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.
Perpustakaan Digital ITB