BAB I PENDAHULUAN. perhatian utama saat ini adalah terus meningkatnya konsumsi energi di Indonesia.

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Dewasa ini, energi listrik merupakan kebutuhan penting dalam kelangsungan hidup manusia. Masalah di bidang tersebut yang sedang menjadi perhatian utama saat ini adalah terus meningkatnya konsumsi energi di Indonesia. Menurut Indonesia Energy Outlook 2014, kebutuhan listrik di Indonesia akan mengalami peningkatan dengan laju pertumbuhan 5,9% per tahun (Said, 2014). Cilacap, yang merupakan Kabupaten di pesisir selatan Pulau Jawa, juga mengalami peningkatan konsumsi energi listrik. Data yang diperoleh dari PLN Cabang Cilacap menunjukkan bahwa dibandingkan dengan tahun 2012, jumlah pelanggan, daya (VA), kwh pemakaian serta nilai Rupiah penjualan tahun 2013 mengalami kenaikan (Badan Pusat Statistik Kabupaten Cilacap, 2014). Masalah lain yang muncul adalah terbatasnya bahan bakar fosil. Bahan bakar tersebut merupakan mayoritas bahan bakar pembangkit listrik di Indonesia. Sementara itu, kebutuhan energi listrik terus meningkat, yang berarti kebutuhan bahan bakar fosil untuk membangkitkan energi listrik juga terus meningkat. Hal ini menyebabkan jumlah energi fosil yang tersedia semakin sedikit. Bahkan diprediksikan bahan bakar dari sumber energi fosil akan habis pada tahun 2030 apabila tidak ada upaya penghematan (Sigalingging, 2013). Konsumsi energi tak terbarukan dalam bentuk listrik oleh masyarakat pelanggan rumah tangga 900 VA adalah bersubsidi. Menurut Dirjen Kelistrikan 2

2 Kementerian ESDM, subsidi listrik bagi pelanggan rumah tangga 900 VA seharusnya tidak diberikan, karena menurut penelitian, 70 persen pelanggan rumah tangga 900 VA adalah masyarakat mampu, sehingga diharap untuk migrasi ke 1300 VA yang tidak mendapatkan subsidi (Maruto, 2015). Hal tersebut berarti jika subsidi listrik untuk pelanggan listrik rumah tangga 900 VA benar-benar dicabut dengan cara migrasi ke 1300 VA, para pelanggan harus mencari langkah alternatif agar tagihan listrik tetap efisien, satu diantaranya adalah dengan menerapkan EBT untuk memenuhi kebutuhan energi listrik rumah tangga. Saat ini pengembangan EBT mengacu kepada Peraturan Presiden No. 5 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional. Peraturan tersebut menjelaskan bahwa kontribusi EBT dalam bauran energi primer nasional pada tahun 2025 adalah sebesar 17% dengan komposisi Bahan Bakar Nabati sebesar 5%, Panas Bumi 5%, Biomasa, Nuklir, Air, Surya, dan Angin 5%, serta batubara yang dicairkan sebesar 2%. Melihat data tersebut, potensi yang cukup besar diaplikasikan di Indonesia adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik, mengingat letak Indonesia yang berada di garis khatulistiwa. Peran masyarakat secara langsung semakin mudah dilakukan setelah terbitnya Keputusan Direksi PT PLN (Persero) Nomor : 0357.K/Dir/2014 tentang Pedoman Penyambungan Pembangkit Listrik Energi Terbarukan ke Sistem Distribusi PLN serta Edaran Direksi PT PLN (Persero) Nomor 0009.E/DIR/2014 tentang Ketentuan Operasional Integrasi Fotovoltaik Milik Pelanggan ke dalam Area Sistem Tenaga Listrik PT PLN (Persero). Diharapkan setelah memasang Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik kemudian mengintegrasikannya ke 3

3 dalam Area Sistem Tenaga Listrik PT PLN (Persero), selain dapat menghemat pembayaran listrik rumah, masyarakat juga dapat berkontribusi dalam upaya penghematan bahan bakar fosil. Menurut Peraturan Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Nomor 17 Tahun 2013, Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik (PLTS Fotovoltaik) adalah pembangkit listrik yang mengubah energi matahari menjadi listrik dengan menggunakan modul photovoltaic (PV). Hal tersebut berarti modul PV hanya mampu menghasilkan energi listrik pada siang hari, itupun hanya pada jam-jam tertentu. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik yang dibangun untuk memenuhi sistem listrik rumah sendiri selanjutnya disebut sebagai Solar Home System. Agar energi listrik yang dihasilkan pada waktu tertentu dapat digunakan selama 24 jam, maka solar home system perlu dilengkapi dengan media penyimpanan berupa baterai deep cycle. Akan tetapi, harga baterai deep cycle dengan kualitas yang baik sangatlah mahal. Apalagi untuk memproduksi energi listrik yang dapat memenuhi beban listrik rumah tangga selama 24 jam dibutuhkan modul PV dalam kapasitas yang besar atau jumlah yang banyak, yang tentu harganya tinggi. Baterai bagi solar home system di Indonesia pada masa mendatang juga diperkirakan tidak akan lagi dipergunakan karena konsep jual beli listrik (net metering) yang telah dirumuskan oleh PT. PLN (Persero) dalam Edaran Direksi PT PLN (Persero) Nomor 0009.E/DIR/2014 tentang Ketentuan Operasional Integrasi Fotovoltaik Milik Pelanggan ke dalam Area Sistem Tenaga Listrik PT PLN (Persero) sudah diberlakukan dan diimplementasikan oleh pemerintah dan PT. PLN (Persero). Hal tersebut berarti masyarakat dapat menjual energi listrik ke PT. PLN 4

4 (Persero) sehingga energi listrik hasil dari solar home system on grid yang melebihi kebutuhan beban listrik pada siang hari akan terdeteksi oleh kwh-ekspor impor dan dihitung sebagai surplus energi yang dapat dihitung setara uang. Sayangnya, konsep net metering masih belum banyak dilaksanakan oleh pelanggan listrik rumah tangga karena banyak persyaratan teknis yang sulit dipenuhi, diantaranya adalah persyaratan harmonik, mengurus perijinan, serta mengganti kwh meter menjadi kwh meter ekspor-impor. Tanpa kwh meter ekspor-impor, surplus energi yang dihasilkan oleh solar home system tidak akan dihitung sebagai surplus oleh PT. PLN (Persero). Listrik yang dihasilkan modul PV merupakan listrik DC. Oleh karena itu diperlukan inverter untuk mengubah listrik DC menjadi AC. Khusus untuk merancang solar home system on grid, inverter yang digunakan harus dapat mengintegrasikan modul PV secara langsung dengan Sistem Tenaga Listrik PT PLN (Persero) serta memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Jenis inverter yang dapat memenuhi persyaratan diatas disebut grid tie inverter. Berdasarkan latar belakang masalah di atas, dirancang model solar home system on grid without energy storage untuk suplai listrik rumah tangga 900 VA di Kabupaten Cilacap. 1.2 Rumusan Masalah Penelitian ini akan melakukan perancangan solar home system on grid without energy storage untuk suplai listrik rumah tangga 900 VA di Kabupaten Cilacap. Penggunaan solar home system ini akan membuat konsumsi energi listrik 5

5 rumah tangga menjadi lebih hemat, tanpa perlu mengeluarkan modal besar karena tidak menggunakan komponen penyimpanan energi. Namun dalam perancangan solar home system ini diperlukan beberapa pertimbangan dan perhitungan khusus. Pembahasan yang dilakukan pada perancangan solar home system ini adalah mencari titik optimal komponen-komponen SHS yang akan dibuat melalui simulasi dengan piranti lunak HOMER v2.68 beta, baik dari segi teknis maupun ekonomis, dengan mempertimbangkan beberapa faktor seperti profil data beban rumah sampel, profil radiasi matahari pada titik koordinat yang akan dipasang, parameter teknik dan ekonomi dari komponen-komponen penyusun di dalamnya, peraturan pemerintah tentang pemasangan pembangkit listrik Energi Baru Terbarukan (EBT), dan beberapa pertimbangan lainnya. Setelah ditemukan titik optimal komponen-komponen tersebut, model solar home system kembali disimulasikan untuk mengetahui seberapa besar sistem tersebut dapat menghemat konsumsi listrik, biaya, serta mereduksi beberapa gas buang yang tidak berguna. Disimulasikan pula berapa penghematan tarif listrik yang dilakukan oleh SHS tersebut jika konsumen migrasi dari listrik rumah tangga 900 VA ke 1300 VA (dicabut subsidinya). Selanjutnya, solar home system dirancang dan diimplementasikan ke dalam sistem kelistrikan rumah sampel, kemudian dilakukan validasi terhadap hasil simulasi agar hasil tersebut benar-benar dapat dipertanggung jawabkan. 6

6 1.3 Batasan Masalah Berdasarkan permasalahan yang ada dalam penilitian, perancangan model solar home system on grid without energy storage untuk suplai listrik rumah tangga 900 VA di Kabupaten Cilacap ini akan dibatasi sebagai berikut: 1. Jenis solar home system yang dibuat adalah solar home system on grid without energy storage. Solar home system tersebut harus dapat terintegrasi secara langsung dengan grid PT PLN (Persero) menggunakan grid tie inverter. 2. Perhitungan ukuran optimal dari modul PV dan inverter yang digunakan dalam model solar home system menggunakan piranti lunak HOMER v2.68beta. 3. Jenis modul PV dan Grid Tie Inverter yang digunakan pada penelitian kali ini adalah modul PV dan GTI yang spesifikasinya tercantum pada Sub bab Data radiasi matahari sebagai input dari perhitungan pengukuran optimal komponen model solar home system diperoleh dari website National Aeronautics and Space Administration (NASA) dengan memasukkan letak koordinat rumah sampel di Jalan Munggur Timur 54 Mertasinga, Cilacap. 5. Data beban listrik rumah tangga 900 VA sebagai input dari perhitungan ukuran optimal komponen model solar home system diambil dari hasil survei terhadap data beban listrik rumah sampel di Jalan Munggur Timur 54 Mertasinga, Cilacap, selama 30 hari dari tanggal 26 Januari sampai dengan 24 Februari Meter transaksi yang digunakan pada rumah sampel adalah kwh-meter konvensional yang tidak memiliki fitur ekspor-impor listrik sehingga pelanggan tidak dapat menjual listrik yang dihasilkan pembangkit listrik mandiri ke PT. PLN (Persero). 7

7 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Mengetahui ukuran optimal dari tiap-tiap komponen di dalam model solar home system on grid without energy storage. 2. Mengetahui seberapa besar solar home system on grid without energy storage dapat menghemat konsumsi listrik, biaya, serta mereduksi emisi gas buang. 3. Mengetahui seberapa besar SHS on grid without energy storage dapat mengurangi lonjakan tarif listrik yang tinggi jika kebijakan migrasi dari beban rumah tangga 900 VA ke 1300 VA diterapkan. 4. Merancang solar home system on grid without energy storage kemudian melakukan validasi hasil simulasi agar hasil tersebut dapat dipertanggung jawabkan. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah: 1. Menjadi bahan pertimbangan bagi konsumen listrik rumah tangga yang ingin memasang instalasi solar home system on grid without energy storage untuk memilih komponen dengan ukuran yang optimal. 2. Menjadi referensi bagi konsumen listrik rumah tangga untuk memasang solar home system on grid without energy storage sebagai suatu bentuk penghematan energi listrik. 3. Menjadi solusi bagi konsumen listrik rumah tangga dalam menyambut penerapan net metering. 8

8 1.6 Sistematika Penelitian Laporan skripsi ini merupakan sebuah karya tulis yang akan dipaparkan dalam lima bab. Rincian dari tiap bab yang ada adalah sebagai berikut: Bab pertama adalah pendahuluan. Bab ini membahas mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penelitian. Bab kedua adalah dasar teori. Bab ini berisi tentang landasan teori yang digunakan dalam tugas akhir ini. Bab ketiga adalah bab metode penelitian. Bab ini menjelaskan tentang metode pelaksanaan penelitian serta perancangan model solar home system on grid without energy storage. Bab keempat adalah hasil dan pembahasan. Bab ini berisi pembahasan hasil penelitian yang telah dilakukan. Bab ini menyajikan data tentang objek yang akan diteliti, potensi energi matahari di lokasi yang akan diteliti, perancangan model solar home system on grid without energy storage pada piranti lunak HOMER v2.68 beta, ukuran optimal komponen-komponen penyusunnya, pemilihan komponen penyusun berdasarkan spesifikasi yang ada sebenarnya, analisis hasil simulasi, serta perancangan dan validasi solar home system on grid without energy storage yang sebenarnya. Bab kelima adalah bab kesimpulan dan saran. Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil perancangan dan analisis yang telah dilakukan. 9