E-Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol. 6 No. 2, 2017, ISSN: 2301-8402
Abstrak — Sumber  energi  terbarukan  merupakan  solusi energi  alternatif  dalam  mengatasi  krisis  energi  listrik  di Indonesia  terlebih  lagi  untuk  masyarakat  yang  ada  di pulau  terluar.  Pulau  Kakorotan  merupakan  pulau  kecil terluar  yang  ada  di  Kabupaten  Kepulauan  Talaud  yang masih  sangat  membutuhkan  energi  listrik.  Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (PLTH) yang berbasis pada potensi energi surya dan kekuatan angin merupakan pembangkit listrik  yang  tepat  untuk  di  bangun  di  pulau  Kakorotan Kecamatan  Nanusa  Kabupaten  Kepulauan  Talaud berdasarkan  hasil  simulasi  menggunakan Software Homer . Software  HOMER  2 ( Hybrid  Optimization  of Multiple  Energy  Resources )  versi  2.81  ini    akan mengurutkan  data  hasil  keluaran  simulasi  dan  optimasi berdasar  nilai  NPC  terendah.  Biaya  bersih  sekarang (NPC)  adalah  nilai  sekarang  dari  semua  biaya  yang dikeluarkan  selama  masa  pakainya,  dikurangi  nilai sekarang  dari  semua  pendapatan    yang  dihasilkannya selama masa pakainya. Biaya meliputi biaya modal, biaya pergantian,  biaya  operasional  dan  pemeliharaan,  biaya bahan  bakar,  hukuman  emisi,  dan  biaya  daya  beli  dari jaringan.  Hasil  simulasi  dengan Software  Homer menunjukkan bahwa sistem PLTH dengan berbasis pada potensi  energi  surya  dan  energi  angin  layak  dalam memenuhi  kebutuhan  energi  listrik  di  pulau  Kakorotan berdasarkan  total  nilai  bersih  sekarang  (NPC)  sebesar US$  974.767,  biaya  pembangkitan  (COE)  sebesar  US$ 0.428 per kWh, kapasitas produksi listrik yang dihasilkan sebesar  271.518  kWh  pertahun,  dan  memiliki  kelebihan tenaga listrik selama setahun sebesar 57.396 kWh.
Kata  kunci:  Angin,  Energi  terbarukan ,  HOMER ,  PLTH, Surya.
Abstract—  Renewable  energy  sources  is  an  alternative energy solution in overcoming the electrical energy crisis in Indonesia,  especially  for  the  people  in  the  outer  islands. Kakorotan  Island  is  the  outermost  small  island  of  Talaud Islands Regency which still needs electricity energy. Hybrid Power Plants (PLTH) based on the potential of solar energy and  wind  power  is  the  right  power  station  to  be  built  on Kakorotan Island, Nanusa District, Talaud Islands Regency, based  on  simulation  results  using  Homer  Software.  2.81 HOMER  2  (Hybrid  Optimization  of  Multiple  Energy Resources)  software  version  will  sort  the  results  of simulation  and  optimization  data  based  on  the  lowest  NPC value. The present net cost (NPC) is the present value of all
expenses incurred over its lifetime, minus the present value of all revenues it generates during its lifetime. Costs include capital costs, replacement costs, operational and maintenance  costs,  fuel  costs,  emission  penalties,  and purchasing  power  costs  from  the  network.  Simulation results with Homer Software show that PLTH system based on the potential of solar energy and wind energy is feasible in  meeting  the  demand  of  electrical  energy  in  Kakorotan island  based  on  the  total  net  present  value  (NPC)  of  US  $ 974,767, the generation cost (COE) of US $ 0.428 per KWh, the  production  capacity  of  electricity  generated  is  271,518 kWh  per  year,  and  has  an  electric  power  over  the  year  of 57,396 kWh.
Keywords  : HOMER,  Hybrid,  Renewable  Energy,    Solar, Wind.

## I. P ENDAHULUAN
Kebutuhan  masyarakat  akan  energi  listrik sudah  mencapai  taraf  addictive  (ketergantungan), sehingga bisa dikatakan listrik juga termasuk kebutuhan primer  manusia  selain  sandang,  pangan  dan  papan terutama  pada  masyarakat  di  pulau  Kakorotan  yang sulit  untuk  menikmati  listrik  dari  PT.  Perusahaan Listrik  Negara  (PLN)    Cabang  Tahuna  karena  kondisi letak  pulau  yang  dijembatani  oleh  laut.  Pulau Kakorotan  merupakan  pulau  kecil  terluar  yang  ada  di Kabupaten  Kepulauan  Talaud  dengan  luas  wilayah 1.710  Km²,  yang  memiliki sekitar 232  kepala  keluarga yang  mayoritas  penduduknya  adalah  petani  (petani kelapa)  dan  nelayan  juga  sekitar  210  kepala  keluarga ditambah  9  fasilitas  umum  yang  sudah  teraliri  listrik sebagian  kepala  keluarga  yang  belum  mendapatkan listrik  masih  menggunakan  lampu  gas  (petromaks) dan lampuh botol untuk penerangan.
Secara  administrasi  pulau  Kakorotan  terletak di  kecamatan  Nanusa.  Kebutuhan  listrik  selama  ini diperoleh  dari  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  terpusat  bantuan  pemerintah  pusat  yang dikelolah  oleh  masyarakat  berukuran  50  kW  dimana tiap  kepala  keluarga  hanya  mendapatkan  sekitar  260 watt  yang  cukup  dipakai  untuk  penerangan  saja. Sehingga  masyarakat  yang  mendapat  listrik  harus

## Studi Elektrifikasi Daerah Terluar Khususnya di Kabupaten Kepulauan Talaud
Yulianus Salasa, Meita Rumbayan, Sartje Silimang. Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115, Email: yulianussalasa@gmail.com, meita76@gmail.com, sartje.silimang@unsrat.ac.id
menggunakan  listriknya  dengan  hemat  karna  ketika tidak  digunakan  dengan  hemat  listrik  yang  ada,  maka bisa  saja  pada  tengah  malam masyarakat  akan  kembali menggunakan  lampuh  gas  (petromaks)  atau  lampuh botol sebagai penerangan sampai pada pagi hari.

## A. Profil Kabupaten Kepulauan Talaud
Kabupaten  Kepulauan  Talaud  adalah  salah satu  kabupaten  di Provinsi  Sulawesi  Utara,  dengan ibu kota  Kabupatennya  adalah  Melonguane  yang  berjarak sekitar  271  mil  laut  dari  ibu  kota  Provinsi  Sulawesi Utara  yaitu  Manado.  Terletak  antara  3 ⁰ 38’  -  5 ⁰ 33’ lintang  Utara    dan  126 ⁰ 38’  -  127 ⁰ 10’  Bujur  Timur. Kabupaten Kepulauan Talaud terdiri dari 19 Kecamatan dimana  Kecamatan  terluas  adalah  Kecamatan  Beo Utara  dan  Kecamatan  terkecil  adalah  Kecamatan Miangas.  Kabupaten  ini  berasal  dari  pemekaran Kabupaten Kepulauan Sangihe dan Talaud pada Tahun 2000.

## B. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) adalah suatu teknologi pembangkit  yang  mengkonversi energi foton dari surya menjadi energi listrik. Konversi ini di lakukan pada panel surya yang terdiri dari sel-sel fotovoltaik.  Fotovoltaik  (biasanya  disebut  juga  sel surya)  adalah  piranti  semikonduktor  yang  dapat merubah  cahaya  secara  langsung  menjadi  tegangan listrik searah (DC) dengan menggunakan kristal silicon (Si)  yang  tipis.  Sebuah  kristal  silindris  Si  diperoleh dengan  cara  memanaskan  Si  itu  dengan  tekanan  yang diatur sehingga Si itu berubah menjadi penghantar. Bila kristal  silindris  itu  dipotong  stebal  0,3  mm,  akan terbentuklah sel-sel silikon yang tipis atau yang disebut juga dengan sel surya.

## C. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB)
Pembangkit  listrik  tenaga  bayu  ( wind  power ) adalah  konversi  terjadinya  energi  listrik  berdasarkan pada  energi  gerak/kecepatan  angin  sehingga  energi gerak  yang  bisa  dikonversi  menjadi  listrik  melalui turbin.  Angin  merupakan  satu  bentuk  energi  yang diakibatkan  oleh  matahari.  Keberadaan  energi  angin berasal  dari  energi  matahari  yang  memanaskan sebagian  bumi  sehingga  timbul  beda  temperatur. Perbedaan  ini  menyebabkan  perbedaan  tekanan  udara dan  selanjutnya  menimbulkan  aliran  udara.  Adanya aliran udara ini disebut angin.
Pada  suatu  wilayah,  daerah  yang  menerima energi  panas  matahari  lebih  besar  akan  mempunyai suhu  udara  yang  lebih  panas  dan  tekanan  udara  yang cenderung  lebih  rendah.  Sehingga  akan  terjadi perbedaan  suhu  dan  tekanan  udara  antara  daerah  yang
menerima  energi  panas  lebih  besar  dengan  daerah  lain yang  lebih  sedikit  menerima  energi  panas,  akibatnya akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut.

## D. Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (PLTH)
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid  (PLTH) adalah suatu sistem pembangkit listrik yang memadukan  beberapa  jenis  pembangkit  listrik,  pada umumnya  antara  pembangkit  listrik  berbasis  bahan bakar  minyak  (BBM)  dan  pembangkit  listrik  berbasis energi  baru  terbarukan.  Merupakan  solusi  untuk mengatasi  krisis  BBM  dan  ketiadaan  listrik  di  daerah terpencil, pulau-pulau kecil, dan pada daerah perkotaan. Umumnya  terdiri  atas  modul  surya,  turbin  angin, generator  diesel,  baterai  dan  peralatan  kontrol  yang terintegrasi.
Tujuan utama dari  Pembangkit Listrik  Tenaga Hibrid  (PLTH)  adalah  mengkombinasikan  keunggulan dari  setiap  pembangkit  sekaligus  menutupi  kelemahan masing-masing  pembangkit  untuk  kondisi-kondisi tertentu.  Sehingga  secara  keseluruhan  sistem  dapat beroperasi  lebih  ekonomis  dan  efisien.  Mampuh menghasilkan  daya  listrik  secara  efisien  pada  berbagai kondisi  pembebanan.  Untuk  mengetahui  unjuk  kerja sistem  pembangkit  hibrid  ini  hal-hal  yang  perlu dipertimbangkan  antara  lain  karakteristik  beban pemakaian  dan  karakteristik  pembangkitan  daya khususnya  dengan  memperhatikan  potensi  energi  alam yang  ingin  dikembangkan  berikut  kondisi  alam  itu sendiri  seperti  pergantian  siang  malam,  musim  dan sebagainya.

## E. Baterai
Baterai (aki) adalah sebagai penyimpan energi listrik yang diisi oleh aliran DC dari modul photovoltaic dan  turbin  angin.  Ukuran  kapasitas  baterai  dinyatakan dengan  satuan Ampere-hours (Ah).  Mengingat  PLTS dan  PLTB  sangat  tergantung  pada  kecukupan  energi matahari  yang  diterima  panel  surya  dan  kecepatan angin,  maka  diperlukan  media  penyimpan  energi sementara bila sewaktu-waktu panel tidak mendapatkan cukup  sinar  matahari  dan  turbin  angin  tidak  cukup kecepatan  angin  atau  untuk  penggunaan  listrik  malam hari. Baterai harus ada pada sistem PLTH.
Beberapa  teknologi  baterai  yang  umum dikenal adalah lead acid, alkalin, Ni-Fe, Ni-Cad dan Li- ion.  Masing-masing  jenis  baterai  memiliki  kelemahan dan  kelebihan  baik  dari  segi  teknis  maupun  ekonomi (harga). Baterai lead acid dinilai lebih unggul dari jenis lain  jika  mempertimbangkan  kedua  aspek  tersebut. Baterai  lead  acid  untuk  sistem  PLTS  dan  PLTB berbeda dengan baterai lead acid untuk operasi starting mesin-mesin  seperti  baterai  mobil.  Pada  PLTS  dan
E-Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol. 6 No. 2, 2017, ISSN: 2301-8402
PLTB,  baterai  yang  berfungsi  untuk  penyimpanan ( storage )  juga  berbeda  dari  baterai  untuk  buffer  atau stabilitas.  Baterai  untuk  pemakaian  PLTS  dan  PLTB lazim dikenal dan menggunakan deep cycle lead acid

## F. Bidirectional Converter
Bidirectional converter merupakan  suatu  alat yang digunakan untuk mengkonversi sumber listrik DC 12,  24,  48  Volt  yang  dihasilkan  dari  sumber  listrik seperti photovoltaic (PV),  turbin  angin  dan  baterai, menjadi  sumber  listrik  AC  ( inverter )  yang  dapat dimanfaatkan  sesuai  spesifikasi  peralatan  elektrik  (120 atau  240  V  AC,  50  atau  60  Hz)  atau  setara  dengan listrik PLN dan sebaliknya ( rectifier ). Dalam pemilihan bidirectional  converter ( inverter )  sebaiknya  kapasitas kerja  yang  dipilih  mendekati  kapasitas  daya  yang dilayani, dengan tujuan agar efisiensi kerja bidirectional converter ( inverter ) menjadi maksimal.

## G. Software Homer
HOMER (Hybrid  Optimization  of  Multiple Energy Resources) merupakan sebuah perangkat  lunak yang  dikembangkan  oleh National  Renewable  Energy Lab ( NREL) sebuah divisi dari Departemen Energi  AS yang  digunakan  untuk  mendesain  sistem  pembangkit listrik  tenaga  hibrid  menggunakan  energi  terbarukan. Homer  merupakan  suatu  program  simulasi  yang optimalkan  sistem  pembangkit  listrik  baik stand  alone (off grid) maupun grid connected yang dapat terdiri dari kombinasi  pembangkit  listrik  konvensional  dan kombinasi  pembangkit  sumber  energi  terbarukan, baterai  bank, bidirectional  converter serta  untuk melayani beban listrik maupun thermal.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Umum
Pulau  Kakorotan  merupakan  salah  satu  pulau kecil  terluar  yang  dimiliki  oleh    Provinsi  Sulawesi Utara  dari  11  pulau  yang  ada.  Letak  pulau  Kakorotan berdekatan  dengan  pulau  Intata  dimana  letak  pulau Kakorotan berada disebelah selatan dari Pulau Intata.

## TABEL I. DATA PENDUDUK DI PULAU KAKOROTAN
Uraian Keterangan Jumlah penduduk 881 Jiwa Jumlah kepala keluarga 232 KK
Pulau  Kakorotan  dapat  ditempuh  dengan  transportasi kapal  laut  seminggu  sekali  dengan  jarak  ±127.788  km dari  ibukota  Kabupaten  Kepulauan  Talaud  yaitu Melonguane dengan waktu tempuh sekitar 6 jam, kalau menggunakan  speed  boat  bermesin  40  PK  bisa  3  –  4 jam dalam keadaan cuaca yang baik (tidak bergelombang).  Untuk  ke  ibukota  Kecamatan  yaitu Karatung dari pulau Kakorotan dapat di tempuh sekitar 1 jam dengan menggunakan perahu motor.

## B. Data Teknis
Data  yang  dikumpulkan  untuk  penyusunan Skripsi  ini  merupakan  data  sekunder  yang  diperoleh dari BPS Kab. Kepl. Talaud, dan data primer dari lokasi penelitian  yaitu  pada  pulau  Kakorotan  Kecamatan Nanusa Kabupaten Kepulauan  Talaud
1) Data  penduduk  di  pulau  Kakorotan  Kecamatan Nanusa  Kabupaten  Kepulauan  Talaud,  dimana  data ini terdiri dari jumlah penduduk, dan jumlah kepala keluarga dapat di pada tabel I
2) Data kondisi kelistrikan di pulau Kakorotan, dimana data  ini  terdiri  dari  data    daya  yang  terpasang  dan jumlah pelanggan dapat di pada tabel II.
3) Data  Pembangkit  Tenaga  Listrik  yang  ada  di  pulau Kakorotan  Kecamatan  Nanusa  Kepulauan  Talaud dapat di lihat pada tabel III.
4) Data alternatif sumber energi listrik terbarukan yaitu kecepatan angin dapat di lihat pada tabel IV.

## TABEL II. DATA KONDISI KELISTRIKAN DI PULAU KAKOROTAN
Uraian Keterangan Daya yang terpasang 260 W/ hari tiap KK Jumlah pelanggan 219 (210 rumah penduduk, 9 fasilitas umum)

## TABEL III. DATA PEMBANGKIT DI PULAU KAKOROTAN
Uraian Keterangan Kapasitas PLTS 50 kW
TABEL IV. DATA KECEPATAN ANGIN PERBULAN

## III. PERHITUNGAN, HASIL DAN ANALISA

## A. Perhitungan energi Angin dan energi Matahari
1) Profil Beban
Dari  grafik  pola  beban  pemakaian  listrik  pada gambar  1  dapat  disimpulkan  bahwa  terjadi  beban puncak  3  kali  dalam  1  hari.  Beban  puncak maksimal yang terjadi yaitu pada malam hari jam 18:00  –  22:00  dimana  dalam  simulasi  ini  kita asumsikan  bahwa  pada  saat  tersebut  penduduk  di pulau  Kakorotan  melakukan  aktifitas  hiburan  di malam  hari  dengan  menonton  televisi  dan  juga penerangan  di  rumah  –  rumah  penduduk  yang sudah  dipasang.  Kemudian  beban  puncak  kedua terjadi pada  pukul 10:00 – 18:00 dimana aktifitas pekerjaan  di  siang  hari  di  lakukan  oleh  tiap penduduk.  Sedangkan  beban  puncak  yang  ketiga terjadi pada pukul 06:00 – 07:00 disebabkan pada pagi hari sebelum beraktifitas masyarakat menyempatkan diri untuk menonton televisi.
Untuk  mengetahui  besarnya  beban  listrik  perhari, dan  rata  rata  energi  serta  beban  puncak  yang mungkin  terjadi  di  Pulau  Kakorotan  maka perlunya memasukkan data beban yang didapat ke input  data  beban  Homer  seperti  pada  gambar  2 perancangan beban utama di Homer. Homer dapat mengakomodasi  perubahan  profil  beban  listrik setiap bulan.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 00: 00 - 01: 00
03: 00 - 04: 00 06: 00 - 07: 00 09: 00 - 10: 00 12: 00 - 13: 00 15: 00 - 16: 00 18: 00 - 19: 00 21: 00 - 22: 00 Grafik Asumsi konsumsi listrik harian pada 241 rumah beban listrik
Gambar 1. Grafik Konsumsi Listrik Rata-rata  harian
Gambar 2. Perancangan beban utama di Homer
Profil  beban  listrik  di  Desa  Kakorotan,  Pulau Kakorotan,  Kecamatan  Nanusa  Kabupaten  Kepulauan Talaud  berikut  adalah  beban primary  load yang digunakan untuk mensimulasikan beban listrik sepanjang  tahun.  Menggunakan  simulasi Software Homer  energy ,  beban  yang  di  butuhkan  berupa  data daya  aktif.  Kemudian  untuk random  variability harian yang di gunakan dalam sistem pembangkit diasumsikan sebesar  15%  dengan time  to  step sebesar  20%  sesuai petunjuk  penggunaan Software Homer.  Berdasarkan hasil  simulasi  yang  terlihat  pada  gambar  diatas,  rata- rata  energi  listrik  perhari  yang  digunakan  sebesar  489 kWh/  hari,  rata-rata  beban  listrik  sebesar  20,4  kW  dan beban puncak yang mungkin terjadi adalah sebesar 67,4 kW dalam satu hari.
Bulan Kecepatan angin (m/s) Januari 2.57 Februari 2.57 Maret 2.57 April 2.57 Mei 2.57 Juni 3.08 Juli 3.59 Agustus 4.11 September 3.08 Oktober 3.08 November 2.05 Desember 2.57 Rata-Rata 2.87
E-Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol. 6 No. 2, 2017, ISSN: 2301-8402
Gambar 3. Perancangan pemasukan kecepatan angin di Homer

## 2) Perhitungan energi angin
Berdasarkan  data  angin  yang  didapatkan  dari Badan  Pusat  Statistik  Kabupaten  Kepulauan  Talaud 2016.  Rata-rata  kecepatan  angin  di  Kabupaten Kepulauan  Talaud  dalam  satu  tahun  adalah  67  knot kalau  dikonversikan  ke  meter/detik  yaitu  sekitar  2,87 m/s. Data tersebut didapat dari Badan Meteorologi dan Geofisika,  Stasiun  Meteorologi  Naha.  Pada  gambar  3 dapat  dilihat  perancangan  pemasukan  kecepatan  angin selama  1  tahun  pada wind  resource  input di Software Homer.

## 3) Perhitungan energi Matahari
Data  radiasi  matahari  di  pulau  Kakorotan didapatkan  melalui  NASA  ( National  Aeronautics  and Space  Administration )  dengan  bantuan  Homer  yang akan menghubungkan ke satelit NASA melalui internet dengan  cara  memberikan  letak  garis  lintang  dan  garis bujur  lokasi  penelitian  pada  input location di  Homer dan  mengubah  zona  waktu  ( time  zone )  sesuai  dengan zona  waktu  di  Indonesia.  Kemudian  disaat  jaringan connection ke internet maka Homer akan menghubungkan  ke  NASA  kemudian  data  radiasi matahari  akan  didapat.  Data  radiasi  matahari  yang didapat  pada  simulasi  perangkat  lunak  Homer  yaitu data  radiasi  matahari  selama  setahun.  Data  yang diperlukan  Homer  untuk  melakukan  optimasi  pada  PV adalah Clearness  Index dan  radiasi  harian  matahari ( daily  radiation ,  kWh/m2/d)  selama  satu  tahun.  Dari data  potensi  energi  matahari  untuk  PV  didapatkan indeks  kecerahan  rata-rata  sebesar  0,499  dan daily radiation rata-rata  sebesar  4,974  kWh/m2/d.  Pasa gambar  4  berikut  adalah    merupakan  data  radiasi matahari perbulan di pulau Kakorotan yang di dapatkan dari Software Homer.

## Suatu jaringan distribusi dapat dikatakan handal
Gambar 4. Perancangan radiasi matahari di Homer

## B. Perancangan Sistem Pembangkit Listrik
Pemodelan  sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga Hibrid (PLTH) dengan sumber energi terbarukan dapat dilakukan  melalui  pemodelan  komputer.  Homer digunakan  sebagai  alat  bantu  untuk  pemodelan  pada energi  terbarukan  dengan  mempertimbangkan  antara kebutuhan  beban  dan  sumber  energi  yang  tersedia. Homer  mampu  memodelkan  sistem  pembangkit  skala kecil  yang  optimal,  dan  evaluasi  sistem  pada  kondisi Off-Grid maupun On-Grid .  Kelayakan  teknis  dan analisa tentang beban  yang  terpasang, daya  yang dapat dihasilkan dari sistem dapat ditentukan melalui simulasi menggunakan Homer yang didasarkan pada konfigurasi sistem  yang  tepat.  Berikut  adalah  tampilan  awal software Homer,  terdapat  beberapa  komponen  pilihan yang  dapat  di  gunakan  untuk  simulasi.  Untuk  simulasi ini  sendiri  menggunakan  6  komponen  yaitu  beban utama,  turbin  angin  1  kW,  turbin  angin  3  kW, photovoltaic (PV), converter , dan baterai. Dimana pada simulasi  ini  digunakan  3  tahap  untuk  mencari konfigurasi  yang  optimal  pembangkit  hibrid  yang  ada di pulau kakorotan.

## C. Konfigurasi  dan  Analisis  Optimasi  Pembangkit Listrik
Berdasarkan  masukan  parameter  -  parameter yang sudah diinput ke tiap – tiap komponen listrik pada Software Homer  pada  tahap  sebelumnya,  berupa  data beban, kecepatan angin, intensitas cahaya matahari, dan data  -  data  komponen  yang  digunakan  seperti  harga ( capital ),  pergantian  ( replacement ),  O  &  M  serta lainnya.  Selanjutnya  adalah  untuk  mencari  konfigurasi sistem  optimal  dari  pembangkit  listrik  hibrid  (PLTH) pada  pulau  Kakorotan  maka  hasil  perancangan  yang
sudah  dibuat  segera  di  kalkulasi  dengan Software Homer .
Pada  hasil  kalkulasi Software Homer  akan menentukan  nilai-nilai  kapasitas  komponen  yang  layak sehingga  menghasilkan  sistem  pembangkit  listrik tenaga  Hibrid  yang  baik  dan  handal  dalam  melayani beban.  Hasil  kalkulasi  dengan Software Homer  akan menghasilkan  karakteristik  sistem  seperti  ukuran kapasitas komponen pembangkit listrik, produksi energi listrik tahun, biaya modal awal, total NPC, biaya energi per  kWh  (COE),  biaya  O&M,  kelebihan  listrik.  Pada tahap  selanjutnya  dibawah  ini  merupakan  proses kalkulasi pada Software Homer untuk tahap-tahap yang sudah dirancang sebelumnya

## 1. Hasil Perancangan dan Konfigurasi Homer

## a) Tahap I
Gambar 5. Hasil Perancangan konfigurasi Homer untuk tahap pertama
Gambar 6. 4 (empat) hasil kalkulasi konfigurasi Homer  dengan nilai NPC terendah
Gambar 5 adalah hasil dari perancangan sistem pembangkit pada Software Homer berdasarkan parameter komponen yang digunakan yaitu menggunakan  PV,Turbin  angin  HY-1000L,  baterai surrette 4KS25P , converter (inverter), dan beban listrik utama.  Dapat  dilihat  dari  gambar  tahap  yang  pertama pada  perancangan  pembangkit  listrik,  dimana  pada tahap  yang  pertama  ini  menggunakan  2  input  sumber pembangkit  energi  listrik  yaitu  sumber  pertama  turbin angin HY-1000L dan sumber kedua berupa PV.
Pada tahap  yang pertama ini desain sistem pembangkit yang  terbaik  untuk  Pulau  Kakorotan  adalah  dengan kombinasi  yang  di  blog  dengan  warna  biru  dapat  di lihat  pada  gambar  6.  Desain  sistem  pembangkit  yang terbaik  dengan  melihat  kombinasi  sistem  berdasarkan nilai Net  Present  Cost (NPC)  terendah  yaitu $.1.021.336  dengan  spesifikasi  190  kW  PV,  38  unit turbin  angin  HY-1000L  (1  kW),  360  unit  baterai,  dan 70 kW converter (inverter).
b) Tahap II
Gambar 7. Hasil Perancangan konfigurasi Homer untuk tahap kedua
Gambar 8. 4 (empat) hasil kalkulasi konfigurasi Homer dengan nilai NPC terendah

## E-Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol. 6 No. 2, 2017, ISSN: 2301-8402
Gambar 7 adalah hasil dari perancangan sistem pembangkit  pada Software Homer  sedangkan  pada gambar  8  menggambarkan  4  (empat)  hasil  kalkulasi konfigurasi  dengan  Homer  dimana  Homer  telah melakukan  simulasi  sebanyak  208.568  konfigurasi system dalam waktu 1 jam 9 menit 13 detik. Pada tahap yang  kedua  ini  desain  sistem  pembangkit  yang  terbaik untuk  Pulau  Kakorotan  adalah  dengan  kombinasi  yang di  blog  dengan  warna  biru.  Desain  sistem  pembangkit yang  terbaik  dengan  melihat  kombinasi  sistem berdasarkan  nilai Net  Present  Cost (NPC)  terendah yaitu $.974.767 dengan spesifikasi 100 kW PV, 18 unit turbin  angin  HY-3000L  (3  kW),  360  unit  baterai,  dan 70 kW converter (inverter).

## c) Tahap III
Pada tahap yang ketiga ini seperti dilihat pada gambar  9  adalah  hasil  dari  perancangan  sistem pembangkit  pada  Homer.  Komponen  yang  digunakan yaitu  menggunakan  PV,  Turbin  angin  HY-1000L  dan HY-3000L, baterai surrette 4KS25P , converter (inverter), dan beban listrik utama.
Dapat dilihat dari  gambar tahap  yang  pertama pada  perancangan  pembangkit  listrik,  dimana  pada tahap  yang  ketiga  menggunakan  3  input  sumber pembangkit  energi  listrik  yaitu  sumber  pertama  turbin angin  HY-1000L  kedua  HY-3000L  dan  sumber  ketiga berupa PV
Pada  gambar  10  menunjukan  7  (tujuh)  hasil  kalkulasi konfigurasi dengan Homer dan Homer telah melakukan simulasi  sebanyak  372.708  konfigurasi  system  dalam waktu 1 jam 42 menit 37 detik.
Gambar 9. Hasil Perancangan konfigurasi Homer untuk tahap ketiga
Konfigurasi  terbaik  adalah  konfigurasi  yang memiliki Net  Present  Cost (NPC)  paling  kecil.  NPC merupakan nilai saat ini dari semua biaya yang muncul selama  masa  pakai  dikurangi  semua  pendapatan  yang diperoleh selama masa pakai. Sedangkan Cost of energi (COE)  merupakan  rata-rata  per  kWh  dari  energi  listrik yang dihasilkan oleh sistem.
Desain  sistem  pembangkit  yang  terbaik  untuk Pulau Kakorotan adalah dengan kombinasi yang di blog dengan  warna  biru.  Desain  sistem  pembangkit  yang terbaik  dengan  melihat  kombinasi  sistem  berdasarkan nilai Net Present Cost (NPC)  terendah  yaitu $.974.767 dengan  spesifikasi  100  kW  PV,  18  unit  turbin  angin HY-3000L, 360 unit baterai, dan 70 kW converter .

## 2. Hasil Pembangkit Sistem yang Optimal
Dari  hasil  kalkulasi  perangkat  lunak  Homer yang  didapat  berdasarkan  input  data  pada  setiap perancangan masing-masing komponen yang digunakan dalam  sistem  pembangkit,  dalam  hal  ini  hasil  sistem pembangkit  optimal  adalah  menggunakan  pembangkit yang  bersumber  dari  100  kW  PV,  18  unit turbin  angin HY-3000L, 360 unit baterai 4KS25P, 70 kW Converter . Dari  hasil  kalkulasi  Homer  akan  diperoleh  hasil kelistrikan  pada  sistem  berupa  produksi  listrik, Pengguna  konsumsi beban listrik, Quantity (kuantitas); Quantity (kuantitas)  dari  PV; Quantity (kuantitas)  dari Turbin  angin; Quantity (kuantitas)  dari Converter . Adapun hasil kalkulasi Homer pada sistem pembangkit optimal di bawah ini
Gambar 10. 7 (tujuh) hasil kalkulasi konfigurasi Homer dengan nilai NPC terendah

## a. Produksi listrik
Pada gambar 11 tampak bahwa total daya yang dihasilkan  pembangkit  sebesar  271.518  kWh/tahun, yang  merupakan  jumlah  daya  produksi  PV  array  68% dan  turbin  angin  HY-3000L  sebesar  32%.  Dengan konsumsi  listrik  sebesar  178.367  kWh/tahun  (100%). Excess  electricity atau  kelebihan  energi  dari  sistem  ini adalah sebesar 57.396 kWh/tahun (21.1%), dengan kata lain energi listrik tidak digunakan  yang dihasilkan oleh PV  dan  turbin  angin  sebesar  21.1%  (57.396 kWh/tahun) .

## b. Kuantitas PV
Untuk  hasil  kalkulasi  teroptimal  yang  di lakukan  oleh  Homer,  khusus  untuk  kuantitas  dari  PV maka    di  dapat  bahwa rated  capacity 100  kW, mean output 21 kW, mean output 508 kWh/d, capacity factor 21.2  %,  total  produksi  listrik  185.400  kWh/yr, kemudian maximum  output 104  kW,  PV penetration 104  %, Hours  of  operation 4.453  hr/yr, levelized  cost $.0.0344/kWh.
Gambar 11.  Daya dan Produksi Listrik dari Sistem PV dan turbin angin
Gambar 12. Grafik output dari PV
Dari  gambar  12  merupakan  grafik  produksi listrik  dari  PV  yang  terjadi  dari  kisaran  pukul  06:00 pagi sampai dengan kisaran pukul 18:00 malam dimana produksi  listrik  yang  di  hasilkan  oleh  PV  juga bervareasi.  Untuk  gambar  grafik  yang  berwarna  hitam itu dimana PV tidak memproduksi listrik.

## c. Kuantitas Turbin Angin
Untuk gambar 13 adalah hasil kalkulasi optimal yang  di  lakukan  oleh  Homer,  khusus  untuk  kuantitas dari Turbin angin di dapat total rated capacity 54.0 kW, mean  output 9.8  kW, capacity  factor 18.2  %,  total produksi  listrik  86.117  kWh/yr,  kemudian maximum output 54.7  kW, Wind  penetration 48.2  %, Hours  of operation 7.312  hr/yr, levelized cost $.0.0566/kWh Grafik  juga  menjelaskan  hampir  tiap  waktu turbin  angin  menghasilkan  listrik  dimana  pada  bulan juni, juli, agustus, September dan oktober adalah bulan dimana turbin angin menghasilkan listrik lebih besar.
Gambar 13. Grafik output dari Turbin Angin
Gambar 14. Grafik output dari Baterai
E-Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol. 6 No. 2, 2017, ISSN: 2301-8402
Gambar 15. Grafik output dari Inverter

## d. Kuantitas Baterai
Untuk  hasil  kalkulasi  teroptimal  yang  di lakukan  oleh  Homer  pada  gambar  14,  khusus  untuk kuantitas dari baterai di dapat string size 12 unit baterai, string  in  parallel 30  unit,  jumlah  baterai  360  unit, bus voltage (V)  48, nominal  capacity 1.944  kWh, usable nominal capacity 1.166 kWh, autonomy 57.2 hr, energy in 81.934  kWh/yr, energy  out 65.998  kWh/yr, storage depletion 504  kWh/yr, losses 15.432  kWh/yr, annual throughput 73.788 kWh/yr, expected life 15.0 yr. Untuk  grafik  yang  berwana  orange    dapat  di jelaskan bahwa terjadi penurunan persentasi dari baterai karena pada saat tersebut baterai juga menyuplai listrik ke  beban  bersama  sama  dengan  turbin  angin  dan  juga kelebihan dari listrik yang di hasilkan pada turbin angin tersebut  di charger ke  baterai.  Ini  dapat  dilihat  pada grafik yang berwarna merah pada jam 00:00-06:00 dan 18:00-24:00  diluar  dari  jam  PV  melakukan  produksi listrik.

## e. Kuantitas converter
Untuk hasil kalkulasi optimal  yang di lakukan oleh Homer dapat dilihat pada gambar 15, khusus untuk kuantitas  dari Converter di  dapat capacity 70.0  kW, mean  output 20.4  kW, capacity  factor 29.1  %, kemudian maximum  output 67.4  kW, Hours  of operation 8.750    hrs/yr, energy  in 198.185  kWh/yr, energy out 178.367 kWh/yr, losses 19.818 kWh/yr.

## D. Analisis Biaya Sistem Pembangkit
Berdasarkan  data  parameter-parameter  yang digunakan  berupa  biaya  komponen,  penggantian, operasional  dan  perbaikan  dari  tiap  komponen pembangkit  pada  simulasi  Homer  yang  telah  di masukkan. Perangkat lunak Homer akan mengkalkulasikan  seluruh  biaya  pada  sistem  sehingga mendapatkan  seluruh  biaya  yang  muncul  dalam  sistem pembangkit. Adapun biaya yang dianalisis pada skripsi ini  adalah  analisis  teknis  biaya  dari  sistem  optimal adalah sebagai berikut.

## Gambar 16. biaya tiap komponen
1. Biaya Tiap Komponen
Biaya ini didapat berdasarkan dari perancangan  sistem  pada  Homer  dengan  cara memasukkan biaya komponen, penggantian, operasional  dan  perbaikan.  Saat  dikalkulasikan  Homer akan menghitung biaya tiap komponen berdasarkan dari jumlah  komponen  yang  dibutuhkan  sistem  dikalikan dengan  harga  pada  masing-masing  komponen  pada sistem  pembangkit.  Gambar  16  menunjukan  biaya perkomponen dari mulai modal, penggantian, operasional,  harga  jual  atau  pendapatan  pada  masing- masing  komponen.  Adapun  biaya  modal  PV  selama masa  pakai  25  tahun  sebesar  $.70.492.  Turbin  angin HY-3000L  mempunyai  biaya  keseluruhan  sebesar $.62.272.  Baterai Surrette  4KS25P memiliki  biaya biaya  keseluruhan  sebesar  $.744.174. Converter memiliki biaya  keseluruhan sebesar $.97.830.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
1) Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid  (PLTH) merupakan  pembangkit  listrik  yang  tepat  untuk di  bangun  di  pulau  Kakorotan  Kecamatan Nanusa
Kabupaten
Kepulauan Talaud berdasarkan hasil simulasi menggunakan Software Homer.
2) Konfigurasi  pembangkit  listrik  tenaga  hibrid yang optimal di pulau Kakorotan adalah dengan komponen  PV  sebesar  100  kW  atau  sebanyak 328  unit  PV  305  Watt,  Turbin  angin  3  kW sebanyak 18 unit, baterai 4 V 1350 Ah sebanyak 360 unit, Converter 3.8 kW sebanyak 18 unit.
3) Adapun  biaya  modal  PV  selama  masa  pakai  25 tahun sebesar $.70.492. Turbin angin HY-3000L memiliki biaya modal sebesar $.62.272.  Baterai Surrette  4KS25P memiliki  biaya  modal  sebesar $.744.174. Converter memiliki  biaya  modal sebesar  $.97.830.  Total  nilai  NPC  ( Net  Present Cost ) yaitu sebesar $.974.767.
4) Produksi listrik yang di hasilkan oleh pembangkit  listrik  tenaga  hibrid  adalah  sebesar 271.518  kWh/tahun,  yang  merupakan  jumlah daya  produksi  PV  68%  dan  turbin  angin  HY- 3000L  sebesar  32%.  Dengan  konsumsi  listrik (beban)  sebesar  178.367  kWh/tahun  (100%). Excess  electricity atau  kelebihan  energi  dari sistem  ini  adalah  sebesar  57.396  kWh/tahun (21.1%),  energi  listrik  tidak  digunakan  yang dihasilkan  oleh  PV  dan  turbin  angin  sebesar 21.1% (57.396 kWh/tahun).

## B. Saran
1) Dari  hasil  simulasi  menggunakan Software Homer    kelebihan  energi listrik  yang  dihasilkan oleh pembangkit PV dan turbin angin bisa untuk penyediaan  energi  listrik  cadangan  untuk penambahan  beban  konsumsi  penduduk  di Pulau Kakorotan.
2) Dibutuhkannya kajian lebih mendalam mengenai Software Homer , untuk mendapatkan hasil yang lebih  akurat  dan  mendekati  perkiraan  yang sebenarnya.
3) Dari pihak Pemerintah sebaiknya lebih mendukung proyek-proyek pembangunan energi terbarukan di pulau-pulau terluar agar masyarakat  yang  ada  di  wilayah  terluar  yang masih  belum  bisa  menikmati  energi  listrik sepenuhnya  selama  24  jam  seperti  di  pulau Kakorotan  sudah  bisa  menikmatinya.  Dimana dengan  energi  listrik  masyarakat  sudah  bisa meningkatkan perekonomian, kesehatan, pendidikan,  ketahanan  keamanan,  dan  juga informasi serta telekomunikasi .

## KUTIPAN
[1] A. F. Juwito, S. Pramonohadi, T. Haryono, Optimalisasi Energi Terbarukan pada Pembangkit Tenaga Listrik dalam Menghadapi Desa  Mandiri  Energi  di  Margajaya. Jurnal Ilmiah  Semesta Teknika  Program  Studi  Teknik  Elektro.  Fakultas  Teknik. Universitas Gadjah Mada, 2012.
[2] B.  H.  Newell, The  Evaluation  Of  Homer  As  A  Marine  Corps Expeditionary Energy Pre-Deployment Tool . Thesis . Master  Of Science  In  Electrical  Engineering.  Naval  Postgraduate  School, 2010.
[3] D.  P.  Sari,  Optimalisasi  Desain  Sistem  Pembangkit  Listrik Tenaga  Hybrid  Diesel  Generator  -  Photovoltaic  Array Menggunakan  HOMER  (Studi  Kasus  :  Desa  Sirilogui, Kabupaten  Kepulauan  Mentawai) . Jurnal Nasional  Teknik Elektro Fakultas  Teknik  Program  Studi  S2  Teknik  Elektro. Universitas Andalas , 2015.
[4] Dedisukma,  W.  Sunanda,  R.  F.  Gusa.  Pemodelan  Sistem Pembangkit  Listrik  Hybrid  Diesel  Generator  dan  Photovoltaic Array  Menggunakan  Perangkat  Lunak  Homer  (Studi  Kasus  di Pulau  Semujur  Kabupaten  Bangka  Tengah). Jurnal Ecotipe Jurusan  Teknik  Elektro.  Fakultas  Teknik.  Universitas  Bangka Belitung , 2015.
[5] D.  A.  Permana,    Studi  Analisis  Pembangkit  Listrik  Hybrid (Diesel-Angin)  Di  Pulau  Karimun  Jawa. Skripsi S1Mahasiswa Teknik Elektro. Universitas Brawijaya, 2014.
[6] H. S. Jacobus, Solar-Diesel Hybrid Power System Optimization and Experimental Validation. Thesis Master of Science. Faculty of the Graduate School of the University of Maryland . 2010.
[7] Herlina,  Analisis  dampak  lingkungan  dan  biaya  pembangkitan listrik  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrida  dipulau  Sebesi Lampung  Selatan. Thesis Fakultas  Teknik  Program  Magister Teknik Elektro. Universitas Indonesia, 2009.
[8] Herlina,  R.  Thayib,  E.  Lazuardy,  P.  D.  Muthia,  Analisis  biaya pembangkitan  listrik  tenaga  hibrida  untuk  daerah  terisolir. Seminar Nasional  Added  Value  of  energy  resources  (AVaER)
ke 5 di Kota Palembang , 2013.
[9] Kunaifi,  Program  Homer  Untuk  Studi  Kelayakan  Pembangkit Listrik Hibrida di Propinsi Riau. Seminar Nasional Informatika (semnasIF 2010). Program Studi Teknik Elektro. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri, 2010.
[10] Kepulauan  Talaud  Dalam  Angka.  BPS  Kab.  Kepl.  Talaud, 2016.
[11] R.  Irawati,  Zuhaidi,  Analisa  Pembangkit  Listrik  Tenaga Hibrida Untuk Pemenuhan Kebutuhan  Energi Listrik di Pulau Pramuka , Puslitbangtek  Ketenagalistrikan.  Energi  Baru, Terbarukan. dan Konservasi Energi Cipulir Keb. Lama Jakarta Selatan, 2012.
[12] Rosyid,  A,  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Hibrid  (PLTH)  Wini Tanggerang Balai Besar Teknologi Energi – BPPT, 2008.
[13] S.  Silimang,  Peranan  Kompresor  pada  Sistem  Pembangkit Listrik  Tenaga  Angin.  ISBN  978-602-97961-0-0 (Prosiding ) . 2010.
[14] The  HOMER  2  Software,    February  8.  HOMER  2  Version 2.81 Online. Available: http://www.homerenergy.com, 2012.
[15] T.  Suhartanto,  Tenaga  Hibrid  (Angin  dan  Surya)  di  Pantai Baru Pandansimo  Bantul Yogyakarta. JNTETI . Vol.  3.  No. 1. Februari 2014. ISSN 2301 – 4156, 2014.
Yulianus  Salasa lahir  di Tahuna,  tanggal  20  Juli  1983. pada  Tahun  2003  mengambil jurusan Teknik Elektro dengan kosentrasi Teknik Elektrik pada Politeknik Negeri Manado.  Pada  Tahun  2015 melanjutkan pendidikan di Fakultas  Teknik  Universitas Sam  Ratulangi  Manado  di Jurusan Teknik Elektro, dan pada bulan agustus Tahun 2017  telah  menyelesaikan  pendidikan  di Fakultas Teknik  Elektro  Universitas  Sam  Ratulangi  Manado, dengan minat  penelitian  adalah  tentang  Studi Elektrifikasi  Daerah  Terluar  Khususnya  di  Kabupaten Kepulauan Talaud.