digilib@itb.ac.id +62 812 2508 8800

ABSTRAK Aditia Fortuna
PUBLIC Open In Flipbook Esha Mustika Dewi

Intermitensi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan ketergantungan pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) di wilayah kepulauan seperti Nusa Tenggara Timur menuntut adanya sistem penyimpanan energi jangka panjang yang andal. Sistem Power-to-Hydrogen-to-Power (P2H2P) menawarkan solusi penyimpanan berbasis hidrogen untuk mendukung program dedieselisasi nasional. Penelitian ini bertujuan untuk merancang, memodelkan, dan mengevaluasi kinerja teknis serta keekonomian empat kombinasi topologi P2H2P, yaitu Proton Exchange Membrane Electrolyzer Cell - Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMEC-PEMFC), Solid Oxide Electrolyzer Cell - Solid Oxide Fuel Cell (SOECSOFC), SOEC-PEMFC, dan PEMEC-SOFC yang diintegrasikan dengan PLTS 1 Megawatt-peak (MWp). Pemodelan termodinamika 0D dilakukan menggunakan EBSILON Professional untuk mengevaluasi karakteristik elektrokimia empat komponen utama pada skala modular 100 kW dengan galat validasi eksperimen di bawah 5%. Simulasi dinamika deret waktu 8.760 jam berbasis skrip MATLAB dieksekusi untuk menganalisis neraca energi harian, produksi hidrogen, startup loss, dan curtailment selama umur proyek 25 tahun. Evaluasi kelayakan dilakukan menggunakan metode weighted decision matrix berdasarkan kriteria Capital Expenditure (CAPEX) (20%), Levelized Cost of Electricity (LCOE) (30%), Levelized Cost of Hydrogen (LCOH) (20%), dan round-trip efficiency (RTE) (30%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa topologi PEMEC-SOFC (1 MW / 500 kW) merupakan skenario terpilih yang paling optimal dengan total skor rating sebesar 4,54. Skenario ini memanfaatkan kecepatan respons transien instan PEMEC di sisi pengisian untuk menyerap 100% energi surya tanpa startup loss dan curtailment, serta efisiensi re-elektrifikasi tinggi dari SOFC di sisi pelepasan daya. Konfigurasi terpilih menghasilkan produksi hidrogen tahunan sebesar 24.558,23 kg/tahun, energi re-elektrifikasi 440,37 MWh/tahun, RTE 29,04%, LCOH Rp158.924/kg, LCOE terendah sebesar Rp15.587/kWh, dan CAPEX terhemat sebesar Rp48,30 miliar.