Akhir-akhir ini sudah banyak industri kecil atau rumah-rumah yang menggunakan kebutuhan listriknya bersumber dari tenaga surya (solar panel). Tetapi tidak sedikit juga yang belum beralih karena investasi diawal yang memang cukup relatif tinggi.
Maka pada artikel sederhana ini akan coba dijelaskan bagaimana cara untuk menghitung kebutuhan solar panel dalam skala industri kecil atau juga perumahan.
Solar PV (Photovoitaics) adalah sebuah piranti yang dapat mengubah energi panas matahari menjadi listrik dengan memanfaatkan bahan seperti silikon, dimana silikon ini secara alami akan melepaskan elektron jika terkena sinar matahari. Perpindahan elektron inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan sumber listrik.
Listrik yang dihasilkan panel surya ini adalah listrik dengan arus searah (Direct Current). Sehingga dalam penggunaannya diperlukan inverter untuk mengubah listrik searah (DC) menjadi listrik bolak-balik (Alternating Current).
Hal ini disebabkan sebagian besar device atau peralatan rumah tangga menggunakan listrik bolak balik (AC) dengan tegangan 220 Volt. Jumlah listrik yang dihasilkan dari inverter ini diukur atau dihitung dalam besaran watt.
PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) saat ini sudah mulai digemari di berbagai kalangan. Selain bisa menghemat pengeluaran karena mengurangi pembayaran ke PLN, tetapi juga bisa menjaga lingkungan karena menggunakan energi yang terbarukan.
Apabila Anda saat ini sedang ingin merencanakan pemasangan PLTS, ada baiknya mengkalkulasi terlebih dahulu supaya memudahkan ketika sudah mulai membeli keperluan nanti.
Jangan sampai asal membeli keperluan PLTS yang berakibat pemborosan karena membeli suatu barang yang ternyata tidak perlu.
Ada dua point penting yang harus dihitung atau dipertimbangkan jika kita ingin menginstalasi PLTS di rumah kita,
1. Membuat Pendataan Daya Listrik
Tabel di atas adalah contoh pendataan daya listrik yang digunakan setiap harinya. Dari tabel di atas, dapat diketahui jika total penggunaan daya listrik setiap harinya sebesar 4.260 Watt.
Namun, yang perlu diingat. Bahwa energi listrik yang dihasilkan PLTS ini tidak 100% dapat digunakan. Karena selama masa transmisi dari panel surya hingga pada akhirnya ke beban (alat elektronik), terdapat hingga 40% energi listrik yang hilang.
Maka dari itu, perlu adanya penambahan 40% daya listrik dari total daya yang digunakan. Jadi, secara matematika dapat ditulis seperti berikut:
Total daya = Daya rumah : (100% – 40% )
= 4.260 Watt : 60%
= 7.100 Watt
Jadi, total dayanya sebesar 7.100 Watt.
Contoh sederhana Menghitung daya total kebutuhan rumah
- Lampu 20 watt/hour x 4 hours (menyala) = 80 watt
- Televisi 80 watt/hour x 4 hours (menyala) = 320 watt
- Kulkas 100 watt/hour x 24 hours (menyala) = 2400 watt
2. Menentukan Kebutuhan Panel Surya
Untuk menentukan banyaknya panel surya yang dibutuhkan, penting untuk mengetahui apa itu Watt Peak (WP). Jadi, Watt Peak adalah besarnya atau optimalnya nominal Watt tertinggi yang dapat dihasilkan dari sebuah panel surya.
Di Indonesia, proses photovoltaic optimalnya hanya berlangsung 5 jam saja, sehingga untuk menghitung banyaknya panel surya yang digunakan, dapat dengan cara berikut:
Panel Surya = Total Daya : Waktu Optimal
= 7.100 Watt : 5 Jam
= 1.420 Watt Peak
Jadi, untuk mendapatkan daya yang diinginkan, perlu menggunakan panel surya 1.420 Watt Peak. Namun, karena panel surya yang dijual di pasaran umumnya hanya 50 WP dan 100 WP, maka diambil saja yang 100 WP, supaya lebih ringkas. Sehingga:
1.420 WP : 100 WP = 14,2 pcs
= 15 pcs (dibulatkan)
Jadi, total panel surya yang dibutuhkan sebanyak 15 pcs.
Contoh sederhana Menentukan jumlah solar panel yang dibutuhkan
- Jumlah solar panel = Total daily watt : charging effective
- Jumlah solar panel = 2800 watt : 5 hours
- Jumlah solar panel = 560 wattpeak (wp)
- Misalkan kita memilih solar panel dengan nilai 100 wp, maka dibutuhkan 560wp:100wp =5,6 pcs solar panel = 6 pcs solar panel (pembulatan)
3. Menentukan Penggunaan Beterai
Pada siang hari, baterai selain digunakan langsung, tetapi juga melakukan pengisian dari panel surya, sehingga pada malam hari tetap bisa menggunakan energi listrik tanpa harus menggunakan jaringan listrik PLN.
Menentukan tipe baterai yang kita gunakan untuk mem-backup kebutuhan listrik rumah kita.
Contoh kita memilih baterai dengan nilai 12 Volt 100Ah, maka kemampuannya berarti adalah P=V*I, P = 12*100, maka daya baterai adalah 1200 watt.
Kemudian berapa lama baterai tersebut dapat membackup kebutuhan listrik rumah kita jika daya total rumah kita adalah 200 watt/hour? Caranya adalah dengan membagi kemampuan maksimal batterai dengan daya total rumah kita, berarti 1200 watt : 200 watt = 6 jam
Namun, energi listrik pada baterai tidak 100% dapat digunakan. Karena pada saat di inverter potensi kehilangan energinya bisa sebesar 5%, sehingga perlu adanya cadangan 5% yang harus ditambah.
Contoh hitungan kehilangan energi inverter
Cadangan = Daya Rumah : (100% – 5%)
= 4.260 Watt : 95%
= 4.484 Watt
Jadi, acuan daya listrik yang digunakan untuk menentukan baterai adalah 4.484 Watt.
Selanjut-nya, memilih spesifikasi baterai yang tepat. Di pasaran juga dijual berbagai jenis spesifaksi baterai. Di sini ambil saja misalnya 12 V 100 Ah. Kemudian, hitung kembali jumlah baterai yang akan digunakan.
Jumlah baterai = Daya Listrik : Kapasitas Baterai
= 4.484 Watt : (12 V x 100 Ah)
= 4.484 Watt : 1.200 Watt
= 3,7 Watt
= 4 pcs (dibulatkan)
Menentukan jumlah batterai yang diperlukan
- Jumlah batterai = 2800 watt/day : (12Vx105Ah)
- Jumlah batterai = 2800watt/day : 1260 watt
- Jumlah batterai = 2,2 pcs
- Jumlah batterai = (2800 watt/day x 3) : (12Vx105Ah)
- Jumlah batterai = 8400 watt/day : 1260 watt
- Jumlah batterai = 6,6 pcs (7 pcs)
Tetapi ini juga belum selesai. Ingat. Penggunaan baterai tidak bolah sampai habis karena membuat baterai cepat rusak. Gunakan setengahnya saja atau setara 50% saja.
Jadi, hasil perhitungan di atas dikalikan 2, supaya mendapat hasil yang maksimal. Maka 4 x 2 = 8 pcs. Sehingga untuk kebutuhan beterainya sebanyak 8 pcs.
4. Menentukan Inverter
Menentukan besaran watt dari inverter yang kita gunakan. Besaran watt inverter yang kita gunakan ditentukan dari besarnya kebutuhan watt yang ingin kita backup.
Contoh, jika kebutuhan daya total rumah kita adalah 200 watt/hour, maka kita harus memilih tipe inverter dengan daya 300 watt/hour. Inverter ini boleh dengan nilai daya lebih dari beban/jam tetapi tidak boleh kurang dari daya beban/jam.
Inverter adalah alat yang berguna mengubah arus DC (searah) menjadi arus AC (bolak-balik). Untuk menentukan inverter, asumsikan jika semua alat menyala bersamaan, maka dari data sebelumnya sudah didapat 805 Watt.
Jadi, pilihlah inverter yang outputnya lebih dari 805 Watt. Sebagai contoh, bisa dipilih inverter dengan output 1000 Watt atau setara 1 kW.
5. Menentukan Sollar Charge Controler
Sebelum menentukan SCC (Sollar Charge Controler) pahami dahulu spesifikasi pada panel surya. Biasanya, pada panel surya tertulis kode seperti berikut:
- Pm = 100 WP
- Vm = 18 VDC
- Voc = 21,25 A
- Imp = 5,8 A
- Isc = 6 A
Kemudian, perhatikan Isc (short circuit current). Selanjutnya, kalikan Isc dengan jumlah panel surya.
Daya SCC = Isc x Jumlah Panel Surya
= 6 x 15 pcs
= 90 A
Jadi, minimal SCC memiliki daya 90 A. Sebagai contoh, ambil saja SCC 100 A.
Kesimpulan
Untuk memasang PLTS dengan beban 4.260 Watt memerlukan perlengkapan sebagai berikut:
- Panel surya = 15 pcs (100 WP)
- Baterai = 8 pcs (12 V 100 Ah)
- Inverter = 1000 Watt atau 1 Kw
- Sollar Charge Controler = 100 A :