MAKALAH
“PEMBANGKIT
LISTRIK ENERGI SURYA”
Disusun Oleh:
·
Alni Vahani
·
Muhammad Rahayu
·
Resti Lisnawati
·
Salimah Dwi J
·
Siti Marlianti
SMK
PLUS YSB SURYALAYA
TASIKMALAYA
2017
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur Kami Panjatkan
ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya
sehingga kami dapat menyusun makalah ini tepat pada waktunya.
Makalah ini membahas tentang Pembangkit Listrik Energi Surya.
Namun kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain
berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan bapak guru kami , sehingga
kendala-kendala yangkami hadapi
bisa teratasi dengan baik.
Oleh karena itu, kami
mengucapkan terima kasihyang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah
membantu dalam penyusunan makalah ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang
setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh
dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya.
Kritik konstruktif dari pembaca sangat kami harapkanuntuk penyempurnaan
makalah selanjutnya.
Tasikmalaya, Februari
2017
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
1. LATAR
BELAKANG
Pada
zaman yang penuh teknologi ini kebutuhan listrik mengalami peningkatan.
Sebagian besar peralatan-peralatan yang digunakan oleh masyarakat umum maupun
dikalangan industri menggunakan energi listrik. Namun meningkatnya kebutuhan listrik ini
tidak diiringi oleh penambahan pasokan listrik untuk konsumen sehingga
perusahan listrik di Indonesia khususnya PLN (Perusahaan Listrik Negara)
menghimbau kepada seluruh konsumennya agar melakukan penghematan listrik dari
pukul 17.00 – 22.00. Hal ini
dilakukan agar krisis ketenagalistrikan tidak terjadi atau paling tidak
dapat diminimalisir sedini mungkin.
Krisis
ketenagalistrikan juga disebabkan oleh berkurangnya sumber energi, seperti
PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap) yang mengandalkan batu bara
sebagai sumber energi. Namun keberadaan batu bara di dalam bumi semakin menipis karena terus-menerus digunakan.
Oleh karena itu kita harus mencari alternatif lain untuk mengantisipasi hal ini
yaitu dengan memanfaatkan energi matahari sebagai sumber energi istrik.
Energi listrik
tenaga surya ini dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif khususnya bagi
perumahan di daerah daerah terpencil ataupun untuk keperluan lainnya.
Pemanfaatan energi surya ini dipilih karena, di Indonesia merupakan negara
tropis yang berada di jalur khatulistiwa.
Prinsip
kerja dari pembangkit listrik tenaga surya ini adalah dengan menangkap radiasi
cahaya matahari oleh panel surya fotovoltaik. Panel surya ini merupakan suatu
pengkombinasian dari beberapa sel surya yang ukurannya sangat kecil dan tipis
baik secara seri, paralel ataupun campuran (seri dan paralel), sehingga menjadi
sebuah panel surya yang cukup besar dan dapat menghasilkan arus dan tegangan
yang besar pula.
2. IDENTIFIKASI
MASALAH
Berdasarkan
latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat
diidentifikasi masalah yang ditemui dalam proses pemanfaatan listrik tenaga
surya sebagai berikut:
a. Apa itu pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)?
b. Bagaimana prinsip kerja dari
pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)?
c. Apa saja komponen dari pembangkit
listrik tenaga surya (PLTS)?
d. Apa keunggulan dan kelemahan dari
PLTS?
3. BATASAN
MASALAH
Untuk dapat memfokuskan masalah, maka
dibuatlah pembatasan makalah. Berdasarkan latar belakang dan identifikasi
masalah, jadi pembahasannya dibatasi pada bagaimana prinsip kerja dari
Pembangkit Lisrik Tenaga Surya yang memanfaatkan energi matahari sebagai sumber
energi listrik.
4.
TUJUAN
PENULISAN
a. Untuk
mengetahui apa itu Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
b. Untuk
mengetahui bagaimana prinsip-prinsip kerja dari PLTS
c. Untuk
mengetahui apa saja komponen-komponen dari PLTS
d. Untuk
mengetahui apa saja keunggulan dan kelemahan menggunakan PLTS.
BAB II
PEMBAHASAN
1. PENGERTIAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
(PLTS)
Matahari
adalah sumber energi utama yang memancarkan energi yang luar biasa besarnya ke
permukaan bumi. Pada keadaan cuaca cerah, permukaan bumi menerima sekitar 1000
watt energi matahari per-meter persegi .Sehingga bisa dikatakan bahwa sumber
segala energi adalah energi matahari.
PLTS
(Pembangkit Listrik Tenaga Surya) adalah suatu sistem yang digunakan untuk
menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan energi surya/panas dari
matahari yang diserap oleh panel surya melalui proses fotovoltaik.
Energi
matahari (surya) adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya
(matahari) melalui peralatan tertentu menjadi
sumber daya dalam bentuk lain. dapat dimanfaatkan dengan berbagai cara yang
berlainan bahan bakar minyak adalah hasil fotosintesis, tenaga hidro elektrik
adalah hasil sirkulasi hujan tenaga angin adalah hasil perbedaan suhu antar
daerah dan sel surya (sel fotovoltaik) yang menjanjikan masa depan yang cerah
sebagai sumber energi listrik.
2. PRINSIP
KERJA PLTS
Pembangkit
listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari
menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari
sumber daya alam. Sumber daya alam matahari sudah banyak digunakan untuk
memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini
dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatasdantidak
memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya ini dikatakan bersih dan
ramah lingkungan.
Sel surya
adalah dioda semikonduktor yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik dan
merupakan komponen utama dalam sistem PLTS.
Gambar 1. Sel Surya
sebagai Komponen Utama PLTS
Selain terdiri atas modul-modul sel surya, komponen
lain dalam sistem PLTS adalah Balance of System (BOS) berupa inverter
dan kontroller. PLTS sering dilengkapi dengan batere sebagai penyimpan daya,
sehingga PLTS dapat tetap memasok daya listrik ketika tidak ada cahaya
matahari.
Pembangkitan energi listrik pada sel
surya terjadi berdasarkan efek fotolistrik, atau disebut juga efek fotovoltaik,
yaitu efek yang terjadi akibat foton dengan panjang gelombang tertentu yang
jika energinya lebih besar daripada energi ambang semikonduktor, maka akan
diserap oleh elektron sehingga elektron berpindah dari pita valensi (N) menuju
pita konduksi (P) dan meninggalkan hole pada pita valensi, selanjutnya
dua buah muatan, yaitu pasangan elektron-hole, dibangkitkan. Aliran
elektron-hole yang terjadi apabila dihubungkan ke beban listrik melalui
penghantar akan menghasilkan arus listrik.
Dalam cahaya matahari terkandung
energi dalam bentuk foton. Ketika foton ini mengenai permukaan sel surya,
elektron-elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan aliran listrik. Prinsip
ini dikenal sebagai prinsip photoelectric. Sel surya dapat tereksitasi karena
terbuat dari material semikonduktor yang mengandung unsur silikon. Silikon ini
terdiri atas dua jenis lapisan sensitif: lapisan negatif (tipe-n) dan lapisan
positif (tipe-p). Sel surya ini mudah pecah dan berkarat jika terkena air.
Karena itu sel ini dibuat dalam bentuk panel-panel ukuran tertentu yang
dilapisi plastic atau kaca bening yang kedap air. Panel ini dikenal sebagai panel
surya.
Gambar 2. cara kerja PLTS
Listrik
yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung digunakan atau disimpan lebih
dahulu ke dalam batere. Arus listrik yang dihasilkan adalah listrik dengan arus
searah (DC) sebesar 3.5 A. Besar tegangan yang dihasilkan adalah 0.4-0.5V. Kita
dapat mendesain rangkaian panel-panel surya, secara seri atau paralel, untuk
memperoleh output tegangan dan arus yang diinginkan. Untuk memperoleh arus
bolak balik (AC) diperlukan alat tambahan yang disebut inverter.
Prinsip kerja
dari panel surya adalah jika cahaya matahari mengenai panel surya, maka
elektron – elektron yang ada pada sel surya akan bergerak dari N ke P, sehingga
pada terminal keluaran dari panel surya akan menghasilkan energi listrik.
Besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya berbeda – beda
tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan didalam panel surya
tersebut. Keluaran dari panel surya ini adalah berupa listrik arus searah (DC)
yang besar tegangan keluarnya tergantung dengan jumlah sel surya yang dipasang
didalam panel surya dan banyaknya sinar matahari yang menyinari panel surya
tersebut.
Keluaran dari
panel surya ini sudah dapat digunakan langsung ke beban yang memerlukan sumber
tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Agar energi listrik yang
dihasilkan juga dapat digunakan pada kondisi – kondisi seperti pada malam hari
(kondisi saat panel surya tidak disinari cahaya matahari), maka keluaran dari
panel surya ini harus di hubungkan ke sebuah media penyimpanan (storage).
Dalam hal ini adalah batere. Tetapi ini tidak langsung dihubungkan begitu saja
dari panel surya ke batere, tetapi harus dihubungkan ke rangkaian Regulator,
dimana didalam rangkaian tersebut terdapat rangkaian pengisi Batere otomatis (Automatic
charger).
Fungsi dari
Regulator ini adalah untuk meregulasi tegangan keluaran dari panel surya dan
mengatur arus yang masuk ke Batere secara otomatis. Selain itu Regulator
berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari Panel Surya ke Batere
secara otomatis dan juga berfungsi untuk memutuskan aliran arus dari batere
kebeban bila terjadi hubungsingkat ataupun beban yang berlebihan. Tipe
regulator yang dirancang disini adalah tipe modifikasi atau gabungan antara
seri dan paralel.
Panel Surya
sebenarnya dapat langsung digunakan tanpa diberi rangkaian regulator ataupun
batere, tetapi ini tidak dilakukan karena dapat membebani kinerja dari panel
(akibat adanya beban yang berlebihan) sehingga tidak akan terjadi kerusakan
yang fatal pada panel surya tersebut. Selain itu regulator ini juga berfungsi
untuk mengamankan dari terjadinya kelebihan beban dari panel surya sehingga
panel surya tidak cepat rusak.
Hubungan batere
dengan beban adalah dihubungkan paralel langsung ke beban. Jika batere tersebut
telah terisi dengan penuh. Untuk melindungi batere akibat adanya beban yang
berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban, maka sebelum
batere dihubungkan langsung harus melewati rangkaian proteksi. Dimana fungsinya
sudah cukup jelas, yaitu untuk memproteksi ataupun melindungi batere akibat
adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada
beban.
Jika kita
menginginkan hasil keluaran listrik dari PLTS ini berupa listrik arus
bolak-balik (AC) maka PLTS yang sudah dapat mengeluarkan listrik arus searah
(DC) ini harus dihubungkan ke sebuah rangkaian elektronik / modul elektronik
yang bernama Inverter DC – AC. Dimana Inverter DC – AC. berfungsi
untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak – balik
(AC). Setelah arus listrik searah diubah menjadi arus listrik bolak – balik,
selanjutnya keluaran dari inverter ini yang telah berupa arus bolak – balik ini
dapat langsung digunakan untuk mencatu peralatan listrik dan elektronika yang
membutuhkan arus bolak-balik.
Besarnya
tegangan dan daya keluaran yang dapat dihubungkan kebeban nantinya harus sesuai
dengan kemampuan inverter yang dipakai dan besarnya sistem penyimpanan
yang digunakan (besarnya ampere hour (AH) atau amper jam dari batere).
Gambar 3. Prinsip kerja PLTS
3.
KOMPONEN – KOMPONEN DARI PLTS
a. Panel
surya
Panel
surya adalah alat yang terdiri dari sel-sel surya yang digabung dan dihubungkan
secara seri dan paralel tergantung ukuran atau kapasitas. Panel surya berfungsi
merubah cahaya matahari menjadi listrik. Bentuk moduler dari panel surya
memberikan kemudahan pemenuhan kebutuhan pemenuhan listrik untuk berbagai skala
kebutuhan.
Gambar
4. Panel Surya
b. Controler regulator
Control reguler berfungsi mengatur
lalu lintas listrik dari Panel Surya ke beban.
c.
Battery ACCU
Berfungsi menyimpan arus listrik
yang dihasilkan oleh Panel Surya (Solar Panel) sebelum dimanfaatkan untuk
menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan
elektronik dan peralatan lainnya yang membutuhkan listrik
d. Inverter
AC
Berfungsi merubah arus DC dari
battrey ACCU 12volt menjadi arus AC bertegangan 220v,arus yang di hasilkan oleh
INVERTER sangatlah setabil, sehingga sudah tidak memerlukan alat setabilizer
lagi,serta aman dan berprotexion tinggi. Sangat flexible dalam penempatan
Design Pembangkit Listrik Tenaga Matahari Yang Praktis dan Flexible.
4. KEUNGGULAN
DAN KELEMAHAN PLTS
Keunggulan-keunggulan PLTS :
·
Tidak
memerlukan bahan bakar, karena menggunakan sumber energi matahari yangdapat diperoleh
dimana saja secara cuma-cuma sepanjang tahun, sehingga hampirtidak memerlukan
biaya operasi.
·
Tidak
memerlukan konstruksi yang berat dan menetap, sehingga dapat dipasangdimana
saja dan dapat dipindahkan bilamana dibutuhkan.
·
Dapat
diterapkan secara sentralisasi (PLTS ditempatkan di suatu area dan
listrik yang dihasilkan disalurkan melalui jaringan distribusi ke
tempat-tempat yangmembutuhkan) maupun desentralisasi (sistem PLTS dipasang pada
setiap rumah,dengan demikian tidak diperlukan jaringan distribusi).
·
Pada
pola desentralisasi, gangguan pada satu sistem tidak akan mempengaruhisistem
yang lain dan tidak banyak energi yang terbuang pada jaringan distribusi.
·
Bersifat
moduler; kapasitas listrik yang dihasilkan dapat disesuaikan dengankebutuhan
dengan cara merangkai modul secara seri dan paralel.
·
Dapat
dioperasikan secara otomatis (unattendable) maupun menggunakan operator
(attendable).
·
Ramah
lingkungan. Tidak menimbulkan polusi suara maupun polusi asap.
·
Tidak
ada bagian yang bergerak, sehingga hampir tidak memerlukan biayapemeliharaan,
yang diperlukan hanya membersihkan modul apabila kotor danmenambah air accu
(aquades).
·
Umur
pakai (life time) lebih dari 25 tahun
Kelemahan
– kelemahan PLTS :
·
Modul
surya memiliki efisiensi konversi yang rendah dibandingkan jenispembangkit
lainnya.
·
Untuk
bekerja dengan baik, modul surya harus cukup mendapatkan penyinaranmatahari
(tergantung pada musim).
·
Memerlukan
area yang luas untuk pemasangan modul surya untuk mendapatkandaya keluaran yang
tinggi.
·
Harga
modul surya (skala kecil) masih mahal sehingga biaya pembangkitan
yangdihasilkan juga mahal.
BAB III
PENUTUP
1.
KESIMPULAN
Energi
matahari (surya) adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya
(matahari) melalui peralatan tertentu menjadi
sumber daya dalam bentuk lain. PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) adalah
suatu sistem yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik dengan
memanfaatkan energi surya/panas dari matahari yang diserap oleh panel surya
melalui proses fotovoltaik.
Komponen
dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) terdiri dari panel surya yang
berfungsi merubah cahaya matahari menjadi listrik, controler regulator, battery
ACCU, dan interverter AC.
2.
SARAN
Mengingat
meningkatnya kebutuhan penggunaan listrik dan mulai berkurangnya sumber energi
listrik, akan menimbulkan krisis ketenagalistrikan. Oleh karena itu, sebaiknya kita mencari
alternatif lain untuk menanggulangi hal tersebut. Salah satunya yaitu dengan
pemanfaatan energi matahari.
Indonesia
terletak di daerah katulistiwa, sehingga kita selalu mendapatkan sinar
matahari. Bagi masyarakat Indonesia, sebaiknya menggunakan Pembangkit Listrik
Tenaga Surya karena dapat digunakan untuk keperluan apa saja dan stop global
warming. Dan kepada pemerintah hendaknya segera mengembangkan sistem Pembangkit
Listrik Tenaga Surya di kalanganan masyarkat.
DAFTAR
PUSTAKA
http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--wind-turbine--wind-mill/566--pembangkit-listrik-tenaga-surya-sebagai-alternatif.html
http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-surya-plts.html
http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-surya-plts.html
http://amalimunajat.com/index.php/sollar-cell/artikel-sollar-cell/51-komponen-dan-prinsip-kerja-plts
Tidak ada komentar:
Posting Komentar