I. BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Kebutuhan terhadap energi listrik terus meningkat seiring dengan perkembangan teknologi yang saat ini sedang berada dalam tren positif. Listrik merupakan salah satu bentuk kebutuhan utama manusia yang tidak serta merta ada dan dapat digunakan secara langsung melainkan kebutuhan utama yang bersifat produk olahan pada proses pembangkitan energi listrik. Berbagai macam cara sudah dilakukan oleh manusia untuk membangkitkan energi listrik mulai dari cara konvensional hingga menggunakan sumber daya energi terbarukan. Pembangkitan energi listrik secara konvensional merupakan pembangkitan energi listrik yang menggunakan bahan bakar fosil. Jenis pembangkitan ini memang tidak memerlukan inventasi yang besar apabila dibandingkan dengan pembangkitan dengan menggunakan sumber daya energi terbarukan. Walaupun pembangkitan energi secara konvensional sepintas terlihat lebih menguntungkan, tetapi terdapat dampak yang berbahaya dari pembangkitan energi konvensional ini apabila dibandingkan dengan pembangkitan energi yang memanfaatkan sumber daya energi terbarukan yang meliputi air, panas bumi, biomassa, surya, angin, dll. Dampak bahaya tersebut adalah pencemaran lingkungan akibat bahan bakar fosil akan menghasilkan gas CO2 yang dapat menyebabkan efek rumah kaca pada atmosfer bumi. Salah satu keunggulan lain pembangkit listrik energi sumber daya terbarukan adalah sifat keberlanjutannya atau sifat jangka panjang yang tidak dimiliki oleh pembangkit listrik konvensional. Seperti yang diketahui pada saat ini sumber bahan bakar fosil semakin berkurang ketersediaannya dari bumi ini dan pasti akan mengalami masa krisis sumber bahan bakar fosil dalam beberapa tahun ke depan. Dari beberapa ulasan diatas maka sumber 1
2 energi terbarukan merupakan salah satu solusi jangka panjang untuk memenuhi kebutuhan listrik saat ini yang semakin lama semakin meningkat. Indonesia merupakan salah satu Negara yang memiliki potensi energi yang cukup besar baik energi terbarukan maupun energi non-terbarukan. Dari sisi ketersediaan energi terbarukan, Indonesia memiliki potensi yang cukup untuk 100 tahun kedepan atau setara dengan 160 GW [1]. Salah satu potensi energi yang ada adalah energi matahari karena Indonesia termasuk dalam Negara yang memiliki iklim tropis dimana paparan matahari sangat besar sepanjang tahunnya. Dengan kondisi yang sangat mendukung dalam bidang pemenuhan energi, Indonesia masih mengalami krisis energi yang ditandai dengan kurang meratanya distribusi listrik di Indonesia dan pada beberapa tempat terjadi pemadaman listrik akibat daya yang dibangkitkan lebih kecil daripada kebutuhan daya. Hal ini semakin didukung data yang dimiliki Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) yang mengatakan bahwa pertumbuhan konsumsi energi Indonesia mencapai 7 % per tahun yang masih jauh lebih besar daripada pertumbuhan konsumsi energi dunia yang hanya berada di angka 2.6 % per tahun. Dengan keadaan seperti ini maka salah satu upaya untuk menanggulangi krisis energi di masa depan adalah dengan memanfaatkan penggunaan energi terbarukan dalam upaya pemenuhan kebutuhan energi nasional mengingat prediksi di tahun 2030 indonesia akan nett importer energi [1]. Universitas Gadjah Mada menegaskan diri sebagai kampus yang aktif dalam mengaplikasikan berbagai energi terbarukan. Salah satu momentum yang dimanfaatkan oleh Universitas Gadjah Mada untuk menjadikan dirinya sebagai pemeran aktif dan pionir dalam gerakan hemat energi adalah pembuatan Green Building yang akan dijadikan ikon Green Building di Indonesia. Proyek ini merupakan kerjasama antara Universitas Gadjah Mada dengan Kementerian Pekerjaan Umum. Salah satu komponen suatu bangunan dapat disebut sebagai Green Building adalah adanya pemanfaatan energi terbarukan untuk pemenuhan kebutuhan daya gedung itu sendiri. Pemakaian energi terbarukan sendiri masuk dalam parameter greenship. Pada
3 Tugas Akhir ini akan dirancang sebuah sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) untuk pendukung pemenuhan daya pada Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3. Pemilihan PLTS sebagai aspek penggunaan energi terbarukan adalah karena faktor kemudahan dan ketersediaan komponen di pasaran serta kondisi iklim Indonesia yang sangat medukung untuk realisasinya. I.2. Perumusan Masalah 1) Identifikasi Permasalahan Rencana Universitas Gadjah Mada untuk menjadikan dirinya sebagai contoh Blue Campus dengan membangun Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3 membutuhkan banyak aspek pertimbangan untuk menjadi sebuah bangunan yang termasuk dalam kategori Green Building. Salah satu pertimbangan tersebut adalah adanya pemanfaatan energi terbarukan untuk pemenuhan kebutuhan listrik gedung Asrama Mahasiswa. Melihat kondisi dan waktu yang ada saat ini maka penggunaan sumber energi terbarukan yang paling dapat direalisasikan adalah menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) untuk memenuhi sebagian kebutuhan listrik dalam gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3. Pemenuhan energi listrik pada gedung ini tidak akan ditargetkan untuk dapat memenuhi seluruh kebutuhan listrik gedung mengingat lahan yang tersedia terbatas untuk kebutuhan listrik yang relatif besar. 2) Pendekatan Pendekatan yang digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah pendekatan secara kualitatif dan kuantitatif dimana dalam pendekatan ini akan dilakukan beberapa metode penelitian yang meliputi : i. Studi literatur mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dengan menggunakan sel fotovoltaik beserta cara kerjanya.
4 ii. iii. iv. Mempersiapkan data yang diperlukan dalam merancang PLTS yang meliputi data luas area yang dapat digunakan untuk sistem PLTS, data kebutuhan energi di Gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3, data intensitas matahari di daerah Sleman, dan data-data dari vendor yang menyediakan sistem PLTS berbasis fotovoltaik berupa spesifikasi modul, spesifikasi baterai, spesifikasi Battery Charge Regulator (Bcr), struktur pendukung, dan spesifikasi inverter beserta harganya. Melakukan perhitungan dan merancang sistem PLTS sesuai data-data yang telah ada yang meliputi perhitungan tentang luas area yang tersedia, daya yang dapat dibangkitkan sistem berdasarkan luas area yang tersedia, jumlah modul fotovoltaik, baterai, BRC dan inverter yang dibutuhkan. Melakukan perhitungan untuk menguji kelayakan ekonomis dari sistem PLTS yang meliputi perhitungan tentang investasi awal pembangunan, biaya perawatan sistem, dan perbandingan biaya antara menggunakan sistem PLTS dengan tanpa menggunakan sistem PLTS. I.3. Batasan Masalah Penelitian Dalam penelitian Tugas Akhir ini, diambil batasan masalah sebagai berikut : 1) Perancangan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya dilakukan pada Gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3 milik Universitas Gadjah Mada. 2) Sistem PLTS yang akan dirancang digunakan untuk memenuhi kebutuhan umum dari Gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3 sedangkan untuk kebutuhan masing-masing unit kamar ditanggung oleh penghuni kamar karena pada desain kelistrikan gedung untuk masing-masing unit kamar menggunakan listrik dari PLN dengan jenis prabayar. 3) Rancangan PLTS, yaitu lokasi peletakan modul panel surya, yang akan dibuat hanya menggunakan luas area dari atap gedung saja tanpa menggunakan luas lahan lain dalam gedung tersebut.
5 4) Sistem PLTS yang akan dirancang merupakan sistem PLTS jenis on-grid tanpa menggunakan baterai. 5) Data kebutuhan energi listrik yang digunakan adalah data instalasi listrik pada desain Mechanical-Electrical Gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3 yang didapatkan dari Direktorat Perencanaan dan Pengembangan UGM serta data dari skripsi sebelumnya yang terdapat pembahasan mengenai salah satu parameter greenship pada Gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3 yaitu Energy Efficiency and Conservation (EEC). 6) Penelitian ini tidak meliputi detail teknis pemasangan sistem PLTS terhadap jaringan PLN I.4. Tujuan 1) Membuat rancangan teknis sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) untuk pemenuhan kebutuhan listrik Gedung Asrama Kinanti 2 dan 3 dengan menggunakan sel fotovoltaik. 2) Membuat Rancangan Anggaran Biaya (RAB) untuk setiap rekomendasi rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) berbasis sel fotovoltaik pada Gedung Asrama Mahasiswa Kinanti 2 dan 3. I.5. Manfaat Manfaat penelitian ini adalah untuk memberikan rekomendasi rancangan sistem PLTS yang akan dipasang dalam Gedung Asrama Mahasiswa 2 dan 3 demi mendukung program realisasi Green Building pada gedung tersebut serta untuk dapat menjadikan Gedung Asrama Kinanti 2 dan 3 sebagai laboratorium pembelajaran dalam hal Green Building.