Sebagai upaya mendukung pemanfaatan energi terbarukan di lingkungan pendidikan, proyek ini berfokus pada perancangan dan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) berkapasitas 10 x 100 Wp (1.000 Wp) yang terintegrasi dengan sistem pembangkit hybrid lainnya. Sistem ini telah diterapkan di PPYD Al-Ikhlas Singosari, Kabupaten Malang, dengan tujuan utama untuk menyediakan sumber energi listrik mandiri dan ramah lingkungan.
PLTS ini dipasang di atap lantai 3 gedung utama, memanfaatkan ruang terbuka untuk penangkapan sinar matahari secara optimal. Proyek ini mencakup perencanaan teknis, simulasi menggunakan perangkat lunak PVSYST, instalasi sistem seri-paralel, serta pengujian performa lapangan untuk memastikan efisiensi operasional sesuai standar.
Spesifikasi Sistem
- Total Kapasitas PV: 1000 Wp (10 panel @100 Wp, monocrystalline)
- Konfigurasi: 2 seri × 5 paralel
- Inverter: HPS 3K – 24V
- MCB DC: 40 A
- Kabel PV: 1-F (1 x 4 mm²) – Rating KHA 55 A
- Lokasi Instalasi: Rooftop lantai 3 Gedung PPYD
Kinerja Sistem
- Daya keluaran rata-rata aktual: 651,18 Watt
- Efisiensi rata-rata sistem saat cerah: 15,47%
- Rata-rata irradiansi saat pengujian: 796 W/m²
- Performance Ratio (hasil simulasi PVSYST): 0,809
- Efisiensi teoritis modul (perhitungan fill factor): 18,8%
Simulasi PVSYST
Hasil simulasi menggunakan perangkat lunak PVSYST menunjukkan:
- Radiasi tahunan rata-rata: 870 kWh/m²
- Suhu rata-rata: 24,99°C
- Daya input PV: 1667,2 W
- Daya output PV: 1595,4 W
- Performance ratio (PR): 0,809
Simulasi ini digunakan sebagai acuan desain awal dan dibandingkan dengan hasil pengujian lapangan.
Hasil Pengujian Lapangan
Pengujian dilakukan dalam dua kondisi:
- Tanpa beban → efisiensi mencapai 21–24% pada siang hari (pukul 12.00–14.00)
- Dengan beban (inverter aktif) → efisiensi rata-rata 15,47%
Kinerja sistem PLTS sangat dipengaruhi oleh suhu, sudut kemiringan, dan intensitas irradiansi. Efisiensi menurun seiring naiknya suhu, namun stabil saat suhu terjaga di bawah 40°C.
Kesimpulan
- Sistem PLTS 10 × 100 Wp mampu mencukupi beban listrik hingga ± 650–700 W rata-rata harian.
- Sistem konfigurasi seri-paralel 2s5p dan komponen pelindung (MCB, SPD, kabel) telah memenuhi standar keselamatan.
- Rekomendasi: pemeliharaan rutin, penambahan tracking manual untuk sudut optimal, dan integrasi data logger.