Perpustakaan Digital ITB

Pertumbuhan kebutuhan listrik yang pesat serta komitmen Indonesia untuk mencapai target net zero emissions pada tahun 2060 mendorong akselerasi transisi menuju pemanfaatan energi terbarukan yang salah satunya melalui Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Namun, pengembangan PLTS darat (ground-mounted) kerap terhambat oleh keterbatasan area lahan dan penurunan performa panel akibat tingginya temperatur operasional sel panel surya. Untuk mengatasi masalah tersebut, teknologi floating photovoltaic (FPV) atau panel surya terapung muncul sebagai solusi inovatif yang tidak hanya mengoptimalkan fungsi tata guna lahan, tetapi juga memberikan dampak pendinginan alami dari permukaan air. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji dan meningkatkan performa sistem FPV melalui integrasi sistem pendinginan termosifon pada konfigurasi panel surya dua orientasi east-west. Penggunaan dua orientasi panel surya dirancang untuk mengurangi biaya komponen floater dan sistem pendingin termosifon dengan menggunakan satu floater yang terintegrasi dengan reservoir untuk kedua panel surya. Di sisi lain, sistem termosifon diaplikasikan untuk mereduksi panas berlebih pada panel melalui siklus sirkulasi fluida berbasis konveksi alami tanpa suplai energi tambahan. Pendekatan metodologi dalam studi ini diawali dengan simulasi performance ratio dan energy to grid yang dihasilkan pada orientasi north-south dan east-west menggunakan perangkat lunak PVSyst untuk mengestimasikan performa sistem PLTS dua orientasi yang digunakan serta pemodelan Computational Fluid Dynamics (CFD) dua dimensi menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent untuk memprediksi siklus aliran termosifon. Tahap selanjutnya adalah perancangan, fabrikasi, serta pengujian eksperimental lapangan secara langsung. Pengujian ini membandingkan kinerja tiga konfigurasi string panel surya yaitu konfigurasi baseline ground-mounted, over-water racking, serta floater termosifon. Evaluasi difokuskan pada deviasi temperatur, komparasi keluaran daya dan performance ratio. iii Hasil eksperimen pada iradiasi rentang iradiasi 400 - 800 W/m2 menunjukkan bahwa string floater termosifon menghasilkan temperatur rata-rata 7,20 °C lebih rendah dibandingkan dengan baseline string ground-mounted. Sementara itu, string over-water racking menghasilkan temperatur rata-rata 6,83 °C lebih rendah terhadap baseline string ground-mounted. Untuk evaluasi daya yang dibangkitkan pada rentang iradiasi 400 - 800 W/m2, string floater termosifon menghasilkan daya rata-rata 8,34 W lebih tinggi terhadap baseline string ground-mounted. Pada rentang iradiasi yang sama, string over-water racking menghasilkan daya rata-rata 5,58 W lebih tinggi terhadap baseline string ground-mounted. Dalam evaluasi performance ratio, string floater termosifon menghasilkan peningkatan performance ratio sebesar 1,81% terhadap string baseline ground-mounted. Sementara itu, string over-water racking menghasilkan peningkatan performance ratio sebesar 1,23% terhadap string baseline ground-mounted. Selain itu, biaya produksi antara floater termosifon menggunakan pipa aluminium menghasilkan penurunan biaya sebesar 16,21% dibandingkan dengan floater termosifon menggunakan pipa tembaga.