BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan akan energi khususnya energi listrik untuk memenuhi kebutuhan manusia terus meningkat. Khususnya di Indonesia kebutuhan energi listrik sebagian besar dipenuhi oleh penggunaan pembangkit listrik energi konvensional. Penggunaan energi listrik konvensional akan berdampak pada krisis energi dan juga berdampak pada kerusakan lingkungan hidup karena bersifat unrenewable (tidak dapat diperbaharui), sehingga penggunaanya harus digantikan dengan suatu bentuk energi alternatif yang dapat diperbaharui untuk mengurangi terjadinya krisis energi serta tidak merusak lingkungan hidup. Sumber energi matahari merupakan salah satu alternatif yang sangat menjanjikan sebagai sumber energi alam yang hampir dikatakan tidak akan habis dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Pemanfaatan energi matahari dapat diterapkan menggunakan solar cell. Mengingat bahwa secara teknis keberadaan pulau Bali berada di garis khatulistiwa yang beriklim tropis, mendapat sinar matahari sepanjang tahun sehingga sangat potensial untuk dikembangkan penerapan solar cell. Salah satu fasilitas umum yang cukup banyak menggunakan energi listrik yaitu lampu penerangan jalan umum yang beroprasi kurang lebih 12 jam dari sore hari hingga pagi hari serta pada saat mendung. Dinas Perhubungan, Komunikasi, dan Informatika (DISHUBKOMINFO) Kabupaten Badung mengupayakan penghematan energi listrik konvensional melalui penerapan solar cell sebagai sumber energi listrik khusus untuk penerangan pada jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai sepanjang 9,4 km dari bundaran patung I Gusti Ngurah Rai sampai Nusa Dua. Di sepanjang jalan tersebut terdapat 297 tiang lampu penerangan jalan tipikal tiang ganda dengan dua buah panel surya yang terpasang pada setiap tiang, serta 2 buah tiang tipikal lengan tunggal dengan masing-masing terpasang sebuah panel surya. Panel surya 1
2 terpasang pada setiap tiang lampu dengan arah kemiringan yang sejajar antara tiang satu dengan yang lainya pada arah jalan yang sama kecuali arah lain mengikuti arah jalan agar memiliki nilai estetika. Dari penelitian awal terdapat 4 jenis arah kemiringan panel surya yang berbeda. Dari bundaran patung Ngurah Rai sampai Benoa Square terdapat 48 tiang lampu dengan arah kemiringan panel surya menghadap barat laut, dari Benoa Square sampai persimpangan jalan menuju kampus UNUD Bukit Jimbaran terdapat 75 tiang lampu dengan arah kemiringan panel surya menghadap barat, dari persimpangan jalan menuju kampus UNUD Bukit Jimbaran sampai persimpangan Tol Bali Mandara Nusa Dua terdapat 123 tiang lampu dengan arah kemiringan panel surya menghadap selatan dan dari persimpangan jalan persimpangan Tol Bali Mandara Nusa Dua sampai persipangan jalan Gopala, jalan Pratama dan jalan Nusa Dua terdapat 51 tiang lampu dengan arah kemiringan panel surya menghadap barat daya. Pada arah kemiringan panel surya yang berbeda pembangkitan tegangan pada panel surya juga berbeda. Berdasarkan hasil penelitian awal pada pukul 12.00 didapatkan hasil pengukuran pada arah kemiringan panel surya menghadap ke barat laut diperoleh pembangkitan tegangan maksimum sebesar 15,27 V, pada arah kemiringan panel surya menghadap ke barat diperoleh pembangkitan tengangan maksimum sebesar 19,52 V, pada arah kemiringan panel surya menghadap ke selatan diperoleh pembangkitan tegangan maksimum yaitu 12,57 V, Pada arah kemiringan panel surya menghadap ke barat laut diperoleh pembangkitan tegangan maksimum sebesar 20,64 V. Dengan perbedaan yang sangat mencolok, maka perlu dilakukan analisis arah kemiringan solar cell pada lampu penerangan jalan umum di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai untuk memperoleh arah kemiringan yang dapat menghasilkan pembangkitan maksimum. Mengingat bahwa keduddukan matahari berbeda selama setahun yang disebut dengan gerak semu matahari yaitu pada tanggal 21 Maret 21 Juni kedudukan matahari berada antara 0 23,5 lintang utara, pada tanggal 21 Juni 23 september kedudukan matahari berada antara 23,5 0 lintang utara, 23 september 22 desember kedudukan matahari berada antara 0 23,5 lintang selatan dan 22 Desember 21 Maret kedudukan matahari berada antara 23,5
3 0 lintang selatan. Karena letak astronomis pulau Bali berada diantara 7⁰ 9⁰ lintang selatan maka, dengan adanya gerak semu matahari maka perlu dilakukan analisa agar mendapatkan arah yang optimal untuk pembangkitan energi pada panel surya yang maksimal. Dalam tugas akhir ini akan dilakukan analisis teknis dan ekonomis pengoprasian lampu penerangan jalan umum dengan menggunakan solar cell di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan yaitu : 1. Apa pengaruh perbedaan arah kemiringan panel surya terhadap arus pengisian baterai solar cell pada lampu penerangan jalan umum dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai? 2. Apa pengaruh konsumsi energi terhadap arah kemiringan panel surya yang berbeda pada lampu penerangan jalan umum dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai? 1.3 Tujuan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Dapat mengetahui pengaruh perbedaan arah kemiringan panel surya terhadap arus pengisian baterai solar cell pada lampu penerangan jalan umum dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai. 2. Untuk mengetahui pengaruh konsumsi energi terhadap arah kemiringan panel surya yang berbeda pada lampu penerangan jalan umum dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai
4 1.4 Manfaat Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah agar diperoleh data-data yang dapat dipergunakan sebagai acuan dalam perbaikan sistem penerangan jalan umum dengan menggunakan solar cell sebagai sumber energi di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai. 1.5 Batasan Masalah Untuk mencapai tujuan diatas maka tugas akhir ini akan dibatasi pada beberapa hal sebagai berikut : 1. Ruas jalan yang dipergunakan pada penelitian ini pada jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai sepanjang 9,4 km, dari persimpangan Jalan I Gusti Ngurah Rai, Jalan Tol Bali Mandara dan Jalan Waringin sampai dengan Perempatan anatra Jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai, Jalan Pratama, Jalan Nusa Dua, dan Jalan Gopala 2. Menganalisa energi yang dibangkitkan oleh sistem solar cell, serta energi yang dikonsumsi oleh lampu LED dengan menghitung rugi rugi penghantar. 3. Menganalisa nilai ekonomis LPJU solar cell dalam bentuk produksi energi listrik tanpa memperhitungkan biaya oprasional serta biaya pembangunan LPJU solar cell 4. Menganalisa posisi panel surya berdasarkan pembangkitan solar cell pada tanggal 22 sampai dengan 28 Pebruari 2015 1.6 Sistematika Penulisan Sesuai dengan permasalahan serta tujuan dari penulisan tugas akhir ini, maka sistematika penulisannya dapat disusun sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Berisikan latar belakang mengenai potensi pengembangan solar cell di Indonesia dan di Bali khususnya, rumusan masalah, tujuannya menganalisa manfaat dari penggunaan solar cell sebagai penerangan
5 jalan umum (PJU) di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai, dan batasan masalah serta sistematika penulisan tugas akhir ini. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini merupakan bagian yang membahas hal-hal yang berkaitan dengan pengetahuan umum yaitu tentang : pembangkit listrik tenaga surya atau solar cell, komponen serta fungsi solar cell, Besarnya radiasi yang terjadi di bali. PV module, serta teori-teori untuk dapat menganalisis secara teknis maupun ekonomis penerapan solar cell pada penerangan jalan umum yang mengacu pada PUIL 2000 serta SNI 7391 : 2008 mengenai Spesifikasi penerangan jalan di kawasan perkotaan BAB III : METODE Uraian mengenai tempat dan waktu analisis, jenis dan sumber data dari mana data diperoleh dan metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini. BAB IV : PEMBAHASAN Membahas tentang analisis teknis dan ekonomis pengoprasian lampu penerangan jalan umum (LPJU) solar cell untuk kebutuhan penerangan di jalan By Pass I Gusti Ngurah Rai yang meliputi : analisa arah kemiringan panel surya, analisa instalasi lampu penerangan jalan umum, serta analisa intensitas cahaya. BAB V : PENUTUP Merupakan bagian yang berisikan kesimpulan yang dapat ditarik dari hal yang telah dibahas pada bab-bab sebelumnya, dan berisikan saransaran yang berhubungan dengan pembahasan tugas akhir ini.