Pembangkit listrik tenaga surya umumnya banyak digunakan di desa-desa dengan skala kecil karena daerah tersebut belum terjangkau PLN, namun seiring berjalannya waktu PLTS banyak diterapkan di gedung-gedung pemerintah, perusahaan ataupun di rumah pribadi. Solar Home System (SHS) merupakan pembangkit listrik skala kecil yang digunakan secara desentralisasi atau artinya satu rumah satu pembangkit. Pada artikel kali ini akan mengupas materi mengenai apa itu PLTS? Apa saja jenisnya? Bagaimana cara kerjanya? Apa saja komponen-komponenya? Apa kelebihan dan kekurangannya?
Apa itu PLTS?
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah pembangkit yang memanfaatkan energi matahari sebagai sumber energinya kemudian akan dikonversikan menjadi energi listrik melalui proses fotovoltaik. Pada awal pengkonversian tenaga matahari menjadi tenaga listrik ditemukan oleh Alexandre – Edmund Bequerel pada tahun 1839 yang merupakan fisikawan asal Prancis. Dalam prinsip kerjanya listrik yang dihasilkan potovolatik (PV) ini masih berupa listrik AC, dan untuk mengubahnya menjadi listrik DC maka inverterlah yang berperan.
Energi matahari (surya) merupakan energi yang diperoleh dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk yang lain. Pembangkit listrik tenaga surya konsepnya sederhana yaitu mengkonversi cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari dapat menghasilkan energi listrik dengan jumlah yang tidak terbatas dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem PLTS ini dikatakan bersih dan ramah lingkungan.
Sel surya merupakan dioda semikonduktor yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik, sel surya juga menjadi komponen utama dalam sistem PLTS. Selain modul-modul sel surya, komponen lain dalam sistem PLTS adalah Balance of System (BOS) yang berupa inverter dan kontroller. PLTS juga dilengkapi dengan baterai sebagai penyimpan daya, sehingga PLTS dapat tetap memasok daya listrik ketika tidak ada cahaya matahari melalui simpanan daya pada baterai.
Jenis PLTS
Berdasarkan sistem PLTS diklasifikasikan Menjadi beberapa jenis yaitu (Omran,IEEE 2000):
- Berdasarkan lokasi pemasangannya, sistem PLTS pola tersebar (distributed PV plant) dan sistem terpusat (centralized PV Plant)
- Berdasarkan aplikasi dan konfigurasinya, terbagi atas sistem PLTS yang tidak terhubung jaringan (off-grid PV plant) atau PLTS berdiri sendiri (stand alone) dan sistem PLTS yang terhubung jaringan (on-grid PV plant)
- Penggabungan sistem pembangkit listrik yang lain disebut PLTS hybrid
- PLTS Rooftop
Menurut standar IEEE 929-2000 sistem PLTS dibagi menjadi tiga kategori, yaitu PLTS skala kecil dengan batas 10 kW atau kurang, skala menengah dengan batas antara 10 kW hingga 500 kW, skala besar dengan batas diatas 500 kW.
Bagaimana Prinsip Kerja PLTS?
Prinsip kerja dari panel surya adalah jika cahaya matahari menyentuh panel surya, maka elektron–elektron yang ada pada sel surya akan bergerak dari arah N ke P, sehingga pada output terminal dari panel surya akan menghasilkan energi listrik. Besarnya energi listrik yang diperoleh panel surya berbeda–beda tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan didalam panel surya tersebut. Output dari panel surya berupa listrik arus searah (DC) yang nilai tegangan keluarnya tergantung dengan jumlah sel surya yang dipasang didalam panel surya dan banyaknya sinar matahari yang menyinari panel surya tersebut.
Output dari panel surya dapat langsung digunakan pada beban yang menggunakan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Jika PLTS ingin tetap bisa digunakan pada malam hari atau panel tidak terkena matahari, maka output dari panel harus terhubung dengan penyimpanan seperti baterai. Proses penghubungannya melalui regulator yang didalamnya terdapat rangkaian pengisi baterai otomatis atau automatic charger.
Komponen-komponen PLTS
Berikut ini adalah penjabaran mengenai komponen-komponen pada PLTS:
1. Panel Surya
Panel surya merupakan alat yang terdiri dari sel-sel surya yang digabungkan dan dihubungkan secara seri dan paralel tergantung ukuran atau kapasitas yang diinginkan. Panel surya mempunyai fungsi merubah cahaya matahari menjadi listrik. Bentuk modular dari panel surya memberikan kemudahan pemenuhan kebutuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan.
2. Control Regulator
Control reguler berguna mengatur lalu lintas listrik dari Panel Surya ke beban
3. Battery ACCU
Battery ACCU berguna untuk menyimpan arus listrik yang telah dihasilkan oleh Panel Surya (Solar Panel), selanjutnya untuk dimanfaatkan menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan, peralatan elektronik dan peralatan lainnya yang memerlukan listrik.
4. Inverter AC
Inverter AC berfungsi merubah arus DC dari battery ACCU 12 volt menjadi arus AC bertegangan 220v. Arus yang dihasilkan oleh inverter biasanya sangatlah stabil, sehingga sudah tidak membutuhkan alat stabilizer lagi, dan aman atau berproduksi tinggi.
Kelebihan PLTS
- 1. Tidak membutuhkan bahan bakar, karena menggunakan sumber energi matahari yang didapat dimana saja secara cuma-cuma sepanjang tahun, sehingga hampir tidak membutuhkan biaya operasi.
- Tidak membutuhkan konstruksi yang berat dan menetap, sehingga dapat dipasang dimana saja dan bisa dipindahkan sesuai kebutuhan.
- Bisa diterapkan secara sentralisasi (PLTS ditempatkan di suatu area dan listrik yang dihasilkan disalurkan akan melalui jaringan distribusi ke tempat-tempat yang membutuhkan) maupun diterapkan secara desentralisasi (sistem PLTS dipasang pada setiap rumah, oleh karena itu tidak memerlukan jaringan distribusi).
- Pada pola desentralisasi, jika terjadi gangguan pada satu sistem tidak akan mempengaruhi sistem yang lain dan tidak banyak energi yang terbuang di jaringan distribusi.
- Bersifat modular, artinya kapasitas listrik yang dihasilkan bisa disesuaikan dengan kebutuhan, kemudian akan dirangkai secara seri dan paralel.
- Dapat dioperasikan secara otomatis (unattendable) maupun menggunakan operator (attendable).
- Ramah lingkungan karena tidak menimbulkan polusi suara maupun polusi asap.
- Biaya pemeliharaan cukup sedikit, hanya untuk membersihkan modul apabila kotor dan menambah air accu (aquades).
- Umur pakai PLTS (lifetime) lebih dari 25 tahun
Kekurangan PLTS
- Modul surya mempunyai efisiensi konversi yang rendah dibandingkan dengan pembangkit lainnya.
- Bekerja bergantung pada sinar matahari yang diperoleh. Jadi modul harus cukup mendapatkan penyinaran matahari (tergantung pada musim).
- Membutuhkan area yang luas untuk pemasangan modul surya agar mendapatkan daya keluaran yang tinggi.
- Harga modul surya (skala kecil) masih tergolong mahal sehingga biaya pembangkitan yang dihasilkan juga mahal.