BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN 3.1 Analisa Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai analisa yang akan dibutuhkan dalam pembuatan perangkat lunak sistem uji pembangkit listrik tenaga surya. Komponen-komponen yang dibutuhkan untuk menunjang dalam pembuatan aplikasi SIA UMB antara lain sebagai berikut: 1. PT. Chint Indonesia; 2. Proses pengumpulan data; 3. Proses Penghitungan. 3.1.1 PT. Chint Indonesia PT. Chint Indonesia merupakan perusahaan yang berdiri pada September 2005 dan bergerak di bidang Elektrikal. Pabriknya dengan nama CHINT Group sendiri telah berdiri sejak 1984 dan merupakan pabrik dengan kapasitas terbesar di Tiongkok. Bidang elektikal yang dicakup adalah peralatan elektrikal tegangan rendah, menengah, tinggi baik arus searah maupun bolak balik dan energi baru terbaharukan dengan energi matahari sebagai sumbernya. Berfokus kepada bidang energi baru terbaharukan, sampai saat ini PT. Chint Indonesia telah mengerjakan 8 pembangkit yang tersebar di daerah timur dari Indonesia. Keseluruhan pembangkit ini merupakan kerjasama pihak PT. PLN (Persero) yang merupakan perusahaan BUMN yang menangani listrik di Indonesia dengan PT. CHINT Indonesia. 3.1.2 Proses Pengumpulan Data Perhitungan Proses ini diawali dengan mengumpulkan data-data produk yang termasuk di dalam pembangkit listrik tenaga surya dengan kapasitas kecil. Produk-produk yang dicari adalah produk yang telah saya jelaskan pada bab II sub bab 2.1 mengenai PLTS. Penjelasan mengenai spesifikasi produknya adalah : 1. Solar Panel a. Tegangan Arus Searah (VDC) 17

Seperti diketahui bahwa radiasi matahari tidak dapat kita atur kondisinya dalam rentang waktu yang sama, maka dalam tegangan yang dihasilkan oleh solar panel menggunakan rentang tegangan. Rentang tegangan menggunakan 2 batasan yaitu, batas tegangan tertinggi (maximum) dan batas tegangan terendah (minimum). b. Arus (A) Seperti dijelaskan sebelumnya perihal radiasi, pada arus yang dihasilkan oleh solar panel juga menggunakan rentang arus. Rentang arus juga menggunakan 2 batasan, yaitu batasan arus tertinggi (maximum) dan batas arus terendah (minimum). c. Kapasitas Solar Panel Memiliki satuan Wp (Watt Peak) yang artinya satuan watt atau enegi yang dihasilkan oleh solar panel pada saat puncak. Satuan watt didapat dari faktor kali antara tegangan dan arus, yang artinya watt pada waktu puncak dihasilkan dari satuan tegangan tertinggi dikalikan dengan satuan arus tertinggi. 2. Inverter a. Kapasitas Inverter Memiliki satuan Watt. Merupakan satuan kapasitas yang menggambarkan besaran watt yang dapat di alirkan pada keluaran dari inverter. Pemilihan kapasitas inverter didasari pada besarnya total kapasitas yang digunakan oleh pengguna. Jika total kapasitas masih di bawah dari kapasitas inverter, maka inverter yang akan digunakan sesuai dengan kapasitas yang terdapat di dalam modul, jika ternyata total kapasitas melebihi maka terdapat pembatas pengisian pada perhitungan. b. Tegangan Input Baterai Memiliki satuan tegangan arus searah (VDC) dikarenakan baterai berjalan dengan tegangan arus searah. Merupakan total tegangan baterai yang diperbolehkan untuk masuk ke dalam inverter. Tegangan tersebut tidak boleh kurang dan tidak boleh lebih berdasarkan hasil kali seri baterai terhadap tegangan dari baterai. 18

c. Efficiency Efisiensi pada Inverter ini menggambarkan besaraan nilai maksimum yang dapat dihasilkan oleh inverter tersebut. Hal ini dipahami karena banyak sekali arus yang hilang baik itu dari konsumsi internal inverter maupun dari tingkat suhu yang terdapat pada inverter ketika berjalan. Satuan yang digunakan adalah persen. 3. Baterai a. Tegangan Baterai Memiliki satuan tegangan arus searah (VDC). Satuan tegangan ini berdasarkan banyaknya dan besarnya sel yang terdapat di dalam baterai. b. Arus / Jam Memiliki satuan Ampere Hour (Ah), yang artinya berapa banyak arus yang dapat dialiri dalam waktu 1 jam. c. DOD (Deep of Discharge) Merupakan penentu besaran kapasitas total dari baterai yang dapat digunakan. Besaran DOD bergantung dengan jenis baterai yang digunakan, dan pada pembangkit listrik tenaga surya berkapasitas kecil ini penulis menggunakan tipe tubular dengan DOD 80%. Satuan yang digunakan adalah persen. 4. MPPT a. Tegangan Input Solar Panel Dikarenakan variasi tegangan yang diberikan oleh solar panel, maka untuk tegangan input yang disediakan oleh MPPT juga harus memiliki rentang dari yang terendah ke yang tertinggi. Hasil untuk tegangan yang masuk ke dalam MPPT ini merupakan hasil dari rangkaian seri dari solar panel. b. Arus Input Solar Panel Sama hal nya dengan tegangan, arus input untuk solar panel juga harus memiliki rentang dari yang terendah ke yang tertinggi. c. Kapasitas Satuannya adalah watt, dan merupakan besaran total input yang diberikan oleh solar panel. Pemilihan kapasitas MPPT harus disesuaikan 19

dengan jumlah rangkaian seri dan disesuaikan dengan rentang tegangan pada MPPT dan rankaian paralel dan disesuaikan dengan rentang arus pada MPPT. Setelah didapat rengkaian seri dan paralel, barulah kita mnedapatkan kapasitas MPPT yang sesuai dan kapasitas total solar panel. 3.1.3 Proses Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Penulis akan menjabarkan beberapa teori bagaimana menentukan besaran kapasitas masing-masing produk dan keterkaitannya satu sama lain di dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya yang terkait dengan aplikasi ini. Penulis akan menjabarkan berdasarkan urutan dalam menghitung kapasitasnya : 3.1.3.1 Proses penghitungan Inverter Untuk menghitung kapsitas inverter kita membutuhkan grand total kapasitas yang diisikan dari pengguna. Kepngambilan data tersebut didasari oleh besaran daya yang akan di pikil oleh sistem dalam satu waktu tertentu. Dikarenakan di dalam module, penulis telah menggunakan kapasitas yang tetap pada inverter yaitu 10.000 Watt, maka grand total kapasitas tidak boleh melebihi dari 10.000 Watt. 3.1.3.2 Proses Penghitungan Baterai Pertama yang perlu kita ketahui adalah kapasitas yang memang seharusnya dipikul oleh baterai. Kapasitas yang memang seharusnya dipikul dan kapasitas total terpasang di dalam sistem akan berbeda. Kita akan mengambil data dari grand total daya, yang kemudian akan ditambahkan 80% DOD baterai. DOD merupakan kepanjangan dari Deep of Discharge, yang merupakan kapasitas maksimum yang bisa di serap dari baterai. Baterai tipe PLTS harus memiliki cadangan sistem sebesar 20% tersimpan di dalam baterai nya atau baterai tersebut akan drop. Jadi rumusnya adalah : Min. Daya baterai yang diperlukan = grand total daya * (100% + (100%- 80%)) 20

Kita memperbesar kapasitas baterai berdasarkan dari grand total daya yang diisikan oleh pengguna sebesar 20%. Setelah mendapatkan min. Daya yang diperlukan, berikutnya kita akan mencari besaran Ah baterai yang diperlukan dan disesuaikan dengan produk yang ada di dalam module. Pertama kita harus menemukan rangkaian seri dari baterai tersebut. Rangkaian seri harus terlebih dahulu dicari karena rangkaian ini angkanya selalu tetap. Yang kita harus lihat sebagai acuan adalah pada spesifikasi inverter, pada tegangan input baterai inverter. Pada module kita memberikan variabel tetap yaitu 120 VDC, dan pada tegangan baterai adalah 12VDC per sel. Sehingga rangkaian seri nya adalah : Quantity rangkaian seri baterai = tegangan input baterai pada inverter / tengangan per sel pada baterai Quantity rangkaian seri baterai = 120 VDC / 12VDC Dan didapat angka 10 buah baterai yang akan dirangkai secara seri di dalam sistem. Dan selanjutnya kita akan mencari Ah min. di dalam sistem. Min. daya yang diperlukan / tegangan input baterai pada inverter = arus per jam yang harus disediakan baterai Dari perhitungan di atas, setelahnya akan disesuaikan pada produk yang terdapat di dalam module. Jika arus per jam masih di bawah dari kapasitas baterai yang ada maka kapasitas yang digunakan adalah kapasitas produk pada variable module. Tetapi jika kapasitas per jam ternyata melebihi dari kapasitas variable module, maka akan dicari rangkaian paralel dari sistem. Rangkaian paralel = arus per jam yang dibutuhkan / kapasitas baterai pada variable module 21

Barulah kita dapat menjumlahkan total kapasitas baterai yang terpasang did alam sistem Rangkaian seri baterai * rangkaian paralel baterai * tegangan baterai per sel * arus / jam baterai = kapasitas total baterai terpasang di dalam sistem 3.1.3.3 Proses Penghitungan Solar Modul Pertama kita mengambil angka acuan dari min. daya baterai yang diperlukan. Dari kapasitas ini langsung dibagikan dengan angka 4. Angka 4 merupakan nilai variable yang digunakan sebagai faktor pembagi besaran rata-rata radiasi di Indonesia. Min.daya solar panel dibutuhkan = min. daya baterai yang diperlukan / 4 Setelah itu kita mengacu kepada tegangan input solar panel dan arus input solar panel pada MPPT. Awalnya kita mencari rangkaian seri untuk solar panel. Kita ambil tegangan maksimum yang diperbolehkan pada MPPT, yang pada variable module adalah 120 VDC, lalu kita bagikan dengan tegangan tertinggi solar panel. Karena kita mencari kuantiti, maka angka tersebut tidak boleh maksimal dan harus dibulatkan ke bawah. Rangkaian seri solar panel = maks. Tegangan input solar panel / tegangan tertinggi solar panel Setelah itu kita akan mencari rangkaian paralel solar panel. Setelah mendapat total rangkaian seri dan min. daya solar panel dibutuhkan, makan untuk mendapatkan total paralel adalah denhan membagi nilai tersebut. Rangkaian paralel solar panel = min. daya solar panel dibutuhkan / total rangkaian seri / kapasitas solar panel per buah 22

Hasil untuk rangkaian paralel tersebut pun harus bulat, maka dari itu hasil pembagi harus dibulatkan ke atas. Setelah mendapatkan rangkaian seri dan paralel, baru kita dapat mengetahui nilai total kapasitas solar panel yang akan terpasang di dalam sistem. Total kapasitas solar panel = rangkaian seri * rangkaian paralel * kapasitas solar panel per buah 3.1.3.4 Proses Penghitungan MPPT Dikarenakan variable yang tetap di dalam sistem dan pembatasan nilai yang diisikan oleh pengguna, maka kapasitas MPPT tidak perlu ada penjelasan lebih lanjut dan cukup dengan menggunakan yang ada pada variabel module. Spesifikasi MPPT hanya perlu digunakan sebagai dasar perhitungan pencarian total produk lainnya. 3.2 Perancangan Penulis akan membagi perancangan menjadi dua bagian yaitu perancangan proses, perancangan interface. Sub bab - sub bab berikut memberikan penjelasanpenjelasan dari bagian perancangan tersebut. 3.2.1 Perancangan Proses Perangkat lunak uji kelayakan pembuatan pembangkit listrik tenaga surya ini diawali dengan tampilan menu input pengguna yaitu Hitung PLTS yang dia atasnya terdapat menu untuk melihat spesifikasi produk yang akan terpasang di dalam pembangkit listrik tenaga surya. Untuk data spesifikasi data produk hanya untuk di view dan tidak untuk di ubah datanya. Data spesifikasi produk tersebut sudah menggunakan standar sistem PLTS terkecil dan telah didefinisikan sebagai variable dalam perangkat lunak ini. Pada menu hitung PLTS, pengguna diminta untuk memasukkan data-data besarnya beban listrik yang akan di pikul oleh PLTS : 1. Quantity : banyaknya tipe produk yang akan digunakan 23

2. Kapasitas : kapasitas atau beban per produk yang akan dipikul dalam satuan watt 3. Lama menyala : perkiraan selama berapa lama setiap produk tersebut akan menyala selama 1 hari Pada menu sudah terdapat jenis-jenis barang yang umumnya digunakan pada rumah tangga seperti lampu, kulkas, televisi, dispenser, komputer dan water heater. Data yang diisikan oleh pengguna boleh merupakan bilangan bulat dan desimal. Ketika melakukan pengisian data, pengguna dibatasi pada grand total kapasitas dan grand total daya dengan rentang data yang telah ditentukan. Pada grand total kapasitas rentang data yang diperbolehkan adalah 500 10.000 dan pada grand total daya rentang data yang diperbolehkan adalah 13.500 22.500. Rentang data ini ada untuk membatasi agar isian oleh pengguna tidak melebihi produk standar kapasitas kecil pada pembangkit listrik tenaga surya yang telah didefinisikan sebagai variabel dalam perangkat lunak ini. Ketika melakukan validasi data dan data isian pada total kapasitas dan total daya diluar dari rentang data yang diperbolehkan, maka akan keluar jendela baru sebagai peringatan untuk melakukan pengisian data kembali. Untuk total kapasitas dan total daya sudah merupakan sistem otomatis untuk mempermudah pengguna untuk mengubahnya dan melihat apakah telah sesuai dengan rentang data yang diperbolehkan apa tidak sebelum di validasi. Setelah melakukan validasi, pengguna akan segera diberikan tampilan single line diagram dari sistem PLTS beserta dengan kapasitas untuk masing-masing produk yang akan terpasang. Pada tampilan ini terdapat 4 produk utama sesuai dengan 4 produk yang telah didefinisikan pada awal yaitu solar panel, MPPT, inverter dan baterai. 3.2.1.1 Flowchart Perancangan Sistem PLTS Berikut adalah gambaran yang dilakukan pengguna dan sistem saat melakukan pengisian data pada masing-masing produk sampai dengan validasi data sistem PLTS dan nilai investasi : 24

Gambar 3.1 Flowchart perancangan sistem PLTS Berikut penjelasan flowchart di atas : 1. Start, aplikasi dimulai. 2. Pengguna melakukan pengisian data, pada bagian ini pengguna melakukan pengisian data-data beban sesuai dengan ketentuan. 3. Apakah grand total kapasitas dan grand total daya sesuai, pada bagian ini perangkat lunak melakukan pemeriksaan terhadap nilai total hasil pengisian dari pengguna. Apakah grand total kapasitas berada dalam rentang data 500 10.000 dan apakah rentang data untuk grand total daya 13.500 22.500. 4. Tampilkan hasil perhitungan PLTS dan nilai investasi, pada bagian ini perangkat lunak akan menampilkan 2 hal, yaitu metode penghitungan yang dilakukan sistem untuk dapat mencapai nilai kapasitas masingmasing produk dan nilai investasi yang diperlukan jika menggunakan sistem pembangkit tenaga surya. 25

5. Tampilkan single line diagram PLTS, pada bagian ini perangkat lunak akan menampilkan single line diagram PLTS dengan kapasitas masingmasing produk yang sesuai dengan pengisian data dari pengguna. 3.2.2 Perancangan Interface Perancangan aplikasi sistem uji kelayakan pembangkit listrik tenaga surya berbasis web. Prangkat lunak ini memiliki beberapa buah form, diantaranya : a. Form Perhitungan. b. Form Module. c. Form Hasil Perhitungan dan Nilai Investasi. d. Form Single Line Diagram. 3.2.2.1 Form Perhitungan Form ini berfungsi sebagai form dimana pengguna melakukan pengisian ke dalam sistem. Di dalam form ini, pengguna hanya perlu melakukan pengisian pada data pada kolom qty (pc/s), kapasitas (watt) dan lama nyala (hours). Gambar 3.2 Rancangan Form Perhitungan 26

Keterangan : Kolom A : merupakan kolom dimana penggunakan melakukan pengisian data Kolom b : merupakan kolom yang secara otomatis akan menampilkan hasil pengisian data pada kolom A 1 : merupakan tombol yang akan menampilkan form pehitungan 2 : merupakan tombol yang akan menampilkan form module 3 : merupakan tombol yang akan menampilkan form hasil perhitungan dan nilai investasi 3.2.2.2 Form Module Form ini berfungsi untuk menampilkan spesifikasi 4 produk utama yang akan menjadi dasar perhitungan pada form hasil perhitungan dan investasi. Di form ini, pengguna tidak dapat mengubah variabel datanya. Gambar 3.3 Rancangan Form Module 27

Keterangan : 1. : merupakan tombol yang akan menampilkan form pehitungan 2. : merupakan tombol yang akan menampilkan form module 3.2.2.3 Form Hasil Perhitungan dan Nilai Investasi Gambar 3.4 Rancangan Form Hasil Perhitungan dan Nilai Investasi 28

Keterangan : 1. : merupakan tombol yang akan menampilkan form pehitungan 2. : merupakan tombol yang akan menampilkan form module 3. : merupakan tombol yang akan menampilkan single line diagram PLTS 3.2.2.4 Form Single Line Diagram Merupakan form yang menampilkan bentuk rangkaian single line diagram beserta dengan kapasitas masing-masing produk utama PLTS. Gambar 3.5 Rancangan Form Single Line Diagram Keterangan : 1 : Merupakan tampilan kapasitas solar panel 2 : Merupakan tampilan kapasitas MPPT 3 : Merupakan tampilan kapasitas inverter 4 : Merupakan tampilan kapasitas baterai 5 : Merupakan tombol untuk kembalu ke form perhitungan 29