Analisis Mode Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Microhydro - Photovoltaic Array Menggunakan Homer (Studi Kasus : Kampung Bayang Janiah, Kabupaten Pesisir Selatan)

Novi Kurniasih, Refdinal Nazir

Abstract


Dalam penelitian ini membahas tentang optimisasi desain dan analisis ekonomi teknik dari Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Off-Grid Microhydro-Photovoltaic Array dengan menggunakan bantuan perangkat lunak HOMER 2 versi 2.81. Pemanfaatan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (PLTH) dapat mengatasi permasalahan kelistrikan di Kampung Bayang Janiah, Nagari Koto Ranah, Kecamatan Bayang Utara, Kabupaten Pesisir Selatan yaitu jauh dari jangkauan jaringan listrik PLN dan dapat meningkatkan keandalan secara ekonomis dimana awalnya listrik beroperasi hanya 12 jam/hari yang bersumber dari PLTMH saja, dapat ditingkatkan menjadi beroperasi penuh selama 24 jam/hari. Dari analisa yang telah dilakukan, diperoleh ketersediaan debit bulanan air sungai Bayang Janiah dengan menggunakan metode    F. J. Mock yaitu debit andalan 90% sebesar 102 L/s dengan head efektif 14 m mampu menggerakkan hydro turbine sehingga menghasilkan daya sekitar 11,3 kW. Sementara itu, untuk sistem photovoltaic array menghasilkan daya sebesar 8,4 kW dengan jumlah modul surya sebanyak 84 modul dan jumlah battery 6 V 1.091 Ah yang dibutuhkan sebanyak 8 unit serta bidirectional converter dengan total kapasitas sebesar 10 kW, berjumlah 2 unit. Hasil simulasi HOMER menunjukkan bahwa penentuan konfigurasi desain sistem PLTH yang paling optimal untuk diterapkan di Kampung Bayang Janiah berdasarkan Total NPC terendah adalah integrasi antara microhydro-photovoltaic array-battery bank-bidirectional converter. Pada konfigurasi sistem yang optimal tersebut, kontribusi microhydro sebesar 78.945 kWh/yr, photovoltaic array sebesar 11.404 kWh/yr, dengan Total NPC sebesar $ 146.041, Levelized COE sebesar $ 0,525/kWh, sedangkan untuk konsumsi energi listrik per tahun sebesar 30.668 kWh dan memiliki kelebihan energinya sebesar 59.608 kWh/yr, sehingga dapat memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga sebanyak 56 kk termasuk juga sarana sosial yang ada di kampung tersebut.

Kata Kunci: PLTH Off-Grid Microhydro-Photovoltaic Array, Optimisasi Desain, Simulasi, HOMER, Total NPC, Levelized COE


Abstract—In this study discusses the optimization of the design and analysis of engineering economics Hybrid Power Plant Off-Grid Microhydro - Photovoltaic Array with the help of software HOMER 2 version 2.81. Utilization of Hybrid Power Plant System can overcome the electrical problems in Bayang Janiah village, Nagari Koto Ranah, Bayang Utara Subdistrict, Pesisir Selatan District that is far from the reach of the grid and can improve the reliability of electricity economically in which initially operated only 12 hours/day sourced from microhydro power plant only, can be upgraded to full operation       24 hours/day. From the analysis that has been conducted, obtained monthly discharge of Bayang Janiah river availability using dependable discharge F. J. Mock 90% of 102 L/s to 14 m of effective head is able to move the hydro turbine to produce power of about 11,3 kW. Meanwhile, for an array of photovoltaic systems produce power equal to 8.4 kW with a number of solar modules by 84 modules and the number of battery 6 V 1.091 Ah required 8 units and a bidirectional converter with a total capacity of 10 kW, totaling 2 units. HOMER simulation results show that the determination of the configuration of the hybrid power plant system design most optimal for application in Bayang Janiah village lowest Total NPC is based on the integration between microhydro - photovoltaic array - battery bank - bidirectional converter. On the optimal system configuration, microhydro contribution of 78.945 kWh/yr, a photovoltaic array of  11.404 kWh/yr, with a Total NPC of $ 146.041, Levelized COE of $ 0,525/kWh, while the electrical energy consumption of 30.668 kWh per year and has excess energy of 59.608 kWh/yr, so it can meet the needs of household electricity to 56 households as well as social facilities in the village.

Keywords: Off-Grid Hybrid Power System Microhydro-Photovoltaic Array, Optimization Design, Simulation, HOMER, Total NPC, Levelized COE 


Full Text:

PDF

References


Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. (2013, Februari 8). Indonesia Energy Outlook 2012 [Online]. Available: http://www.esdm.go.id/publikasi/indonesia-energy-outlook.html

Sitompul, Rislima, Manual Pelatihan Teknologi Energi Terbarukan yang Tepat Untuk Aplikasi di Masyarakat Pedesaan. Jakarta : PNPM Support Facility (PSF), 2011, hal.45-75, 175-255.

Peraturan Presiden Republik Indonesia No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional, 25 Januari 2006.

Dinas ESDM Provinsi Sumatera Barat. Daftar Daerah yang Menerima Bantuan Penerangan Listrik Energi Baru Terbarukan Provinsi Sumatera Barat Tahun 2013

PT. PLN (Persero) Wilayah Sumatera Barat. (2013, September 7). Road Map Lisdes Wilayah Sumatera Barat 2012 – 2017 [Online]. Available: http://www.pln.co.id/sumbar

Bhandari, Binayak dkk., "Mathematical Modeling of Hybrid Renewable Energy System : A Review on Small Hydro-Solar-Wind Power Generation", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, vol. 1, no. 2, hal. 157-173, April 2014.

IMIDAP (Integrated Microhydro Development and Application Program), Pedoman Studi Kelayakan PLTMH. cetakan kedua, Jakarta : Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2009.

Effendi, Asnal, "Pembangkit Listrik Sel Surya Pada Daerah Pedesaan", Jurnal Teknik Elektro ITP, vol. 1, no. 1, hal. 19-24, Januari 2011.

(2013, Maret 15). [Online]. Available: http://www.solarsuryaindonesia.com

Ashok, S., "Optimised Model for Community-Based Hybrid Energy System", Jurnal Elsevier, vol. 32, hal. 1155-1164, 2007.

Tanoto, Y., dkk., "Off-Grid Fully Renewable Energy with Free Capacity Shortage for Remote Electrification", Proc. IEEE, hal. 460-464, 3-4 Juni 2013.

Juwito, A. F., dkk., "Optimalisasi Energi Terbarukan pada Pembangkit Tenaga Listrik dalam Menghadapi Desa Mandiri Energi di Margajaya", Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, vol. 15, no. 1, hal. 22-34, Mei 2012.

Maherchandani, J. K., dkk., "Economic Feasibility of Hybrid Biomass/PV/Wind System for Remote Villages Using HOMER", International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, ISSN: 2278-8875, vol. 1, issue 2, hal. 49-53, Agustus 2012.

Kunaifi, "Program HOMER Untuk Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Hibrida Di Propinsi Riau", Seminar Nasional Informatika, FTI UPN “Veteran” Yogyakarta, 2010, hal. 18-27.

National Renewable Energy Laboratory, USA. (2012, November 28). Homer Energy Modelling Software for Hybrid Renewable Energy System [Online]. Available: http://www.homerenergy.com

Lambert, Tom, dkk., "Micropower System Modeling with HOMER", Integration of Alternative Sources of Energy, United States of America : John Wiley & Sons Inc., April 2006, bab 15, hal. 379-418.

Akella, A. K., dkk., "Optimum Utilization of Renewable Energy Sources in a Remote Area", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 11, hal. 894-908, 2007.

Badan Pusat Statistik Kabupaten Pesisir Selatan. (2014, Januari 1). Kecamatan Bayang Utara Dalam Angka Tahun 2013 [Online]. Available: http://pesselkab.bps.go.id

Badan Pusat Statistik Kabupaten Pesisir Selatan. (2012, Desember 10). Buku Putih Sanitasi (BPS) Kabupaten Pesisir Selatan Tahun 2010 [Online]. Available: http://pesselkab.bps.go.id

Bank Indonesia (2013, Desember 9). Kurs Transaksi Bank Indonesia [Online]. Available: http://www.bi.go.id

Dinas PU PSDA Provinsi Sumatera Barat. MapInfo Sub DAS Bayang Janiah

Dinas PU PSDA Provinsi Sumatera Barat. Data Curah Hujan Harian Stasiun Ladang Padi, Stasiun Danau Di Atas dan Stasiun Tarusan Tahun 1997-2011

Dinas PU PSDA Provinsi Sumatera Barat. Data Klimatologi Harian Stasiun Gunung Nago, Stasiun Danau Di Atas dan Stasiun Surantih Tahun 2010

Dinas ESDM Painan Kabupaten Pesisir Selatan. Kecamatan, Nagari dan Kampung yang Belum Mendapatkan Penerangan Listrik Kabupaten Pesisir Selatan Tahun 2013

Fung, C. C., dkk., "A Simulation Study on The Economic Aspects of Hybrid Energy Systems for Remote Islands in Thailand", Proc. IEEE, vol. 3, no. 3, hal. 1966-1969, 28-31 Oktober 2002.




DOI: https://doi.org/10.25077/jnte.v4n1.114.2015

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License.

 

  

.
Statistic and Traffic