## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320

## Analisis dan Desain Floating PV System di Beberapa Waduk Batam untuk Optimalisasi Bauran Energi Terbarukan
Boyke Octario 1 , Bambang Arip Dwiyantoro 2 Institut Teknologi Sepuluh November 1.2 banggolan79@gmail.com 1 , badwiyantoro@gmail.com 2

## ABSTRACT
The climate crisis caused by the use of fossil fuels is prompting countries around the world to  shift  to  renewable energy.  Indonesia has substantial  solar  energy  potential,  but this must  be  balanced  with  land  conservation  efforts.  PT  PLN  Batam,  a  subsidiary  of  PT  PLN (Persero), shares the responsibility of meeting the national renewable energy mix target of 23% by 2025. Adding new power plants requires a large area, which is a significant challenge in the development of both fossil and renewable energy plants in Batam. The floating PV system is an alternative solution to this problem. This study aims to design a floating solar power generation system  at  Tembesi  and  Mukakuning  Reservoirs,  focusing  on  solar  energy  potential,  energy production,  and  system  design.  The  results  indicate  that  solar  irradiation  at  both  locations reaches 1,650 kWh/m² with an average horizontal PSH of 4.52 hours/day and net PSH Modules of 4.32 hours/day. Energy production in Year-1 is 55.83 GWh with a performance ratio of 81.65%, resulting  in  annual  energy  production  of  1,345  kWh/kWp.  The  floating  PV  system  design  at Tembesi  and  Mukakuning Reservoirs  consists of 10  islands,  each with 19  array  boxes and  20 strings per array box, comprising 28 PV modules per string. A total of 106,400 PV modules with a capacity of 390 Wp each is utilized. The system employs 3,125 kVA PV inverters, 7,500 kVA MV transformers, and 35 MVA HV transformers to ensure high efficiency and reliability. The system design also considers environmental durability, including resistance to corrosion and water level fluctuations. Recommendations include optimizing the design based on seasonal variations and implementing effective monitoring and maintenance systems.
Keyword: Floating Solar Power Generation, Tembesi Reservoir, Mukakuning Reservoir, PV System Design, Energy Production.

## ABSTRAK
Krisis iklim yang disebabkan oleh penggunaan bahan bakar fosil mendorong negara- negara di dunia untuk beralih ke energi terbarukan. Indonesia memiliki potensi energi surya yang  cukup  besar,  namun  perlu  diimbangi  dengan  upaya  konservasi  lahan.  PT  PLN  Batam sebagai  anak  Perusahaan  PT  PLN  (Persero) mempunyai  tanggung  jawab  yang  sama  dalam pemenuhan  target  bauran  energi  terbarukan  Nasional  sebesar  23%  pada  tahun  2025. Penambahan  pembangkit  baru  membutuhkan  lahan  yang  cukup  luas  dan  hal  ini  menjadi masalah utama dalam pengembangan pembangkit baik pembangkit fosil maupun pembangkit EBT  di  Batam. Floating  PV  system merupakan  salah  satu  alternatif  yang  dapat  mengatasi permasalahan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pembangkit listrik tenaga surya terapung di Waduk Tembesi dan Mukakuning dengan fokus pada potensi energi matahari, produksi energi, dan desain sistem. Hasil penelitian menunjukkan bahwa iradiasi matahari  di  kedua  lokasi  mencapai  1.650  kWh/m²  dengan  PSH  horizontal  rata-rata  4,52 jam/hari  dan  PSH Modules  net  4,32  jam/hari. Produksi  energi  pada Tahun-1  adalah 55,83

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
GWh dengan rasio kinerja 81,65%, menghasilkan energi per tahun sebesar 1.345 kWh/kWp. Desain sistem PV terapung di Waduk Tembesi dan Mukakuning terdiri dari 10 pulau, masing- masing dengan 19 kotak array dan 20 string per kotak array, yang terdiri dari 28 modul PV per string. Total terdapat 106.400 modul PV dengan daya 390 Wp. Sistem ini menggunakan inverter  PV  berkapasitas  3.125  kVA,  transformator  MV  berkapasitas  7.500  kVA,  dan transformator  HV  berkapasitas  35  MVA  untuk  memastikan  efisiensi  dan  keandalan  tinggi. Desain sistem juga mempertimbangkan ketahanan lingkungan, termasuk terhadap korosi dan fluktuasi permukaan air. Rekomendasi meliputi optimasi desain berdasarkan variasi musiman dan implementasi sistem pemantauan dan pemeliharaan yang efektif.
Kata Kunci: Floating PV System , Energi Surya, Lahan, Energi Terbarukan, Bauran Energi, Waduk

## PENDAHULUAN
Krisis  iklim  yang  dominan  disebabkan  oleh  penggunaan  bahan  bakar  fosil telah mendorong negara-negara di dunia untuk bersepakat menurunkan emisi gas rumah kaca (GRK) global; yang dituangkan dalam Perjanjian Paris ( Paris Agreement ). Perjanjian  ini  bertujuan  menjaga  kenaikan  temperatur  global  di  bawah  2°C,  dan berupaya  mencapai  1,5°C.  Target  ini  bisa  dicapai  dengan  mengurangi  70%  emisi karbon yang bersumber dari produksi energi pada 2050, dibandingkan dengan angka emisi  di  2015.  Strategi  pengurangan  emisi  karbon  ini  salah  satunya  dengan penerapan  dan  pemanfaatan  energi  terbarukan  secara  besar-besaran  yang dikombinasikan  dengan  upaya  efisiensi  energi.  Indonesia  telah  meratifikasi Perjanjian  Paris  melalui  Undang  Undang  No.  16  Tahun  2016  dan  berkomitmen menurunkan emisi GRK nasional sebesar 29% di tahun 2030 dengan usaha sendiri serta 41% dengan bantuan internasional. Salah satu cara yang yang dapat ditempuh untuk  memenuhi  komitmen  tersebut  adalah  meningkatkan  pemanfaatan  energi terbarukan. Indonesia memiliki potensi pemanfaatan energi surya yang cukup besar. Energi  surya  tersedia  sepanjang  tahun  dan  tersebar  merata  di  seluruh  wilayah Indonesia,  baik  di  darat  maupun  di  perairan.  Untuk  kelistrikan,  energi  surya  di konversi  menjadi  listrik  menggunakan  perangkat  sel  surya  atau  sel  fotovoltaik ( photovoltaic ). Sel surya sudah berkembang secara komersial sejak 1970-an. Dalam 2 dekade terakhir, pemanfaatannya semakin meluas untuk pembangkitan listrik secara global. IEA menyebut energi surya sebagai king of electricity ("raja listrik") karena mencatatkan  pertumbuhan  tahunan  tertinggi  dibanding  energi  terbarukan  lain. Pertumbuhan ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya harga sel surya yang semakin turun - saat ini 80% lebih murah dibanding harga 2009, serta peningkatan performa dan efisiensi, Pemanfaatan energi surya dalam bentuk pembangkit listrik tenaga surya  (PLTS) secara umum dapat dibagi 3: pemasangan di atas atap (PLTS atap/ rooftop  solar ),  di  atas  tanah  ( ground-mounted ),  dan  di  perairan  (PLTS terapung/ floating photovoltaic ).
Floating  PV dibangun  dengan  menempatkan  modul-modul  surya  di  atas badan air, seperti waduk, sungai, danau, atau bahkan laut. Di Asia, Floating PV mulai mendapatkan  perhatian  serius  karena  banyaknya  badan  air  yang  tersedia  dan mampu  menjawab  permasalahan  kelangkaan  lahan  serta  persaingan  penggunaan

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
lahan  dengan  kegiatan  lain  seperti  pertanian.  Selain  manfaat  konservasi  lahan, manfaat  tambahan  lainnya  juga  menjadi  pendorong  utama  meningkatnya  scrapan instalasi Floating PV . Hal ini termasuk efek pendinginan air pada panel surya yang meningkatkan keekonomian proyek, serta manfaat lingkungan seperti berkurangnya penguapan air waduk dan pertumbuhan alga. Kapasitas terpasang Floating PV global mencapai 1,3 GigaWatt-peak (GWp) di akhir tahun 2018, di mana 73% dari proyek yang  dibangun  di  Republik  Rakyat  Tiongkok  (RRT)  dan  16%  dibangun  di  Jepang. Hingga Juni 2020, kapasitas terpasang kumulatif global Floating PV tercatat mencapai 1,8 GWp.
Melihat  potensi  PLTS  terapung  di  perairan  Indonesia  yang  cukup  luas, Menteri  Pekerjaan  Umum  dan  Perumahan  Rakyat  Menteri  PUPR)  menerbitkan Peraturan  Menteri  PUPR  No.7/2023  tentang  revisi  atas  Peraturan  Menteri  PUPR No.6/2020 tentang Bendungan yang mengatur pengembangan Floating PV ketentuan 5% (lima persen) tersebut diubah menjadi 20% (dua puluh persen) luas permukaan air waduk pada muka air normal. Indonesia sebagai negara kepulauan dengan luas sebesar  2/3  berupa  perairan  dan  potensi  energi  surya  yang  besar  dengan  berada posisi di negara tropis dengan iradiasi matahari rata - rata 4,8 Wh/m. Berbagai upaya dilakukan  pemerintah  untuk  memenuhi  kebutuhan  listrik  nasional,  salah  satunya dengan Floating PV . Sebagai pilot project pengembangan energi surya di Indonesia Floating PV ini diharapkan dapat menjadi bahan riset, referensi ataupun penelitian untuk mengembangkan teknologi serupa di daerah - daerah lain. Floating PV adalah sebuah model PLTS terpusat yang diletakan terapung diatas air seperti danau, waduk dan sejenisnya, termasuk laut. Keuntungan Floating PV dibandingkan dengan PLTS terpusat antara lain tidak membutuhkan lahan/daratan yang umumnya lebih mahal atau  bernilai,  kemudian  mengurangi  terjadinya  penguapan  air,  menghambat pertumbuhan gulma lainnya seperti eceng gondok serta penguapan air yang terjadi dan  tertahan  oleh  modul  PV  menciptakan  sebuah  sistem  pendinginan  yang meningkatkan  efisiensi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  sel  PV.  Sejauh  ini  di  Asia  baru Jepang yang memiliki Floating PV yaitu dengan dibangun di Kato di sebuah  kolam Nishihira dan Higashihira. Pembangkit yang dibangun atas kerja sama Kyocera dan Century Tokyo Leasing, mampu membangkitkan energi listrik sebesar 3.300 MWh per tahun. Energi tersebut cukup untuk melistriki 920 rumah.
Floating PV ini dilaporkan memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibanding PLTS konvensional  yang  diletakkan  di  atas  atap  atau  tanah.  Peningkatan  efisiensi  ini didapat dari penurunan temperatur yang dihasilkan dari proses pendinginan air yang berada di bawah sel- sel surya ketika terpapar sinar matahari. Dua fasilitas Floating PV tersebut terdiri dari 11.256 modul surya buatan Kyocera yang masing-masingnya berkapasitas 255 Watt. Selain itu, Floating PV tersebut didesain dan dibangun untuk mampu  bertahan  terhadap  angin  topan  yang  cukup  sering  terjadi  di  Jepang. Pemasangan Floating  PV berukuran  besar  di  sebuah  kolam  juga  memberikan keuntungan  tersendiri.  Selain  mengurangi  penguapan  air,  PLTS  tersebut  juga mengurangi pertumbuhan algae yang lazim terjadi di sebuah kolam terbuka. Jepang saat ini juga sedang. merencanakan untuk membangun fasilitas Floating PV dengan

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
skala yang jauh lebih besar di bendungan Yamakura. Sebanyak 50.000 modul surya akan  menghasilkan  15.635  MWh  per  tahunnya.  Sebelumnya,  sebuah  perusahaan bernama  Liquid  Solar  Arrayjuga  tengah  mengembangkan  PLTS  berbasis solar concentrator di India.
Target bauran EBT dalam Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik adalah 23% pada tahun 2025. Pulau Batam merupakan salah satu provinsi yang progresif dalam mengembangkan energi terbarukan di wilayahnya. PLN Batam sebagai anak Perusahaan  PT  PLN  (Persero)  mempunyai  tanggung  jawab  yang  sama  dalam pemenuhan  target  bauran  energi  nasional  23%  dari  EBT  pada  tahun  2025. Penambahan  pembangkit  baru  membutuhkan  lahan  yang  cukup  luas  dan  hal  ini menjadi  masalah  utama  dalam  pengembangan  pembangkit  baik  pembangkit  fosil maupun  pembangkit  EBT  di  Batam.  PLN  Batam  menargetkan  ada  tambahan  30 MWAC  dari  PLTS  untuk  tahun  2024.  Tambahan  daya  tersebut  bersumber  dari pengembangan Floating PV di waduk-waduk yang ada di Batam.

## METODE PENELITIAN
Metodologi penelitian pada penelitian tentang analisis dan desain floating PV system di beberapa waduk Batam untuk optimalisasi bauran energi terbarukan dapat dilihat pada Gambar berikut:
Gambar 1. Diagram Alir Metode Penelitian
Mulai Observasi Pulau Batam Studi Literatur Pengumpulan Data Analisis Data Desain Floating PV Evaluasi dan Optimalisasi Desain Apakah Desain Floating sudah sesuai ? Pembuatan Laporan A A Selesai
Pada  Gambar  1  merupakan  diagram  alir  metodologi  penelitian  yang menggambarkan  tahapan  mulai  dari  observasi,  studi  literatur,  pengumpulan  data hingga ke pembuatan laporan.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Potensi Energi
Potensi cahaya matahari di Waduk  Tembesi dan Mukakuning adalah  1.650 kWh/m2, seperti yang ditunjukkan pada grafik dan data di bawah ini.

## Gambar 2. Grafik GHI dan DHI bulanan
Diikuti data nilai dari pengukuran dan interpolasi selama 20 tahun dari tahun 1991 hingga Yr. 2010.

## Tabel 1. Meteo data Tembesi dan Mukakuning
Data iradiasi menunjukkan variasi musiman yang jelas, di mana iradiasi global horizontal  dan  miring  mencapai  puncaknya  pada  bulan  Maret  dan  mengalami penurunan signifikan pada bulan November dan Desember. Iradiasi difus horizontal dan miring juga menunjukkan pola serupa, dengan puncak yang sedikit berbeda, yaitu pada bulan Maret dan Oktober. Hal ini mengindikasikan bahwa sinar matahari lebih intens  pada  awal  dan  tengah  tahun,  sementara  bulan-bulan  akhir  cenderung menerima lebih sedikit cahaya matahari langsung. Grafik dari iradiasi bulanan dapat dilihat pada gambar berikut:

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
Gambar 3. Grafik Iradiasi Bulanan
Suhu ambien relatif stabil sepanjang tahun, berkisar antara 27°C hingga 29°C. Peningkatan  suhu  sedikit  terlihat  pada  bulan  Mei  hingga  Juli,  yang  bisa mempengaruhi  efisiensi  panel  surya  karena  suhu  yang  lebih  tinggi  biasanya menurunkan  efisiensi  konversi  energi.  Grafik  dari  suhu  ambien  dapat  dilihat  pada gambar berikut:

## Gambar 4. Suhu ambien bulanan
Kecepatan  angin  bervariasi  sepanjang  tahun,  dengan  kecepatan  tertinggi tercatat pada bulan Januari, Februari, Juli, dan Agustus. Kecepatan angin yang lebih tinggi bisa bermanfaat untuk sistem pendinginan alami pada panel surya, tetapi juga dapat meningkatkan keausan pada struktur fisik sistem. Berikut adalah gambar dari grafik kecepatan angin di sepanjang tahun.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
Gambar 5. Grafik kecepatan angin

## Hasil Energy Yield Assessment
Aliran pendapatan dari PLTS Tembesi sebesar 30 MW dan Mukakuning 35 MW  dihasilkan  dari  energi  yang  diproduksi,  dan  berdasarkan  data  yang  telah dikumpulkan, simulasi Produksi Energi menggunakan PVsyst ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Gambar 6 . Neraca Produksi Energi & Hasil Utama
Di sisi lain dilakukan perhitungan terhadap produksi energi. Gambar berikut ini adalah grafik simulasi produksi energi berdasarkan hasil perhitungan:
Gambar 7 . Grafik Perhitungan Produksi Energi

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
Total produksi energi pada Tahun-1 adalah 55.83 GWh dengan rasio kinerja 81.65%. Mengacu pada total kapasitas terpasang sebesar 41.5 MWp, hasil energi dari pembangkit adalah 1,345 kWh/kWp/tahun. Peak sun didefinisikan sebagai iradiasi sebesar  1,000  W/m²  yang  mana  PV  dapat  menghasilkan  output  maksimum  dari kapasitasnya.  Karena  parameter  GlobHor  dalam  Gambar  5.2  di  atas  adalah  total iradiasi dalam setahun, dapat dibagi dengan 1,000 W/m² dan 365 hari untuk melihat rata-rata jam puncak matahari (PSH) horizontal per hari. Parameter GlobEff adalah total iradiasi dalam setahun setelah dikoreksi oleh faktor IAM dan shading, jadi jika dibagi dengan 1,000 W/m² dan 365 hari, hasilnya adalah PSH Modules Net. Dalam penelitian ini, perhitungan energi menggunakan tabel di bawah.
Tabel 2. Energy Yield FPV DESCRIPTION VALUE UNIT Net Dependable Capacity 30,00 MW Peak Sun Hour (PSH) Horizontal 4,52 Hour/day PSH Modules net 4,32 Hour/day PR 81,65 % Energy Daily 152,96 MWh Total Energy Yield per year 55,83 GWh Capacity Factor 21,24 % p.a Spesific Production (Yield) 1.345 kWh/kWp/year
Data ini menunjukkan bahwa pembangkit memiliki kapasitas yang andal dan efisien dengan rasio kinerja yang baik dan produksi energi harian serta tahunan yang signifikan.  PSH  horizontal  dan  PSH  Modules  Net  memberikan  gambaran  tentang potensi energi matahari yang tersedia dan efektif digunakan oleh modul surya. Faktor kapasitas  dan  produksi  spesifik  menunjukkan  efisiensi  dan  produktivitas  sistem secara  keseluruhan,  memberikan  dasar  yang  kuat  untuk  analisis  kinerja  dan perencanaan lebih lanjut dalam optimasi sistem energi surya.

## Hasil Analisa Parameter Kinerja Pembangkit Listrik
Ringkasan hasil untuk parameter kinerja produksi ditunjukkan pada Tabel di bawah ini.
Tabel 3. Hasil Parameter kinerja produksi PARAMETER VALUE UNIT PV Installed Capacity (Peak Power) 41,50 MWp (DC) Rated Power 30,00 MW (AC) Ratio DC/AC 1,38 PV Efficiency 19,70 % Auxilary Power 207,50 kW
Komponen utama sistem adalah modul array PV mono-kristal 41,5 MWp dan inverter  PV  10  x  3.125  kW.  Sistem  kontrol  digunakan  untuk  memantau  kondisi

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
sistem, dan mengontrol daya. Parameter umum dan karakteristik PV Array sebagai masukan dalam simulasi menggunakan PVsyst ditunjukkan pada Gambar 5.5 dan 5.6 di bawah ini.

## Gambar 8. Plant General Parameters
Gambar 9. Karakteristik Array PV
Hasil Desain Floating PV System
Desain  Floating  PV  System  akan  dirancang  untuk  memiliki  keandalan  dan ketersediaan  yang  tinggi  sesuai  dengan  kode  dan  standar  nasional  serta internasional. Tembesi FPVPP direncanakan untuk memasang 41.5 MWp PV, dengan output sebesar 30 Mwac dan Mukakuninh FPVPP memasang 48.45 MWp PV untuk menghasilkan output sebesar 35 MWac. Konfigurasi PV Tembesi akan terdiri dari 28 modul PV yang terhubung secara seri sebagai satu string, 20 string akan dihubungkan secara paralel ke dalam 1 kotak array, dan 19 kotak array akan dihubungkan ke 1 inverter. Stasiun inverter akan terdiri dari 2 inverter dan 1 transformator MV 3-lilitan yang  akan  menaikkan  tegangan  menjadi  20  kV.  Total  5  stasiun  inverter  akan dihubungkan  melalui  kabel  bawah  laut  MV  ke  daratan  dan  terhubung  ke  bus pengumpul dan transformator utama. Pembangkit akan dihubungkan ke Jaringan 150 kV dan listrik yang dihasilkan dari Pembangkit diharapkan dapat diserap sepenuhnya oleh sistem Batam. Sedangkan untuk Konfigurasi PV Mukakuning akan terdiri dari 28 modul PV yang terhubung secara seri sebagai satu string, 20 string akan dihubungkan secara paralel ke dalam 1 kotak array, dan 19 kotak array akan dihubungkan ke 1

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
inverter. Stasiun inverter akan terdiri dari 2 inverter dan 1 transformator MV 3-lilitan yang  akan  menaikkan  tegangan  menjadi  20  kV.  Total  5  stasiun  inverter  akan dihubungkan  melalui  kabel  bawah  laut  MV  ke  daratan  dan  terhubung  ke  bus pengumpul dan transformator utama. Pembangkit akan dihubungkan ke Jaringan 150 kV dan listrik yang dihasilkan dari Pembangkit diharapkan dapat diserap sepenuhnya oleh sistem Batam.

## Desain Elektrikal
Bab ini akan menjelaskan peralatan utama  yang diperlukan sebagai bagian dari FPVPP Tembesi termasuk modul surya, inverter, trafo, switchgear, dan sistem kabel,  dengan  gambaran  umum  sistem  sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya terapung seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini.
Gambar 10. Skema Umum Pembangkit Listrik Tenaga Surya Terapung

## PV Module
Modul  PV  yang  akan  digunakan  dalam  sistem  FPV  ini  adalah  tipe  kristalin dengan  daya  nominal  mencapai  390  Wp.  Modul  ini  diproduksi  oleh  salah  satu pemasok teknologi yang memiliki pengalaman sukses proyek di berbagai negara dan telah didanai oleh 5 atau lebih pemberi pinjaman (manufaktur "Tier-1") dan memiliki konten  lokal  ("TKDN")  Tingkat  Komponen  Dalam  Negeri  karena  diproduksi  di Indonesia.  Modul  ini  dapat  beroperasi  pada  tegangan  maksimum  1,500  V  dengan masa  desain  selama  25  tahun.  Spesifikasi  modul  PV  ditunjukkan  pada  Tabel  3.10. Sistem PV bersifat modular, dapat dirancang dengan meningkatkan skala konfigurasi dasar. Oleh karena itu, dalam desain sistem PV terapung dengan kapasitas 41.5 MWp dan  48.45  MWp  PV  memiliki  desain  yang  sama  ,  konfigurasi  dasar  untuk  1  pulau adalah array PV dengan kapasitas 4.15 MWp dan 48.45 MWp PV menggunakan modul PV 390 Wp. Sebanyak 28 modul PV dihubungkan secara seri untuk membentuk satu string dan 16 string dihubungkan secara paralel ke dalam 1 kotak array. Sebuah pulau didefinisikan  sebagai  kelompok  19  kotak  array  yang  dihubungkan  secara  paralel untuk menghasilkan arus dan tegangan yang diperlukan. Berikut adalah gambar dari SLD dari konfigurasi FPV.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
Gambar 11. Konfigurasi PV
Menurut desainnya, Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) akan terdiri dari 10 pulau. Setiap pulau terdiri dari 19 kotak array dan 20 string di setiap kotak array, yang terdiri dari 28 modul PV seri untuk setiap string. Jumlah total modul PV di setiap pulau adalah 10.640 modul dengan daya 390 Wp, sehingga total daya mencapai 41,5 MWp. Konfigurasi PLTS akan terdiri dari 10 pulau, yang masing-masing terdiri dari 106.400 modul PV. Konfigurasi dasar dari setiap pulau ditunjukkan dalam Gambar di atas.  Ringkasan  pemodelan  Pulau  PV  Terapung  berdasarkan  Gambar  5.15  di  atas adalah sebagai berikut:
• Modul PV: 390 Wp
• Jumlah modul PV per string: 28 modul
• Jumlah string per kotak array: 20 string
• Jumlah modul PV per kotak array: 560 modul
• Jumlah kotak array per inverter: 19 kotak array
• Jumlah total modul PV per inverter: 10.640 modul
• Arus maksimal (I) array: 37.045 A
• Tegangan (V) array: 1.017 V

## DC System
Modul PV 390 Wp yang terhubung secara seri akan membentuk sebuah string. Tegangan terukur dari 28 modul PV yang terhubung secara seri harus sesuai dengan input inverter yaitu 875 – 1.300 V. Tegangan DC harus sesuai dengan tingkat isolasi kabel PV dan kabel DC sebesar 1.500 V. Tingkat tegangan DC sebesar 1.500 V harus sesuai  dengan  tingkat  isolasi  peralatan  DC,  seperti:  modul  PV,  kabel  PV,  kabel  DC, kotak array, dan input inverter.

## DC Combiner Box
Dalam sistem PV, modul-modul diatur dalam string dan lapangan tergantung pada jenis inverter yang digunakan, total daya, dan karakteristik teknis modul. Kotak penggabung DC menampung perangkat perlindungan arus lebih, pemutus arus, dan

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
perangkat pelindung lonjakan. Tergantung pada aplikasinya, penggabung dilengkapi dengan  perangkat  pemantauan  untuk  mengukur  arus,  tegangan,  dan  suhu  guna memastikan ketersediaan string dan memaksimalkan produksi. Kotak penggabung string membentuk subsistem yang dapat distandardisasi sesuai dengan jumlah string, tegangan, dan arus terukur. Karakteristik teknis utama dari DC Combiner Box yang dipilih dirangkum dalam Tabel di bawah ini.
Tabel 4 . Karakteristik DC Combiner Box

## Inverter System
Inverter PV berfungsi untuk mengubah  tegangan DC  dari output modul PV menjadi  tegangan  AC  3-fasa  yang  dapat  langsung  dihubungkan  ke  jaringan  atau langsung ke beban. Inverter PV yang mendukung sistem ini adalah tipe sentral dan terhubung  ke  jaringan  (on-grid).  Kapasitas  inverter  yang  digunakan  memiliki keluaran sebesar 3.125 kVA. Konversi tegangan dari DC ke AC adalah 1.500 Vdc/600 Vac dan arus 3.997 ADC/3.308 AAC. Inverter sentral ini memiliki efisiensi sebesar 98,7%. Berikut adalah spesifikasi lengkap dari inverter.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
Tabel 5. Spesifikasi Inverter

## LVAC System
Kabel LVAC akan digunakan untuk menghubungkan inverter ke sisi tegangan rendah  dari  transformator  MV,  beberapa  jumlah  pembundelan  akan  digunakan karena  arusnya  tinggi.  Tegangan  nominal  kabel  adalah  sama  dengan  tegangan nominal inverter, tingkat isolasi kabel harus 0,8/1,2 kV.

## MVAC System
Kabel  MV  akan  menghubungkan  transformator  MV  ke  switchgear  MV  di gedung kontrol. Ada tiga jenis kabel MV: (i) untuk diletakkan di atas pengapung dari transformator, (ii) untuk dipasang di atas kepala (MV-TIC), dan (iii) untuk ditanam di bawah tanah sebelum terhubung ke switchgear MV. Switchgear MV yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
• IP Protection Index 41 dan dirancang untuk ditempatkan di dalam ruangan
• Jenis switchgear berlapis logam dan busbar tunggal
• Busbar  yang  terbuat  dari  tembaga  harus  diisolasi  terhadap  tegangan  yang diperlukan, beroperasi secara terus menerus untuk memberikan arus beban penuh.
• Jenis pemutus sirkuit daya adalah pemutus sirkuit udara yang dapat ditarik.
• Dilengkapi  dengan  saklar  tanah,  perangkat  kontrol,  bus  tanah,  CT,  VT, transduser.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
Berikut adalah datasheet dari 20 KV Switchgear
Tabel 6. Technical Datasheet 20kV Switchgear

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320

## Desain Transformers (MV and HV)
Berdasarkan Single  Line  Diagram (SLD),  transformator  MV  (Tegangan Menengah)  3-lilitan  berkapasitas  7.500  kVA  akan  dipasang  untuk  menaikkan tegangan  dari  keluaran  inverter  ke  20  kV  sebagai  tegangan  menengah  guna mengoptimalkan  kerugian  dan  ukuran  kabel  yang  akan  dihubungkan  ke transformator utama. Datasheet teknis umum dari transformator MV adalah sebagai berikut:
Tabel 7. MV Transformer General Datasheet CHARACTERISTICS 750 kVA 20/0,6/0,6 kV Rated primary ON LOAD voltage (1) (kV) 20 - 22 - 24 Frequency (Hz) 50 Rated seondary voltage (V) 600/600 Off load tap changer (%) ± 2 x 2,5% Rated secondary power (kVA) 3.750/3.750 Vector group Dy11y11 Maximum no load losses (kW) EN50541 8 Maximum on load losses (kW) EN50541 70 Short circuit impedance (%) 8 Sound power level LWA dB (A) 67
Transformator  HV  (Tegangan  Tinggi)  harus  dipasang  untuk  menaikkan tegangan dari 20 kV ke tingkat tegangan jaringan sebesar 150 kV. Diperlukan 2 (dua) unit  Transformator  HV  berkapasitas  35  MVA  untuk  memenuhi  kontingensi  N-1, sehingga Pembangkit masih dapat memasok kapasitas 100% selama pemadaman 1 Transformator HV. Datasheet teknis umum dari Transformator HV ditunjukkan pada Tabel di bawah ini.
Tabel 8. Transformer General Datasheet CHARACTERISTICS 35 MVA 150/20 kV 150 kV PRIMARY Type Oil-immerse Rated Power 40 MVA Cooling Type ONAN Nominal Voltage 150 kV Maximum Operating Voltage 170 kV Numbe of phases 3 Number of conductors 3 Short Circuit level 40 kA Basic Insulation level 650 kV (peak) Power frequency withstand voltage ( 1min) 275 kV (rms) Nominal frequency 50 Hz

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
Variations of nominal frequency ± 0,2 Hz Vector Group Yn0d11

## Desain Interkoneksi
Pembangkit akan terhubung ke Saluran Transmisi (T/L) 150 kV yang sudah ada. Panjang Saluran Transmisi dari titik tapping S/S Pembangkit ke jaringan yang ada adalah 2 km. Desain konseptual fasilitas interkoneksi untuk transmisi listrik dari Tembesi FPVPP ke Saluran Transmisi 150 kV Panaran – Muka Kuning adalah sebagai berikut:

## Plant Substation
Pembangkit S/S akan terdiri dari 5 (lima) bay, yaitu 2 (dua) incoming bay dari transformator HV, 1 (satu) couple bay untuk manuver, dan 2 (dua) bay untuk saluran transmisi  keluar  menuju  S/S  Panaran  dan  Muka  Kuning.  Konfigurasi  S/S  akan menggunakan  double  breaker  single  busbar  sesuai  dengan  Standar  PLN  untuk meningkatkan keandalan sistem dan mempertimbangkan pekerjaan pemeliharaan. Peralatan  metering  akan  dipasang  di  saluran  transmisi  keluar  untuk  keperluan transaksi.  Komponen  utama  S/S  harus  dirancang  berdasarkan  perhitungan  untuk memenuhi kebutuhan sistem dan menjaga keandalan jaringan. Setiap isu yang terkait dengan  jaringan  harus  dipertimbangkan  dalam  desain  S/S.  Sistem  proteksi, pentanahan,  pencahayaan,  relay,  dan  semua  pengaturan  harus  dikomunikasikan dengan PLN karena akan mempengaruhi jaringan.

## 50 kV Transmission Line
Peralatan utama harus dipilih dengan hati-hati, dengan mempertimbangkan kondisi iklim, konfigurasi dan kondisi jaringan, serta nilai ekonomis. Konduktor yang diusulkan  untuk  Saluran  Transmisi  (T/L)  150  kV  adalah  2x402  mm²  ACSR  Drake, yang  serupa  dengan  konduktor  yang  digunakan  pada  T/L  Panaran-Muka  Kuning dengan kapasitas arus (ampacity) 1.447 kA. Diperlukan pemadaman T/L Panaran- Muka  Kuning  selama  sekitar  3  hingga  6  hari  (sesuai  kebutuhan)  untuk penyambungan satu fasa ke Menara intermediate antara T4 dan T5. Namun, dengan melihat  diagram  garis  tunggal  keseluruhan  dari  sistem  150  kV,  pasokan  ke  Muka Kuning masih bisa disuplai dari S/S Tanjung Kasam. Jenis menara yang akan dipasang didasarkan pada rute yang diterima oleh kedua belah pihak, yaitu Penjual dan PLN, karena  fasilitas  tersebut  nantinya  akan  dialihkan  sebagai  fasilitas  khusus.  Jenis fondasi dari setiap menara ditentukan secara khusus berdasarkan investigasi tanah lebih lanjut.

## Desain Control & Monitoring System
Sistem pemantauan adalah bagian fundamental dari pembangkit listrik karena memungkinkan  operator  untuk  memantau  kinerja  pembangkit  secara  real-time maupun  kinerja  yang  diharapkan.  Kinerja  real-time  Pembangkit  PV  dipantau berdasarkan  daya  output  dari  inverter.  Kinerja  yang  diharapkan  dari  Pembangkit dihitung berdasarkan kondisi cuaca aktual di lokasi yang terkait dengan iradiasi, suhu

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
sel  surya,  dan  suhu  lingkungan.  Kontrol  Pembangkit  PV  memungkinkan  operator pembangkit untuk mematuhi Grid Code sambil menjamin profitabilitas maksimum pembangkit  pada  saat  yang  sama.  Beberapa  kemampuan  yang  dimiliki  termasuk kontrol  daya/pengurangan  daya,  pengurangan/peningkatan  daya  tergantung frekuensi, fungsi kontrol daya reaktif dan tegangan, fault ride through, kontrol ramp, distribusi set-point, pelaporan, manajemen peristiwa & alarm, dan komunikasi. Ada beberapa  pemasok  sistem  kontrol,  yaitu  ABB,  Siemens,  dan  Schneider  Electric. Gambar di bawah ini menunjukkan struktur dasar dari sistem kontrol pembangkit PV. Menurut ukuran pembangkit PV, jumlah string paralel dan inverter berbeda-beda.
Gambar 12. Desain PV Plant Control System

## Desain Fire-fighting System
Fire-fighting System atau Sistem pemadam kebakaran akan menyediakan air dalam  pipa  bertekanan  untuk  memasok  hidran  kebakaran,  stasiun  selang,  sistem pemadam air tetap, dan area peralatan terapung. Peralatan utama akan terdiri dari:
• 1 (satu) pompa yang digerakkan motor
• 1 (satu) pompa yang digerakkan DC
• 1 (satu) pompa jockey
• 1 (satu) kapal pemadam kebakaran
Air diambil dari tangki air bersih yang disediakan khusus untuk sistem ini. Pompa  utama  (digerakkan  motor  dan  mesin)  serta  pompa  jockey  akan  digunakan untuk mengalirkan air dari tangki ini. Air untuk tangki pemadam kebakaran dapat diambil  dari  Waduk  Tembesi  atau  penyedia  air  layanan  lokal.  Pompa  utama  akan mulai  beroperasi  ketika  terjadi  penurunan  tekanan  dalam  sistem  saat  pipa  hidran sedang  beroperasi.  Pompa  yang  digerakkan  motor  dan  mesin  akan  beroperasi berturut-turut ketika tekanan di titik pelepasan pompa berada di bawah tingkat yang ditetapkan  oleh  persyaratan  National  Fire  Protection  Association  (NFPA).  Setelah mulai beroperasi, pompa pemadam kebakaran dapat dihentikan secara manual dari panel  kontrol  yang  terpasang.  Pompa  pemadam  kebakaran  direkomendasikan

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
memiliki lisensi dari produsen yang terpercaya. Pompa pemadam kebakaran, mesin diesel,  motor  listrik,  dan  peralatan  kontrol  direkomendasikan  untuk  dirancang, dipasang, diuji, dan dioperasikan sesuai dengan standar NFPA 20. Sistem pemadam kebakaran  terdiri  dari  air  bertekanan  dan  alat  pemadam  kebakaran,  dan  memiliki kemampuan untuk memadamkan api secara manual menggunakan aliran selang yang dipasang  di  semua  fasilitas  Pembangkit.  Komponen  utama  dari  sistem  pemadam kebakaran adalah:
• Sistem  air  bertekanan  yang  dapat  secara  otomatis  mendeteksi  dan memadamkan api di area hutan yang dilindungi.
• Sistem detektor asap independen yang secara otomatis akan mendeteksi asap dan membunyikan alarm di area hutan yang dilindungi.
• Busa bertekanan untuk memadamkan api di area hutan yang dilindungi.
• Peralatan  instrumentasi  dan  kontrol  untuk  mengaktifkan  alarm, menunjukkan  status  sistem,  dan  mengaktifkan  peralatan  pencegahan kebakaran.
• Peralatan pemadam kebakaran portabel yang terdiri dari:
o Bahan kimia kering portabel
o CO2 portabel
• Pipa  terkait  termasuk  stasiun  selang  kebakaran  di  area  yang  ditentukan  di dalam bangunan.
• Hidran dan peralatan pendukungnya.
• Pipa bawah tanah, pipa di atas tanah, katup, dll.
• Pipa dan katup antara sumber air dan sistem pemadam kebakaran.

## KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  didapatkan  dari  pengerjaan  Tesis  analisis  dan  desain floating pv system di beberapa waduk batam ini adalah Iradiasi matahari di Waduk Tembesi dan Mukakuning mencapai 1.650 kWh/m², dengan PSH horizontal rata-rata 4,52  jam/hari  dan  PSH  Modules  net  4,32  jam/hari.  Desain  Floating  PV  System  di Waduk Tembesi terdiri dari 10 pulau, masing-masing dengan 19 kotak array dan 20 string  per  kotak  array,  yang  terdiri  dari  28  modul  PV  per  string.  Total  terdapat 106.400 modul PV dengan daya 390 Wp. Desain Floating PV System di Mukakuning menggunakan  konfigurasi  serupa  dengan  10  pulau  dan  total  106.400  modul  PV berkapasitas 390 Wp per modul, disesuaikan dengan kondisi spesifik waduk. Sistem ini  menggunakan  inverter  PV  berkapasitas  3.125  kVA,  transformator  MV berkapasitas  7.500  kVA,  dan  transformator  HV  berkapasitas  35  MVA  untuk memastikan  efisiensi  dan  keandalan  tinggi.Desain  sistem  PV  terapung mempertimbangkan  faktor  lingkungan,  termasuk  ketahanan  terhadap  korosi  dan fluktuasi permukaan air, serta pemasangan komponen yang tahan terhadap kondisi cuaca ekstrem untuk memastikan durabilitas jangka panjang.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320

## DAFTAR PUSTAKA
Bjørneklett G. Oﬀshore ﬂoating solar – a technical perspective. PVTech Power Report: Floating Solar Aug-2018; PV Tech Power (16):6 – 9. Dewan Energi Nasional Bauran Energi Nasional 2020. Available online:https://www.den.go.id/index.php/publikasi/index/BauranEnergi. El Hammoumi, A.; Chtita, S.; Motahhir, S.; El Ghzizal, A. Solar PV energy: From material to use, and the most commonly used techniques to maximize the power output of PV systems: A focus on solar trackers and floating solar panels. Energy Rep. 2022, 8, 11992 – 12010.
Environmental And Technical Impacts of Floating Photovoltaic Plants as An Emerging Clean Energy Technology (Hamid M. Pouran, etc., 2022)
Esparza, Ignacio et al. (2024). Floating PV Systems as an Alternative Power Source:
Case Study on Three Representative Islands of Indonesia. Sustainability 2024, 16, 1345. https://doi.org/10.3390/su16031345 Floating Photovoltaics: A Review (Laura Essak and Aritra Ghosh, 2022) Kim  et  al.  2019.  Analysis  and  Prioritization  of  the  Floating  Photovoltaic  System Potential  for  Reservoirs  in  Korea.  Appl.  Sci.  2019,  9,  395; doi:10.3390/app9030395
Liu,  H.H.;  Krishna,  V.;  Lun  Leung,  J.;  Reindl,  T.;  Zhao,  L.  Field  experience  and performance  analysis  of  floating  PV  technologies  in  the  tropics.  Prog. Photovolt. Res. Appl. 2018, 26, 957 – 967.
LSIS. Floating Photovoltaic System; LS Industrial Systems: Anyang, Korea, 2016. Ministry of Energy and Mineral Resources Republic of Indonesia. National General Electricity  Plan  (Rencana  Umum  Ketenagalistrikan  Nasional  2019-2038: RUKN); Ministry of Energy and Mineral Resources: Jakarta, Indonesia, 2019.
Ministry of Energy and Mineral Resources. Capaian Kinerja 2019 & Program 2020; Ministry of Energy and Mineral Resources: Jakarta, Indonesia, 2020.
Ministry of Energy and Mineral Resources. Capaian Kinerja 2020 & Program 2021;
Ministry of Energy and Mineral Resources: Jakarta, Indonesia, 2021.
Nisar,  H.;  Janjua,  A.K.;  Hafeez,  H.;  Shahzad,  N.;  Waqas,  A.  Thermal  and  electrical performance of solar floating PV system compared to on-ground PV system- an experimental investigation. Sol. Energy 2022, 241, 231 – 247. Oliveira-Pinto,  S.;  Stokkermans,  J.  Marine  floating  solar  plants:  An  overview  of potential, challenges and feasibility. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Maritime Engineering; Thomas Telford Ltd.: London, UK, 2020; pp. 120 – 135.
Reindl,  T.  World’s  largest  Floating  Solar  Testbed -Overview  &  Findings  ACEF  Deep Dive Workshop on Floating Solar; 2018.
Sahu  A, Yadav N, Sudhakar K.  Floating  photovoltaic power plant: a  review.  Renew Sustain Energy Rev Dec. 2016; 66:815 – 24.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4320
Silalahi, DF; Blakers, A.; Saham, M.; Lu, B.; Cheng, C.; Hayes, L. Indonesia’s Vast Solar Energy  Potential.  Energi  2021,  Vol.  14,  Halaman  5424  2021,  14,  5424, doi:10.3390/EN14175424.
Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS), World Bank, and International
Finance  Corporation  (IFC).  Where  sun  meets  water:  ﬂoating  solar  market report. Washington DC, USA: World Bank; 2018.
The World Bank. Where Sun Meets Water: Floating Solar Market Report; The World Bank: Washington, DC, USA, 2018.
Zhang, Huibo. 2018. Vibration Characteristics Analysis of Planetary Gears with a Multi- Clearance Coupling in Space Mechanism . Energies. 11(2687).