Suatu PLTS off-grid yang dikelola secara komunal atau yang sering disebut sistem PLTS berdiri sendiri (stand-alone), beroperasi secara independen tanpa terhubung dengan jaringan PLN. Sistem ini membutuhkan baterai untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan di siang hari untuk memenuhi kebutuhan listrik di malam hari. Konfigurasi sistem PLTS off-grid yang umum digunakan ada 2 jenis, yaitu sistem penyambungan AC atau AC-coupling dan penyambungan DC atau DC-coupling.
Untuk dapat diketahui DC merupakan singkatan untuk direct current (arus searah), sedangkan AC adalah singkatan untuk alternating current (arus bolak-balik). Penyambungan (coupling) mengacu pada titik penyambungan di dalam sistem. Sistem DC-coupling menghubungkan rangkaian modul fotovoltaik ke sisi DC sistem PLTS melalui solar charge controller. Sementara itu, sistem AC-coupling menghubungkan rangkaian modul surya dan baterai ke sisi AC melalui inverter jaringan dan inverter baterai. Jika ada kelebihan daya yang tidak digunakan oleh beban, maka kelebihan daya akan dikonversi kembali ke DC oleh inverter baterai dan energi akan disimpan dalam baterai. Gambar di bawah mengilustrasikan contoh sistem PLTS dalam konfigurasi DC-coupling.
Sumber: Buku Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Â Dos & Don'ts
Secara umum, kedua konfigurasi tersebut menggunakan komponen yang sama kecuali untuk solar charge controller (SCC), komponen yang dipasang di sisi setelah kotak penggabung (combiner box). Penggunaan SCC di dalam sistem DC-coupling diganti dengan inverter jaringan di dalam sistem AC-coupling. Berikut penjelasan singkat fungsi masing-masing komponen.
Pertama ada rangkaian modul fotovoltaik, atau disebut juga larik atau array terdiri dari beberapa modul yang dihubungkan secara seri dan/atau paralel. Rangkaian ini mengubah radiasi sinar matahari yang mengenai seluruh permukaan rangkaian menjadi tenaga listrik. Kedua, kotak penggabung, atau combiner box menggabungkan beberapa string modul surya atau modul surya dalam konfigurasi paralel. Kotak penggabung ini juga dilengkapi perangkat proteksi untuk melindungi setiap string modul fotovoltaik.
Ketiga, pengkabelan dari larik fotovoltaik ke rumah, untuk menghubungkan keluaran dari kotak penggabung ke solar charge controller yang berada di rumah pembangkit. Kabel pada umumnya dipasang di bawah tanah dan harus tahan cuaca maupun tahan sinar ultraviolet (UV). Keempat, solar charge controller (SCC) berguna untuk mengubah keluaran dari modul surya untuk mencapai tingkat tegangan baterai dan mengendalikan proses pengisian baterai. Kelima, panel distribusi DC Panel distribusi DC digunakan sebagai titik sambungan (bus) untuk tegangan DC. Panel ini menghubungkan SCC, bank baterai, dan inverter.
Keenam, bank baterai, berguna untuk menyimpan energi yang dihasilkan modul surya di siang hari dan digunakan ketika beban meningkat dan energi dari modul fotovoltaik tidak mencukupi untuk memasok energi. Ketujuh, inverter baterai, berguna untuk mengubah tegangan DC bank baterai (sekitar 48 VDC) ke tegangan AC pada 230 VAC. Inverter ini juga menjaga baterai agar energi di dalam baterai tidak habis terpakai. Kedelapan, panel distribusi berguna untuk menghubungkan beberapa inverter baterai secara paralel serta menghubungkan ke jaringan distribusi. Panel ini terdiri dari beberapa titik sambungan atau busbar, sistem proteksi, meteran energi, dan indikator operasional.
Kesembilan, sistem pemantauan dan pyranometer berguna untuk pemantauan jarak jauh atau remote monitoring system (RMS) dan pyranometer adalah instrumen untuk memantau kinerja sistem secara lengkap dan iradiasi matahari di lokasi tertentu. Jika jaringan komunikasi tersedia dan bekerja dengan baik, pemantauan dapat dilakukan dari jarak jauh selama sistem terhubung dengan GSM. Kesepuluh, rumah pembangkit yaitu bangunan tempat dipasangnya sebagian besar komponen elektronik termasuk inverter baterai, panel distribusi AC, SCC, dan bank baterai. Rumah pembangkit melindungi komponen-komponen yang sensitif terhadap cuaca buruk atau kondisi lingkungan lainnya yang dapat merusak sistem PLTS. Kesebelas, penangkal petir berguna untuk menangkap sambaran petir untuk menghindari sambaran langsung ke bagian-bagian yang berbahan konduktor lainnya di area sistem pembangkit. Sistem PLTS juga harus didukung pembumian yang baik dan perangkat proteksi tegangan surja (surge protection device) tambahan untuk melindungi perangkat elektronik dari efek tak langsung dari sambaran petir.
Kedua belas, kotak pembumian (elektroda pembumian dan ikatan ekipotensial) atau disebut juga kotak pembumian (grounding box) berguna sebagai tempat penanaman elektroda pembumian dan ikatan ekipotensial dari semua sistem pentanahan komponen PLTS termasuk rangkaian modul surya, rumah pembangkit, dan penangkal petir.
Ketiga belas, distribusi tegangan menengah yaitu solusi alternatif untuk mengurangi rugi-rugi distribusi termasuk jatuh tegangan (voltage drop). Distribusi tegangan menengah terdiri dari transformator penaik dan penurun tegangan untuk mengubah tegangan dari tegangan rendah ke menengah, dan sebaliknya. Distribusi tegangan menengah diperlukan bila jarak dari sistem PLTS ke beban atau ke sambungan pelanggan lebih dari 1 hingga 3 km, tergantung pada ukuran kabel dan beban yang tersambung.
Keempat belas, distribusi tegangan rendah dan lampu jalan. Distribusi tegangan rendah terdiri dari tiang jaringan yang dikombinasikan dengan lampu jalan untuk menopang kabel saluran udara (overhead cable). Konfigurasi jalur distribusi tersebut dapat berupa satu-fasa (230 VAC) atau tiga-fasa (400 VAC) tergantung pada total kapasitas sistem.
