PERENCANAAN INFRASTRUKTUR ENERGI SOLAR PHOTOVOLTAIC

SISTEM PERENCANAAN INFRASTRUKTUR ENERGI

PERENCANAAN INFRASTRUKTUR ENERGI SOLAR PHOTOVOLTAIC Studi Kasus: Kabupaten Kendal, Jawa Tengah

Meet Our Team

Andini Lestari 20/460120/TK/50709

Alifia Zahra P. Cinta Berliana Rohmah Amredika Jalal Seto L. Muh. Rahman M. Rahmawati Islami 20/456056/TK/50186 20/456057/TK/50187 20/463217/TK/51209 20/463208/TK/51200 20/463213/TK/51205 20/463216/TK/51208

GAMBARAN UMUM KABUPATEN KENDAL Berdasarkan PP RI No. 85 Tahun 2019, Kabupaten Kendal ditetapkan sebagai Kabupaten yang memiliki Kawasan Ekonomi Khusus Zona Industri. Selain itu Kabupaten Kendal terdiri atas beberapa pusat kegiatan lainnya yaitu permukiman dan transit. Kabupaten Kendal terbagi menjadi 2 daerah yaitu dataran rendah (0 - 10 mdpl) dan dataran tinggi (10 - 2.579 mdpl).

KIK Industri

1000

Kawasan Industri

Kawasan Permukiman

5000

5.485

Hektar

Hektar

PDRB Tahun 2019

Kontribusi PDRB Tertinggi

Rasio Elektrikfikasi

42.550,71

42,29%

Hektar

Juta Rupiah

Sektor Industri Pengolahan

109° 40' - 110° 18' BT 6° 40' - 110° 24' LS

100%

1.002,23 Km 2 Luas Administrasi

1.025.020 Jiwa Jumlah Penduduk Tahun 2021

JAKARTA - KENDAL 419 KM

KECAMATAN

KELURAHAN

DESA

20

20

266

Patebon Cepiring Kangkung

Kendal

Rawansari Gemuh

Bransong

Kaliwungu

Waleri Ringinarum

Ngampel Pegadon

Batas Amatan

Kaliwungu Selatan

Pangeruyung

Patean Platungan

Singorojo

U

Laut Jawa

S

Kabupaten Temanggung

T

Kota Semarang

B

Kabupaten Batang

Boja

Sukorejo Limbangan

Berdasarkan publikasi Kabupaten Kendal dalam angka 2002 - 2022 Tahun

Laki-laki

Perempuan

Total

2001

435496

447433

882.929

2002

437.822

449.464

887.286

2003

439.666

451.500

891.166

2004

443.974

455.237

899.211

2005

447.040

458.411

905.451

2006

453.718

464.777

918.495

2007

462.612

474.808

937.420

2008

469.453

481.935

951.388

2009

476.159

488.409

964.568

2010

479.544

489.872

969.416

2011

483.523

493.280

976.803

2012

478.518

469.975

948.493

2013

483.732

472.217

955.949

2014

480.111

470.352

950.463

2015

481.061

471.905

952.966

2016

485.754

476.235

961.989

2017

500.188

478.484

978.672

2018

500.446

491.240

991.686

2019

511.537

500.402

1.011.939

2020

514.795

503.710

1.018.505

2021

517.987

507.033

1.025.020

Proyeksi

JUMLAH PENDUDUK 1.025.020 Jiwa

Jumlah Penduduk tahun 2021

0,75%

Laju pertumbuhan penduduk per tahun

Proyeksi Penduduk tahun 2041*

1.178.548 *Perhitungan yang digunakan adalah metode Aritmetika : Pn = Po (1+rn)

Intervensi Jumlah penduduk Kabupaten Kendal cenderung mengalami pertumbuhan absolut dan sama setiap tahun Asumsi pertumbuhan penduduk Kota kendal linear

PROYEKSI KEBUTUHAN LISTRIK Berdasarkan publikas Kabupaten kendal dalam Angka 2020

Pemakaian per tahun : 5111,324 kWh/rumah tangga Pemakaian per hari : 14 kWh/rumah tangga

Proyeksi Rumah Tangga tahun 2041

1.178.548 5

= 235.710 RT

(Asumsi Jumlah Penduduk per KK 5 orang) *RT= Rumah Tangga

Proyeksi kebutuhan listrik per hari Kabupaten Kendal 2041

Proyeksi kebutuhan listrik per tahun Kabupaten Kendal 2041

235.710 x 14 = 3.300.789,55 kWh

235.710 x 14 x 365 = 1.204.788.183 kWh

Kebutuhan listrik yang dipenuhi melalui Photovoltaics: 5%

165.039,48 kWh

Kebutuhan listrik yang dipenuhi melalui Photovoltaics: 5%

60.239.409 kWh

Perhitungan

Proyeksi

GLOBAL SOLAR ATLAS

PROYEKSI LUAS PANEL PV

A=

E (r* x H x PR)

A=

ANNUAL AVERANGE SOLAR IRRADIATION

2

kWh/m Per Hari = 5,2 2 = 1898,4 kWh/m Per Tahun 2

2

A: Luas Panel PV (m) E: Produksi Energi (kWh) r: Efisiensi (%) *U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) H: Annual average solar irradiatiation on tilted panels (tidak termasuk shadings) PR: Performance ratio, coefficient for losses (antara 0,5 and 0,9, default value = o,75)

60.239.409 kWh 2 (0,15% x 1898,4 kWh/m x 0,75) 2

Proyeksi Luas = 282.059,32 m 2

Perhitungan

KRITERIA PENENTUAN SITE SOLAR POWER PLANTS Kriteria

Parameter

Bobot

Jarak ke jalan utama

Semakin dekat semakin sesuai (1 km < x < 10 km)

20%

Jarak ke sungai

Semakin jauh semakin sesuai (500 m > x > 20 km)

15%

Jarak ke pusat kota

Semakin dekat semakin sesuai (2 km < x < 20 km)

10%

Kelerengan

Kelerengan datar (x < 15%)

15%

Kawasan lindung

Bukan termasuk kawasan lindung

20%

Kawasan rawan bencana

Rawan bencana banjir rendah

20%

PETA KRITERIA LOKASI PERENCANAAN

Jarak ke Jalan Utama

Jarak ke Sungai

Jarak ke Pusat Kota

Semakin dekat menuju jalan utama, maka lokasi pembangunan PV akan semakin sesuai. Lokasi yang dekat dengan jalan utama juga akan menguntungkan dan memudahkan pemasangan perencanaan listrik tersebut.

Semakin jauh dari sungai, maka lokasi pembangunan PV akan semakin sesuai. Kerentanan listrik terhadap air merupakan faktor pertimbangan jauhnya jarak lokasi pembangunan PV dari sungai. Hal ini berfungsi untuk menjaga keamanan dari lokasi pembangunan PV itu sendiri.

Semakin dekat dari pusat kota, maka lokasi pembangunan PV akan semakin sesuai. Pusat kota menyediakan sarana dan prasarana penting untuk mengakodomasi kegiatan. Oleh karena itu, dibutuhkan pasokan listrik yang cukup besar dan terhubung dengan sarana dan prasarana tersebut.

Perhitungan

PETA KRITERIA LOKASI PERENCANAAN

Tidak Berada Pada Kawasan Lindung

Tidak Berada Pada Kawasan Rawan Banjir

Kelerengan

Kawasan lindung merupakan kawasan yang dijaga untuk melindungi kelestarian lingkungan hidup. Maka dari itu, pemilihan lokasi harus berada di kawasan budidaya atau tidak berada di kawasan lindung (sempadan sungai, sempadan pantai, sempadan rel, dan jari-jari mata air).

Berada di kawasan rawan banjir akan mengganggu keamanan serta kenyamanan dari lokasi pembangunan PV. Banjir dapat menyebabkan konslet arus listrik, sehingga diperlukan lokasi perencanaan yang berada di kawasan dengan risiko banjir rendah.

Semakin tinggi angka kelerengan, maka semakin curam atau terjal lahan tersebut. Oleh karena itu, angka kelerengan yang tinggi tidak sesuai untuk dijadikan sebagai lokasi pembangunan PV. Kabupaten Kendal didominasi oleh daerah datar kurang dari 15%, sehingga sesuai sebagai lokasi pembangunan PV.

HASIL OVERLAY LOKASI PERENCANAAN Peta sebaran panel surya Kabupaten Kendal merupakan hasil analisis peta kriteria yang dilakukan dengan menggunakan weighted overlay.

Penentuan lokasi perencanaan pembangunan panel surya didasarkan pada kriteria seperti jarak ke jalan utama, jarak ke sungai, jarak ke pusat kota, tidak berada pada kawasan lindung, tidak berada pada kawasan banjir, dan kelerengan datar.

Peta tersebut menunjukkan sebaran panel surya di Kabupaten Kendal. Penentuan ini berdasarkan pada hasil analisis kriteria yang ditentukan melalui weighted overlay.

Terdapat 2 jenis panel surya yang akan dibangun di Kabupaten Kendal yaitu BIPV dan Solar Farm.

Pembangunan ini dilakukan untuk membantu memenuhi pasokan listrik Kabupaten Kendal pada tahun 2042.

BUILDING APPLIED PHOTOVOLTAIC KONSEP BIPV merupakan penerapan PV yang terintergrasi langsung ke dalam bagian bangunan untuk mengurangi biaya tambahan konvensional (M. Debbarma et. al., 2017) Di samping itu, BIPV juga mendukung dalam estetika keindahan bangunan, mudah secara teknikal untuk diterapkan, biaya terbayar dalam 7-10 tahun, dan juga ramah juga di lingkungan sosial (dari berbagai sumber dalam A.K Skukla et al (2018)

viasolis.eu

Lokasi Tengah

ILUSTRASI LOKASI BUILDING-INTEGRATED PHOTOVOLTAICS

: Kaliwungu, Kendal, Jawa

Luas Panel : 321.476 m 2 Keterangan : BIVP diterapkan di KIK untuk membantu menyediakan kebutuhan listrik perindustrian.

Jumlah Energi yang dihasilkan Panel E = A x r*x H x PR E = 321476 x 0,15 x 1983,2 x 0,75 E = 71.724.510 kWh

DI KABUPATEN KENDAL

A: Luas Panel PV (m) E: Produksi Energi (kWh) r: Efisiensi (%) *U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) H: Annual average solar irradiatiation on tilted panels (tidak termasuk shadings) PR: Performance ratio, coefficient for losses (antara 0,5 and 0,9, default value = o,75)

PHOTOVOLTAIC POWER STATION PVPS KONSEP Photovoltaic Power Station (PVPS) merupakan implementaris penerapan teknologi PV berupa pembangkit listrik tenaga surya skala besar yang sering juga dinamai taman surya. sebagian besar listrik yang dihasilkan PVPS ini akan dipasok ke listrik output grid (diilustrasikan dalam gambar di samping). (Darwish M.A et al (2014).

Lokasi

: Tlahab, Kendal, Jawa Tengah

Luas Panel : 206.602 m 2 Keterangan: Lokasi PV Solar farm direncanakan pada area tidak jauh dari permukiman dan jalan utama untuk membantu penyediaan listrik permukiman.

Jumlah Energi yang dihasilkan Panel E = A x r*x H x PR E = 206602 x 0,15 x 1980.3 x 0,75 E = 46.925.244 kWh

A: Luas Panel PV (m) E: Produksi Energi (kWh) r: Efisiensi (%) *U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) H: Annual average solar irradiatiation on tilted panels (tidak termasuk shadings) PR: Performance ratio, coefficient for losses (antara 0,5 and 0,9, default value = o,75)

ILUSTRASI LOKASI PHOTOVOLTAIC POWER STATION (PVPS)

DI KABUPATEN KENDAL

Lokasi

: Weleri, Kendal, Jawa Tengah

Luas Panel : 69.161 m 2 Keterangan: Lokasi PV Solar Farm direncanakan pada area tidak jauh dari permukiman dan jalan utama untuk membantu penyediaan listrik permukiman.

Jumlah Energi yang dihasilkan Panel E = A x r*x H x PR E = 96161 x 0,15 x 1956,2 x 0,75 E = 15.218.878 kWh

A: A: Luas Luas Panel Panel PV PV (m) (m) E: E: Produksi Produksi Energi Energi (kWh) (kWh) r:r: Efisiensi Efisiensi (%) (%) *U.S. *U.S. National National Renewable Renewable Energy Energy Laboratory Laboratory (NREL) (NREL) H: H: Annual Annual average average solar solar irradiatiation irradiatiation on on tilted tilted panels panels (tidak (tidak termasuk termasuk shadings) shadings) PR: PR: Performance Performance ratio, ratio, coefficient coefficient for for losses losses (antara (antara 0,5 0,5 and and 0,9, 0,9, default default value value == o,75) o,75)

ILUSTRASI LOKASI PHOTOVOLTAIC POWER STATION (PVPS)

DI KABUPATEN KENDAL

Lokasi : Trayu, Kendal, Jawa Tengah Luas Panel : 409.356 m Keterangan: Lokasi PV solar Farm direncanakan pada area pariwisata untuk membantu penyediaan listrik pariwisata dan permukiman di sekitarnya.

Jumlah Energi yang dihasilkan Panel E = A x r*x H x PR E = 40936 x 0,15 x 1983,2 x 0,75 E = 9.132.310 kWh

A: Luas Panel PV (m) E: Produksi Energi (kWh) r: Efisiensi (%) *U.S. National Renewable Energy Laboratory (NREL) H: Annual average solar irradiatiation on tilted panels (tidak termasuk shadings) PR: Performance ratio, coefficient for losses (antara 0,5 and 0,9, default value = o,75)

ILUSTRASI LOKASI PHOTOVOLTAIC POWER STATION (PVPS)

DI KABUPATEN KENDAL

JUMLAH KEBUTUHAN ENERGI

60.239.409 kWh JUMLAH ENERGI YANG DIHASILKAN

BIPV: 71.724.510 kWh PVPS: 70.376.432 kWh Intervensi Energi yang dihasilkan dari BIPV merupakan listrik yang digunakan untuk memasok kebutuhan industri sehingga diluar perhitungan kebutuhan energi.

Energi yang dihasilkan PVPS (Solar Farm) dapat memenuhi kebutuhan energi di Kabupaten Kendal dan memiliki cadangan sebesar 10.137.023 kWh. https://eitrawmaterials.eu/rosi-start-up-offers-silicon-recyclingtechnology-demonstrating-a-circular-economy-for-pv-industry/

REFERENSI

Akash Kumar Shukla, K. S. (2018). BIPV based sustainable building in South Asian countries. Solar Energy, 1162-1170.

Hassan Z. Al Garni, A. A. (2017). Solar PV power plant site selection using a GIS-AHP based approach with application in Saudi Arabia. Applied Energy, 1225-1240.

Hossein Yousef, H. H.-S. (2018). Spatial Site Selection for Solar Power Plants Using a GIS-Based Boolean-Fuzzy Logic Model: A Case Study of Markazi Province, Iran. Energies, 1-18.

Jae Heo, H. M.-E. (2021). Case Study of Solar Photovoltaic Power-Plant Site Selection for. Applied Sciences, 1-16.

Mary Debbarma, K. S. (2017). Comparison of BIPV and BIPVT: A review. ResourceEfficient Technologies, 263-271.

Ozge Pinar Akkas, M. Y. (2017). Optimal Site Selection for a Solar Power Plant in the Central Anatolian Region of Turkey. International Journal of Photoenergy, 1-13.

Darwish M.A., Abdlrahim H.K., Sharif. A.O., (2014) Photovoltaic Power Station (PVPS).

Global Journal of Researches in Engineering (1) Volume XIV Issue V Version I Seo, Dugwon., and Schwartx Jeffrey L. (2018) Solar photovoltaic Modules Degradation Rate Comparison. 2018 ASEE Mid-Atlantic Spring Conference, April 6-7, 2018 – University of the District of Columbia https://globalsolaratlas.info/map