1230 kwh COE TPV x CRF = A kwh = x 0, = Rp9.500 /kwh CFT = AkWh x COE = x 9.500; = Rp , NPV = X 1 (1+0,11) 1 = Rp ,03

39 75 Asumsi pendapatan per tahun: Energi rata-rata yang dihasilkan kwh/tahun Harga per kwh Rp Pendapatan rata-rata per tahun Rp , Biaya pemeliharaan setelah 20 th Rp Pendapatan bersih per tahun Rp , Nilai investasi awal Rp Tabel 4.17 Perhitungan pengembalian investasi dengan investasi awal Rp TH HARGA PENDAPATAN PENDAPATAN NET PRESENT TOTAL TOTAL PER PER TAHUN DGN GARANSI VALUE PADA AKUMULASI PAYBACK KWH 20 TAHUN 11% NPV PERIOD 1 9,500 11,685, ,685, ,527, ,527, ,072, ,500 11,685, ,685, ,483, ,010, ,589, ,500 11,685, ,685, ,543, ,554, ,045, ,500 11,685, ,685, ,697, ,252, ,347, ,500 11,685, ,685, ,934, ,186, ,413, ,500 11,685, ,685, ,247, ,433, ,166, ,500 11,685, ,685, ,628, ,062, ,537, ,500 11,685, ,685, ,070, ,132, ,467, ,500 11,685, ,685, ,567, ,700, ,899, ,500 11,685, ,685, ,115, ,815, ,784, ,500 11,685, ,685, ,707, ,523, ,076, ,500 11,685, ,685, ,340, ,863, ,736, ,500 11,685, ,685, ,009, ,872, ,727, ,500 11,685, ,685, ,710, ,583, ,016, ,500 11,685, ,685, ,442, ,025, ,574, ,500 11,685, ,685, ,200, ,225, ,374, ,500 11,685, ,685, ,982, ,207, ,392, ,500 11,685, ,685, ,785, ,993, ,606, ,500 11,685, ,685, ,608, ,602, ,997, ,500 11,685, ,685, ,449, ,051, ,548, ,500 11,685, ,185, ,249, ,301, ,298, ,500 11,685, ,185, ,125, ,427, ,172, ,500 11,685, ,185, ,014, ,441, ,158, ,500 11,685, ,185, , ,355, ,244, ,500 11,685, ,185, , ,178, , ,500 11,685, ,185, ,185, ,363, ,763,878

40 76 Jadi dari kesemua hasil perhitungan di atas didapatkan waktu pengembalian investasi pada tahun ke 25. Dengan adanya penurunan nilai investasi akan sangat berpengaruh terhadap harga energi per kwh, akan tetapi pengaruh terhadap waktu kembalinya investasi sangat kecil. Lamanya waktu pengembalian investasi akan dipengaruhi oleh nilai diskon rate per tahunnya dan nilai hasil penjualan energi ratarata per tahun.