Penerapan ZEB untuk Efisiensi Energi Bangunan (Titin Trisnadewi)

Progress Tugas Besar

Judul topik : Aplikasi Photovoltaic pada Bangunan sebagai Penerapan Konsep Zero Energy Building (ZEB)

Nama : Ida Ayu Nyoman Titin Trisnadewi

NPM : 1806268793

Tanggal : 6 Mei 2019

Berdasarkan hasil pertemuan tanggal 29 April 2019, telah ditentukan beberapa kelompok pengerjaan tugas besar yaitu desain untuk daratan dan laut. Pada pembagian tersebut saya mendapat kelompok desain untuk daratan. Pada desain ZEB pada bangunan daratan terdapat beberapa hal yang dibahas terkait struktur bangunan dan energi. Dari hasil pembagian tugas saya mendapat tugas untuk merancang penggunaan Photovoltaic sebagai pembangkit tenaga listrik.

Untuk mendesain dan menentukan penggunaan PV pada suatu bangunan terdapat beberapa langkah perhitungan yang harus dilakukan, yaitu sebagai berikut :

1. Area array fotovoltaik

2.Efisiensi konversi modul surya

3. Lokasi geografis

4. Kemiringan sudut array fotovoltaik

5. Suhu Operasional

Ada banyak kemungkinan konfigurasi sistem fotovoltaik. Prosedur ini berlaku untuk sistem dengan karakteristik berikut:

a. Memperbaiki sistem - tidak ada pelacakan

b. Miringkan langsung ke utara atau selatan (tergantung belahan bumi)

c. Untuk konfigurasi yang lebih kompleks, seperti array yang terletak pada sudut ke arah utara-selatan atau sistem pelacakan PV, analisis mencakup lebih banyak variabel dan memerlukan perangkat lunak khusus.

1. Penggunaan PV (Photovoltaic) sebagai pembangkit energi

a. Tentukan kebutuhan daya

Hitung berapa watt daya yang dibutuhkan oleh masing-masing perlatan yang akan disuply oleh PV system, dan berapa jam perhari pemakaian, hasil dari perhitungan ini menghasilkan daya dalam satuan watt jam perhari. Pada modul PV akan selalu ada daya yang hilang, besarnya tergantung pada jenis dan kualitas dari modul surya, untuk amannya maka kalikan total watt jam perhari dengan 1,3, nilai inilah yang harus dihasilkan oleh sistem PV. Berikut adalah contoh data yang saya gunakan.

Total kebutuhan tersebut dikalikan dengan 1,3 = 4160 watt jam perhari. Daya sebesar 4160 WH inilah yang akan kita perhitungkan

b. Menghitung kebutuhan modul surya

Di Indonesia umumnya energi surya yang dapat diserap dan dikonversi kedalam energi listrik berlangsung selama 5 jam, karena itu untuk menghitung berapa kebutuhan modul surya adalah dengan cara membagi angka kebutuhan daya tersebut dengan 5.

4160 : 5 = 832 wattpeak

Misalnya panel surya yang akan digunakan adalah berukuran 100 WP, maka kebutuhan modul surya adalah nilai kebutuhan watt peak tersebut dibagi dengan nilai daya panel surya.

832 : 100 = 8,32 ~ dibulatkan ke atas menjadi 9 modul surya

jadi modul surya yang dibutuhkan adalah 9 modul surya dengan ukuran 100 WP. Apabila digunakan ukuran modul surya yang meiliki daya yang berbeda, maka faktor pembaginya menyesuaikan dengan besaran watt peak dari modul surya.

c. Kebutuhan Battery

Battery yang digunakan adalah battery yang khusus untuk solar system, dari jenis Seak Lead Acud (SLA) atau Valve Regulated Lead Acid (VRLA). Ukuran battery ditentukan berdasarkan tegangan dalam satuan Volt (V) dan daya dalam satuan Ampere Jam (AH), dipasaran yang umum digunakan adalah battery dengan daya 12V atau 24 Volt. Kebutuhan battery harus juga mempertimbangkan hari otonomi, atau hari-hari dimana matahari tidak bisa bersinar maksimal karena cuaca, biasanya diperhitungkan agar system tetap aktif walaupun cuaca mendung, sehingga PV system tidak bisa mengkonversi daya matahari adalah selama 3 hari, karenanya kebutuhan daya perhari harus dikalikan dengan 3. Disamping itu juga harus diperhitungkan faktor efesiensi battery dan pada saat pemakaian battery tidak boleh dipakai sampai semua daya habis.

Kapasitas Battery = (Total daya x 3) / (0,85 x 0,6 x 12) = (3200*3) / (0,6 x 0,85 x 12) = 1568,63 AH

Apabila battery yang digunakan adalah battery 12V 100AH, maka jumlah battery yang dibutuhkan = 1568,73/100 = 15,687 ~ 16 battery

d. Menghitung Kebutuhan Solar Charge Controller

Untuk menghitung kebutuhan solar charge controller, maka kita harus mengetahui dulu karakteristik dan spesifikasi dari solar panel, pada solar panel terdapat spesifikasi sebagai berikut :

Pm = 100 Wp

Vm = 18 VDC

Voc = 21,85 A

Imp = 5,8 A

Isc = 6 A

yang harus diperhatikan adalah angka Isc (short circuit current), nilainya dikalikan dengan jumlah panel surya, hasilnya merupakan nilai berapa nilai minimal dari charge controller yang dibutuhkan

Daya solar charge controller = 9 x 6 = 63A

Jadi Solar Charge Controller harus memiliki daya minimal 63A

e. Menghitung Kebutuhan Inverter

Untuk support sistem AC maka perlu disediakan inverter yang mengubah arus DC dari aki menjadi AC sehingga dapat dipergukan untuk instrument berbasis arus AC. Besarnya inverter yang diperlukan adalah minimal sama dengan total daya instrument yang dinyalakan bersamaan, dalam perhitungan ini sebesar 912 Watt ~ 1000 Wat