SISTEM KONVERTER PADA PLTS 1000 Wp SITTING GROUND

MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK
SISTEM KONVERTER PADA PLTS 1000 Wp SITTING GROUND
TEKNIK ELEKTRO-UNDIP
Novio Mahendra Purnomo (L2F008070)1, DR. Ir. Joko Windarto,MT.2
1
Mahasiswa dan 2Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Jalan Prof. Sudharto S.H Tembalang, Semarang
Abstrak- Pemakaian energi yang terus meningkat disertai menipisnya sumber daya alam
yang tak terbarukan telah memaksa manusia untuk terus mencari sumber-sumber energi
alternative yang bisa membantu memenuhi kebutuhan energy tersebut.
Sel surya adalah salah satu penemuan yang mampu mengubah energi yang berasal dari
matahari menjadi energi listrik, Namun tanpa didukung dengan kesatuan system yang andal,
energi listrik yang dihasilkan tidak mampu maksimal dan tidak dapat memiliki nilai kegunaan
yang tinggi. Adapun komponen pendukung sel surya tersebut diantaranya adalah media
penyimpanan, konverter, instalasi yang baik, dan juga pengontrolan system yang handal.
konverter memegang peranan penting dalam system pembangkitan energy listrik
menggunakan perangkat sel surya, yaitu guna mengubah energy listrik DC yang dihasilkan oleh
panel surya menjadi listrik AC seperti yang biasa disuplai oleh PLN
kata kunci: Energi alternative, sel surya, konverter
I. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Indonesia memiliki karunia sinar
matahari.
Hampir
di
setiap
pelosok
Indonesia, matahari menyinari sepanjang
pagi sampai sore. Energi matahari yang
dipancarkan dapat diubah menjadi energi
listrik dengan menggunakan panel surya.
Pembangkit listrik tenaga surya
merupakan
teknologi
lingkungan,
dan
Sebagai
salah
menggantikan
yang
sangat
satu
ramah
menjanjikan.
alternatif
pembangkit
untuk
listrik
menggunakan uap (dengan minyak dan
batubara).
Pada saat ini penggunaan tenaga
matahari (solar panel) masih dirasakan
mahal karena tidak adanya subsidi. Listrik
yang kita gunakan saat ini sebenarnya
adalah
listrik
bersubsidi.
Bayangkan
perusahaan/ penambangan minyak tanah,
batubara
(yang
merusak
lingkungan),
pembuatan pembangkit tenaga listrik uap,
distribusi tenaga listrik, yang semuanya
dibangun dengan biaya besar. Kemudian
menjual energi listrik secara komersial,
tentu harga tarif dasar listrik akan jauh
d.
meningkat dibandingkan saat ini.
Sistem
konverter
Menumbuhkan jiwa engineer yang
tanggap terhadap aplikasi yang ada di
dalam
sebuah
PLTS memegang peranan yang penting
lapangan.
e.
Sebagai media untuk memperoleh ilmu,
dalam penyuplaian beban, sebab sebagian
pengalaman berpikir kritis dan praktis,
besar peralatan elektronik yang banyak
melatih ketrampilan serta bertindak
terdapat di pasaran menggunakan tegangan
dalam lingkungan masyarakat industry
AC, sedangkan daya listrik yang dihasilkan
yang sesuai dengan disiplin ilmu yang
panel surya merupakan tegangan DC,
di pelajari mahasiswa.
sehingga converter ini dapat memudahkan
f.
Mampu
Beradaptasi
dengan
para pengguna dalam mencari peralatan
lingkungan kerja sesungguhnya dengan
elektronik yang dibutuhkan.
kualitas yang dipertanggungjawabkan.
1.2 Tujuan
1.2.2 Tujuan Khusus
1.2.1 Tujuan Umum
a.
a.
Memperluas wawasan ilmu mahasiswa
pemasangan
tentang
pembangkitan tenaga suya.
orientasi
teknologi
pengembangan
sumber
daya
energy
b.
pengetahuan
dan
mempelajari khususnya tentang Sistem
mendatang,
Penyimpanan dalam PLTS.
sehingga
diharapkan
c.
Melihat
dan
mengamati
secara
kenyataan yang dihadapi di lapangan.
langsung alat-alat yang terdapat pada
Menambah informasi dan pengetahuan
PLTS
mengenai
kerjanya secara umum dari masing-
prinsip
yang
dipelajari
selama kuliah dengan aplikasinya di
lapangan.
c.
Meningkatkan
perngkat-perangkat
terbarukan di masa sekarang dan
mahasiswa dapat memahami teori dan
b.
Mengetahui dan mengikuti instalasi dan
serta
mengetahui
prinsip
masing alat.
d.
Mampu mengidentifikasi permasalahan
Mengukur sejauh mana kemampuan
dan menganalisa permasalahan yang
analisa
berhubungan dengan PLTS yang sesuai
perbandingan
secara
dengan kondisi nyata di lapangan.
teori
bidang keilmuan elektro.
1.3 Batasan Masalah
Dalam laporan kerja praktek ini
hanya membahas sistem konverter yang
digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga
Surya (PLTS) 1000Wp Sitting Ground
1. Daya input dari panel surya yang berupa
arus searah (DC)
2. Daya input dari pembangkit alternative
lain maupun PLN yang berupa arus
Teknik Elektro UNDIP tanpa membahas
rangkaian elektronik yang ada pada bagian
dalam konverter tersebut.
bolak-balik (AC)
3. Daya input untuk menyuplai pada
keadaan darurat, biasanya berupa genset
(AC)
II. Konverter SSL series
Konverter SSL series ini, tepatnya
seri PM-1500SSL-24X adalah konverter
yang terpasang pada sitting ground teknik
elektro Universitas Diponegoro. Secara garis
besar, konverter ini
berfungsi
sebagai
pengubah daya listrik arus searah yang
berasal dari panel surya dan baterai yang
memiliki tegangan DC 26.4 V - 28.8 V, dan
keluaran dari inverter adalah gelombang
sinus murni 180 V – 240 Vdengan frekuensi
Gambar 2.1 konverter SSL series PM-1500SSL-
50 Hz/ 60 Hz. Inverter ini juga memiliki
24X
input dari sumber AC lainnya, misalnya
PLN/genset.
Untuk pengoperasian konverter tipe
pada konverter tipe ini merupakan
gabungan
antara
konverter
dengan
kontroler. Sebenarnya pada konverter ini
memiliki tiga jenis sumber input daya
listrik, yaitu:
SSL
series
PM-1500SSL-24X
dijelaskan pada gambar berikut ini
dapat
III. Analisa Dan Pembahasan
Pada sitting ground teknik elektro
Universitas Diponegoro telah dibangun sel
surya dengan daya keluaran maksimal
1000WP, dimana tersusun dari 20 keping sel
surya
Gambar 2.2 pengoperasian converter
Tabel 2.1 penjelasan dari tombol pada
konverter
dengan
masing-masing
daya
keluarannya 5WP. Besarnya daya yang
dihasilkan sell surya ini terpengaruh dengan
intensitas cahaya matahari yang mengenai
pada permukaan solar sell tersebut.
Cara kerja dari solar sell adalah
ketika ada cahaya matahari dengan panjang
gelombang elektromagnetik yang cukup
yang jatuh pada permukaan panel surya,
maka akan terjadi lompatan elektron yang
nantinya
potensial
Tabel 2.2 penjelasan lampu indikator pada
konverter
akan
menyebabkan
antara
dua
perbedaan
kutub
bahan
semikonduktor tersebut, sehingga apabila
kedua kutub tersebut terhubung dengan
beban, akan ada arus listrik yang mengalir.
Gambar 2.3 Rangkaian sederhana sollar sell
Teknik Elektro UNDIP
Setelah masuk pada konverter, lalu daya
listrik langsung digunakan sebagai pengisi
baterai (media penyimpanan daya listrik),
kali ini baterai yang digunakan adalah jenis
aki basah (aki yang memerlukan perawatan
berkala dengan memperhatikan level cairan
asam sulfat didalamnya).
Pada suplai yang berasal dari panel
surya dapat langsung digunakan sebagai
Gambar 3.1 oscilloscope protection
dengan skala 1:100
pengisi baterai karena merupakan arus
searah, sedangkan daya listrik yang berasal
Pada
pengukuran
dengan
dari sumber lain yang memiliki arus bolak
menggunakan ossiloscope protection seperti
balik, nantinya harus disearahkan dulu
diatas maka besar tegangan yang terukur
dengan rectifier yang telah terdapat didalam
pada layar osiloskop harus dikalikan dengan
konverter SSL series.
skala
yang
terdapat
pada
ossiloscope
protection.
3.1 Pengujian
Bentuk
Gelombang
Keluaran Konverter
Seperti yang telah disebutkan di awal,
bentuk
gelombang
keluaran
AC
yang
dibentuk pada konverter SSL series telah
mendekati bentuk sinyal sinus sempurna.
Pada pengujian kali ini, sebelum masuk ke
osiloskop, gelombang output dari konverter
terlebih dahulu dilewatkan pada oscilocope
protection yang memiliki skala 1:100
Gambar 3.2 contoh gelombang keluaran converter
Tabel 3.1 data hasil percobaan pengujian
membahayakan
bentuk gelombang keluaran converter
sendiri, karena apabila beban yang dipikul
Tanpa suplai PLN
mode
terhadap
konverter
itu
Dengan suplai PLN
konverter melebihi batasan kemampuannya
maka akan dapat menyebabkan kerusakan.
Teganga
Frekuens
Teganga
Frekuens
n (volt)
i (Hz)
n (volt)
i (Hz)
Mode 1
200
49,8975
200
49,9444
Pada konverter tipe SSL series yang
Mode 2
200
50,0150
200
49,9369
terpasang pada sitting ground elektro,
3
200
49,9039
200
49,0711
Mode
konverter
ini
telah
dilengkapi
dengan
Dari tabel diatas terlihat bahwa dari
recloser, sehingga apabila terjadi kelebihan
ketiga mode pada konverter menunjukkan
beban yang terpasang, konverter akan secara
gelombang keluaran berbentuk gelombang
otomatis trip (membuka rangkaian sehingga
sinus yang hampir sempurna, sedang pada
suplai terhadap beban terputus) namun
frekuensi yang tercatat pun mendekati
dalam beberapa saat (sekitar 3 detik)
frekuensi ideal tegangan AC, hanya saja
konverter akan secara otomatis menutup
pada tegangan yang terterta pada layar
kembali (recloser), akan tetapi apabila
osiloskop adalah 2V, berarti tegangan yang
ternyata beban masih melampaui batas,
masuk ke osiloskop tersebut adalah sebesar
maka akan trip kembali, dan akan berlanjut
200V (AC), sedangkan apabila diukur
hingga 3kali recloser. Apabila setelah tiga
dengan voltmeter, tegangan keluaran dari
kali recloser ternyata beban masih berlebih,
konverter adalah 220V, perbedaan ini dapat
makakonverter harus dihidupkan secara
terjadi karena terbaginya tegangan yang
manual.
masuk ke inverter dengan tegangan pada
ossiloscope protection.
Pada pengujian beban maksimal ini,
alat yang digunakan sebagai beban adalah
lampu pijar dan semua sumber yang
yang
digunakan sebagai penyuplai daya telah
mampu ditanggung tiap mode pada
dilepas, sehingga hanya terdapat suplai daya
konverter
listrik yang berasal dari baterai, dengan
3.2 Pengujian
beban
maksimal
Tiap-tiap konverter memiliki batasan
demikian didapatkan besarnya daya listrik
tersendiri terhadap beban yang mampu
yang mampu di ubah inverter dari arus dc
ditanggungnya agar sistem tetap terjaga
yang berasal baterai menjadi arus ac yang
dalam kondisi yang baik dan tetap tidak
mampu digunakan sebagai penyuplai beban.
Tabel 3.2 data pengujian beban maksimal
diserap oleh converter guna pengoperasian
pada converter
converter itu sendiri. Pada saat pengujian
Mode
Daya beban maksimal
ini, sumber yang berasal dari PLN dan PV
yang dapat ditanggung
telah dilepaskan, sehingga hanya ada sumber
Mode 1
2,222kW
Mode 2
2,222kW
Mode inverter
2,266kW
dari cadangan yang telah tersimpan pada
baterai. Berikut data yang diperoleh
Tabel 3.3 data pengujian converter ketika
tanpa beban
only
Mode charge
V (VOLT)
I (A)
P(WATT)
26,2
0,56
14,6
-
only
Dari table diatas dapat dilihat bahwa
bahwa
pada saat kondisi tanpa beban, converter
besarnya daya listrik yang mampu disuplai
menyerap 14,6 watt daya listrik guna
tiap mode tanpa adanya suplai dari luar
operasinya, sedangkan efisiensi tidak dapat
selain baterai adalah sebesar 2,222kW
dihitung karena tidak ada daya keluaran
hingga 2,266kW, namun pada mode charge
yang berasal dari converter.
Dari
table
diatas
terlihat
only, ketika suplai PLN dilepas, maka daya
yang mengalir pada beban AC pun tidak
IV.
PENUTUP
ada, ini karena pada mode charge only
Kesimpulan
suplai daya listrik yang berasal dari PLN
1.
Energi yang dihasilkan Sel surya tidak
selain sebagai pengisi daya pada baterai, dia
sama
pun juga sebagai penyuplai daya listrik yang
tergantung
nantinya digunakan oleh beban, sehingga
matahari yang ada pada saat itu.
apabila tanpa suplai PLN tidak aka nada arus
2.
yang mengalir melalui beban AC
setiap
waktunya,
pada
hal
intensitas
ini
cahaya
Gelombang keluaran dari konverter SSL
series
PM-1500SSL-24X
memiliki
benTuk yang menyerupai gelombang
3.3 Pengujian tanpa beban
Pengujian
tanpa
beban
sinus murni.
dilakukan
untuk mengetahui besarnya daya yang
3.
Beban
maksimal
ditanggung
konverter
yang
ketika
mampu
tidak
4.
disuplai PLN untuk tiap mode (kecuali
Yogyakarta: proyek pengembangan
mode charge only) relatif sama.
kurikulum DEPDIKNAS.
Mode 1 memiliki efisiensi paling tinggi
[4]
SSL user manual
ketika tidak ada suplai dari PLN dan
PV.
5.
Daya yang dikonsumsi konverter untuk
operasinya sendiri adalah sebesar 14,6
BIODATA PENULIS
Novio
Mahendra
Purnomo
Watt.
(L2F008070)
Saran
di
1.
November
Perlu adanya pemeliharaan berkala yang
pendidikan di SDN
lifetime dari sistem tersebut.
Siliwangi
03,
Diperlukan adanya sikap toleransi dari
SMPN 30 Semarang, SMAN 3 Semarang,
pengguna sitting ground untuk turut
Dan saat ini masih menempuh pendidikan di
menjaga
Teknik Elektro Univertsitas Diponegoro
kelangsungan
dari
sistem
Semarang konsentrasi ketenagaan
Semarang, Maret 2011
Mengetahui dan Mengesahkan,
Dosen Pembimbing
Sulasno, Ir. 2004. Dasar Teknik
Konservasi Energi Listrik dan Sistem
Pengaturan.
Semarang:
Badan
Penerbit Universitas Diponegoro.
Muhammad,
Elektronika
Indonesia
H.Rasyid.
Daya
jilid
Edisi
1993.
bahasa
I.
Jakarta:PT.
teknik
UNY.2003.
Prenhallindo,
[3]
1989,
komponen pada PLTS untuk menjaga
DAFTAR PUSTAKA
[2]
27
menempuh
pada
PLTS demi kenyamanan bersama.
[1]
Semarang
masing-masing
dilakukan
2.
lahir
Tim
fakultas
Teknik Dasar Rectifier Dan Inverter.
D.R . Ir Joko Windharto, M.T
NIP. 196405261989031002