Panel Surya Seribu Jalan Menuju Pembaharuan Energi Indonesia

PLTS atau pembangkit listrik tenaga surya merupakan realisasi dari mimpi manusia untuk mendapatkan energi tanpa batas.

Perkembangan PLTS di indonesia sangat pesat dengan dukungan regulasi yang sedikit banyak, dapat membantu perkembangan tehnologinya.

Untuk penggunaan skala rumah tangga, PLTS memiliki pilihan beragam. Mulai dari fungsi penerangan sederhana satu lampu sampai dengan mensuplai penuh energi listrik seluruh rumah (off Grid). Dari yang sekedar untuk penerangan lampu DC sampai dengan memberikan daya pada mesin listrik, kipas angin, pompa air, peralatan elektronik lainnya di rumah.

Sebegitu beragamnya PLTS sehingga Setiap orang bisa memiliki pemahaman yang berbeda dan beragam tentangnya. Ada yang memahaminya sebegitu dalam sehingga sangat nyaman dengan rangkaian lengkap rumit dan masive guna membackup listrik rumahnya, dan ada yang cukup puas dengan satu rangkaian sederhana yang hanya menjalankan (misal) kipas angin saja. Atau mencharger laptop, bahkan hanya untuk charge HP.

Dari semua penggiat manfaat tenaga surya, jantung utama alat PLTS adalah panel surya atau panel photovoltaic disingkat PV. Panel PV memiliki jenis beragam, dengan daya yang variatif dan juga kualitas yang berbeda-beda.

Dalam proses kerjanya Panel PV merubah pancaran cahaya matahari menjadi sinyal listrik yang kemudian dialirkan melewati jalur kabel ke panel Solar Charger Controller disingkat SCC.

Umumnya SCC mengatur arus listrik agar sesuai dengan tegangan listrik yang dibutuhkan dan dapat ditampung Battery untuk kemudian dimanfaatkan arus dan dayanya. Arus dan daya di battery ini kemudian di konversi oleh satu alat yang dinamakan Inverter sehingga Arus dari battery menjadi arus listrik AC tegangan 220 volt yang mirip dengan tegangan listrik PLN.

Inverter diperlukan karena battery PLTS arusnya bertipe arus DC dengan tegangan rendah antara 12 sampai dengan 48 volt (tergantung sistem penampungan tegangan yang digunakan).

Secara singkat rangkaian PLTS dapat dilihat dalam diagram :

sistem kerja PLTS - Nuri

Saat ini Para pegiat PLTS di Indonesia sudah dimudahkan dan juga dimanjakan oleh banyaknya jenis pilihan dengan beragam pilihan bujet untuk merangkainya. Ada yang kelas atas, dengan bujet puluhan bahkan ratusan juta, ada juga yang nyaman dengan bujet ratusan ribu saja tergantung selera.

Saya sendiri memilih PLTS dirumah lebih pada penyaluran hobi elektronik, mendukung gerakan green energy dan juga mendukung perkembangan energi baru dan terbarukan (EBT).

Awal pertama ketertarikan dengan PLTS bermula kurun waktu 80an dimasa remaja ketika itu teman sebaya menggunakan gadget elektronik Game Boy yang bisa dimainkan dengan tenaga surya. Dari situ juga saya memperhatikan banyak alat-alat seperti jam tangan digital yang memanfaatkan solar sel sebagai power tambahan alternatif pada kinerjanya.

Berlanjut pada era internet saya sering membaca unggahan tehnologi panel surya dari berbagaim sumber.  

ketika melakukan riset pustaka secara online saya banyak menemukan group penggiat PLTS dari berbagai kalangan. kemudian masuklah (bergabung) ke salah satu group (ada ratusan group panel surya di media sosial) dan melakukan penelaahan, perbandingan berdiskusi di group tersebut.

Salah satu Nama group yang saya rekomendasikan karena cukup aktif dan juga lengkap menyediakan file dokumen pustaka PLTS pada halaman muka webnya adalah group Diskusi pengguna PLTS sederhana dan renewable energi Indonesia yang dikelola oleh 11 orang admin dan moderator.

Selama Satu tahun bergabung, 5 bulan pertama saya terus mengikuti dan mengamati berbagai informasi. Bersyukur melalui diskusi aktif serta interaksi group yang anggotanya sebanyak 63,5 ribu orang penggemar PLTS seluruh indonesia itu saya banyak mendapatkan informasi dan tutorial berharga terkait PLTS terutama bantuan dan saran admin group yang pro aktif.

Salah satu admin pengelola juga seringkali memberikan souvenir bagi anggota groupnya yang berkontribusi dalam aktifitas positif bagi perkembangan group.  

Pada bulan ke enam setelah bergabung saya mulai memutuskan membangun PLTS dengan diawali penghitungan keperluan daya listrik rumah VS biaya yang tersedia untuk pembelian komponen PLTS.

Dengan (Juga) mempertimbangkan kualitas komponen PLTS dan efektifitas energi yang dihasilkan akhirnya saya menentukan beban daya yang bisa ditopang PLTS adalah charger Internet selama 24 jam, perangkat Televisi 10 jam, sirkulasi angin (blower udara) 10 jam,  mesin Cuci 1 jam, blender dan charger HP, lampu penerangan 4 titik dan kamera CCTV.

Untuk proyek PLTS ini saya habiskan dana kurang lebih 14 jutaan. Adapun rincian pembelanjaannya adalah sbb :

Panel Surya 6 lembar @120Wp /19 Vp      Rp.3.463.000

Inverter SUNYIMA PSW DC 3000 Watt     Rp. 1.144.000

Controller MPPT Suoer 30A                           Rp.   760.000

Battery VRLA 4 unit @100ah                         Rp.4.185.000

Alat pendukung                                                   Rp.3.462.000

Material lainnya                                                  Rp. 1.255.800

                                Total pembuatan              Rp.14.269.800

Dari semua alat tersebut utamanya panel surya memiliki jaminan garansi diatas 10 tahun. Hal yang sangat layak didapat menurut saya dengan investasi diatas untuk mendapatkan power energi listrik gratis selama 10 tahun. Tentu dengan perlakuan perawatan yang wajar pastinya.

Selesai pembangunan PLTS sampai saat ini tidak ada kendala berarti dalam pengoperasiannya. Paling-paling saat kondisi cuaca sering hujan, dimana panen listrik kurang maksimal, saya harus sering-sering mengatur manajemen battery. Penggunaan Inverter harus sering diatur khusus pada jam-jam dimana matahari cerah. Selebihnya pada cuaca normal, PLTS berfungsi seperti yang diharapkan.

Pernah satu ketika ada dilakukan pemadaman listrik oleh PLN selama 6 jam di siang hari karena perawatan jaringan. dengan adanya PLTS, aktifitas kami tidak terganggu. Televisi masih bisa ditonton, Internet masih bisa digunakan dan kegiatan mencuci tidak terhambat. Itulah kegunaan PLTS atap rumah, layaknya genset yang tidak membutuhkan bahan bakar.

Namun, sebagai pe-hobi elektronik, utamanya rangkaian listrik berbasis Panel surya, tidak ada istilah berhenti bagi saya.
Rasa penasaran dan juga keingin-tahuan selalu mendorong riset dan ujicoba ulang dan ulang lagi.

Dari interaksi dan juga penelusuran secara online ada diketahui sistem baru yang belum ramai digunakan oleh mayoritas pengguna PLTS. Sistem dimaksud adalah dalam penggunaan panel SCC berbasis Dioda.

Diketahui umum, para pengguna panel surya baik yang sudah pengalaman maupun yang awam, selalu menggunakan SCC PWM atau maupun MPPT yang sudah jadi (buatan pabrik) dalam komponen PLTS-nya.

Mengenai harga panel SCC, Ada yang harga rupiahnya sama dengan harga untuk menebus satu bungkus Rokok. Dan ada juga yang nilainya mencapai jutaan rupiah.

Penggunaan SCC buatan pabrik ini sudah menjadi pakem umum sehingga membentuk pemikiran seperti halnya ketika menyebut air mineral orang akan menyebut merek Aqua, walaupun faktanya ada merek air mineral lainnya.

Pada sistem panel SCC ini tidak banyak orang tahu bahwa pemanfaatan Dioda ada dilakukan oleh sebagian kecil Pegiat Panel Surya. Dengan melepaskan ketergantungan pada PWM atau MPPT pegiat panel PV ini terus mengembangkan fungsi Dioda dalam Controllernya.

 
Perlu dipertimbangkan dan dihitung dalam penggunaan sistem dioda ini apakah effektifitas pengelolaan energi serta effisiensi biaya sudah baik seperti halnya menggunakan   PWM atau MPPT.

Karena rasa ingin tahu akhirnya saya melakukan penelusuran gambar dan juga video baik video lokal maupun video mancanegara. Dari penelusuran tersebut terciptalah rancangan diagram skema yang nantinya akan saya realisasikan pembuatannya di proyek selanjutnya.

Rancangan ini saya buat berdasarkan referensi dan gambar-gambar rangkaian unit SCC Dioda dari penggiat Panel Surya. Satu hal saya fahami bahwa arus listrik panel surya yang bertipe Direct Current (DC) tidak terkendala atau berubah menjadi arus menjadi aneh saat melewati dioda. Ini disampaikan sebab masih banyak pegiat panel surya yang bereaksi dan merasa janggal jika komponen dioda digunakan pada aliran listrik dari panel PV.

Tampilan diagram skemanya adalah sbb.

diagram skema dioda bridge

Penjelasan ringkas:

Pemanfaatan rangkaian dioda ini secara khusus dengan metode tertentu menurut beberapa sumber bisa meningkatkan Arus (Ampere). Selain dioda, penggunaan komponen kapasitor secara seri pada sistem dioda di sistem SCC dapat meningkatkan kemampuan kapasitas tegangan listrik Kapasitor untuk memperbaiki tegangan yang terpangkas saat melewati dioda. 

Namun informasi ini masih perlu diuji, walaupun beberapa pegiat Dioda SCC pada PLTS banyak yang sudah merasakan keunggulannya.

Sistem penempatan dioda jembatan (dioda Bridge)secara paralel ini dapat memperbesar arus masuk ke Aki, dan kelebihan (surplus) power (saat floating karena battry penuh) dari panel surya yang mengalir bisa menjadi daya dorong tambahan pada beban aktif semisal Inverter. Beberapa pernyataan ini disampaikan juga oleh salah satunya pegiat Panel Surya sekaligus pengusaha Inverter buatan lokal yang memiliki bengkel kerja dari Cibitung wilayah kabupaten bekasi.

Lebih jauh lagi saya memiliki pendapat, penggunaan dioda bridge ini akan kurang effektif pada rangkaian Panel surya yang terbatas jumlahnya (dibawah 6 lembar) dan dengan Daya Wp yang kecil, serta tegangan yang rendah.

Namun sebaliknya jika akan memanfaatkan lembaran panel PV diatas 6 lembar dengan daya Wp sama dengan atau diatas 600 serta tegangan puncak diatas 100 volt serta arus diatas 30 ampere maka sistem dioda layak untuk dipertimbangkan. Tentu dalam sistem dioda ini tidak boleh dilupakan untuk memiliki penyimpanan listrik battery yang memakai sistem minimal 24 volts. Makin besar kapasitas battery  sistem ini bekerja makin baik.

Keunggulan lain pemanfaatan dioda bridge ini ada pada daya tahannya yang baik untuk membloking arus balik dari battery disaat panel PV tegangannya lebih rendah dari battery. Biasanya terjadi pada malam hari dimana panel surya sedang istirahat menerima cahaya matahari. 

Walaupun tehnologi terkini panel PV sudah disertakan Dioda Blocking dan dioda By pass didalam junction box nya, penggunaan SCC dioda bridge menjadi pilihan yang asik  dan layak dicoba pegiat atau pehobi elektronik menurut saya.

Terakhir untuk melengkapi SCC dioda Bridge, penting diperhatikan adalah modul Cut off Charger battery atau High Voltage Discharger.  Ini penting untuk keselamatan battery PLTS. Jangan sampai pengecasan tidak terkontrol menyebabkan battery gembung atau meledak.

Nah demikianlah pemaparan dan opini saya terkait penggunaan Dioda bridge dalam SCC panel surya.

Akhir kata cara kita dalam menjalankan gaya hidup dalah tergantung daya (kemampuan) dan seberapa besar tegangan (semangat) untuk melewatinya. (kalimat terakhir adalah intermezo) 😊

salam EBT

Nuri Nurzikri

Penulis lepas /penggiat Panel surya