## STUDI POTENSI LAHAN DAN AREA PERUMAHAN UNTUK IMPLEMENTASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) DI WILAYAH SERANG DAN CILEGON BANTEN
Suhendar 1 , Budi Raharjo 2 , Alimuddin 3 , Hady Sutjipto 4
1,2,3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
4 Jurusan Ekonomi Pembangunan, Fakultas Ekonomi dan Bisnis, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa e-mail: suhendar@untirta.ac.id, budiraharjo@gmail.com, alimuddin@yahoo.com, hady.sutjipto@gmail.com

## ABSTRACT
Electrical  energy  requirements  increase  as  population  growth  and  technological  development.  Increased  triggered also  by  the  rate  of  energy  demand  growth  of  6.86%  annually.  Energy  needs  largely  derived  from  non-renewable energy  which  has  its  limitations  and  is  not  environmentally  friendly.  Therefore  we  need  a  renewable  energy alternative and environmentally friendly. One such alternative is the use of solar energy as a power  plant that was converted by solar panels. To do with it, this study aims to determine the potential for, contributions and aspects of the cost of solar energy as a power plant in a residential neighborhood Serang Cilegon. The results showed that the development and implementation of SPP in an open area can generate a total capacity 84971.481 kWp. The greatest potential  in  the  residential  Highland  Park  with  a  capacity  of  50370.802  kWp  that  have  an  energy  conversion amounted to 36,707,706 kWh /  year. While the supply of energy  33750047 kWh /  year will be  able to  contribute to meet  all  the  needs  of  the  household  burden.  While  in  Pondok  Cilegon  Indah  residential  area  with  a  capacity  of 123.032 kWp with a conversion of energy 98387 kWh / year. Energy supply 90 452 kWh / year to contribute 0.76% of the burden  of households. PLTS investment with life project for 25 years for a return on investment costs takes  as long as 25 years and 1 month as of the beginning of the project so as not feasible investment.
Keywords : Banten, Cilegon, Hydroelectric, Potential, Serang, Solar Energy, Solar Panels,

## INTISARI
Kebutuhan energi listrik semakin meningkat seiring pertumbuhan penduduk dan perkembangan teknologi. Peningkatan dipicu  juga  oleh laju  pertumbuhan  kebutuhan  energi  6,86% setiap  tahunnya. Kebutuhan  energi  sebagian  besar berasal dari energi tak terbarukan yang memiliki keterbatasan dan tidak ramah lingkungan. Oleh karena itu diperlukan alternatif energi  terbarukan  dan  ramah  lingkungan.  Salah  satu  alternatif  tersebut  adalah  pemanfaatan  energi  matahari  sebagai pembangkit  listrik  yang  dikonversi  dengan  panel  surya.  Kaitannya  dengan  itu,  penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  potensi,  kontribusi  dan  aspek  biaya  energi  matahari  sebagai  pembangkit  listrik  di  kawasan  perumahan Serang  Cilegon.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  pengembangan  dan  implementasi  PLTS  di  area  terbuka  dapat membangkitkan  kapasitas  total  84971,481  kWp.  Potensi  terbesar  pada  perumahan  Highland  Park  dengan  kapasitas sebesar  50370,802  kWp  yang  memiliki  energi  konversi  sebesar  36707706  kWh  per  tahun.  Sedangkan  energi  suplai 33750047  kWh  pertahun akan  mampu  berkontribusi  memenuhi seluruh  kebutuhan  beban rumah tangga. Sementara  di wilayah perumahan Pondok Cilegon Indah dengan kapasitas sebesar 123,032 kWp dengan energi konversi 98387 kWh per  tahun.  Energi  suplai  90452  kWh  per  tahun  mampu  memberikan  kontribusi  0,76%  terhadap  beban  rumah  tangga. Investasi PLTS dengan project life selama 25 tahun untuk pengembalian biaya investasi membutuhkan waktu selama 25 tahun 1 bulan terhitung awal berdirinya proyek sehingga tidak layak secara investasi.
Kata kunci : Potensi, PLTS, Energi Matahari, Panel Surya, Serang, Cilegon, Banten

## I. PENDAHULUAN
Kebutuhan energi listrik semakin meningkat  seiring  pertumbuhan  penduduk  dan perkembangan  teknologi  di  semua  bidang. Pemenuhan  kebutuhan  energi  tersebut  sebagian besar  berasal  dari  batu  bara,  minyak  bumi  dan gas  alam  yang  sangat  terbatas  karena  termasuk energi tak terbarukan. Dengan kebutuhan energi
yang  begitu  banyak  bahan  bakar  fosil  dan  gas bumi tidak mampu mencukupi semua kebutuhan,  maka  untuk  memenuhi  kebutuhan tersebut  dimanfaatkan  energi  terbarukan  yaitu energi  yang  tidak  akan  ada  habisnya.  Selain keterbatasan  tersebut  batu  bara  dan  minyak bumi  menimbulkan  pencemaran  lingkungan. Indonesia  yang  merupakan  negara  yang berkomitmen dalam menurunkan global
warming . Sehingga perlukan upaya nyata untuk mendukung komitmen tersebut. Untuk mengatasi  kebutuhan  energi  dan  mendukung penurunan global warming diperlukan alternatif sumber  energi  lain  yang  berasal  dari  energi terbarukan    dan  ramah  lingkungan  [9].  Salah satu  energi  terbarukan  serta  ramah  lingkungan yaitu  energi  matahari.  Beban  energi  listrik terdiri atas beban rumah tangga, industri, bisnis, sosial,  gedung  kantor  pemerintahan  dan penerangan  jalan  umum.  Akan  tetapi  secara nasional  beban  energi  terbesar  adalah  beban rumah  tangga  yang  mencapai  41,17%.  Untuk mengatasi hal tersebut maka potensi pemanfaatan ruang terbuka dikawasan perumahan  layak  untuk  dianalisis  dari  segi potensi, kontribusi maupun investasi pengembangan PLTS di Banten khususnya pada kawasan  perumahan  Serang  Cilegon.  Adapun tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mengetahui potensi  energi  matahari  sebagai  pembangkit listrik di kawasan perumahan Serang - Cilegon, mengetahui  analisa  biaya  ( cost )  pemanfaatan energi  matahari  sebagai  pembangkit  listrik  dan menentukan  kontribusi  energi  matahari  sebagai pembangkit  listrik  di  kawasan  perumahan Serang Cilegon.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
Energi  atau  tenaga  adalah  kemampuan suatu  benda  untuk melakukan  usaha  atau  kerja. Menurut  hukum  kekekalan  energi,  energi  tidak dapat  diciptakan  dan  tidak  dapat  dimusnahkan. Energi  matahari  berasal  dari  proses  fusi termonuklir  yang  mengubah  oksigen  menjadi helium pada inti matahari. Untuk mengkonversi energi  matahari  menjadi  energi  listrik  adalah dengan  pemanfaatan  panel  surya.  Untuk mengetahui besarnya daya sesaat yang dihasilkan  panel  surya  maka  diperlukan  data daya  yang  diterima  permukaan  panel  terhadap besarnya intensitas cahaya matahari. Persamaan energi adalah sebagai berikut [2].
W = P x t                                                  (1)
Daya  tersebut  merupakan  perkalian  antara luas  permukaan  panel  surya  dengan  besarnya intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima  untuk waktu  tertentu.  Persamaannya  adalah  sebagai berikut [5].
in = (2)
Tegangan  keluaran  atau  output  dari  panel surya  merupakan  perkalian  antara  arus  hubung singkat (I SC ), tegangan rangkaian terbuka (V OC ) dan Fill  Factor (FF).  Persamaannya  adalah sebagai berikut [2]:
out = SC OC (3)
nilai FF diperoleh dengan persamaan [2]:
= ( MPP MPP ) OC SC (4)
Adapun  persamaan  efisiensi  sesaat  yang terukur sebagai berikut [1].
= 100% (5)
Dengan demikian maka persamaan besarnya  efisiensi  pembangkitan  sesaat  panel surya [5] adalah sebagai berikut:
sesaat = 100% (6)
Kapasitas  daya  yang  dibangkitkan  PLTS ( Watt  Peak )  dapat  dihitung  dengan  persamaan sebagai berikut [7]:
Watt peak = (7)
Berdasarkan  daya  daya  pembangkitan PLTS  maka  jumlah  panel  yang  diperlukan dalam  pengembangan  PLTS  dihitung  dengan persamaan sebagai berikut [8].
= Watt Peak MPP (8)
Gambar 1. karakteristik pembebanan resistif [5]
Kapasitas total baterai (Ah) yang dibutuhkan  pada  sistem  PLTS  dapat  dihitung dengan persamaan sebagai berikut [7].
baterai = = (% )×( )× (9)
Kapasitas  minimum  inverter  diperoleh dengan mempertimbangkan faktor future margin , error  margin dan capacity  factor .
Adapun persaaman kapasitas minimum inverter adalah sebagai berikut [10]:
= E L × × (10)
Faktor  pemulihan  modal  dapat  diperoleh dengan persamaan sebagai berikut [8].
= ( )ⁿ ( )ⁿ (11)
Biaya energi PLTS dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut [7]:
= (12)
Net  Present  Value (NPV)  merupakan seluruh    aliran  kas  bersih  dinilaisekarangkan atas  dasar  faktor  diskonto  ( discount  factor ). Adapun  persamaannya  adalah  sebagai  berikut [3].
= ∑ ( ) + (13)

## III. METODE PENELITIAN
Langkah  penelitian  potensi  dan  kontribusi energi  matahari  sebagai  pembangkit  listrik  di kawasan  perumahan  Serang  Cilegon  dapat diamati pada diagram alir sebagai berikut.
Gambar 2. Diagram alir perencanaan penelitian
Penjelasan dari diagram alir tersebut adalah sebagai berikut :
Tahap  pertama  yaitu  pengumpulan  data data-data  pendukung  yaitu  data  luas  ruang terbuka  pada  masing-masing  perumahan  di kawasan Serang - Cilegon,  data beban listrik di kawasan  perumahan  Serang  -  Cilegon  serta pengukuran  dan  pengamatan  langsung  data insolasi  matahari,  energi  konversi  panel  surya dan  temperatur  panel  surya  di  kawasan perumahan  Serang  -  Cilegon.  Data  luas  ruang terbuka  diperoleh  dari  dinas  masing-masing daerah  yaitu  Dinas  Tata  Kota  Cilegon,  Dinas Tata  Kota  -  Serang  dan  Dinas  Tata  Ruang  dan Bangunan Kabupaten Serang.
Tahap  yang  kedua  yaitu  perhitungan potensi  energi  pembangkitan  PLTS  dilakukan berdasarkan  luas  area  potensi  PLTS  untuk wilayah Serang Cilegon.
Tahap  yang  ketiga  yaitu  perencanaan pembangkit  listrik  tenaga  surya  dilakukan dengan  menentukan  sistem  yang  digunakan pada  pembangkit  listrik.  Adapun  perencanaan PTLS  meliputi  penentuan  luas  area  potensi pengembangan  PLTS,  menentukan  kapasitas inverter,  menentukan  orientasi  panel  surya, menentukan kapasitas baterai.
Tahap ke empat pengujian kontribusi PLTS dilakukan  dengan  menggunakan Software PvSyst .  Adapun  tahapan  pengujian  kontribusi PLTS  meliputi  beberapa  tahapan  diantaranya penunjukan proyek, orientasi dan sistem.
Tahap kelima yaitu perhitungan biaya pada sistem  PLTS  meliputi  biaya  investasi  awal, Biaya  operasional  dan  pemeliharaan,  biaya siklus  hidup,  dan  biaya  Energi  dan  biaya pengembalian investasi.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Pengukuran Energi Matahari
Pengukuran  energi  matahari  dilakukan  di beberapa  titik  untuk  memperoleh  energi  rata- rata  yang  dihasilkan  panel  surya.  Lokasi pengukuran  yaitu  pada  perumahan  Krakatau Steel  (5 0 59'49"  LS)  -  Kota  Cilegon,  Bumi Waringin  Asri  (6 0 03'56"  LS)  -  Kabupaten Serang,  Highland  Park  (6 0 08'10"  LS)  -  Kota
Serang dan Bumi Cikande Indah (6 0 12'55" LS) - Kabupaten Serang.
Adapun  hasil  pengukuran  pembebanan panel surya dengan menggunakan baterai adalah sebagai berikut.
Gambar 3. Pengujian pengisian baterai Maret 2013
Gambar 4. Pengujian pengisian baterai April 2014
Gambar 5. Pengujian pengisian baterai Mei 2014
Pengisian  baterai  selama  tiga  bulan  yaitu pada  bulan  Maret,  April  dan  Mei  tersebut dilakukan  dengan  menghubungkan  baterai dengan  keluaran  panel  surya  yang  di  kontrol dengan Solar  Charger  Controller sejak  pukul 07.00 hingga pukul 18.00. Hasil pengujian yang dilakukan  diperoleh  bahwa  daya  pengisian terbesar  pada  bulan  Maret  sebesar  96,18  Watt, daya  pengisian  terbesar  pada  bulan  April sebesar 101,02Watt dan daya pengisian terbesar pada  bulan  Mei  sebesar  88,08  Watt.  Daya pengisian  baterai  sangat  dipengaruhi  oleh intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima  panel surya.
Adapun salah satu hasil pengujian temperatur panel surya adalah sebagai berikut.
Gambar 6. Grafik pengukuran temperatur pada 19 April 2014
Pengukuran  temperatur  permukaan  panel surya  dilakukan  selama  3  bulan  yaitu  pada bulan Maret,  April dan Mei. Pengujian tersebut dilakukan  dengan  menggunakan thermocouple dengan menempelkan ujung thermocouple pada permukaan  panel  surya.  Berdasarkan  pengujian yang  dilakukan  diperoleh  bahwa  temperatur tertinggi  pada  permukaan  panel  surya  selama bulan  Maret  adalah  sebesar  48°C,  temperatur tertinggi  pada  permukaan  panel  surya  selama bulan  April  sebesar  62°C  dan  temperatur tertinggi  pada  permukaan  panel  surya  selama bulan Mei sebesar 57°C.
Pengujian  daya  maksimum  (P MPP )  dengan menggunakan  beban variable  resistive dari  1 ohm hingga 100 ohm yang terhubung dengan ke output panel surya dapat diamati pada salah satu hasil pengukuran sebagai berikut.
Tabel 1. Pengukuran beban resistif R (Ω) V (V) I (A) P (W) 1 10,27 5,73 58,85 2 15,02 5,42 81,41 3 16,98 4,54 77,09 4 17,75 3,74 66,39 5 18,16 3,16 57,39 6 18,41 2,74 50,44 7 18,59 2,41 44,80 8 18,69 2,15 40,18 9 18,84 1,94 36,55 10 18,94 1,72 32,58 20 19,27 0,92 17,73 30 19,33 0,64 12,37 40 19,44 0,50 9,72 50 19,47 0,38 7,40 60 19,50 0,32 6,24 70 19,51 0,27 5,27 80 19,53 0,24 4,69 90 19,54 0,21 4,10 100 19,54 0,20 3,91
0 10 20 30 40 50 7 :0 0 8 :0 0 9 :0 0 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 T em perat ur( °C ) Waktu
Berdasarkan  hasil  pengukuran  tersebut diperoleh  P MPP sebesar  81,41  Watt  pada  beban 2Ω  dengan  tegangan  15,02  Volt  dan  arus  5,42 Ampere. Tegangan dan arus tersebut merupakan tegangan  keluaran  maksimum  (V MP )  dan  Arus keluaran  maksimum  (I MP ).  Berdasarkan  hasil pengukuran  pada  pukul  10.00  April  2014 Tegangan open circuit (V OC ) yang terukur 19,80 Volt  dan  arus  short  circuit  (I SC )  5,77  Ampere. Berdasarkan  Tabel  2  dapat  digambarkan  pada grafik sebagai berikut.
Gambar 7. Kurva P MPP
Dari  hasil  pengukuran  tersebut  maka perhitungan Fill  Factor (FF)  berdasarkan persamaan (4) adalah sebagai berikut.
= ( mpp mpp )
oc sc
= (15,02   5,42) 19,80   5,77 = 81,4084 114,246 = 0,71257
Dari  hasil  perhitungan  tersebut  maka  daya keluaran
panel surya diperhitungkan berdasarkan  persamaan  (3)  adalah  sebagai berikut.
out = OC SC =  19,80     5,77     0,71257 =  81,4083
Intensitas  cahaya  matahari  yang  terukut pada Solar Power Meter sebesar 821 W/m 2 dan luas  permukaan  panel  0,7936  m 2 .  Sehingga efisiensi  sesaat  konversi  pembangkitan  panel surya  dapat  diperhitungkan  dengan  persamaan (6) sebagai berikut.
η sesaat = x 100% = 81,4083 821 W/m 2 0,7936 m 2 x 100%
= 12,49%
Berdasarkan  hasil  perhitungan  diperoleh energi  konversi panel surya yang  dapat  diamati pada Tabel 3 dan 4.

## Tabel 2. Energi konversi panel surya pada bulan Maret 2014
Tanggal Energi Konversi (Wh/Hari) Insolasi Matahari (Wh/m 2 /hari) 1 Maret 2014 268,15 2642 2 Maret 2014 295,08 3285 3 Maret 2014 581,38 6383 7 Maret 2014 373,27 4286 9 Maret 2014 371,55 3916 15 Maret 2014 423,88 4323 20 Maret 2014 524,52 5252 21 Maret 2014 392,29 3971 22 Maret 2014 478,72 4919 16 Maret 2014 448,24 4692 23 Maret 2014 466,15 4807 27 Maret 2014 579,22 6044 Energi Rata-rata 396,44 4588,25 Tabel 3. Pengukuran energi konversi panel surya pada bulan April 2014 Tanggal Energi Konversi (Wh/Hari) Insolasi Matahari (Wh/m 2 /hari) 9 April 2014 650,25 6574 10 April 2014 526,36 5681 11 April 2014 516,05 5325 13 April 2014 288,08 3029 20 April 2014 624,26 6477 21 April 2014 503,11 4853 14 April 2014 482,45 5115 15 April 2014 573,79 6131 19 April 2014 484,96 4875 4 April 2014 315,40 3127 5 April 2014 573,53 5690 6 April 2014 511,59 5183 Energi Rata-rata 496,28 5186,33
Tabel 4. Pengukuran energi konversi panel surya pada bulan Mei 2014 Tanggal Energi Konversi (Wh/Hari) Insolasi Matahari (Wh/m 2 /hari) 1 Mei 2014 365,15 3711 17 Mei 2014 313,53 3476 18 Mei 2014 476,58 5266 5 Mei 2014 553,98 5650 9 Mei 2014 499,31 5292 10 Mei 2014 341,52 3731 15 Mei 2014 496,78 5526 29 Mei 2014 312,71 3230 31 Mei 2014 360,24 3809 3 Mei 2014 432,32 4645 4 Mei 2014 601,45 6299 11 Mei 2014 328,08 3561 Energi Rata-rata 423,47 4516

## B. Kapasitas Inverter
Perhitungan  kapasitas  inverter  dilakukan untuk  memperoleh  kapasitas  inverter  yang sesuai  beban  yang  akan  disuplai  PLTS.  Beban energi  yang  akan  disuplai  inverter  dipengaruhi oleh  luas  area  panel  surya,  insolasi  matahari (Gav),  efisiensi  panel  surya  (ηpv),  faktor koreksi temperatur, dan efisiensi. Hasil pengukuran  diperoleh  temperatur  maksimum panel  surya  mencapai  62 0 C.  Selisih  kenaikan temperatur tersebut terhadap temperatur standar panel surya (25°) yaitu sebesar 37 0 C. Penurunan daya  keluaran  panel  surya  terhadap  kenaikan temperatur tersebut adalah sebagai berikut.
saat suhu naik t 0 C =   [( 0,5%/ 0 C ) MPP 0 ] =   [( 0,5%/ 0 C )   100 37 0 C ]
=  18,5
Selisih penurunan daya tersebut menyebabkan  penurunan  daya  maksimum  P MPP saat kenaikan 37 0 C yaitu sebagai berikut.
P MPP saat suhu naik t 0 C = P MPP - P saat suhu naik t 0 C =  100 18,5 W = 81,5
Berdasarkan  hasil  perhitungan  penurunan daya maksimum P MPP saat kenaikan 37 0 C dapat diperoleh  besarnya  nilai  TFC  yaitu  sebagai berikut.
= P MPP saat suhu naik t
0 C P MPP = 81,5 100
= 0,815
Pada penelitian ini insolasi harian matahari menggunakan  insolasi  rata-rata  harian  terkecil pada  saat  pengukuran  yaitu  sebesar  4516,33 Wh/m 2 atau  4,516  kWh/m 2 dan  efisiensi  kerja sebesar 90%. Beban yang akan disuplai inverter sebesar  2620  diperoleh  dengan  persamaan sebagai berikut.
= =  6273,87   4,516   0,1261   0,815   0,9
=  2620,624 / Pada penelitian ini menggunakan presentasi  asumsi  losses  yang  menggunakan peralatan  baru  menurut  (Custer,  2012)  sebesar 15%.  Kebutuhan  beban  yang  disuplai  PLTS dihitung dengan persamaan sebagai berikut.
Et = Kebutuhan Energi Listrik + Kerugian sistem
= Kebutuhan Energi Listrik + (15% x Kebutuhan Energi Listrik) = 2620,624 + (15% x 2620,624) = 3013,718 kWh
Berdasarkan  kebutuhan  beban  yang  harus disuplai  inverter  maka  kapasitas  minimum inverter  diperoleh  dari  persamaan  (10)  sebagai berikut.
= × ×
= 125,572 1,1   1,1 0,9
=  168,824
Pemilihan  inverter  disesuaikan  terhadap rating terdekat dari kapasitas minimum inverter dengan kapasitas inverter yang tersedia dipasaran.  Pada  penelitian  ini  menggunakan rating  kapasitas  inverter  30  kW  dan  tegangan sistem  360  Volt.  Untuk  memenuhi  kebutuhan tersebut  maka  dipilih  inverter  dengan  rating kapasitas 30 kW sebanyak 6 inverter terhubung paralel dengan input nominal MPP Voltage 360 volt.  Adapun  kapasitas  minimum  inverter  dan jumlah  kebutuhan  inverter  dapat  diamati  pada Tabel 5 sebagai berikut.

## Tabel 5. Kapasitas Inverter
Perumahan Beban disuplai (kW) Kapasitas Minimum Inverter (kW) Jumlah Kebutuhan Inverter Kota Cilegon Taman Cilegon Indah 125,572 168,82 6 Metro Cilegon 362,424 487,26 17 Pondok Cilegon Indah 19,723 26,52 1 Kota Serang Bumi Mutiara Serang 85,664 115,17 4 Highland Park 8006,003 10763,63 359 Kabupaten Serang Puri Hijau Regency 1076,007 1446,63 49 Griya Serdang Indah 1194,896 1606,47 54 Griya Permata Serang 2962,387 3982,76 133 Villa Permata Hijau 936,963 1259,69 42
Sankyu 1307,380 1757,70 59 Mata Raya 77,074 103,62 4 Griya Cilegon 817,473 1099,05 37 Pesona Cilegon 2487,709 3344,59 112 Nusaraya Residence 174,447 234,53 8 Harjatani Heritage 101,642 136,65 5 Pejanten Mas Estate 862,427 1159,48 39 Bumi Baros Chasanah 586,240 837,60 28 Bumi Waringin Asri 299,820 403,09 14 Bumi Cikande Indah 623,007 788,17 27

## C. Kapasitas dan Jumlah Panel Surya
Kapasitas  pembangkitan  PLTS  diperoleh dengan mengalikan luas area array , Peak Solar Insulation (PSI) adalah 1000W/m 2 dan efisiensi panel surya yaitu sebesar 12,61% sesuai dengan panel  surya  yang  digunakan  pada  pengukuran penelitian  ini.  Besarnya  daya  pembangkitan PLTS  dihitung  dengan  persamaan  (7)  sebagai berikut.
= 6273,87  ² 1000W/m² 12,61%
= 791135,007 ~ 791,135
Panel surya yang digunakan pada penelitian  ini  sesuai  STC  memiliki  spesifikasi P MPP sebesar  100W  dengan  arus  keluaran maksimum  (I MP )  sebesar  5,84  A  dan  tegangan keluaran  maksimum  (V MP )  sebesar  17,1  volt. Berdasarkan  spesifikasi  panel  maka  jumlah kebutuhan  panel  surya  diperoleh  dengan persamaan (8) sebagai berikut.
= ( ) Pмрр Panel = 791135 100 =  7911,35 ~ 7912
Agar  rating  tegangan  sistem  sesuai  dengan 360V  maka  pada  satu  string  rangkaian  panel surya  disusun  seri  dengan  jumlah  sebagai berikut.
= 360 ÷  17,1 =  21,05 ~ 22
Total  panel  surya  pada  sistem  PLTS sebanyak  6469988  Panel  tersebut  dirangkai sebanyak  22  dengan  sususan  seri  sehingga jumlah  string  panel  surya  pada  sistem  PLTS
yang  akan  dikembangkan  dihitung  sebagai berikut.
=  7912  ÷  22
=  359,64 ~ 359
Energi  yang  dihasilkan  pada  rangkaian panel  surya  tersebut  diperhitungkan  sebagai berikut.
MPP
=  5,84   359 =  2096,56
MPP =  17,1   22  =  376,2 MPP =  2096,56     376,2 = 788725,87 ~ 788,73 kW Tabel 6. Kebutuhan panel surya Perumahan Jumlah Kebutuhan Panel Kapasita s (kWp) Susun an Paralel P MPP array (kWp) Jumlah panel Kota Cilegon Taman Cilegon Indah 791,135 359 788,726 7898 Metro Cilegon 2283,368 1037 2278,297 22814 Pondok Cilegon Indah 124,258 56 123,032 1232 Kota Serang Bumi Mutiara Serang 539,708 245 538,267 5390 Highland Park 50440,000 22927 50370,802 504394 Kabupaten Serang Puri Hijau Regency 6779,136 3081 6768,982 67782 Griya Serdang Indah 7528,170 3421 7515,964 75262 Griya Permata Serang 18663,847 8483 18637,219 186626 Villa Permata Hijau 5903,119 2683 5894,572 59026 Sankyu 8236,852 3744 8225,598 82368 Mata Raya 485,585 220 483,342 4840 Griya Cilegon 5150,302 2341 5143,196 51502 Pesona Cilegon 15673,246 7124 15651,485 156728 Nusaraya Residence 1099,062 499 1096,307 10978 Harjatani Heritage E. 640,374 291 5894,572 6402 Pejanten Mas 5433,523 2469 8225,598 54318 Bumi Baros Chasanah 3693,469 1678 483,342 36916 Bumi Waringin Asri 1888,945 858 5143,196 18876 Bumi Cikande Indah 3693,469 1678 3686,579 36916 Jumlah 141637,285 1416162

## D. Orientasi Panel Surya
Berdasarkan  hasil  penelitian  Hardiansyah (2012)  dengan  menggunkan solar  tracker diperoleh  sudut  azimuth  optimum  panel  surya untuk  Serang  Cilegon  sebesar  -15 0 dari  barat. Adapun  ilustrasi  orientasi  panel  surya  dapat diamati pada Gambar 8 sebagai berikut.
Gambar 8. Orientasi panel surya

## E. Kapasitas Baterai
Kapasitas  baterai  dapat  dihitung  dengan persamaan (9) sebagai berikut.
= 7871,2 / (0,8) (0,815) (360) 3

## = 100603,272 Ah
Kebutuhan  kapasitas  baterai  100603,272 Ah  pada  penelitian  ini  menggunakan  baterai dengan  kapasitas  1156Ah  dengan  tegangan  6 Volt.  Untuk  memenuhi  tegangan  360V  maka dibutuhkan  87,03  ~  88  string  dengan  setiap string  terdiri  atas  60  baterai  terangkai  seri. Sehingga  kebutuhan  total  baterai  pada  sistem PLTS sebanyak 5280 unit.

## F. Analisis Biaya PLTS
Berdasarkan  hasil  perhitungan  investasi awal  untuk salah satu perumahan yaitu sebesar $  8675567.  Besarnya  Biaya  operasional  dan pemeliharaan PLTS setiap tahunnya (M) adalah sebagai berikut.
(M) = 1% x Biaya Investasi Awal = 1% x 8675567 = $ 86755,67
Pada  penelitian  ini  suku  bunga  kredit sebesar  10,04%.  Besarnya  nilai  sekarang  untuk biaya jangka panjang operasional dan
pemeliharaan (M pw ) diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut.
M pw = (1 + ) n 1 (1 + ) n = 86755,67 (1 + 0,1004) 25 1
0,1004(1 + 0,1004) 25
= $ 785068,91
Biaya  siklus  hidup  dari  PLTS  yang  akan dikembangkan  di  kawasan  perumahan  Serang Cilegon  berdasarkan  biaya  investasi  awal  (C) dan perhitungan Mpw.  adalah sebagai berikut.
= + = 86755,67 + 785068,91 = $ 9460635,91
Biaya  energi  ( cost  of  energy )  suatu  sistem PLTS  dipengaruhi  oleh  biaya  siklus  hidup (LCC), faktor pemulihan modal (CRF) dan kWh produksi  tahunan.  Faktor  pemulihan  modal merupakan  konversi  semua  arus  kas  biaya siklus hidup (LCC) menjadi biaya tahunan.
Faktor  pemulihan  modal  CRF  diperoleh dengan persamaan (11) sebagai berikut.
= (1 + ) (1 + ) 1 = 0,1004(1 + 0,1004) (1 + 0,1004) 1 = 1,0977 9,934 = 0,1105
kWh  produksi  tahunan  pada  sistem  PLTS yang akan dikembangkan di kawasan perumahan Taman Cilegon Indah diperoleh dari hasil  simulasi  yaitu  553658  kWh.  Berdasarkan hasil  perhitunan  LCC,  CRF  dan  kWh  produksi tahun  sistem  PLTS  maka  diperoleh  biaya energy  (COE)  dengan    persamaan  (12)  sebagai berikut.
= × = 9460635,91 × 0,1105 553658 = $ 1,888 /

## Tabel 7. Biaya investasi PLTS kawasan perumahan Serang Cilegon
Perumahan Biaya PLTS Investasi Awal (US$) M PW (US$) LCC (US$) Kota Cilegon Taman Cilegon Indah 8675567 785068,91 9460635,91 Metro Cilegon 7745081 700867,42 8445948,42 Pondok Cilegon Indah 31500563 2850547,14 34351110,14 Kota Serang Bumi Mutiara Serang 1988195 179915,63 2168110,63 Highland Park 65871921 5960878,09 71832799,09 Kabupaten Serang Puri Hijau Regency 8987593 813304,75 9800897,75 Griya Serdang Indah 29909463 2706565,41 32616028,41 Griya Permata Serang 28866269 2612164,75 31478433,75 Villa Permata Hijau 9199059 832440,72 10031499,72 Sankyu 16216027 1467419,78 17683446,78
Mata Raya 1137045 102893,41 1239938,41 Griya Cilegon 10271553 929492,78 11201045,78 Pesona Cilegon 23132297 2093286,49 25225583,49 Nusaraya Residence 1899507 171890,08 2071397,08 Harjatani Heritage 4997533 452236,47 5449769,47 Pejanten Mas 9313177 842767,48 10155944,48 Bumi Baros Chasanah 5423837 490813,55 5914650,55 Bumi Waringin Asri 6728629 608886,71 7337515,71 Bumi Cikande Indah 8019219 725674,70 8744893,70
Net present value (NPV) pada sistem PLTS yang  akan  dikembangkan  dengan  suku  bunga kredit  bank  10,04%  maka  diperoleh  dengan persamaan (13) sebagai berikut.
= NCF t (1+i) t
NCF t merupakan  perkalian  antara  kWh produksi tahunan sistem PLTS dan biaya energi. Sehingga NCF t adalah sebagai berikut.
= ( )
= (553658   1,888) 86755,67
=  $ 958644,598
Berdasarkan  perhitungan  NCF t maka  NPV pengembangan  sistem  PLTS  adalah  sebagai berikut.
=  958644,598 1 (1 + 0,1004) 1 = $ 871178,297
Perhitungan Discounted  Payback  Period (DPP)  diperoleh  dengan  menghitung  periode nilai  sekarang  arus  kas  bersih  kumulatif (Kumulatif  PVNCF)  dalam  tahun  akan  sama dengan  nilai  investasi  awal.  berdasarkan  arus kas bahwa pada tahun ke-25, Kumulatif PVNCF mendekati nilai investasi awal dengan kekurangan  sebesar  US$  605,814.  Selisih Kumulatif PVNCF tahun ke-25 dan tahun ke-26 adalah  sebesar  US$  79678,749.  Untuk  dapat menutupi kekurangan tersebut maka diperhitungkan  dengan  605,814/79678,749  = 0,076  dari  12  bulan  maka  diperlukan  sekitar  1 bulan.
DPP dengan jangka waktu 25 tahun 1 bulan menunjukkan  bahwa  investasi  yang  akan dikembangkan  di  kawasan  perumahan  Serang Cilegon tidak layak untuk dilaksanakan. Hal ini disebabkan waktu DPP lebih besar dari periode umur proyek yang ditetapkan selama 25 tahun.

## G. Kontribusi
Kontribusi  energi  matahari  di  kawasan perumahan  Serang  Cilegon  dilakukan  dengan software  PvSyst untuk  memperoleh  energi konversi  panel  surya  dan  energi  suplai  yang akan  disalurkan  ke  beban  rumah  tangga  di kawasan perumahan Serang Cilegon. Kontribusi merupakan perbandingan antara beban energi di kawasan  perumahan  Serang  Cilegon  dengan energi  yang  disuplai  PLTS.  Adapun  kontribusi energi  dengan  insolasi matahari  dan  temperatur berdasarkan  data  BMKG  Serang  dapat  diamati pada Tabel 8 sebagai berikut.

## Tabel 8. Kontribusi energi matahari
Perumahan Energi Konversi Energi Suplai  Kontribusi Taman Cilegon Indah 602203 553658 19,27% Metro Cilegon 1715881 1577579 86,19% Pondok Cilegon Indah 98387 90452 0,76% Bumi Mutiara Serang 404211 371632 76,87% Highland Park 36707706 33750047 Terpenuhi Puri Hijau Regency 4988602 4586608 Terpenuhi Griya Serdang Indah 5509174 5065257 Terpenuhi Griya Permata Serang 13594409 12499054 Terpenuhi Villa Permata Hijau 4294821 3948774 Terpenuhi Sankyu 6022074 5536834 Terpenuhi Mata Raya 391344 359775 Terpenuhi Griya Cilegon 3773453 3469394 Terpenuhi Pesona Cilegon 11439204 10517486 Terpenuhi Nusaraya Residence 812629 747141 Terpenuhi Harjatani Heritage 497725 457594 29,37% Pejanten Mas 3978077 3657531 Terpenuhi Bumi Baros Chasanah 2861138 2630603 Terpenuhi Bumi Waringin Asri 1414974 1300930 80,19% Bumi Cikande Indah 2739794 2518996 Terpenuhi
Berdasarkan  data  Insolasi  matahari  hasil pengujian  dan  temperatur  panel  surya  dapat diamati  kontribusi  suplai  energi  matahari terhadap  beban  pemakaian  rumah  tangga  pada bulan  Maret, April  dan Mei  dapat  diamati pada Tabel 9 sebagai berikut.

## Tabel 9. Kontribusi hasil pengujian
Perumahan Kontribusi Hasil Pengujian Maret April Mei kWh % kWh % kWh % Taman Cilegon Indah 47530 19,91 47631  18,48 47488  17,71 Metro Cilegon 135506 96,16 135590  91,58 135169  81,87 Pondok Cilegon Indah 7742 0,83 7808 0,78 7789  0,75 Bumi Mutiara Serang 31925 90,82 31935  73,83 31836  71,1 Highland Park 2903581 3,57  2893947 3,74  2886283 4,2 Puri Hijau Regency 394387 3,97 393591 4,09 392470  4,36 Griya Serdang Indah 435659 69,32 434498  74,28 433305  80,15 Griya Permata Serang 1075274 14,34  1071816  16,33  1068964  17,92
Villa Permata Hijau 339724 18,5 338589  18,88 337693  18,94 Sankyu 476246 36,03 474911  38,94 473617  41,83 Mata Raya 30766 47,74 31092  52,60 31014  56,29 Griya Cilegon 298387 38,07 297624  41,33 296801  43,06 Pesona Cilegon 904724 5,60 902013 6,21 899584  6,37 Nusaraya Residence 64224 22,71 64143  24,50 63952  25,44 Harjatani Heritage 39245 33,69 39421  30,81 39314  29,17 Pejanten Mas 314574 23,50 313754  29,48 312889  27,96 Bumi Baros Chasanah 226299 6,12 225590 6,23 224988  6,44 Bumi Waringin Asri 111760 83,04 111787  84,95 111440  82,22 Bumi Cikande Indah 216504 48,65 216299  47,72 215646  49,99
Insolasi  matahari  dan  temperatur  sangat mempengaruhi  energi  konversi  panel  surya sehingga  berdampak  pada  energi  yang  disuplai ke beban.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:
1. Pada  kawasan  perumahan  Serang  Cilegon sebanyak  19  perumahan  berpotensi  dalam pengembangan  PLTS  di  area  terbuka dengan  kapasitas  total  84971,481  kWp. Kebutuhan  total  jumlah  panel  surya sebanyak
1416162 buah dengan menggunakan  panel  surya  100  Wp  dengan luas  area  panel  surya  0,7936  m2.  Potensi terbesar  pada  perumahan  Highland  Park dengan  kapasitas  sebesar  50370,802  kWp dan  potensi  terkecil  pada  perumahan Pondok  Cilegon  Indah  dengan  kapasitas sebesar  123,032  kWp.  Sudut  orientasi panel surya dengan tilt angle 100 dan sudut azimuth -150 dari barat.
2. Investasi  PLTS  dengan project  life selama 25 tahun membutuhkan waktu pengembalian  biaya  investasi  selama  25 tahun  1  bulan  terhitung  awal  berdirinya proyek  sehingga  tidak  layak  secara  aspek ekonomi
3. Berdasarkan  hasil  simulasi  kontribusi dengan  menggunakan  data  BMKG  Serang pada  kawasan  perumahan  Serang  Cilegon diperoleh  total  energi  konversi  101845806 kWh  per  tahun  dan  total  energi  suplai 93639345  kWh  per  tahun.  Total  energi konversi  dan  energi  suplai  terbesar  yaitu pada  perumahan  Highland  Park  dengan energi  konversi  36707706  kWh  per  tahun dan energi suplai 33750047 kWh per tahun yang  mampu  memenuhi  kebutuhan  energi
listrik serta dengan menggunakan data hasil pengujian  diperoleh  kelebihan  energi  pada bulan  Maret  96,43%,  April  96,26%  dan Mei  95,8%.  Total  energi  konversi  dan energi suplai terkecil yaitu pada perumahan Pondok  Cilegon  Indah  dengan  energi konversi  98387  kWh  per  tahun  dan  energi suplai  90452  kWh  per  tahun  yang  mampu berkontribusi  sebesar  0,76%  terhadap kebutuhan energi listrik listrik serta dengan menggunakan data hasil pengujian diperoleh  kekurangan  energi  pada  bulan Maret  99,17%,  April  99,22%  dan  Mei 99,24%.
Pada penelitian ini masih terdapat kekurangan  sehingga  diperlukan  penelitian lanjutan  tentang  pengembangan  potensi  energi matahari yaitu:
1. Penambahan  data  pengujian  yang  lebih banyak  agar  potensi  energi  pembangkitan PLTS yang dikembangkan lebih akurat.
2. Sebagai  studi  lanjutan,  perlu  dilakukan analisa dampak interkoneksi PLTS terhadap kualitas daya jaringan listrik.

## REFERENSI
[1]. Foster, R., Ghassemi, M., Cota, A. (2010). Solar  Energy  Renewable  Energy  and  The Environment. Boca Raton FL, CRC Press [2]. Gilbert,  M.  Masters.  (2004). Renewable and Efficient Electric  Power  Systems Chapter  7  and  Chapter  9 .  Stanford University:  A  Jhon  Wiley  &  Sons  Inc Publication.
[3]. Pactricia, Hanna. (2012). Analisis keekonomian Kompleks Perumahan Berbasis  Energi  Sel  Surya  (Studi  Kasus
Perumahan  Cyber  Orchid  Town  House) . Tugas   Akhir  Teknik  Industri  Fakultas Teknik Universitas Indonesia [4]. Permana,  Hasno.  (2014). Studi  Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Surya Sebagai Energi Pendukung pada Sistem
Kelistrikan  di  Holtel  The  Royal  Krakatau Cilegon .  Skripsi  Jurusan  Teknik  Elektro Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
[5]. Muchammad  dan  Yohana,  Eflita.  (2010).
Pengaruh  Suhu  permukaan  Photovoiltaic Module  50  Watt  Peak  terhadap  daya Keluaran yang dihasilkan menggunanakan  Reflektor  dengan  variasi sudut  reflektor  0°,  50°,  60°,  70°,  80°. Jurnal  ROTASI  –  Vol.  12,  No.  4,  Juli
2010: 14 18
[6]. Riyadi,  Slamet.  2011. Panel  Surya sebagai Energi  Alternatif . Universitas
Katolik Soegijapranata: Semarang
[7]. Safarudin,  Ali  Imron.  (2013). Studi Pemanfaatan  Energi  Matahari  di  Pulau Panjang  sebagai  Pembangkity  Listrik Alternatif .  Tugas  Akhir  Jurusan  Teknik Elektro Fakultas Teknik universitas Sultan Ageng Tirtayasa.
[8]. Santiari,  I  Dewa  Ayu  Sri.  (2011). Studi Pemanfaatan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya sebagai Catu daya Tambahan pada Industri  Perhotelan  di  Nusa  Lembongan Bali .  Tesis  Jurusan  Teknik  Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
[9]. Strzalka,  dkk.  (2009). Potential  of  Roof Top PV-systems for Supplying Electricity in Residential Area Scharnhauser Park . Journal IEEE Developments in Renewable Energy Technology ( ICDRET) 2009. [10]. Zamroni. (2012). Kajian Sistem Penyediaan Energi Listrik Hybrid  Sel PV  -  Diesel  di  Pulau  Sebira  Kepulauan Seribu .   Jurnal  sarjana  Institut  Teknologi Bandung  bidang  Teknik  Elektro  dan Informatika  Volume  1,  Number  1,  April 2012