Analisa Model Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid Untuk Keberlangsungan Pengering Ikan Teri Nelayan Aceh Besar
Teuku Multazam 1 *, Teuku Zulfadli 2
1,2 Fakultas Teknik, Universitas Iskandar Muda – Banda Aceh * Koresponden email : teuku.multazam@gmail.com Diterima: 17 September 2020 Disetujui: 12 Oktober 2020

## Abstract
Anchovies  are  a  group  of  pelagic  fish  that  inhabit  coastal  waters  and  have  a  very  wide  distribution.  In Indonesia, this species of fish are also preserved through the drying process. The humidity of the drying room must  meet  the  humidity  requirements  required  for  drying  of  55  -  60%.  The  natural  drying  process  takes  8 hours  of  drying  time  per  day  for  3  days  in  areas  with  high  sunshine  intensity.  Drying  work  must  be accompanied by turning 2-3 times every day. The fish drying technology that has been completed is capable of  drying  fish  for  one  hour  with  a  capacity  of  15  kilograms,  and  requires  a  supply  of  electricity  of  3065.5 watts  from  the  state  electricity  company.  The  high  consumption  of  electric  power  required  will  affect  the value of the production costs required so that it is necessary for this analysis to obtain an initial model of the location, type, number of turbines - solar panels, and batteries used to operate the fish dryer. The estimation result  of  the  average  daily  electric  power  generated  from  wind  speed  is  389,53  watts  hour  (Wh)  and solar energy is 5,79 watt hour . The total potential of electric power generated on period August - September 2020 is 2,31 kilo-watt hour (kWh).
Keywords : Aceh Besar, fish dryer, wind turbines, solar panel, model

## Abstrak
Ikan  teri  merupakan  salah  satu  kelompok  ikan  pelagis  yang  menghuni  perairan  pesisir  serta  memiliki sebaran  yang  sangat  luas.  Di  Indonesia,  ikan  jenis  ini  juga  banyak  diawetkan  melalui  proses  pengeringan. Kelembaban  udara  ruang  pengering  harus  memenuhi  syarat  kelembaban  udara  yang  diperlukan  untuk pengeringan  sebesar  55  –  60%.  Proses  pengeringan  dengan  cara  alami  membutuhkan  waktu  penjemuran delapan  jam per  hari selama 3  hari di daerah dengan intensitas sinar matahari tinggi. Pekerjaan penjemuran harus  disertai  pembalikkan  2-3  kali  setiap  hari.  Teknologi  alat  pengering  ikan  yang  telah  didesain  mampu mengeringkan  ikan  selama  satu  jam  dengan  kapasitas  sebanyak  15  kilogram,  dan  membutuhkan  pasokan listrik sebesar 3,06 Kilo Watt (kW) yang bersumber dari perusahaan listrik negara. Tingginya konsumsi daya listrik  yang  diperlukan  akan  berpengaruh  pada  besarnya  nilai  biaya  produksi  yang  dibutuhkan  sehingga diperlukan untuk  analisa  ini  untuk mendapatkan  model awal  tentang  lokasi,  jenis,  jumlah  dari penggunaan turbin  - panel surya,  dan baterai yang diperlukan untuk mengoperasikan alat  pengering  ikan.  Hasil estimasi rata-rata  energi  listrik  harian  yang  dihasilkan  dari  kecepatan  angin  adalah  adalah  389,53  watt  hour  dan intensitas radiasi matahari 5,79 watt hour (Wh). Total potensi daya listrik yang dihasilkan periode Agustus – September 2020 adalah 2,031 kWh.
Kata Kunci : Aceh Besar, hibrid, pengering, model, panel surya, turbin angin

## 1. Pendahuluan
Ikan teri merupakan  salah  satu  kelompok  ikan  pelagis  yang  menghuni perairan pesisir  serta memiliki sebaran  yang  sangat  luas.  Di  Indonesia,  ikan  jenis  ini  juga  banyak  diawetkan  melalui  proses  pengeringan. Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air bahan sampai mencapai kadar air tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan produk akibat aktivitas biologi dan kimia.  Kelembaban udara ruang  pengering harus memenuhi syarat kelembaban udara yang diperlukan untuk pengeringan sebesar 55 – 60% [1-2].
Proses pengeringan dengan cara alami membutuhkan  waktu  penjemuran 8  jam per  hari selama  3  hari di  daerah  dengan  intensitas  sinar matahari tinggi.  Pekerjaan  penjemuran  harus  disertai pembalikan  2-3  kali setiap hari  [3-5].  Teknologi alat pengering ikan yang telah didesain mampu mengeringi ikan selama satu jam dengan  kapasitas  sebanyak  15  kilogram,  dan  membutuhkan  pasokan  listrik  sebesar  3065,  5  watt  yang
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
bersumber  dari  perusahaan  listrik  negara  [6].  Tingginya  konsumsi  daya  listrik  yang  diperlukan  akan berpengaruh pada besarnya nilai biaya produksi yang dibutuhkan [5].
Provinsi Aceh yang memiliki iklim tropis menjadi sebuah peluang besar untuk menekan tingginya biaya produksi tersebut melalui upaya mewujudkan banyak pembangkit listrik yang bersumber dari tenaga surya dan tenaga angin [7]. Keuntungan penggunaan listrik tenaga hibrid mampu mengurangi pemakaian biaya produksi saat dioperasikan dan kemampuan mereduksi emisi gas GHG serta tidak terdapat dampak kebisingan dan pencemaran maka pembangkit ini ramah lingkungan [8-11]. Karena itu diperlukan suatu analisa model Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid (Matahari- Angin) yang optimal untuk keberlangsungan pengering ikan teri nelayan kecil [12-18] di Kabupaten Aceh Besar.
Analisa  ini  untuk  mendapatkan  model  awal  tentang  lokasi,  jenis,  jumlah  dari  penggunaan  turbin  - panel  surya,  dan  baterai  yang  diperlukan  untuk  mengoperasikan  alat  pengering  ikan.  Studi  potensi pembangkit  listrik  tenaga  hibrid  (matahari  -  angin)  menjadi  tahapan  awal  yang  akan  dilakukan.  Hasil estimasi rata-rata potensi energi listrik bersumber dari tenaga angin dan radiasi matahari  periode Agustus – September 2020 adalah 2, 031 kWh.

## 2. Metode Penelitian

## Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian  ini dilakukan  selama satu bulan  yaitu periode  Agustus –  September 2020 di Lambaro Nijid, Peukan Bada, Kabupaten  Aceh Besar. Pengambilan data dilakukan  melalui pengukuran dengan menggunakan anemometer yang difungsikan untuk kecepatan angin dan solar power meter untuk mengukur intensitas radiasi matahari.  Metode  penelitian  yang  direncanakan  meliputi  lima  tahapan  yaitu,  pengumpulan  data,  proyeksi kebutuhan  energi  listrik,  estimasi  potensi  energi  listrik,  optimalisasi  pembangkit  listrik  tenaga  Hibrid  seperti ditunjukkan pada Gambar 1 .
Gambar 1 . Flowchart penelitian

## a. Pengumpulan Data
Pengumpulan data bertujuan untuk  mendapatkan data   kecepatan  angin,   suhu, dan intensitas cahaya matahari melalui pengukuran  di lokasi Peukan Bada, Aceh Besar. Data ini  selanjutnya  digunakan  sebagai acuan  untuk  menghitung  potensi energi  listrik  yang  bisa dibangkitkan.

## b. Proyeksi Kebutuhan Energi Listrik
Proyeksi  kebutuhan  beban  listrik  ditentukan  berdasarkan  kebutuhan  energi  listirk  untuk mengoperasikan alat pengering ikan teri dengan menggunakan sumber listrik dari PLN. Pengoperasian mesin berdimensi  bangunan  panjang  140  cm,  lebar  57  cm  dan  tinggi  130  cm  dengan  jumlah  rak  total  yang  dapat diisi  di  dalamnya  sebanyak  12  rak  dengan  kapasitas  ikan  sebanyak  12  kilogram  maka  energi  listrik  yang dibutuhkan untuk mengoperasikan alat tersebut yaitu sebesar 3065 kilo Watt (kW) .

## c. Estimasi Potensi Energi Listrik Matahari – Angin
Estimasi  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  jumlah  potensi  energi  listrik  bersumber  dari  matahari  dan angin yang bisa dibangkitkan. Potensi ini nanti akan dijadikan sebagai acuan untuk melakukan analisa model PLTH yang optimal sebagai penyuplai daya untuk operasi alat pengering ikan teri. Potensi ini dihasilkan dari hasil  perhitungan  setelah  diperoleh  nilai  kecepatan  angin  dan  intesitas  cahaya  matahari  pada  lokasi  object penelitian.
d. Optimalisasi Model Pembangkit Listrik Tenaga Hibrid
Model  ini  dilihat  berdasarkan  konfigurasi  dan  letak  pembangkit  listrik  tenaga  hibrid  yang  mampu menghasilkan daya listrik yang paling optimal. Tujuannya yaitu untuk mendapatkan suatu lokasi pembangkit listrik  yang  optimal  sehingga  mampu  menyuplai  daya  ke  mesin  pengering  ikan  teri  secara  kontinyu  serta menjadi mampu acuan untuk pembangunan listrik tenaga hibrid sebagai pemasok energi listrik. Model yang
dihasilkan  dari  penelitian  ini  nantinya  diharapakan  mampu  mendapatkan  jumlah  kebutuhan  perangkat  dari pembangkit  listrik  tenaga  hibrid  seperti  jenis  dan  jumlah  turbin  angin,  panel  surya  dan  baterai  yang diperlukan.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Profil Kecepatan Angin Mingguan
Karakteristik  kecepatan  angin  di  Desa  Lambaro  Nijid  sangat  fluktuatif  setiap  waktu. Gambar  2 menunjukkan karakteristik kecepatan angin rata-rata mingguan.
Gambar 2. Karakteristik kecepatan angin rata-rata mingguan
Berdasarkan Gambar  3 menunjukkan  bahwa  kecepatan  angin  rata-rata  periode  harian  sangat fluktuatif,  kecepatan  tertinggi  terdapat  pada  minggu  pertama  Agustus  2020  dengan  kecepatan  rerata  angin adalah 4.65 m/s, dan paling rendah terdapat pada  minggu keempat yaitu 3,04 m/s, sedangkan untuk minggu kedua dan ketiga kecepatan angin rerta adalah 3,72 m/s dan 3,52 m/s.
Gambar 3. Pengambilan data kecepatan angin
4,65 3,72 3,57 3,04 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 1 2 3 4 K ec epa ta n A n gi n ( m /s ) Minggu

## Profil Kecepatan Angin Harian
Profil  kecepatan  angin  yang  ditampilkan  yaitu  rerata  harian  pada  periode  Agustus–September  2020. Gambar 4 , profil kecepatan angin periode Agustus - September 2020.
Gambar 4. Profil kecepatan angin periode Agustus - September 2020
Berdasarkan Gambar  4 menunjukkan  kecepatan  angin  rerata  harian  sangat  fluktuatif,  kecepatan tertinggi terdapat pada 4 Agustus 2020, paling rendah terdapat pada bulan 2 September 2020. Nilai kecepatan tertinggi  yaitu 7,608 m/s, dan terenda adalah 0.98 m/s. Disamping itu, frekuensi  kecepatan angin berkisar 2 m/s hingga 4 m/s sebanyak 12 kali, sedangkan untuk kecepatan angin dengan frekuensi di atas 5 m/s hingga 7.6 m/s adalah 6 kali.

## Intensitas Cahaya Matahari
Intensitas    radiasi  cahaya  matahari  diperoleh  dari  hasil  pengukuran  dan  perhitungan    periode  bulan Agustus  -  September  2020.  Data  pengukuran  kemudian  dirata-ratakan  selama  satu  bulan  dari  pukul  07:00 sampai 17:00. Tabel 1 menujukkan data intensitas radiasi matahari.
Tabel 1. Intensitas radiasi matahari No Pukul (t) Radiasi Cahaya Matahari (Watt/Meter 2 ) 1. 7:00 130, 08 2. 8:00 157, 85 3. 9:00 357, 09 4. 10:00 688, 20 5. 11:00 870, 63 6. 12:00 902, 51 7. 13:00 850, 98 8. 14:00 731, 70 9. 15:00 540, 64 10. 16:00 409. 00 11. 17:00 153, 67 Sumber: Hasil penelitian
7,60 5,39 3,88 3,78 2,11 5,04 4,51 4,86 4,38 2,79 2,13 4,48 4,56 4,22 3,44 4,38 5,12 3,46 3,68 4,30 2,03 1,99 5,47 5,23 2,22 3,03 1,03 3,66 2,74 0,92 0 1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 K ec epa ta n a n gi n ( m /s ) Agustus - September 2020
Hasil pengukuran menujukkan intensitas radiasi matahari dari jam 07.00 terus mengalami  peningkatan sampai  jam  12.00,  selanjutnya    radiasi  matahari  mengalami  penurunan  hingga  pukul  17.00  WIB.  Penyebab utama yaitu sudut datang matahari; jika sudut datang kecil maka intensitas radiasi matahari yang diserap akan besar karena sinar matahari  berada pada posisi tegak lurus terhadap permukaan horizontal. Sedangkan untuk perbedaan  intensitas  radiasi  matahari  antara  pagi  dan  sore  karena  perbedaan  waktu  matahari  yang  berbeda, yang akan mempengaruhi sudut jam matahari pada waktu pagi dan sore hari. Berdasarkan hasil perhitungan rata-rata  intensitas  cahaya  matahari  selama  bulan  September  diperoleh  nilai  maksimum  intensitas  matahari pada pukul 12.00 yaitu 953,15 watt/m2 dan nilai minimum pada pukul 07.00 yaitu 143,98 watt/m2.

## Estimasi Potensi Energi Listrik
Hasil  perhitungan  kecepatan  angin  selanjutnya  digunakan  untuk  menghitung  potensi  produksi  energi listrik  dengan  spesifikasi  sistem  konversi  energi  angin  yaitu  jari-jari  baling-baling  sebesar  0,8  meter,  area sapuan  sebesar  2,0096  meter 2 ,  ketinggian  8  meter  dan  menggunakan generator permanent  magnet syncrounous generator (PMSG) dengan nilai cut in sebesar 3 ms -1 dan nilai cut off nya adalah 24 ms -1 . Tabel 1,  menunjukkan kecepatan angin dan potensi daya listrik periode Agustus - September 2020.
Tabel 1. Kecepatan angin dan potensi daya listrik periode Agustus - September 2020
Tanggal (Agustus – September) Kecepatan Angin (m/s) Daya Listrik Turbin Angin (W) Tanggal (Agustus – September) Kecepatan Angin (m/s) Daya Listrik Turbin Angin (W) 4 7,60 389,53 19 4,38 74,45 5 5,39 138,43 20 5,12 118,89 6 3,88 51,80 21 3,46 36,72 7 3,78 47,77 22 3,68 44,24 8 2,11 8,31 23 4,30 70,51 9 5,04 113,45 24 2,03 7,42 10 4,51 81,41 25 1,99 7,00 11 4,86 101,85 26 5,47 145,24 12 4,38 74,38 27 5,23 126,76 13 2,79 19,22 28 2,22 9,70 14 2,13 8,57 29 3,03 24,71 15 4,48 79,84 30 1,03 0,98 16 4,56 84,05 31 3,66 43,63 17 4,22 66,78 1 2,74 18,29 18 3,44 36,18 2 0,92 0,70 Sumber: Hasil penelitian
Berdasarkan Tabel  1 terlihat  bahwa  estimasi  rata-rata  daya  listrik  harian  yang  dihasilkan  dari kecepatan  angin  dengan  nilai  maksimal  adalah  389,53  watt  terdapat  pada  4  Agustus  2020,  sedangkan  daya minimal  adalah 0,70 watt yaitu  terdapat pada 2 September 2020.  Total potensi  daya listrik yang dihasilkan periode  Agustus  –  September  adalah  2.031  watt.  Sementara  untuk  estimasi  potensi  daya  listrik  bersumber dari  radiasi  matahari  belum  dilakukan  perhitungan  karena  data  yang  digunakan  belum  selesai  dilakukan pengolahan.
Hasil estimasi selanjutnya digunakan untuk penentuan jumlah penggunaan turbin angin, panel surya untuk  mengoperasikan  alat  pengering  ikan  selama  delapan  jam  dalam  sehari  dengan  jumlah  energi  listrik yang  dibutuhkan  sebesar  24,52  kWh/hari.   Berdasarkan  kebutuhan  energi  yang  diperlukan  maka  jumlah penggunaan  turbin  angin  yang  optimal  digunakan  yaitu  sebanyak  enam  unit  turbin  dengan  kapasitas  daya adalah 600 watt setiap turbin, dan tujuh unit panel surya dengan kapasitas maksimal 200 watt peak (WP) dan menggunakan baterai 100 AH sebanyak empat unit.
Estimasi penggunaan perangkat tersebut sesuai dengan potensi energi angin – matahari (hibrid) yang tersedia di Lambaro Nijid untuk menyuplai kebutuhan listrik pada alat pengering ikan teri dengan kapasitas delapan kilogram.
.
Gambar 5. Pengukuran kecepatan angin menggunakan anemometer

## 4. Kesimpulan
Potensi  total  energi  listrik  yang  dihasilkan  periode  Agustus  –  September  adalah  2,03  kWh.  Potensi rata-rata daya listrik  harian  yang dihasilkan  dari  kecepatan  angin  tertinggi   yaitu  389,53 watt dan  terendah 0,70  watt . Sedangkan  untuk  potensi  energi  listrik  bersumber  dari  radiasi  cahaya  matahari    yaitu  5,79 watt hour (WH). Potensi energi listrik yang bersumber dari angin - matahari (hibrid) mampu menyuplai kebutuhan l istrik untuk alat pengering ikan teri

## 5. Daftar Pustaka
[1] Elieser  Imbir,  “Studi  Pengeringan  Ikan  Layang  Asin  Dengan  Penggunaan  Alat  Pengering  Surya,” Jurnal Media Teknologi Hasil Perikanan , 2015.
[2] M.K.  Ohoiwutun,  “Peningkatan  Kualitas  Ikan  Teri  Kering  di  Desa  Sathean,  Kecamatan  Kei  Kecil, Kabupaten Maluku Tenggara,” Jurnal Ilmiah Pengabdian kepada Masyarakat , 2017.
[3] Sukarmanto Abdjul, “Rancang Bangun Alat Pengering Ikan Asin Efek Rumah Kaca Berbentuk  Prisma Segi  Empat  Dengan  Variasi  Batu  Sebagai  Penyimpan  Panas,” Jurnal  Teknologi  Pertanian Gorontalo , 2016.
[4] Hudaya,  “Dasar-dasar  Pengawetan  Jilid  II  Departemen  Pendidikan  dan  Kebudayaan,”  Direktorat Menengah Kejuruan, Jakarta, 2007.
[5] Zakaria, 2018, Observasi dan Wawancara
[6].   M.D. Pinem, “Rancang Bangun Alat Pengering Ikan Teri Kapasitas 12 Kg/Jam,” Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan, 2004.
[7] Razali  Thaib,  “Perencanaan  Sistem  Pembangkit  Listrik  Hibrid  (Energi  Angin  -  Surya)  Untuk  Unit Pengolahan Ikan Skala Kecil”, Unsyiah, 2013.
[8]        E.  Timotius,  A.  Duka,  “Perencanaan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Hybrid  Pada Area Parkir Gedung  Dinas  Cipta  Karya,  Dinas  Bina  Marga  Dan  Pengairan  Kabupaten  Badung,”  Program  Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, 2018.
[9] Rangga  Ariantol,  “Pemanfaatan  Teknologi  Pembangkit  Listrik  Hybrid  Pada  Peternakan Ayam  Desa Sukonolo  Kabupaten  Malang,”  Teknik  Energi  Listrik,  Fakultas  Teknologi  Industri,  Institut Teknologi Nasional Malang, 2017.
[10]  R. A. Campos,  The  complementary  nature  between  wind  and  photovoltaic generation in Brazil and the  role  of  energy  storage  in  utility-scale  hybrid  power  plants,  Energy  Conversion  and  Management, Volume 221, 2020.
[11]  A. Wasonga, “Solar-wind hybrid energy system for new engineering complex-Technical University of Mombasa,” International Journal of Energy and Power Engineering (IJEPE) : 73-80,  2017.
[12]    Eko,  Rachman,  “Uji  Kinerja  Alat  Pengering  Type  Efek  Rumah  Kaca  dan  Tungku  Biomassa  sebagai Sistem  Pemanas  Tambahan  untuk  Proses  Pengeringan,”  Skripsi,  Jurusan  Teknik  Pertanian,  IPB, Bogor, 2003.
[13]  Usman,  “Planing  of  Hybrid  Power  Plant  In  Maginti  Island  Using  Homer  Software , ” Laporan Penelitian , Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin, 2014.
[14]  Septian Dhimas Prasetyo,  “Rancang Bangun Pembangkit  Hybrid Tenaga  Angin Dan Sel Surya Untuk Penerangan  Jalan  Raya,”  Skripsi,  Jurusan  Teknik  Elektro  Fakultas  Teknik,  Universitas Muhammadiyah, 2015.
[15]  F. Miharja,“Perencanaan   dan   Manajemen   Pembangkit   Listrik   Tenaga   Hybrid (Angin/Surya/Fuel Cell)  Pulau  sumba  menggunakan  Software  Homer,”  Tugas  Akhir  Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh November, 2015.
[16]  L.  Kamelia,  “Analisis  Perencanaan  Secara  Ekonomi  Pembangkit  Listrik  Tenaga Hibrid  Terbarukan (Studi  Kasus:  Kabupaten  Gunung  Kidul  Yogyakarta),”  TELKA, UIN  Sunan  Gunung  Djati Bandung, 2017.
[17]  F.  Hidayat,  “Analisis  Ekonomi  Perencanaan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  di Departemen      Teknik      Elektro      Universitas      Diponegoro,  TRANSIENT,  Departemen  Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang, 2018.
[18]  I.  Amin,  “The  Study  of  Renewable  Energy  Potential  in  Eastern  Of  Indonesia  Based  On  Retscreen International Analysis,” Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, 2016.