Berbagai Cara Merancang "Solar Home System" Sesuai Kebutuhan

SHS atau Solar Home System merupakan salah satu jenis PLTS yang bisa diterapkan pada tiap rumah dengan lokasi tersebar. SHS berbeda dengan PLTS Terpusat Off Grid maupun PLTS Terpusat On Grid karena SHS bersifat berdiri sendiri dan hanya melayani beban listrik dengan kapasitas yang kecil. SHS sangat tepat diterapkan untuk skala rumah tangga dan jauh dari jaringan listrik PLN.

Sebelum melakukan perancangan, paling tidak kita harus mengetahui 4 komponen penting yang akan dipakai dalam SHS. Komponen itu adalah panel surya, solar charge controller, aki, dan inverter.

• Panel Surya

Panel surya adalah alat yang dapat mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Secara umum panel surya yang dapat kita gunakan adalah jenis monokristalin dan polikristalin

• Solar Charge Controller

Dengan bantuan solar controller proses pengisian muatan listrik dari panel surya ke aki dan juga pengosongan muatan listrik dari aki ke beban dapat dikontrol secara otomatis. Adapun jenis solar controller yang umum dipakai yaitu dari jenis PWM (pulse width modulation)  dan MPPT (maximum power point tracking)

• Aki

Kegunaan dari aki pada SHS adalah sebagai alat yang digunakan untuk menyimpan energi listrik pada waktu siang hari. Jenis aki yang sesuai untuk SHS adalah jenis deep cycle bukan jenis aki otomotif.

• Inverter

Inverter adalah suatu piranti listrik yang mampu mengubah sistem tegangan DC menjadi AC. Jadi pada SHS alat ini berfungsi menjembatani SHS dalam melayani beban listrik dengan sistem tegangan AC. Kapasitasnya pun dapat disesuaikan dengan daya listrik yang ada.

Untuk merancang SHS dapat dipilih berdasarkan besarnya beban listrik yang dilayani, berdasarkan jumlah aki yang tersedia, atau berdasarkan luasan area yang kita miliki. Berikut kita akan mempelajari cara penghitungan SHS sesuai dengan kriteria yang ada.

Perancangan Berdasarkan Beban Listrik

Jika SHS yang akan kita pasang ditentukan oleh besarnya beban listrik yang harus dilayani maka sebaiknya kita menuliskan dahulu jenis-jenis beban listrik yang ada. Setelah itu kita catat kebutuhan dayanya, banyaknya unit, dan lamanya beban itu menyala dalam satu hari. Berikut adalah contoh tabel dari beban listrik yang harus dicatu oleh SHS.

dokumen pribadi

Dari tabel di atas kita ketahui bahwa kebutuhan energi listrik yang harus dilayani adalah 5.352 Wh. Untuk menghitung kebutuhan panel surya jika kita pilih panel dengan kapasitas 200Wp (perhitungan jumlah peak time tenaga surya 4 jam).

• Kebutuhan panel surya :   5.352/(200x4) = 6,69 kita bulatkan 7 panel

Jumlah kebutuhan batere 12 Volt dengan masing-masing 100 Ah:

• Kebutuhan batere minimun (batere hanya digunakan 50% untuk pemenuhan kebutuhan listrik), dengan demikian kebutuhan daya kita kalikan 2 x lipat :  5.352 x 2 = 10.704 Watt hour = 10.704 / 12 Volt / 100 Amp = 8.92 kita bulatkan 9 batere 100 Ah.
• Kebutuhan batere (dengan pertimbangan dapat melayani kebutuhan 3 hari tanpa sinar matahari) : 5.352 x 3 x 2 = 32.112 Watt hour = 32.112 / 12 Volt / 100 Amp = 26,76 kita bulatkan 27  batere 100 Ah.

Setelah kebutuhan panel dan batere kita ketahui barulah kita menentukan luas area yang akan kita pakai untuk SHS. Untuk panel surya dengan kapasitas 200Wp memiliki dimensi 1330 x 990 x 35 mm. Jika panel yang dibutuhkan 7 unit berarti luas area yang diperlukan sekitar kurang lebih 3 x 4 meter persegi. Dengan pola penyusunan panel seperti terlihat di gambar berikut.

dokumen pribadi

Perancangan Berdasarkan Luas Area

Jika SHS yang akan kita pasang lebih dipengaruhi oleh luas area yang ada maka sebaiknya kita pilih dulu dimensi panel surya yang cocok. Karena masing-masing panel surya diproduksi dengan dimensi yang berbeda untuk unit yang tidak sama. Sebagai contoh panel surya dengan kapasitas 200Wp per unitnya memiliki dimensi yang berbeda dengan panel surya 300Wp.

dokumen pribadi

Maka jika kita memiliki luas area 6 x 4 meter persegi dan kita memilih panel dengan kapasitas 200Wp atau 300Wp per unitnya, maka perhitungannya akan seperti berikut :

• 200Wp

Untuk dimensi panel 200Wp adalah 1330 x 990 x 35 mm,

Kita ambil dimensi panjang = 1330 mm lalu kita bulatkan menjadi 1,5 meter

Kita ambil dimensi lebar = 990 mm laku kita bulatkan menjadi 1 meter

Jadi sisi panjang 6 meter / 1,5 meter = 4, sisi lebar 4 meter / 1 meter = 4, maka akan kita dapatkan jumlah unit panel surya sebanyak : 4 x 4 = 16 unit

Jumlah energi yang dihasilkan dari 16 unit panel : 16 x 200 x 4 = 12.800 Wh

• 300Wp

Untuk dimensi panel 300Wp adalah 1956 x 990 x 40 mm,

Kita ambil dimensi panjang = 1956 mm lalu kita bulatkan menjadi 2 meter

Kita ambil dimensi lebar = 990 mm laku kita bulatkan menjadi 1 meter

Jadi sisi panjang 6 meter / 2 meter = 3, sisi lebar 4 meter / 1 meter = 4, maka akan kita dapatkan jumlah unit panel surya sebanyak : 3 x 4 = 12 unit

Jumlah energi yang dihasilkan dari 12 unit panel : 12 x 300 x 4 = 14.400 Wh

Dari perhitungan di atas nampaknya panel dengan unit 300Wp bisa menghasilkan energi yang lebih besar yaitu 14.400 Wh per harinya dengan total luas area sebesar 6 x 4 meter. Jika selisih harga antara unit 200 Wp dengan 300Wp tidak terlalu besar, maka kita bisa memilih unit 300Wp untuk Solar Home System.

Perancangan Berdasarkan Ketersediaan Baterai/Aki

Merancang SHS juga bisa kita tentukan dengan berapa banyak batere/aki yang tersedia. Sebagai contoh kasus jika batere/aki yang kita miliki adalah aki 12V200Ah sebanyak 4 unit maka perhitungannya akan seperti di bawah ini :

 Satu unit aki 12V 200Ah = 2400 Wh, jika batere/aki hanya digunakan 50% untuk pemenuhan kebutuhan listrik maka energi yang dihasilkan (2400Wh / 2)x 4 = 4800 Wh. Lalu jika kita memilih panel surya 300Wp per unitnya maka kita membutuhkan panel surya sebanyak :

[4800 / (300 x 4)] = 4 unit

Sebagai catatan untuk semua kasus di atas menggunakan tegangan 12 Volt untuk sistem DC-nya, maka perakitan panel surya dan baterai harus dirangkai secara paralel. Karena jika dirangkai secara seri tentu akan berlaku untuk sistem tegangan 24 Volt. Untuk pemilihan solar charge controller juga disesuaikan dengan sistem tegangan yang ada, bisa dipilih yang model PWM atau MPPT. Nah, bagi Anda yang belum begitu pengalaman dengan perakitan SHS ini alangkah baiknya jika Anda berkonsultasi terlebih dahulu kepada para pakar atau tenaga ahli yang mumpuni. Jangan sampai Anda mencoba sendiri tanpa adanya bimbingan dari pakar yang sudah terampil.

Sumber :

Referensi I

Referensi II