BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini tenaga listrik merupakan kebutuhan yang sangat esensial bagi masyarakat. Tenaga listrik sudah menjadi kebutuhan utama dalam berbagai lini kehidupan, baik perekonomian, kesehatan, tak terkecuali bidang pendidikan. Bidang pendidikan membutuhkan suplai listrik yang andal dan kebutuhannya cenderung meningkat dari tahun ke tahun. Kebutuhan akan suplai suplai listrik yang meningkat dari tahun ke tahun memberikan konsekuensi tagihan listrik yang sangat besar, hal ini tidak terlepas karena listrik yang digunakan bersumber dari grid Perusahaan Listrik Negara (PLN) dimana sebagian besar pembangkit yang digunakan adalah pembangkit energi tidak terbarukan. Jumlah persediaan bahan bakar tidak terbarukan yang semakin menipis tiap waktunya menyebabkan harga bahan bakar tersebut semakin mahal. Hal inilah yang mempengaruhi harga jual listrik juga memiliki tren meningkat dari waktu ke waktu. Universitas Gadjah Mada (UGM) sebagai institusi pendidikan yang besar tentunya memiliki kebutuhan daya listrik yang sangat besar untuk mendukung proses perkuliahan yang berlangsung. Jumlah kebutuhan daya untuk seluruh kompleks kampus Universitas Gadjah Mada mencapai ratusan MW. Hal ini menyebabkan total tagihan biaya pembayaran daya listrik terpakai di kampus UGM mencapai nilai miliaran rupiah. Jumlah tagihan tersebut dinilai sangat besar dan tidak efisien, sehingga perlu dilakukan langkah langkah efisiensi baik dari sisi pemakaian atau menggunakan sumber energi listrik terbarukan. Penggunaan sumber energi terbarukan diharapkan dapat mengurangi penggunaan energi listrik dari PLN sehingga tagihan biaya penggunaan listrik pun dapat direduksi. Saat ini terdapat banyak alternatif sumber energi terbarukan yang dapat menjadi pilihan untuk menjadi alternatif pembangkitan listrik, antara lain tenaga surya, tenaga angin, tenaga panas bumi, tenaga air dan sebagainya. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan alternatif pembangkit listrik energi terbarukan yang dapat diaplikasikan secara optimal di Indonesia
karena secara geografis Indonesia terletak di garis equatorial yang memiliki intensitas sinar matahari yang tinggi sehingga sangat menguntungkan untuk penggunaan PLTS. Maka dari itu, salah satu alternatif langkah yang dapat diambil UGM untuk meningkatkan penghematan biaya tagihan listrik adalah dengan menggunakan PLTS untuk membantu memenuhi kebutuhan daya listrik di lingkungan kampus UGM. Gedung Perpustakaan Pusat UGM adalah bangunan dengan kebutuhan listrik yang cukup tinggi. Gedung ini memiliki kapasitas daya terpasang sebesar 80 kw dan beroperasi selama 15 jam dalam sehari sehingga memiliki tagihan biaya listrik yang cukup tinggi, oleh karena itu pemasangan PLTS di gedung ini diharapkan dapat membantu mengurangi tagihan listrik UGM pada umumnya dan Perpustakaan Pusat UGM pada khususnya. UGM mendapatkan hibah dari Kementrian Pekerjaan Umum berupa panel photovoltaic 50 Wp dengan daya total sebesar 10 kwp, 2 buah inverter dengan tipe Grid-Tie Inverter (GTI), dan 2 buah Solar Charge Controller (SCC). Peralatan ini merupakan komponen penyusun sistem photovoltaic terhubung grid yang akan dipasang di gedung Perpustakaan Pusat UGM sebesar 5 kwp dan di Asrama Mahasiswa Kinanthi 2 & 3 sebesar 5 kwp. Tujuan pemberian hibah ini adalah sebagai sarana pendidikan tentang energi terbarukan bagi sivitas akademika UGM dan sebagai substitusi sebagian catu daya listrik pada Asrama Mahasiswa Kinanthi 2 & 3 serta pada Perpustakaan Pusat UGM, diharapkan dengan adanya substitusi catu daya listrik ini dapat mengurangi pemakaian listrik dari grid PLN sehingga biaya tagihan listrik dapat direduksi. Hibah seperangkat peralatan PLTS yang ada masih memerlukan pendampingan dari pihak UGM untuk melengkapi peralatan yang diperlukan yakni baterai untuk dapat dipasang dan dioperasikan, sehingga perlu dilakukan analisa tekno ekonomi untuk menentukan profil PLTS yang optimal secara teknis maupun ekonomis sehingga dapat memberikan manfaat yang maksimal bagi UGM. Pada penelitian ini akan dilakukan analisa tekno ekonomi terhadap pemasangan PLTS di Perpustakaan Pusat UGM, dengan menggunakan software HOMER. Analisa tekno ekonomi dalam penelitian ini akan meliputi analisa
untuk kondisi profil PLTS dari sumber hibah Kementrian Pekerjaan Umum. Dari penelitian ini diharapkan dapat diketahui jumlah energi listrik yang dapat dibangkitkan, konfigurasi sistem PLTS yang optimal, penghematan biaya tagihan listrik dan pengurangan emisi CO 2. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan beberapa masalah yang akan dianalisa pada penelitian ini. Adapun permasalahan tersebut adalah sebagai berikut : 1. Berapa jumlah baterai PLTS yang optimal untuk diterapkan pada PLTS hasil hibah? 2. Seberapa besar pengaruh pemasangan PLTS terhadap penghematan biaya listrik di Perpustakaan Pusat UGM? 3. Apa dampak lingkungan yang terjadi akibat pemasangan PLTS? 1.3 Batasan Masalah Penelitian ini difokuskan pada beberapa hal penting sebagai berikut : 1. Gedung Perpustakaan Pusat UGM yang dimaksud dalam penelitian ini adalah gedung L5. Gedung L5 merupakan gedung 3 lantai dengan fungsi sebagai ruang sirkulasi dan referensi jurnal ilmiah. 2. Beban yang akan disuplai oleh PLTS adalah beban dari gedung L5. 3. Profil beban per jam yang digunakan adalah profil beban hasil pengukuran in-situ dari meter SDP gedung L5. 4. Sistem PLTS yang akan digunakan adalah sistem terhubung grid menggunakan inverter dengan kemampuan anti-islanding. 5. Penelitian ini tidak memperhatikan bagaimana konfigurasi dari sistem. 6. Penelitian ini tidak mempertimbangkan bagaimana analisis proteksi pada jaringan.
1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini diharapkan akan memberi manfaat sebagai berikut : 1. Mengetahui profil beban di gedung Perpustakaan Pusat UGM yang akan disuplai sistem PLTS. 2. Mengetahui jumlah baterai yang optimal untuk dipasang pada PLTS Perpustakaan Pusat UGM hasil hibah. 3. Mengetahui nilai penghematan biaya penggunaan listrik yang dapat dilakukan dengan pemasangan sistem PLTS. 4. Mengetahui seberapa besar pengurangan emisi CO 2 dengan pemasangan sistem PLTS. 1.5 Metode Penelitian Penelitian tugas akhir ini dimulai dengan studi literatur, yaitu mempelajari teori teori yang berkaitan dengan pembangkitan tenaga listrik dengan tenaga surya khususnya pada suatu gedung atau bangunan residensial maupun bangunan milik pemerintah, teknologi PLTS terhubung grid beserta optimalisasinya. Studi literatur ini didukung oleh sumber dari jurnal ilmiah, buku, presentasi ilmiah dan sumber sumber lainnya yang berkaitan dengan tema penelitian ini. Kemudian dilakukan diskusi dan bimbingan ilmiah mengenai permasalahan yang dihadapi untuk mendapatkan suatu pendekatan pemecahan masalah dan model studi oleh pembimbing tugas akhir. Setelah itu, dilakukan proses pengambilan data data serta variabel yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi dan analisis terhadap permasalahan yang ada. Adapun data data tersebut berupa potensi energi terbarukan, profil beban, dan spesifikasi komponen peralatan yang digunakan dalam suatu sistem PLTS terhubung grid. Setelah data data terkumpul maka disusunlah suatu model sistem beban serta proyeksi PLTS terhubung grid yang akan dipasang dan kemudian dilakukan simulasi serta analisis dari hasil simulasi yang diperoleh.
1.6 Sistematika Penulisan Agar memudahkan pemahaman materi, penulis menggunakan sistematika penulisan yang terdiri dari lima bab yaitu Pendahuluan, Landasan Teori, Metode Penelitian, Hasil dan Pembahasan, dan Penutup. Bab Pendahuluan berisi tentang latar melakang masalah, perumusan masalah, pembnatasan masalah, tujuan penelitian, metode penelitian dan sistematika penulisan. Bab Landasan Teori berisi tentang teori teori yang mendasari penelitian ini, adapun teori teori tersebut mencakup sistem PLTS secara umum, perlengkapan penyusun PLTS, PLTS terhubung grid, sistem penyimpanan tenaga listrik, integrasi jaringan listrik dengan sistem PLTS serta pertimbangan ekonomis dalam perencanaan PLTS. Bab Metode Penelitian berisi tentang alat dan bahan serta parameter yang digunakan dalam penelitian, model sistem, langkah langkah kerja penelitian dan skenario sistem yang digunakan sebagai alternatif dalam perancangan sistem yang optimal. Bab Pembahasan berisi tentang deskripsi dari objek penelitian, potensi energi matahari pada lokasi pemasangan PLTS, profil beban yang akan disuplai ooleh PLTS serta hasil simulasi dari perangkat lunak HOMER berikut analisisnya. Bab Penutup berisi kesimpulan dan saran yang dapat penulis berikan dari keseluruhan hasil penelitian.