Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTS Dan PLTMH-GRID) Di Desa Tiworiwu I Dan Desa Bea Pawe, Kabupaten Ngada, Nusa Tenggara Timur (NTT)

Lektrokom: Jurnal Ilmiah Program Studi Teknik Elektro Volume 6 No 2. September 2023, E-ISSN: 2686-1534 Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTS Dan PLTMHGRID) Di Desa Tiworiwu I Dan Desa Bea Pawe, Kabupaten Ngada, Nusa Tenggara Timur (NTT) Mardelin Kastela*, 2Bambang Widodo, 3Robinson Purba Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Kristen Indonesia Jakarta 1,2,3 Jl. Mayjen Sutoyo No.2 Cawang, Jakarta Timur 13630, DKI Jakarta *Corresponding author: 1 1,2,3 Abstrak Desa Tiworiwu I dan Desa Bea Pawe, yang terletak di Kabupaten Ngada, memiliki pembangkit listrik energi terbarukan, Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Wae Roa, yang terhubung ke PLN. Kapasitas daya total yang dihasilkan dari pembangkit listrik ini, mencapai 370 kW dan lokasi pembangkit berada di Desa Bea Pawe. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan merancang Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH) dengan menggabungkan PLTMH-Grid dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Tingkat radiasi matahari di Desa Bea Pawe mencapai 5,531 kWh/m2. Kapasitas modul surya yang digunakan dalam penelitian ini adalah 325 Wp/modul. Total kapasitas keseluruhan mencapai 525.200 Wp dengan jumlah modul Photovoltaic (PV) sebanyak 1616 unit dan 53 unit inverter dengan kapasitas 10 kW, sehingga total kapasitas inverter mencapai 530 kW. Setelah melakukan analisis simulasi terhadap PLTH dengan menggunakan perangkat lunak HOMER, menunjukkan bahwa produksi energi listrik yang dihasilkan oleh PLTH di Desa Tiworiwu I dan Desa Bea Pawe adalah sebesar 3.131.745 kWh/tahun. Kontribusi PLTS dalam produksi energi adalah sebesar sebesar 27,5%, kontribusi PLTMH sebesar 51,5%, dan kontribusi dari jaringan listrik (grid) sebesar 21%. Dari segi ekonomi, estimasi nilai Net Present Cost (NPC) pada PLTH jauh lebih rendah dibandingkan dengan PLTMH-Grid, dengan selisih sebesar Rp. 5.304.430.000. Levelized Cost of Electricity (LCOE) pada PLTMH-Grid juga lebih rendah, dengan selisih Rp. 383,39/kWh. Break Even Point (BEP) diperkirakan terjadi dalam waktu sekitar 5,05 tahun. Nilai NPC dan LCOE dari PLTH lebih rendah dibandingkan dengan PLTMH-Grid PLN. Kata Kunci : PLTH, PLTS, PLTMH, NPC, LCOE, BEP dan HOMER 25 Lektrokom: Jurnal Ilmiah Program Studi Teknik Elektro Volume 6 No 2. September 2023, E-ISSN: 2686-1534 Abstract Tiworiwu I Village and Bea Pawe Village, located in Ngada Regency, have a renewable energy power plant, the Wae Roa Microhydro Power Plant (PLTMH), which is connected to PLN. The total power capacity generated from this power plant reaches 370 kW and the location of the plant is in Bea Pawe Village. This research was conducted with the aim of designing a Hybrid Power Plant (PLTH) by combining PLTMH-Grid and Solar Power Plant (PLTS). The level of solar radiation in Bea Pawe Village reached 5,531 kWh/m2. Thecapacity of the solar module used in this study was 325 Wp/module. The total total capacity reaches 525,200 Wp with the number of Photovoltaic (PV) modules as many as 1616 units and 53 inverter units with a capacity of 10 kW, so that the total inverter capacity reaches 530 kW. After conducting a simulation analysis of PLTH using HOMER software, it shows that the production of electrical energy produced by PLTH in Tiworiwu I Village and Bea Pawe Village is 3,131,745 kWh / year. The contribution of PLTS in energy production is 27.5%, the contribution of PLTMH is 51.5%, and the contribution of the electricity network (grid) is 21%. From an economic point of view, the estimated Net Present Cost (NPC) value of PLTH is much lower than that of PLTMH-Grid, with a difference of Rp. 5,304,430,000. Levelized Cost of Electricity (LCOE) at PLTMH-Grid is also lower, with a difference of Rp. 383.39 / kWh. Break Even Point (BEP) is expected to occur in about 5.05 years. The NPC and LCOE values of PLTH are lower than PLTMH-Grid PLN. Keywords: PLTH, PLTS, PLTMH, NPC, LCOE, BEP and HOMER 1. PENDAHULUAN Setiap tahun, seiring pertumbuhan ekonomi dan peningkatan jumlah penduduk, kebutuhan listrik nasional juga semakin meningkat. Dalam periode sepuluh tahun terakhir, mulai dari tahun 2010 hingga 2020, penggunaan energi akhir di Indonesia meningkat dari 134 juta TOE menjadi 258 TOE, dengan pertumbuhan rata-rata sebesar 8,5% setiap tahun. Seiring dengan peningkatan konsumsi energi, ketersediaan sumber energi primer juga mengalami peningkatan[1]. Dengan pertumbuhan kebutuhan energi yang terus berkembang, penggunaan sumber energi fosil semakin meningkat dan mengakibatkan penipisan cadangan energi fosil. Arifin menyatakan bahwa, jika tidak ditemukan cadangan baru, maka cadangan minyak bumi di Indonesia akan habis dalam 9 tahun ke depan. Sementara itu, cadangan gas bumi diperkirakan akan habis dalam 22 tahun dan batubara diperkirakan akan habis dalam 65 tahun[2]. Penggunaan energi fosil pada pembangkit tenaga listrik, menimbulkan gas CO2 yang merupakan salah satu jenis gas rumah kaca. Efek dari gas rumah kaca ini akan menyebabkan radiasi infra merah dari bumi terperangkap kembali oleh gas rumah kaca di atmosfer sehingga mengakibatkan pemanasan global di permukaan bumi[3]. Peraturan Pemerintah (PP) No. 79 tahun 2014 tentang kebijakan Energi Nasional, Bab 2 Pasal 9, menetapkan pembatasan penggunaan sumber energi fosil dan menetapkan target penggunaan energi baru. Tahun 2025 ditetapkan bahwa, peran Energi Baru dan Terbarukan (EBT) paling sedikit 23% dan pada tahun 2050 paling sedikit 31%[4]. Oleh karena itu, transisi dari penggunaan energi fosil ke sumber EBT seperti mikrohidro, energi surya, biomassa, energi nuklir dan energi angin[5] menjadi sangat penting. 26 Lektrokom: Jurnal Ilmiah Program Studi Teknik Elektro Volume 6 No 2. September 2023, E-ISSN: 2686-1534 Pembangkit listrik berbasis EBT, diharapkan dapat berkontribusi dalam upaya menurunkan emisi gas rumah kaca sebesar 156,6 juta ton CO2, yang setara dengan 49,8% dari total tindakan mitigasi dalam sektor energi [6]. Pemanfaatan sumber EBT, khususnya energi surya sebagai sumber pembangkit listrik, memiliki potensi yang sangat besar di Indonesia karena negara ini terletak di daerah tropis dengan sinar matahari yang tersedia sepanjang waktu. Di Indonesia, potensi energi surya mencapai 4,8 kWh/m2[5]. Selain itu, keberadaan kekayaan sungai yang melimpah di Indonesia memberikan peluang besar untuk mengembangkan sumber EBT berbasis mikrohidro. Indonesia memiliki potensi mikrohidro sebesar 450 MW[5]. Terdapat beberapa jenis sistem PLTS yaitu off-grid, on-grid dan hybrid [7][8][9]. PLTS off-grid merupakan sistem yang berdiri sendiri dan tidak terkoneksi dengan jaringan listrik PLN. Sistem ini sangat cocok digunakan di daerah yang belum terkoneksi jaringan listrik PLN[7]. PLTS sistem On-Grid merupakan sistem PLTS yang terhubung dengan jaringan listrik utama atau grid. Kelebihan energi disalurkan ke jaringan listrik utama, sedangkan kekurangan energi diperoleh dari jaringan listrik utama. Sistem ini sangat cocok digunakan didaerah yang sudah terhubung dengan jaringan listrik (...truncated)