Article Details

OPTIMALISASI SISTEM SMART MICROGRID BERBASIS ENERGI TERBARUKAN UNTUK PASOKAN DAYA MESIN PEMBUAT ES BALOK

Oleh   Musfirin [23117029]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Yuli Setyo Indartono;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : FTMD - Teknik Mesin
Fakultas : Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara (FTMD)
Subjek :
Kata Kunci : smart microgrid, energi terbarukan, mesin pembuat es balok, fotovoltaik (PV), baterai, grid, generator, PLN, Homer, Pvsyst, ETAP.
Sumber :
Staf Input/Edit : D. Budina  
File : 1 file
Tanggal Input : 2020-03-09 15:26:54

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengoptimalkan sistem smart microgrid berbasis energi terbarukan di Desa Kemujan, Kecamatan Karimunjawa. Dari hasil optimalisasi ini diharapkan sistem smart microgrid menjadi lebih andal dan mampu menyuplai kebutuhan energi listrik untuk mesin pembuat es balok. Hasil optimalisasi sistem smart microgrid ini selanjutnya akan dianalisis untuk mengetahui kinerja, distribusi daya, biaya produksi untuk pembuatan es balok dan performansi PV. Sistem smart microgrid ini dirancang dengan memanfaatkan komponen yang sudah terpasang di lokasi, yaitu fotovoltaik (PV) 5 kWp, generator 4 kW dan baterai 12 V, 80 Ah, sebanyak 20 buah. Optimalisasi dilakukan dengan menggunakan simulasi perangkat lunak, Pvsyst, Homer dan ETAP. Dari hasil simulasi perangkat lunak PVsyst didapatkan produksi energi surya dapat menyuplai 30% kebutuhan daya mesin pembuat es balok. Pada simulasi dengan menggunakan perangkat lunak Homer didapat nilai optimal untuk baterai dengan kapasitas 12 V, 80 Ah adalah 12 buah, nilai optimal untuk generator adalah 4 kW dan nilai optimal untuk PV adalah 13 kWp. Untuk simulasi dengan perangkat lunak ETAP didapatkan arus awal motor sekitar 43 A. Pada pengujian saat hari cerah, sistem smart microgrid mampu menyuplai kebutuhan daya beban dari energi surya dan baterai, dengan efisiensi inverter 81,18% dan kinerja sistem 100%. Untuk pengujian saat hari mendung, sistem smart microgrid menyuplai kebutuhan daya beban dari energi surya, baterai dan grid (PLN/generator), dengan efisiensi inverter 81,38% dan kinerja sistem 98,70%. Untuk pengujian pada malam hari, sistem smart microgrid menyuplai kebutuhan daya beban dari baterai dan grid (PLN/generator), dengan efisiensi inverter 89,39% dan kinerja sistem 98,33%. Pada pengujian sistem smart microgrid untuk satu siklus produksi mesin es balok dengan kondisi awal temperatur lingkungan didapatkan waktu produksi sekitar 62,5 jam dengan total kebutuhan energi 121,591 kWh. Dari total kebutuhan energi i tersebut, suplai listrik dari PV sebesar 18,462 kWh dan suplai dari PLN sebesar 99,709 kWh. Biaya listrik PLN untuk satu siklus ini adalah Rp146.301,00. Pada pengujian dengan kondisi awal temperatur rendah (-7 ii o C) dibutuhkan waktu sekitar 30 jam untuk menghasilkan es balok, dengan total kebutuhan energi 54,568 kWh. Dari total kebutuhan energi tersebut, suplai listrik dari PV sebesar 4,965 kWh dan suplai dari PLN sebesar 48,510 kWh. Biaya listrik PLN untuk satu siklus ini adalah Rp71.177,00. Produksi es balok untuk satu siklus sebanyak 6 balok dengan harga jual Rp20.000,00 sehingga pendapatan untuk satu siklus produksi Rp120.000,00. Dari dua pengujian tersebut dapat disimpulkan pengoperasian mesin es balok harus dilakukan secara kontinyu untuk menjaga temperatur brine tetap rendah, agar menghasilkan margin keuntungan. Pada pengujian fotovoltaik didapatkan efisiensi PV monocrystalline 8,20% dan PV polycrystaline 7,23% dengan rasio perfomansi berturut-turut 50,12% dan 52,74%.