MATERI PJJ MINGGU KE 7 ( 1 Maret - 6 Maret 2021 )

 

1. PETUNJUK UMUM

Awali setiap aktivitas pembelajaran pada semester 6 ini dengan berdoa kepada Allah SWT, pada pertemuan  ke 7 ini kita akan belajar tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), tugas yang harus siswa dan siswi lakukan adalah melakukan absensi secara online terlebih dahulu, kemudian silahkan membaca materi dan membuat ringkasan materi  pada buku tulis masing-masing.  demikian petunjuk pembelajaran jarak jauh ini kami sampaikan dan selamat berlajar tetap semangat dan sehat selalu.

2. ABSENSI ONLINE

Silahkan klik tautan berikut ini sebagai bukti siswa dan siswi sekalian mengikuti pembelajaran jarak jauh secara online untuk mata diklat Penerapan Rangkaian Elektronika !

Berikut Link Absensinya : https://bit.ly/Absensi_PRE

3. MATERI PEMBELAJARAN PLTS

II.5.A. Perhitungan Kapasitas Daya Modul Surya

Kapasitas daya modul sel surya dapat diperhitungkan dengan memperhatikan beberapa faktor, yaitu kebutuhan energi sistem yang disyaratkan, insolasi matahari, dan faktor penyesuaian (adjustment factor). Kebutuhan energi sistem hasil perhitungan, yaitu sebesar 59639 WH. Insolasi matahari bulanan yang terendah adalah pada bulan Januari yaitu 3,91 (sumber BMG, BPPT). Diambil data insolasi matahari yang terendah agar PLTS dapat memenuhi kebutuhan beban setiap saat. Berikut merupakan tabel insolasi matahari untuk daerah Jakarta dalam kurun waktu satu tahun.

                                                 Tabel Insolasi Matahari

No	BULAN	INSOLASI MATAHARI
1	JANUARI	3.91
2	FEBRUARI	4.03
3	MARET	4.48
4	APRIL	4.62
5	MEI	4.37
6	JUNI	4.17
7	JULI	4.44
8	AGUSTUS	4.48
9	SEPTEMBER	5.05
10	OKTOBER	4.85
11	NOVEMBER	4.43
12	DESEMBER	4.21
13	rata-rata	4.42

 Faktor penyesuaian pada kebanyakan instalasi PLTS adalah 1,1 (Mark Hankins, 1991 Small Solar Electric System for Africa page 68). Kapasitas daya modul surya yang dihasilkan adalah:

 Kapasitas Daya Modul Surya   = ( ET / insolasi matahari ) x faktor penyesuaian  

                                                      = ( 59639 / 3.91 ) x 1.1

                                                       = 16702.27 ≈ 16800 WP

 Besarnya kapasitas daya modul surya 16800 watt peak.

 Satuan energi (dalam WH) dikonversikan menjadi Ah yang sesuai dengan satuan kapasitas baterai sebagai berikut:

                        AH      =   ET/Vs                          AH : kapasitas AH yang dibutuhkan

                                   =   59639 Wh / 24h           ET : Energi total termasuk rugi-rugi         

                                    = 2484,95 AH                         yang diperhitungkan

Hari otonomi yang ditentukan adalah satu hari, jadi baterai hanya menyimpan energi dan menyalurkannya pada hari itu juga. Besarnya deep of discharge (DOD) pada baterai adalah 80% (Mark Hankins, 1991: 68).

Kapasitas baterai yang dibutuhkan adalah:

             C_b        =  (AH x d) / DOD                C_b : kapasitas batrei

                        =   (2484.95 x 1) / 0.8           AH : kapasitas AH yang dibutuhkan

                        = 3107 AH                                d : day (hari)

 

II.5.B. Perhitungan Kapasitas Battery Charge Regulator (BCR)

Beban pada sistem PLTS mengambil energi dari BCR. Kapasitas arus yang mengalir pada BCR dapat ditentukan dengan mengetahui beban maksimal yang terpasang. Beban maksimal yang terjadi pada sore hari adalah 4750 watt pukul 17.00. Dengan beban maksimal tegangan sistem adalah 24 volt maka kapasitas arus yang mengalir di BCR:

I maks = P maks / Vs

             = 4750 W / 24V

             = 197.9 A

Jadi kapasitas BCR yang digunakan harus lebih besar dari 197,9

II.5.C. Perhitungan Kapasitas Inverter

Spesifikasi inverter harus sesuai dengan Battery Charge Regulator (BCR) yang digunakan. Berdasarkan tegangan sistem dan perhitungan BCR, maka tegangan masuk (input) dari inverter 24 V DC. Tegangan keluaran (output) dari inverter yang tersambung ke beban adalah 220 V AC. Arus yang mengalir melewati inverter juga harus sesuai dengan arus yang melalui BCR. Berdasarkan perhitungan kapasitas BCR, arus maksimal yang dapat melewati BCR sebesar 197,9  ampere. Berarti kapasitas arus Inverter yang digunakan harus lebih besar dari 197,9  ampere.

 II.5.D. Kapasitas PLTS Terpasang

A. Modul Surya

Modul photovoltaik yang akan digunakan mempunyai spesifikasi sebagai

berikut:

Kapasitas Daya                    : 100 WP

Arus Maksimum                   : 6 Ampere

Tegangan maksimum        : 16,5 Volt

Karena kapasitas daya modul surya dibutuhkan 16800 W dan kapasitas daya 1 unit photovoltaik 100 WP dapat dibuat persamaan:

∑ m     = kapasitas daya / kapasitas per unit

            = 16800 / 100

            = 168 unit.

Modul surya terdiri dari 168 modul PV yang dihubungkan secara seri dan paralel, 2 modul dipasang secara seri, kemudian 84 kelompok seri dipasang  dipasang secara paralel. Array PV mempunyai Im = 504 A dan Vm = 33V yang setara dengan daya keluaran (Pm) 16632 watt.

B. Baterai

Kapasitas baterai yang digunakan adalah 200 AH dengan tegangan 12V. Karena tegangan sistem yang digunakan adalah 24V, dan kapasitas baterai 3107 ≈ 3200 AH  maka baterai sebanyak  16 buah baterai, 2 buah dipasang secara seri dan 8 kelompok seri di paralelkan.

C. Battery Charge Regulator

Battery Charge Regulator (BCR) mempunyai dua fungsi utama. Fungsi utama sebagai titik pusat sambungan ke beban, modul sel surya dan beterai. Fungsi yang kedua adalah sebagai pengatur system agar penggunaan listriknya aman dan efektif, sehingga semua komponen-komponen system aman dari bahaya perubahan level tegangan. BCR yang digunakan adalah BCR dengan kapasitas arus 200A, dan tegangan 24V.

Read More

MATERI PJJ MINGGU KE 6 ( 22 Februari - 27 Februari 2021 )

 

1. PETUNJUK UMUM

Awali setiap aktivitas pembelajaran pada semester 6 ini dengan berdoa kepada Allah SWT, pada pertemuan ke 5 yang lalu kita sudah melaksanakan UH 1 untuk selanjutnya pada pertemuan yang ke 6 ini kita akan belajar tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), tugas yang harus siswa dan siswi lakukan adalah melakukan absensi secara online terlebih dahulu, kemudian silahkan membaca materi dan membuat ringkasan materi  pada buku tulis masing-masing.  demikian petunjuk pembelajaran jarak jauh ini kami sampaikan dan selamat berlajar tetap semangat dan sehat selalu.

2. ABSENSI ONLINE

Silahkan klik tautan berikut ini sebagai bukti siswa dan siswi sekalian mengikuti pembelajaran jarak jauh secara online untuk mata diklat Penerapan Rangkaian Elektronika !

Berikut Link Absensinya : https://bit.ly/Absensi_PRE

3. MATERI PEMBELAJARAN PLTS

II.4. Jenis – jenis Solar Cell

Ditinjau dari konsep struktur kristal bahannya, terdapat tiga tipe utama sel surya, yaitu sel surya berbahan dasar monokristalin, poli (multi) kristalin, dan amorf. Ketiga tipe ini telah dikembangkan dengan berbagai macam variasi bahan, misalnya silikon, CIGS, dan CdTe.

Berdasarkan kronologis perkembangannya, sel surya dibedakan menjadi sel surya generasi pertama, kedua, dan ketiga. Generasi pertama dicirikan dengan pemanfaatan wafer silikon sebagai struktur dasar sel surya; generasi kedua memanfaatkan teknologi deposisi bahan untuk menghasilkan lapisan tipis (thin film) yang dapat berperilaku sebagai sel surya; dan generasi ketiga dicirikan oleh pemanfaatan teknologi bandgap engineering untuk menghasilkan sel surya berefisiensi tinggi dengan konsep tandem atau multiple stackes.

Kebanyakan sel surya yang diproduksi adalah sel surya generasi pertama, yakni sekitar 90% (2008). Di masa depan, generasi kedua akan makin populer, dan kelak akan mendapatkan pangsa pasar yang makin besar. European Photovoltaic Industry Association (EPIA) memperkirakan pangsa pasar thin film akan mencapai 20% pada tahun 2010. Sel surya generasi ketiga hingga saat ini masih dalam tahap riset dan pengembangan, belum mampu bersaing dalam skala komersial.

Jenis-jenis sel surya digolongkan berdasarkan teknologi pembuatannya. Secara garis besar sel surya dibagi dalam tiga jenis, yaitu:

1. Monocrystalline
Jenis ini terbuat dari batangan kristal silikon murni yang diiris tipis-tipis. Kira-kira hampir sama seperti pembuatan keripik singkong. Satu singkong diiris tipis-tipis, untuk menghasilkan kepingan-kepingan keripik yang siap digoreng. beda dengan kristal silikon murni yang membutuhkan teknologi khusus untuk mengirisnya menjadi kepingan-kepingan kristal silikon yang tipis.
Dengan teknologi seperti ini, akan dihasilkan kepingan sel surya yang identik satu sama lain dan berkinerja tinggi. Sehingga menjadi sel surya yang paling efisien dibandingkan jenis sel surya lainnya, sekitar 15% - 20%.
Mahalnya harga kristal silikon murni dan teknologi yang digunakan, menyebabkan mahalnya harga jenis sel surya ini dibandingkan jenis sel surya yang lain di pasaran
Kelemahannya, sel surya jenis ini jika disusun membentuk solar modul (panel surya) akan menyisakan banyak ruangan yang kosong karena sel surya seperti ini umumnya berbentuk segi enam atau bulat, tergantung dari bentuk batangan kristal silikonnya, seperti terlihat pada gambar berikut.

Keterangan gambar:

1. Batangan kristal silikon murni
2. Irisan kristal silikon yang sangat tipis
3. Sebuah sel surya monocrystalline yang sudah jadi
4. Sebuah panel surya monocrystalline yang berisi susunan sel surya monocrystalline. Nampak area kosong yang tidak tertutup karena bentuk sel surya jenis ini.

2. Polycrystalline

Jenis ini terbuat dari beberapa batang kristal silikon yang dilebur / dicairkan kemudian dituangkan dalam cetakan yang berbentuk persegi. Kemurnian kristal silikonnya tidak semurni pada sel surya monocrystalline, karenanya sel surya yang dihasilkan tidak identik satu sama lain dan efisiensinya lebih rendah, sekitar 13% - 16% . 
Tampilannya nampak seperti ada motif pecahan kaca di dalamnya. Bentuknya yang persegi, jika disusun membentuk panel surya, akan rapat dan tidak akan ada ruangan kosong yang sia-sia seperti susunan pada panel surya monocrystalline di atas. Proses pembuatannya lebih mudah dibanding monocrystalline, karenanya harganya lebih murah. Jenis ini paling banyak dipakai saat ini.

3. Thin Film Solar Cell (TFSC)

Jenis sel surya ini diproduksi dengan cara menambahkan satu atau beberapa lapisan material sel surya yang tipis ke dalam lapisan dasar. Sel surya jenis ini sangat tipis karenanya sangat ringan dan fleksibel.
Jenis ini dikenal juga dengan nama TFPV (Thin Film Photovoltaic).

Berdasarkan materialnya, sel surya thin film ini digolongkan menjadi:

3.1. Amorphous Silicon (a-Si) Solar Cells.
Sel surya dengan bahan Amorphous Silicon ini, awalnya banyak diterapkan pada kalkulator dan jam tangan. Namun seiring dengan perkembangan teknologi pembuatannya penerapannya menjadi semakin luas. Dengan teknik produksi yang disebut "stacking" (susun lapis), dimana beberapa lapis Amorphous Silicon ditumpuk membentuk sel surya, akan memberikan efisiensi yang lebih baik antara 6% - 8%.

3.2. Cadmium Telluride (CdTe) Solar Cells.
Sel surya jenis ini mengandung bahan Cadmium Telluride yang memiliki efisiensi lebih tinggi dari sel surya Amorphous Silicon, yaitu sekitar: 9% - 11%.

3.3. Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) Solar Cells.
Dibandingkan kedua jenis sel surya thin film di atas, CIGS sel surya memiliki efisiensi paling tinggi yaitu sekitar 10% - 12%. Selalin itu jenis ini tidak mengandung bahan berbahaya Cadmium seperti pada sel surya CdTe.

Teknologi produksi sel surya thin film ini masih baru, masih banyak kemungkinan di masa mendatang. Ongkos produksi yang murah serta bentuknya yang tipis, ringan dan fleksibel sehingga dapat dilekatkan pada berbagai bentuk permukaan, seperti kaca, dinding gedung dan genteng rumah dan bahkan tidak menutup kemungkinan kelak dapat dilekatkan pada bahan seperti baju kaos.

 

II.5. Sistem Perhitungan Solar Cell

Energi baru dan yang terbarukan mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar untuk pembangkit-pembangkit listrik konvensional dalam jangka waktu yang panjang akan menguras sumber minyak bumi, gas dan batu bara yang makin menipis dan juga dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Salah satunya upaya yang telah dikembangkan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). PLTS atau lebih dikenal dengan sel surya (sel fotovoltaik) akan lebih diminati karena dapat digunakan untuk berbagai keperluan yang relevan dan di berbagai tempat seperti perkantoran, pabrik, perumahan, dan lainnya. Di Indonesia yang merupakan daerah tropis mempunyai potensi energi matahari sangat besar dengan insolasi harian rata-rata 4,5 - 4,8 KWh/m² / hari. Akan tetapi energi listrik yang dihasilkan sel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari yang diterima oleh sistem.

Dalam merencanakan pembangunan PLTS terlebih dahulu diperhitungkan beban dari PLTS sehingga kita dapat menghitung kapasitas listrik tenaga surya yang akan dibangun. Berikut ini  merupakan contoh perhitungan beban pada perumahan tipe 36 sebanyak 10 unit rumah.

Asumsi Rencana Pembebanan

 Asumsi rugi-rugi (losses) pada sistem dianggap sebesar 15%, karena keseluruhan komponen sistem yang digunakan masih baru (Mark Hankins, 1991: 68).

Total energi sistem yang disyaratkan adalah sebesar :

ET       = EA + rugi-rugi system             ET : Energi total termasuk rugi-rugi yang diperhitungkan

= EA + (15% x EA)                     EA : Energi total tanpa rugi-rugi            

= 51860 WH + (15% x 51860WH)             

= 59639 WH

Jadi total energi sistem yang disyaratkan sebesar 59639 WH

Read More

SOAL ULANGAN HARIAN 1 PRE Semester 6

A. PETUNJUK PENGERJAAN SOAL :

1. Berdoalah terlebih dahulu sebelum mengerjakan soal ulangan harian 1 !

2. Isilah Absensi kegiatan Ulangan Harian 1 terlebih dahulu pada format yang sudah disediakan !

3. Kerjakanlah dengan teliti dan cermat setiap butir soal yang diberikan !

B. ABSENSI ULANGAN HARIAN 1

Berikut Link Absensinya : http://bit.ly/Absensi_UH1

C. SOAL ULANGAN HARIAN 1

Berikut Link Soal UH 1 PRE : http://bit.ly/Soal_UlanganHarianPRE

 

Read More