Indonesian English

system online monitoring PLTS

Sistem on-line condition monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasiskan web menggunakan sensor nirkabel

Indonesia merupakan negara kepulauan sehingga pembangunan cenderung terjadi tidak merata dikarenakan banyaknya daerah terpencil. Daerah terpencil seringkali menjadi tempat yang ideal untuk eksploitasi penggunaan sumber energi surya. Sumber energi surya untuk pemenuhan energi listrik berperan sangat penting untuk pembangunan karena biaya penyediaan energi listrik konvensional ke daerah sangatlah tinggi, misalnya untuk biaya transportasi, distribusi, operasi dan pemeliharaan. Penggunaan sumber energi surya khususnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), menawarkan keuntungan jangka panjang seperti biaya operasi rendah dan pengurangan pencemaran lingkungan.

Monitoring PLTS di daerah terpencil sangat penting dalam rangka menjamin kondisi operasi yang dapat diandalkan. Monitoring dengan cara kunjungan ke daerah tidak praktis dan mahal, oleh karena itu monitoring dengan transmisi data secara nirkabel dan berbasiskan web adalah cara yang layak dan efisien.

Kondisi operasi dan kinerja PLTS tergantung pada konfigurasi sistem dan kondisi cuaca. Karakteristik utama selain arus operasi susunan modul surya (Ia), tegangan operasi susunan modul surya (Va) dari PLTS adalah arus hubungan singkat (Isc), tegangan hubungan terbuka (Voc), arus maksimum (Imp), tegangan maksimum (Vmp). Karakteristik tersebut dipengaruhi oleh suhu sel surya (Tc) dan irradiasi surya (Gi). Karakteristik tersebut merupakan parameter awal dalam menilai efisiensi (η), dan usage factor (UF) atau faktor penggunaan. Efisiensi adalah kemampuan PLTS untuk mengubah energi surya menjadi energi listrik dari total energi surya yang diterima pada permukaan susunan modul surya, sementara faktor penggunaan adalah perbandingan energi yang dibangkitkan dengan energi maksimum yang dapat diproduksi PLTS. 

Informasi degradasi efisiensi dan deteksi awal kegagalan sistem akan mempermudah peningkatan ketersediaan dan keandalan PLTS. Salah satu metode untuk meningkatkan ketersediaan dan keandalan adalah Condition Monitoring.

Penelitian ini mengembangkan sistem condition monitoring yang mudah, hemat biaya, on-line, nirkabel serta terintergrasi pada PLTS. Sistem dikembangkan berbasiskan web dan hemat biaya menggunakan Free and Open Source Software (FOSS). Akuisisi data karakteristik PLTS menggunakan sensor nirkabel standard IEEE 802.11b. Sistem dapat menampilkan karakteristik PLTS secara real-time pada fasilitas Trend dan melaporkan data harian atau bulanan pada fasilitas History.

Dari hasil uji dan analisis karakteristik PLTS yang dipasang di atas jembatan gedung TP Rahmat ITB selama 100 jam setara 20 hari (5 jam irradiasi surya), diperoleh kondisi operasi faktor penggunaan UF = 0,24. Ini berarti energi listrik PLTS tersebut baru digunakan sebesar 24% dari maksimal energi listrik yang dapat dibangkitkan. Sedangkan dari segi kinerjanya diperoleh rerata efisiensi η = 9,59%. Ini berarti efisiensi konversi energi surya menjadi energi listrik adalah 9,59% pada PLTS tersebut. Diperoleh informasi bahwa PLTS masih tergolong andal dengan degradasi kinerja efisiensi 9,36 % dari kondisi normalnya.

Pengujian fungsional dan kinerja untuk fasilitas Trend dan History pada aplikasi web digunakan metode active probing dan client-side measurement. Dengan active probing diperoleh rerata kecepatan transfer 21,42 kB/s dan rerata kinerja aplikasi web sebesar 20,11 detik. Pada client-side measurement diperoleh rerata kecepatan transfer 38,33 kB/s dan rerata kinerja aplikasi web sebesar 6,83 detik untuk client dengan sistem operasi Windows 7 dan 7,16 detik untuk client dengan sistem operasi linux OpenSUSE 11.2. Dari hasil pengujian ini pula diperoleh rerata perbedaan waktu antara data yang dicatat dari sensor nirkabel dengan data yang ditampilkan di client adalah sebesar 3,94 detik.

Sistem ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menambahkan fasilitas lain yang berkaitan dengan ketersediaan dan keandalan sebuah PLTS seperti pada batere atau inverter. Dengan menerapkan condition monitoring untuk penentuan state-of-charge (SOC) dan state-of-health (SOH) baterai atau condition monitoring untuk memperoleh efisiensi dari sebuah inverter, maka konsep ketersediaan dan keandalan PLTS akan menjadi menyeluruh dan lebih lengkap lagi.

Irsyad Nashirul Haq, M.T.

Lab. Manajemen Energi, Teknik Fisika - ITB

http://majalahenergi.com