## ANALISIS MODE SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA HIBRID

## MICROHYDRO  PHOTOVOLTAIC ARRAY MENGGUNAKAN HOMER
(STUDI KASUS : KAMPUNG BAYANG JANIAH, KABUPATEN PESISIR SELATAN)
Novi Kurniasih 1 , Refdinal Nazir 2
1 Program Studi Magister Teknik Elektro, Universitas Andalas
2 Jurusan Teknik Elektro, Universitas Andalas e-mail: novikurniasih88@yahoo.co.id
Abstrak —Dalam  penelitian  ini  membahas  tentang  optimisasi  desain  dan  analisis  ekonomi  teknik  dari Pembangkit  Listrik Tenaga Hibrid Off-Grid Microhydro  Photovoltaic Array dengan  menggunakan bantuan perangkat lunak HOMER 2 versi 2.81. Pemanfaatan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (PLTH) dapat mengatasi  permasalahan  kelistrikan  di  Kampung  Bayang  Janiah,  Nagari  Koto  Ranah,  Kecamatan  Bayang Utara,  Kabupaten  Pesisir  Selatan  yaitu  jauh  dari  jangkauan  jaringan  listrik  PLN  dan  dapat  meningkatkan keandalan secara ekonomis dimana awalnya listrik beroperasi hanya 12 jam/hari yang bersumber dari PLTMH saja,  dapat  ditingkatkan  menjadi  beroperasi  penuh  selama  24  jam/hari.  Dari  analisa  yang  telah  dilakukan, diperoleh ketersediaan debit bulanan air sungai Bayang Janiah dengan menggunakan metode    F. J. Mock yaitu debit andalan 90% sebesar 102 L/s dengan head efektif 14 m mampu menggerakkan hydro turbine sehingga menghasilkan  daya  sekitar  11,3  kW.  Sementara  itu,  untuk  sistem photovoltaic  array menghasilkan  daya sebesar  8,4  kW  dengan  jumlah  modul  surya  sebanyak  84  modul  dan  jumlah battery 6  V  1.091  Ah  yang dibutuhkan sebanyak 8 unit serta bidirectional converter dengan total kapasitas sebesar 10 kW, berjumlah 2 unit.  Hasil  simulasi  HOMER  menunjukkan  bahwa  penentuan  konfigurasi  desain  sistem  PLTH  yang  paling optimal untuk diterapkan di Kampung Bayang Janiah berdasarkan Total NPC terendah adalah integrasi antara microhydro  photovoltaic array  battery bank  bidirectional converter . Pada konfigurasi sistem yang optimal tersebut, kontribusi microhydro sebesar 78.945 kWh/yr, photovoltaic array sebesar 11.404 kWh/yr, dengan Total NPC sebesar $ 146.041, Levelized COE sebesar $ 0,525/kWh, sedangkan untuk konsumsi energi listrik per tahun sebesar 30.668 kWh dan memiliki kelebihan energinya sebesar      59.608 kWh/yr, sehingga dapat memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga sebanyak 56 kk termasuk juga sarana sosial yang ada di kampung tersebut.
Kata Kunci : PLTH Off-Grid Microhydro  Photovoltaic Array , Optimisasi Desain, Simulasi, HOMER,
Total NPC, Levelized COE
Abstract —In this study discusses the optimization of the design and analysis of engineering economics Hybrid Power Plant Off-Grid Microhydro - Photovoltaic Array with the help of software HOMER 2 version 2.81. Utilization of Hybrid Power Plant System can overcome the electrical problems in Bayang Janiah village, Nagari Koto Ranah, Bayang Utara Subdistrict, Pesisir Selatan District that is far from the reach of the  grid  and  can  improve  the  reliability  of  electricity  economically  in  which  initially  operated  only  12 hours/day sourced from microhydro power plant only, can be upgraded to full operation       24 hours/day. From the analysis that has been conducted, obtained monthly discharge of Bayang Janiah river availability using dependable discharge F. J. Mock 90% of 102 L/s to 14 m of effective head is able to move the hydro turbine to produce power of about 11,3 kW. Meanwhile, for an array of photovoltaic systems produce power equal to 8.4 kW with a number of solar modules by 84 modules and the number of battery 6 V 1.091 Ah required 8 units and a bidirectional converter  with a total capacity of 10 kW, totaling 2 units. HOMER simulation results show that the determination of the configuration of the hybrid power plant system design most optimal for application in Bayang Janiah village lowest Total NPC is based on the integration between microhydro  -  photovoltaic  array  -  battery  bank  -  bidirectional  converter.  On  the  optimal  system configuration, microhydro contribution of 78.945 kWh/yr, a photovoltaic array of  11.404 kWh/yr, with a Total NPC of $ 146.041, Levelized COE of $ 0,525/kWh, while the electrical energy consumption of 30.668 kWh per year and has excess energy of 59.608 kWh/yr, so it can meet the needs of household electricity to 56 households as well as social facilities in the village.
Keywords  :  Off-Grid Hybrid Power System Microhydro  Photovoltaic Array, Optimization Design, Simulation, HOMER, Total NPC, Levelized COE

## I. PENDAHULUAN
Sesuai dengan Peraturan Presiden RI  no. 5 tahun  2006  tentang  Kebijakan  Energi  Nasional (KEN)  yaitu  pangsa  pasar  energi  baru  dan terbarukan  dalam  konsumsi  energi  nasional tahun  2025  ditargetkan  mencapai  17%[1]. Namun  demikian  pemerintah  Indonesia  ingin mencapai  target  yang  lebih  tinggi  dengan mencanangkan  visi  energi  25/25,  dimana pemerintah berkomitmen meningkatkan penggunaan energi baru dan terbarukan sampai 25%  dari  keseluruhan  konsumsi  energi  pada tahun  2025  dan  juga  tercapainya  elastisitas energi lebih kecil dari satu[2].
Gambar 1. Grafik Arah Kebijakan Energi Nasional[2]
Di  Indonesia  terutama  Provinsi  Sumatera Barat,  masih  banyak  pedesaan  terpencil  yang belum  terlistriki  karena  tidak  terjangkau  oleh jaringan  listrik  PLN.  Ini  terbukti  masih terdapatnya  beberapa  kabupaten  di  Sumatera Barat  yang  memiliki  ratio  elektrifikasi  (RE)  di bawah  66%[4].  Namun  demikian  ratio elektrifikasi  untuk  Provinsi  Sumatera  Barat sendiri berdasarkan data ratio elektrifikasi tahun 2013 sudah mencapai 75,76%[4],[5]. Walaupun beberapa kabupaten di Sumatera Barat memiliki ratio elektrifikasi di bawah 66%, tetapi kawasan pedesaan  yang  ada  di  kabupaten  tersebut memiliki  sumber  energi  terbarukan  yang  dapat dikembangkan  sebagai  sumber  energi  listrik alternatif[4].
Salah satu potensi sumber energi terbarukan yang  cukup  besar  ketersediaannya  di  Sumatera Barat adalah energi air yang dapat dikelola untuk menjadi Pembangkit Listrik
Tenaga
Mikrohidro[4].  Pembangkit  Listrik  Tenaga Mikrohidro  tersebut  berperan  serta  dalam melestarikan lingkungan, minimal di sepanjang Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  sumber  air, ditengah  menggebu-gebunya  pembalakkan
hutan dan pembukaan kawasan perkebunan yang tidak ramah lingkungan.
Selain  sumber  energi  air,  potensi  energi terbarukan yang cukup mudah dalam pemanfaatannya  dan  ketersediaannya  yaitu energi surya. Wilayah Indonesia terletak di garis khatulistiwa,  sehingga  memperoleh  penyinaran matahari  rata-rata  8  jam/hari  dengan  intensitas radiasi  matahari  rata-rata  sekitar    4,80 kWh/m 2 /hari[3]. Sumber energi surya ini dapat dikembangkan  menjadi  Pembangkit  Listrik Tenaga  Sel  Surya  yang  merupakan  salah  satu solusi yang dapat dipertimbangkan sebagai salah satu pembangkit listrik alternatif[8]. Pemanfaatan sumber energi surya tersebut untuk kelistrikan  belum  secara  optimal,  baru  sekitar 42,78  MW[2].  Sayangnya  biaya  investasi Pembangkit  Listrik  Tenaga  Sel  Surya  masih lebih mahal apabila dibandingkan dengan biaya investasi pembangkit listrik berbahan bakar fosil, karena  sampai  saat  ini  photovoltaic  cell  yang berfungsi  untuk  mengkonversi  energi  matahari menjadi energi listrik, masih diimpor dari negara lain  dan  efisiensi  dari  photovoltaic  module hanya  sebesar  17%  yang  menyebabkan  harga Pembangkit  Listrik  Tenaga  Sel  Surya  tiap kiloWatt-nya masih sangat tinggi[8].
Teknologi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Sel Surya  termasuk  teknologi  yang  ramah lingkungan  karena  tidak  melepaskan  polutan seperti halnya pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan tidak menghasilkan noise (kebisingan)[6],[8]. Untuk kekontinuan ketersediaan  listrik  dan  pemanfaatan  energi listrik  sel  surya  (solar  photovoltaic)  secara maksimal  terutama  di  daerah-daerah  terpencil, maka sangat diperlukan sistem hibridisasi.
Sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid merupakan  salah  satu  solusi  untuk  mengatasi krisis  energi  listrik  yang  terjadi  saat  ini. Penggabungan  sumber  energi  mikrohidro dengan  energi  sel  surya  (solar  photovoltaic) dapat meningkatkan waktu layanan listrik secara ekonomis  sehingga  beban  listrik  masyarakat daerah  terpencil  dapat  dipenuhi  secara optimal[12].  Adapun  kendala  utama  yang dihadapi dalam pemanfaatan pembangkit listrik tenaga  hibrid  ini  adalah  efisiensi  energi  listrik yang dihasilkan sistem sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan.
Untuk  mengetahui  kelayakan  potensi Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid  di  Provinsi Sumatera Barat khususnya di Kabupaten Pesisir
Selatan,  maka  dilakukan  penelitian  mengenai optimisasi  sistem  yang  ekonomis  dari
Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Microhydro  Photovoltaic Array dengan
melakukan  desain  pemodelan  menggunakan bantuan  perangkat  lunak  HOMER,  dimana ketentuannya  berdasarkan Total NPC  terendah. Kabupaten Pesisir Selatan merupakan salah satu kabupaten yang memiliki ratio elektrifikasi yang rendah  yaitu  sebesar  61,68%  berdasarkan  data ratio  elektrifikasi  tahun  2013[5].  Diharapkan dari hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai acuan  dalam  menentukan  kelayakan  dan pengoptimalan  pembangkit  listrik  alternatif dengan  sumber  energi  terbarukan  tersebut sehingga  dapat  memberikan  kontribusi  yang signifikan  terhadap  kebutuhan  energi  listrik daerah-daerah  terpencil/pedesaan  di Kabupaten Pesisir  Selatan,  seperti  di  Kampung  Bayang Janiah, Nagari Koto Ranah, Kecamatan Bayang Utara yang jauh dari jangkauan jaringan listrik PLN. Ke depannya diharapkan dapat meningkatkan  keandalan  secara  ekonomis dimana awalnya listrik beroperasi hanya 12 jam per hari yang bersumber dari PLTMH saja, dapat ditingkatkan  menjadi  beroperasi  penuh  selama 24 jam per hari.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid
Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (PLTH) didefinisikan  sebagai  suatu  sistem  pembangkit tenaga  listrik  yang  menggabungkan  dua  atau lebih  pembangkit  dengan  sumber  energi  yang berbeda,  umumnya  digunakan  untuk isolated grid , sehingga diperoleh sinergi yang memberikan  keuntungan  ekonomis  maupun teknis[12].
Beberapa  kelebihan  yang  dapat  diperoleh dari  konfigurasi  sistem  Pembangkit  Listrik Tenaga Hibrid ini adalah sebagai berikut[12]:
a. Solusi  untuk  mengatasi  krisis  bahan  bakar minyak bumi
b. Beban  listrik  dapat  dipenuhi  secara  optimal terutama di daerah-daerah terpencil/pedesaan yang jauh dari jangkauan jaringan listrik PLN
c. Meningkatkan efisiensi ekonomi pembangkit
d. Meningkatkan  keandalan  ( reliability )  sistem pembangkit
e. Meningkatkan  waktu  layanan  listrik  secara ekonomis
f. Meningkatkan umur operasi sistem
g. Tidak  menimbulkan  polusi  dan  limbah (ramah lingkungan)
h. Biaya  pengoperasian  dan  pemeliharaannya relatif murah
i. Biaya  produksi  energi  listrik  atau Cost  of Energy (Rp/kWh) per tahun relatif murah.
Disamping  kelebihan-kelebihan  di  atas konfigurasi  sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga Hibrid  tersebut  juga  mempunyai  beberapa kekurangan, diantaranya[13],[14]: a. Produksi  energi  baru  dan  terbarukan  sangat tergantung pada siklus alam
b. Biaya investasi awal sistem ini lebih mahal
c. Tidak dapat menangani beban puncak dengan baik tanpa penyimpanan energi.
Adapun  konfigurasi  dasar  dari  sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid tersebut dapat dikelompokkan menjadi tiga yakni [15]: a. Sistem hibrid seri
b. Sistem hibrid paralel
c. Sistem hibrid switched .
Dalam  penelitian  ini,  konfigurasi  sistem hibrid yang digunakan adalah kombinasi sistem hibrid switched .  Skema  dari  pembangkit  listrik tenaga hibrid  microhydro-photovoltaic  array tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 2. Skema PLTH Microhydro 

## Photovoltaic Array

## 2.2. HOMER
HOMER  ( Hybrid  Optimization  Model  for Energy Renewable ) merupakan suatu perangkat lunak (program) simulasi yang mengoptimalkan sistem  pembangkit  tenaga  listrik,  baik off-grid ( stand-alone ) maupun grid-connected yang dapat  terdiri  atas  kombinasi photovoltaic , mikrohidro, battery dan  kombinasi  sumber energi  baru  dan  terbarukan  lainnya  serta  untuk
melayani beban listrik maupun beban
thermal [16]. Perangkat lunak HOMER ini
dikembangkan  oleh  The  National  Renewable Energy  Laboratory  (NREL),  USA  yang bekerjasama  dengan  Mistaya  Engineering, dimana  hak  ciptanya  dilindungi  oleh  Midwest Research  Institute  (MRI)  dan  digunakan  oleh Departemen Energi Amerika Serikat (DOE)[17].
HOMER  memiliki  beberapa  keunggulan dibandingkan  dengan  perangkat  lunak  yang serupa lainnya, yakni[16]:
a. Dapat  mengetahui  hasil  yang  optimal  dari konfigurasi  sistem  (mensimulasikan  beberapa konfigurasi  sistem  berdasarkan Net  Present Cost ) b. Dapat menunjukkan analisis nilai sensitivitas
c. Dapat  memodelkan  sistem  jaringan  transmisi listrik
d. Komponen-komponen  sistem  hibrid  yang  akan digunakan lengkap
e. Dapat  memodelkan  sumber  energi  baru  dan terbarukan yang tersedia
f. Parameter-parameter input sangat  terperinci, seperti:  sumber  energi  baru  dan  terbarukan, faktor ekonomi, emisi, constraints dan lain-lain.
Arsitektur perangkat lunak HOMER memiliki  tiga  bagian  utama,  yaitu: input , simulasi  dan output seperti  yang  dapat  dilihat pada skema di bawah ini.
Gambar 3. Arsitektur Simulasi dan Optimasi HOMER[12],[15]

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Langkah-langkah mendesain sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Microhydro
 Photovoltaic Array dengan perangkat lunak HOMER ini, membutuhkan beberapa data yang mana data-data tersebut terlebih dahulu dianalisa secara matematis, seperti yang dapat ditunjukkan dalam diagram alir penelitian berikut ini.
Adapun  komponen-komponen  dari  sistem Pembangkit
Listrik Tenaga Hibrid
Microhydro  Photovoltaic Array untuk melayani beban  listrik  masyarakat  Kampung  Bayang Janiah  yang  diinputkan  ke  dalam  perangkat lunak HOMER, seperti yang dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 4. Komponen-komponen Input PLTH
Microhydro-Photovoltaic Array
Pada  penelitian  ini,  pemodelan  sistem Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid off-grid berdasarkan  potensi  energi  terbarukan  yang tersedia di Kampung Bayang Janiah. Pemodelan sistem hibrid tersebut terdiri atas: hydro turbine , modul photovoltaic dan  juga  didukung  oleh battery sebagai  media  penyimpan  energi.  Data dari berbagai parameter seperti: potensi sumber energi air dan energi matahari, profil pemakaian beban  listrik  oleh  masyarakat  serta  keterangan komponen  dari  berbagai  parameter,  yakni: ukuran,  jumlah  dan  biaya  dari hydro  turbine , modul photovoltaic , battery , converter ,  yang telah  diperoleh  dari  berbagai  sumber  untuk diinputkan ke dalam skema perencanaan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid off-grid .
Gambar 5. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Off-Grid Microhydro  Photovoltaic Array
Beban  puncak  siang  hari  terjadi  antara pukul  09.00  –  12.00  WIB  sebesar  4,569  kW, dimana  beban  AC  sangat  mendominasi. Sementara itu  untuk  beban  puncak  malam  hari terjadi antara pukul 19.00 – 20.00 WIB sebesar 8,060 kW, dimana beban listrik didominasi oleh beban  AC  dan  lampu  penerangan.  Pada  saat weekdays, konsumsi  rata-rata  energi  listrik sebesar 89 kWh/day.
Tabel 1. Pemakaian Beban Listrik Weekdays
Kampung Bayang Janiah
Gambar 6. Profil Beban Listrik Weekdays Kampung Bayang Janiah
Tabel 2. Sistem Beban Listrik Weekdays
Untuk  PLTMH  memanfaatkan  potensi sungai  Bayang  Janiah.  Sungai  Bayang  Janiah terletak pada koordinat 01 ° 07  56  LS – 100 ° 36  06,4  BT  dan  merupakan  salah  satu  sub DAS  dari  Batang  Bayang.  Pemetaan  DAS Batang Bayang menggunakan software MapInfo Professional  10.5[22], yang  dapat  dilihat  pada gambar-gambar berikut.
Gambar 7. Peta DAS Batang Bayang[22]
Gambar 8.Peta Luas Catchment Area
Bendungan PLTMH Bayang Janiah[22]
Hasil  perhitungan  debit  andalan  sub  DAS Bayang Janiah yang diperlukan untuk kebutuhan PLTMH dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3. Persentase Keandalan Untuk DebitDesain PLTMH Bayang Janiah Probabilitas Keandalan (%) Q (m³/detik) 0 5.828 5 2.570 10 1.836 15 1.627 20 1.482 25 1.254 30 1.051 35 0.952 40 0.81 45 0.696 50 0.553 55 0.463 Tabel 4.  Persentase Keandalan Untuk Debit Desain PLTMH Bayang Janiah (Lanjutan) Probabilitas Keandalan (%) Q (m³/detik) 60 0.396 65 0.334 70 0.249 75 0.199 80 0.166 85 0.127 86 0.119 87 0.119 88 0.112 89 0.103 90 0.102 95 0.08 100 0.012 Sedangkan bentuk kurva durasi debit ( Flow
Duration Curve )-nya adalah sebagai berikut:
Gambar 9. Kurva Persentase Durasi Debit ( Flow Duration Curve )
Untuk input masing-masing komponen ke dalam perangkat  lunak  HOMER,  dapat  dilihat  pada gambar berikut ini.
Gambar 10. Input Parameter Hydro Turbine
Gambar 11. Input Parameter Modul Surya
Gambar 12. Input Parameter Battery
Gambar berikut memperlihatkan rincian spesifikasi  teknik  dari battery Rolls  Surrette 6CS25P.
Gambar 13. Technical Data Battery Rolls
Surrette 6CS25P[16]
Gambar 14. Input Parameter Bidirectional Converter

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Optimization Results
Hasil  simulasi  dengan  bantuan  perangkat lunak  HOMER  memperlihatkan optimization results sebagai berikut:
Gambar 16. Pilihan II
Apabila  parameter design  flow  rate dan annual  real  interest  rate ditingkatkan  hingga mencapai  nilai  maksimum  yang  ditetapkan berdasarkan  masing-masing sensitivity  values yang  diinputkan  ke  dalam  HOMER,  maka memberikan pengaruh terhadap sistem pembangkit listrik tenaga hibrid tersebut dimana Operating Cost ($/yr) dan Total NPC ($) yang semakin  rendah  sebaliknya Levelized COE ($/kWh) yang semakin tinggi.
4.2. Sensitivity Results
Sensitivity  results diperlihatkan  melalui suatu  grafik  tipe  sistem  yang  optimal,  seperti pada gambar berikut:
Gambar 17. Sensitivity Results
Berdasarkan  grafik  pada  gambar  di  atas, diketahui bahwa tipe sistem yang paling optimal dipilihkan HOMER yaitu:
a. Sistem hibrid microhydro  photovoltaic array  battery , dimana sistem ini merupakan sistem  pertama  yang  dipilihkan  HOMER sebagai  sistem  yang  paling  optimal  dengan posisi global solar berada di kisaran:  4,80  –  5,09  kWh/m 2 /d  dengan ambient temperature rata-rata  berada  di  rentang 26,0°C – 27,4  C
 4,80  –  5,20  kWh/m 2 /d  dengan ambient temperature rata-rata  berada  di  rentang 27,4°C – 31,0  C  4,80  –  5,23  kWh/m 2 /d  dengan ambient temperature rata-rata  berada  di  rentang
31,0°C – 32,0  C b. Sistem hibrid microhydro  photovoltaic array ,  dimana  sistem  ini  merupakan  sistem kedua  yang  dipilihkan  HOMER  sebagai sistem  yang  paling  optimal  dengan  posisi global solar berada di kisaran:
 5,09  –  5,60  kWh/m 2 /d  dengan ambient temperature rata-rata  berada  di  rentang 26,0°C – 27,4  C  5,20  –  5,60  kWh/m 2 /d  dengan ambient temperature rata-rata  berada  di  rentang 27,4°C – 31,0  C  5,23  –  5,60  kWh/m 2 /d  dengan ambient temperature rata-rata  berada  di  rentang 31,0°C – 32,0  C Seperti yang terlihat pada grafik     (Gambar 17), untuk sistem
hibrid microhydro  photovoltaic  array ini  dimana sebagian  besar  posisi global  solar berada  di atas  rata-rata  radiasi  harian.  Dengan  posisi global  solar di  atas  rata-rata  radiasi  harian tersebut  maka photovoltaic  array dapat menghasilkan  kapasitas  daya  yang  besar karena adanya penyerapan energi yang cukup besar  oleh photovoltaic  array sehingga dengan demikian pada sistem hibrid microhydro  photovoltaic array tersebut tidak diperlukan penggunaan battery sebagai back-up dalam  melayani  suplai  listrik  ke beban.

## 4.3. Electrical Simulation Results
Dari hasil optimisasi di atas maka diperoleh desain  sistem  pembangkit  listrik  tenaga  hibrid yang paling optimal sehingga dengan demikian hasil  simulasi  bagian electrical -nya  dapat diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Gambar 18 Electrical Simulation Results
Grafik pada gambar berikut ini menunjukkan hasil simulasi gabungan komponen  tiap  jam  pada  tanggal  8  November. Dipilihnya  tanggal  8  November  karena  kondisi dari photovoltaic  array pada  hari  tersebut menghasilkan output power yang  lebih  rendah, sedangkan output  power dari microhydro yang lebih tinggi dan persentase state of charge dari battery  bank -nya  berada  dalam  kondisi  100%. Seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  19,  dimana pada  tanggal  8  November output  power dari photovoltaic  array lebih  rendah  dari  beban listrik  AC  sehingga  kebutuhan  listrik  untuk melayani beban listrik AC masyarakat Kampung Bayang Janiah disuplai oleh microhydro system maupun battery bank . Pengisian battery bank ini dapat juga dilakukan oleh microhydro system .
Gambar 19 Output Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Off-Grid Microhydro – Photovoltaic array

## IV. KESIMPULAN
Setelah  dilakukan  simulasi  optimisasi desain  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid off-
grid Microhydro  –  Photovoltaic Array dengan menggunakan bantuan perangkat lunak HOMER
2  versi  2.81,  maka  dapat  ditarik  beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid yang paling optimal dalam mensuplai listrik untuk masyarakat Kampung Bayang Janiah, Nagari  Koto  Ranah,  Kecamatan  Bayang Utara  yaitu  kombinasi microhydro  photovoltaic  array  battery  converter , dengan  rinciannya  sebagai  berikut:  1  unit hydro turbine yang digerakkan dengan debit desain air sungai sebesar          102 liter/detik dan head efektif-nya              14  meter menghasilkan kapasitas 11,3 kW, photovoltaic array berkapasitas 8,4 kW,   8
unit battery 6  V  1.091  Ah  dan  10  kW
bidirectional converter .
Konfigurasi tersebut  ditetapkan  sebagai  yang  paling optimal  berdasarkan  nilai Total NPC terendah  yaitu  sebesar  $  146.041  dan Levelized COE sebesar $ 0,525/kWh dengan Initial  Capital yang  diperlukan  untuk merealisasikan  sistem  Pembangkit  Listrik Tenaga  Hibrid Microhydro  –  Photovoltaic Array tersebut adalah sebesar $ 135.573.
2. Hasil simulasi dari optimisasi desain sistem hibrid microhydro dengan photovoltaic
array ini  menunjukkan  bahwa  kontribusi energi listrik yang diproduksi oleh
microhydro sebesar  78.945  kWh/yr  (87%)
dan  energi  listrik  yang  diproduksi  oleh photovoltaic  array sebesar  11.404  kWh/yr (13%),  sehingga  dengan  kontribusi  total sebesar  100%  tersebut  dapat  melayani kebutuhan  energi  listrik  harian  masyarakat Kampung  Bayang  Janiah  sebesar        88,692 kWh  dan  kebutuhan  energi  listrik  per tahunnya sebesar 30.668 kWh. Ditinjau dari segi  keandalan  sistem  hibridnya  masih terjaga melihat capacity shortage per tahun yang dihasilkan oleh sistem dalam kisaran  7 – 8 %
3. Dengan diimplementasikannya sistem Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Microhydro  Photovoltaic Array di Kampung  Bayang  Janiah,  Nagari  Koto Ranah, Kecamatan Bayang Utara,
Kabupaten Pesisir Selatan maka pemukiman perumahan  yang  dihuni  oleh  sebanyak  56 kepala  keluarga  termasuk  juga  sarana sosialnya dapat menikmati listrik selama 24 jam, dimana sebelumnya masyarakat setempat hanya menikmati listrik dari pukul
18.00  –  06.00  WIB  yang  bersumber  dari PLTMH  saja.  Disamping  itu,  keuntungan lainnya dapat
mengeliminasi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak  bumi  dalam  pembangkitan  energi listrik sehingga berdampak terhadap berkurangnya  pencemaran  udara  akibat emisi CO 2 .

## V. DAFTAR PUSTAKA
[1] Peraturan  Presiden  Republik  Indonesia No.  5  Tahun  2006  tentang  Kebijakan Energi Nasional, 25 Januari 2006.
[2] Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral.  (2013,  Februari  8).      Indonesia Energy Outlook 2012 [Online]. Available: http://www.esdm.go.id/publikasi/indonesi a-energy-outlook.html
[3] Sitompul,  Rislima, Manual  Pelatihan Teknologi Energi Terbarukan yang Tepat Untuk  Aplikasi  di  Masyarakat  Pedesaan .
Jakarta  :  PNPM  Support  Facility  (PSF), 2011, hal.45-75, 175-255.
[4] Dinas  ESDM  Provinsi  Sumatera  Barat. Daftar  Daerah  yang  Menerima  Bantuan Penerangan Listrik Energi Baru Terbarukan  Provinsi  Sumatera  Barat Tahun 2013 [5] PT.  PLN  (Persero)  Wilayah  Sumatera Barat.  (2013,  September  7).  Road  Map Lisdes Wilayah Sumatera Barat       2012 – 2017 [Online]. Available: http://www.pln.co.id/sumbar
[6] Bhandari,  Binayak dkk .,  "Mathematical Modeling  of  Hybrid  Renewable  Energy System : A Review on Small Hydro-Solar- Wind  Power  Generation", International Journal  of  Precision  Engineering  and Manufacturing-Green Technology , vol. 1, no. 2, hal. 157-173, April 2014.
[7] IMIDAP (Integrated
Microhydro
Development  and  Application  Program), Pedoman  Studi  Kelayakan  PLTMH . cetakan  kedua,  Jakarta  :  Direktorat Jenderal  Listrik  dan  Pemanfaatan  Energi
Departemen  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral, 2009.
[8] Effendi,  Asnal,  "Pembangkit  Listrik  Sel Surya  Pada  Daerah  Pedesaan", Jurnal Teknik Elektro ITP , vol. 1, no. 1, hal. 19- 24, Januari 2011.
[9] (2013,  Maret  15).  [Online].  Available: http://www.solarsuryaindonesia.com
[10]  Ashok, S.,  "Optimised Model  for Community-Based Hybrid Energy System", Jurnal  Elsevier ,  vol.  32,  hal.
1155-1164, 2007.
[11]  Tanoto, Y., dkk .,  "Off-Grid Fully Renewable  Energy  with  Free  Capacity Shortage  for  Remote  Electrification", Proc. IEEE , hal. 460-464, 3-4 Juni 2013.
[12]  Kunaifi,  "Program  HOMER  Untuk  Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Hibrida Di Propinsi Riau", Seminar Nasional Informatika , FTI UPN “Veteran” Yogyakarta, 2010, hal. 18-27.
[13]  Juwito,  A.  F., dkk .,  "Optimalisasi  Energi Terbarukan  pada  Pembangkit  Tenaga Listrik  dalam  Menghadapi  Desa  Mandiri Energi  di  Margajaya", Jurnal  Ilmiah Semesta Teknika , vol. 15, no. 1, hal. 22-34, Mei 2012.
[14]  Maherchandani,  J.  K., dkk .,  "Economic Feasibility  of  Hybrid  Biomass/PV/Wind System  for  Remote  Villages  Using HOMER", International  Journal  of
Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering ,  ISSN:  2278-8875,  vol.  1,
issue 2, hal. 49-53, Agustus 2012.
[15]  Fung, C. C., dkk ., "A Simulation Study on The Economic Aspects of Hybrid Energy Systems for Remote Islands in Thailand", Proc. IEEE , vol. 3, no. 3, hal. 1966-1969, 28-31 Oktober 2002.
[16]  National  Renewable  Energy  Laboratory, USA.  (2012,  November  28).  Homer Energy  Modelling  Software  for  Hybrid Renewable  Energy  System  [Online]. Available: http://www.homerenergy.com
[17]  Lambert, Tom, dkk ., "Micropower System Modeling  with  HOMER", Integration  of Alternative  Sources  of  Energy ,  United States  of  America  :  John  Wiley  &  Sons Inc., April 2006, bab 15, hal. 379-418.
[18]  Akella, A. K., dkk ., "Optimum Utilization of Renewable Energy Sources in a Remote
Area", Renewable and Sustainable Energy Reviews , vol. 11, hal. 894-908, 2007.
[19]  Badan  Pusat  Statistik  Kabupaten  Pesisir
Selatan.  (2014,  Januari  1).  Kecamatan
Bayang Utara Dalam Angka          Tahun
2013 [Online]. Available: http://pesselkab.bps.go.id [20]  Badan  Pusat  Statistik  Kabupaten  Pesisir Selatan. (2012, Desember 10). Buku Putih Sanitasi (BPS) Kabupaten Pesisir Selatan Tahun 2010 [Online]. Available:
http://pesselkab.bps.go.id
[21]  Bank Indonesia (2013, Desember 9). Kurs Transaksi  Bank  Indonesia  [Online].
Available: http://www.bi.go.id
[22]  Dinas PU PSDA Provinsi Sumatera Barat. MapInfo Sub DAS Bayang Janiah
[23]  Dinas PU PSDA Provinsi Sumatera Barat. Data Curah Hujan Harian Stasiun Ladang Padi,  Stasiun  Danau  Di  Atas  dan  Stasiun Tarusan Tahun 1997-2011
[24]  Dinas PU PSDA Provinsi Sumatera Barat. Data Klimatologi Harian Stasiun Gunung Nago, Stasiun Danau Di Atas dan Stasiun
Surantih Tahun 2010
[25]  Dinas  ESDM  Painan  Kabupaten  Pesisir Selatan. Kecamatan, Nagari dan Kampung yang  Belum  Mendapatkan  Penerangan Listrik  Kabupaten  Pesisir  Selatan  Tahun
2013 [26]  Nazir,  R., dkk .,  "Renewable  Energy Sources  Optimization:  A  Micro-Grid Model Design", Energy Procedia , vol. 52, hal. 316-327, 2014.

## Biodata Penulis
Novi Kurniasih, lahir di Padang tanggal 8 November  1980.  Pendidikan  S1  di  Jurusan Teknik  Elektro  Universitas  Bung  Hatta  Padang pada  tahun  1999.  Pendidikan  S2  (Magister)  di Jurusan  Teknik  Elektro  Universitas  Andalas dengan  Bidang  Peminatan  Teknik  Tenaga Elektrik.