TEKNIK, 42 (3), 2021, 290-298
doi: 10.14710/teknik.v42i3.40242               Copyright © 2021, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Analisis Teknis dan Ekonomis Pembangkit Listrik Tenaga Surya Off-grid Menggunakan Software PVSyst untuk Usaha Mikro Kecil dan Menengah (UMKM) Coffeeshop Remote Area
Jaka Windarta 1,2* , Susatyo Handoko 2 , Khilmi Nafadinanto Irfani 2 , Sunan Muqtasida Masfuha 2 , Candra Halim Itsnareno 2
1 Magister Energi Sekolah Pascasarjana, Universitas Diponegoro,
2 Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

## Abstrak
Distribusi listrik dari  Perusahaan Listrik Negara (PLN) belum tentu mencapai daerah daerah terpencil, sehingga  daerah  tersebut  memerlukan  sumber  listrik  alternatif  seperti  Pembangkit  listrik  Tenaga  Surya (PLTS). Penelitian kali ini memiliki tujuan untuk merancang dan menganalisis PLTS Off-grid skala kecil dengan studi kasus UMKM Coffeeshop ditinjau dari analisis teknis dan ekonomi. Metode penelitian yang digunakan  adalah  dengan  melakukan  perbandingan  dengan  menggunakan  desain  2  merk  panel  surya kapasitas  720Wp  dan  2  merk  baterai  kapasitas  160Ah  menggunakan  software  PVSyst  7.0.  Dari  hasil simulasi  didapatkan  jumlah  energi  tersuplai  paling  banyak  pada  variasi  3  sebesar  674,51  kWh/tahun. Selain  itu  dilakukan analisis  ekonomi  dengan  tujuan  untuk  membandingkan  sisi  ekonomis  PLTS  dengan alternatif  sumber  listrik  lain  seperti  genset  dan  penggunaan  baterai  dengan  charging  dari  PLN. Berdasarkan  simulasi  software  RetScreen,  nilai  Net  Present  Value  (NPV)  pada  semua  variasi  diperoleh nilai  negatif  (  <  0  ),  akan  tetapi  penggunaan  PLTS  off-grid  adalah  yang  paling  menguntungkan  jika dibandingkan dengan penggunaan genset atau sumber listrik baterai dengan pengisian daya dari  PLN.
Kata kunci : PLTS; off-grid; remote area; PVSyst; RetScreen

## Abstract
[Title: Technical and economical analysis of off-grid solar power plant using pvsyst software for micro small  and medium  enterprice  (msme)  coffeeshop  remote area] The distribution  of  electricity  from  PLN certainly  reaches  remote  areas,  so  these  areas  require  alternative  sources  of  electricity  such  as  solar power plants. This study aims to design and analyze the potential of small-scale off-grid PV mini-grid in terms  of  engineering  and  economics.  The  research  method  used  is  a  simulation  on  PVSyst  7.0  software with four variations of the main components, namely solar panels and batteries. The research results were obtained  based  on  four  variations  made,  namely  a  720Wp  panel,  a  24V  150Ah  battery,  and  an  800W inverter. This design will produce electrical energy of approximately 2 kWh/kWp/day. The purpose of the economic  analysis  is  to  compare  the  economic  side  of  PLTS  with  other  alternative  sources  of  electricity such as generators and the use of batteries with charging from PLN. Based on the RetScreen simulation software,  the  NPV  values  for  all  variations  were  negative  (  <  0  ).  Thus  all  systems  are  considered economically  unfeasible  and  do  not  provide  benefits.  However,  the  PLTS  Off-Grid  option  is  the  most profitable compared to generators or battery power sources with PLN charging.
Keywords : solar power plant; off-grid system; remote area; PVSyst; RetScreen

## 1. Pendahuluan
Pertumbuhan  permintaan  listrik  diproyeksikan akan  mengalami  peningkatan  hingga  9  kali  lipat  dari semula 254,6 TWh saat 2018  menjadi 1.918 TWh pada 2050.  Selama  periode  2018-2050  permintaan  energi
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi. E-mail: jakawindarta@lecturer.undip.ac.id
listrik  mencatatkan  laju  peningkatan  sebesar  6,5%  per tahun,  dan  memiliki  pola  yang  relatif  sama.  Porsi permintaan  listrik  terbesar  ada  pada  sektor  rumah tangga,  lalu  pada  industri  dan  diikuti  komersil, transportasi,  dan  sektor  lainnya.  Potensi  energi  baru terbarukan  Indonesia  yang  cukup  besar  ditargetkan dapat  memenuhi  rencana  bauran  energi  primer  tersebut (Dewan Energi Nasional, 2019). Dengan tingkat radiasi rata-rata/hari  di  Indonesia  yang  mencapai  4,80 KWp/m2/hari,  dimana  ini  merupakan  kategori  yang relatif  tinggi  menjadikan  energi  surya  pilihan  potensial terbaik  yang  dapat  dimanfaatkan  hingga  skala  rumah tangga (kecil). PLTS merupakan pembangkit listrik yang fungsional  dan  fleksibel  sehingga  dapat  mudah diaplikasikan  pada  tempat-tempat  dengan  paparan  sinar matahari  yang  cukup.  PLTS  dapat  dengan  mudah diaplikasikan pada atap konstruksi  rumah, caravan, bus, atau bahkan mobil tanpa mengganggu kegiatan produksi dan lingkungan sekitar.
Atas dasar tersebut penggunaan PLTS merupakan langkah  strategis  yang  dapat  dilakukan  untuk  alternatif penggunaan  listrik  pada  UMKM  yang  berada  pada remote area tanpa jangkauan listrik. Dengan memanfaatkan ruang yang ada, penggunaan panel surya PLTS  menjadi  salah  satu  pilihan  pemanfaatan  energi terbarukan  yang  ramah  lingkungan  pada  skala  kecil (UMKM).  Penggunaan  energi  terbarukan  ini  akan berkontribusi  menurunkan  efek  pemanasan  global walaupun belum terlalu signifikan.

## 2. Bahan dan Metode
2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  atau  PLTS merupakan  pembangkit  listrik  yang  memanfaatkan sumber  energi  sinar  matahari.  PLTS  menggunakan  sel surya  pada  panel  untuk  mengubah  energi  radiasi  yang diperoleh  dari  sinar  matahari  atau foton  dan mengubahnya  menjadi  energi  listrik.  Lapisan  silikon murni  dan  bahan  semikonduktor  merupakan  penyusun utama  dari  panel  surya.  PLTS  termasuk  pembangkit ramah  lingkungan,  tidak  menghasilkan  polusi  maupun limbah  berbahaya  bagi  lingkungan.  Radiasi  matahari, suhu  sel  surya,  orientasi  panel  surya,  dan  shadow leverages  merupakan  faktor-faktor  yang  mempengaruhi efisiensi daya keluaran sel surya (Ramadhani, 2018).

## 2.2 Analisis Teknis
Analisis  teknis  dilakukan  berdasarkan  kapasitas PLTS  yang  dirancang,  pemanfaatan  dan  penentuan spesifikasi  komponen,  orientasi  panel,  serta  daya  yang dihasilkan.  Daya  dihasilkan  PLTS  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor  antara  lain  radiasi  sinar  matahari  di UMKM Coffeeshop ,  kemiringan  panel  surya  dan arahnya,  sinar  matahari,  suhu,  dan  kinerja  teknis masing-masing  komponen  yang  digunakan  (Shrivastava dkk.,  2021).  Untuk  menentukan  kelayakan  teknis  PLTS
menggunakan  rasio  performa  yang  ditunjukkan  dalam nilai  prosentase.  Nilai  ini  membandingkan  total  daya yang dapat dihasilkan sistem  serta nilai rugi-rugi energi dengan  nilai  pada  saat  sistem  PLTS  beroperasi  saat kondisi standart  test  condition (STC)  (Ma  dkk.,  2017). Rugi-rugi  pada  sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya tergantung  oleh  efisiensi  spesifikasi  panel,  suhu,  dan efisiensi spesifikasi inverter (Pujawan, 2009).
2.3 Analisis Ekonomi Teknik
Analisis ekonomi teknik bertujuan untuk  menilai kelayakan  investasi  suatu  proyek  dengan  mengkaji alternati-alternatif paling menguntungkan. Nilai investasi  teknik  memiliki  umur  ekonomis  dalam  satuan tahun.  Sejalan  dengan  hal  itu,  nilai  mata  uang berfluktuasi  dari  waktu  ke  waktu  sehingga  memiliki nilai  yang  tidak  sama.  Oleh  karenanya  dibutuhkan proses  ekuivalensi  nilai  mata  uang  (Bagaskoro  dkk., 2019)
Untuk  analisis  ekonomi  teknik  digunakan persamaan 1-3 untuk membantu dalam perhitungan.
(1)
(2)
(3)
Dimana  Cb  adalah Cash  flow  benefit, Cc  adalah Cash flow  cost, FBP  adalah  Faktor  Bunga Present, t  adalah periode  waktu,  dan  n  adalah  umur  investasi.  Dengan PWB  merupakan Present  Worth  Benefit ,  kemudian PWC adalah nilai Present Worth Cost , dan NPV adalah nilai Net Present Value .

## 2.4 Metode penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  alat  bantu software PVSYst  untuk  menganalisis  secara  teknis  dan software RetScreen  untuk menganalisis  secara  ekonomis. Diagram alir penelitian ditunjukkan pada Gambar 1.
Pada Gambar 1 dijelaskan metodologi penelitian, dimulai  dari  (1)  pendalaman  teori  tentang  PLTS,  (2) pengambilan  data  pada  UMKM Coffeeshop, (3) merancang  spesifikasi  minimum  sistem  PLTS,  (4) melakukan  simulasi  menggunakan  perangkat  lunak PVSYst,  (5)  menganalisis  secara  teknis  sistem  yang telah  dirancang,  (6)  melakukan  analisis  ekonomi menggunakan  perangkat  lunak  retscreen,  (7)  pemilihan sistem  terbaik  dari  segi  analisis  teknis  dan  ekonomis untuk diaplikasikan, (8) simpulan dari hasil penelitian.
3. Hasil . dan . Pembahasan 3.1 Profil beban harian pada UMKM Coffeeshop Lokasi  yang  dijadikan  penelitian  adalah  Angka Coffee,  Tembalang  secara  astronomis  terletak  pada koordinat  -7.068564888359462,  110.44029635468642. Lokasi UMKM Coffeeshop terlihat pada Gambar 2.
Berdasarkan  hasil  survey  lokasi  secara  langsung didapatkan  data  penggunaan  beban  pada  Tabel  1. Berdasarkan  Tabel  1  data  profil  beban  harian  dapat
Gambar 1. Diagram alir penelitian .
Gambar 2. UMKM Coffeeshop UMKM Coffeeshop “Angka Coffe”
Tabel  1 .  Data  profil  beban  harian  pada  UMKM Coffeeshop
No. Alat Elektronik Jumlah Daya (Watt) Total Daya (Watt) Total (Wh) 1 Pemanas air . 1 300 300 2 2 Grinder Kopi . 1 140 140 2 3 Router 1 15 15 15 4 Lampu A . 8 6 48 8 5 Lampu  B . 1 13 13 6 6 Lampu C . 1 3 3 10 7 Kipas . angin 3 30 90 4 8 Speaker . 1 20 20 3 Total 629 Gambar  3. Grafik  penggunaan  beban  harian  pada UMKM Coffeeshop .
direpresentasikan  dalam  bentuk  grafik  dengan  parameter per jam seperti pada Gambar 3.
3.2 Iradiasi pada UMKM Coffeeshop Data  iradiasi  pada  lokasi  UMKM Coffeeshop ditunjukkan  pada  Tabel  2  (The  Joint  Research  Centre, 2021).
3.2 Jenis Sistem
Sistem  PLTS  yang  akan  digunakan  pada  UMKM Coffeeshop adalah sistem off-grid dengan mempertimbangkan  pengguna  UMKM  yang  memiliki mobilitas tinggi menggunakan caravan.
3.3 Rancangan sistem
Baterai  (Louie,  2018)  yang  akan  digunakan menggunakan  sistem  24V  dengan  DoD  50%.  Daya baterai  dihitung  menggunakan  persamaan  4,  sedangkan kebutuhan baterai dihitung menggunakan persamaan 5. Daya baterai:
(4) = 1892 / 0.95  x 24 = 82 Ah
Kebutuhan baterai:
(5)
= 1 x 83 x 1/0,5
= 164 Ah Adapun  untuk  panel  surya  (Louie,  2018),  pada UMKM Coffeeshop dirancang untuk efektivitas penyinaran  paling  rendah  3,08  jam.  Daya  panel  dihitung menggunakan Persamaan 6.
(6)
= 1892/3,08 x 0,95 = 646 Wp
Kapasitas  minimum  yang  dibutuhkan  pada perancangan adalah baterai 24V 160Ah, panel  surya 646 Wp. Pada simulasi akan digunakan baterai 12V 160Ah x 2  buah  dan  12V  80Ah  x  4  buah,  kemudian  panel  surya sebesar 120 Wp x 6 buah, dan 360 Wp x 2 buah.

## 3.4 Perbandingan Komponen Utama PLTS
Pada  perancangan  PLTS  ini  ada  4  komponen utama  yang  akan  dipertimbangkan  dalam  merancang sistem  PLTS  off-grid,  diantaranya  adalah  panel  surya, baterai, inverter , dan solar charge controller . Komponen yang  akan  dikombinasikan  adalah  panel  surya  dengan baterai dengan konfigurasi sesuai pada Tabel 3.
Tabel 2. Iradiasi pada UMKM Coffeeshop Bulan Iradiasi Efektif (kWh/m 2 /hari) Suhu ( o C) Kec. Angin (m/s) Januari 3,12 25.2 2.59 Februari 3,97 25.2 1.42 Maret 3,85 24.9 2.06 April 5,18 25.7 1.76 Mei 4,90 25.2 2.65 Juni 6,09 23.9 2.82 Juli 6,34 235 3.04 Agustus 6,14 23.9 3.11 September 5,96 25.3 2.99 Oktober 5,35 26.7 2.75 November 3,76 27.0 2.37 Desember 3,08 26.3 1.42
Gambar 4. Visualisasi objek penelitian
Tabel 3. Alternatif konfigurasi komponen PLTS Variasi Panel Surya Baterai 1 6 modul seri-paralel Sunasia 120Wp 2 baterai seri Inpowers 12V 160Ah 2 6 modul seri-paralel Sunasia 120Wp 4 baterai seri-paralel Kijo 12V 80 Ah 3 2 modul paralel Canadian 360 Wp 2 baterai seri Inpowers 12V 160Ah 4 2 modul paralel Canadian 360 Wp 4 baterai seri-paralel Kijo 12V 80 Ah

## 3.5 Simulasi
Dalam  melakukan  simulasi  perancangan  PLTS Studi Kasus Angka Coffee menggunakan perangkat lunak PVSyst  (Shrivastava  dkk.,  2021),  dibutuhkan  data-data teknis yang akan berpengaruh pada hasil simulasi dengan menggunakan  perangkat  lunak.  Beberapa  faktor  yang akan mempengaruhi output/hasil simulasi PLTS diantaranya  adalah  potensi  matahari,  nilai  irradiasi, temperatur  lokasi,  kecepatan  angin,  posisi  dan  orientasi panel  surya,  spesifikasi  komponen,  serta  data  beban harian  pada  objek  pemasangan.  Pada  simulasi  juga  akan ditampilkan  besaran  daya  listrik  yang  diproduksi,  besar daya  listrik  yang  dialirkan  ke  beban  pada  lokasi,  serta rugi-rugi sistem. Perancangan akan dilakukan menggunakan  tipe  penyangga  tetap  di  atas  atap  caravan seperti pada Gambar 4.
3.6 Hasil Simulasi
Setelah  menginput  seluruh  data  yang  dibutuhkan pada  simulasi  perancangan  PLTS  ini,  simulasi  pada PVSyst  dapat  dijalankan.  Hasil  simulasi  PLTS  pada UMKM Coffeeshop Angka didapatkan hasil pada Tabel 4. Tabel  4  menunjukkan  variasi  1  menghasilkan jumlah  produksi  energi  tahunan  ( E_avail )  sebesar  1022 kWh,  tingkat  pemenuhan  energi  ( solfrac )  99,9%,  energi yang dapat digunakan pengguna ( E_User ) sebesar 674,12
kWh,  dan performance  ratio (PR)  0,502.  variasi  2 menghasilkan  jumlah  produksi  energi  tahunan  ( E_avail ) sebesar  1022  kWh,  tingkat  pemenuhan  energi  ( solfrac ) 99,7%,  energi  yang  dapat  digunakan  pengguna  ( E_User ) sebesar  672,9  kWh,  dan performance  ratio (PR)  0,501. variasi  3  menghasilkan  jumlah  produksi  energi  tahunan ( E_avail )  sebesar  1084  kWh,  tingkat  pemenuhan  energi ( solfrac )  100%,  energi  yang  dapat  digunakan  pengguna ( E_User )  sebesar  674,51  kWh,  dan performance ratio (PR) 0,502. variasi 4 menghasilkan jumlah produksi energi  tahunan  ( E_avail )  sebesar  1084  kWh,  tingkat pemenuhan  energi  ( solfrac )  99,9%,  energi  yang  dapat digunakan  pengguna  ( E_User )  sebesar  674,24  kWh,  dan performance ratio (PR) 0,502.
3.7 Analisis Teknis
Berdasarkan  data  yang  didapat  pada  Tabel  4, jumlah  energi  listrik  yang  diproduksi  panel  surya  pada Variasi 1 dan 2 adalah 1022 kWh/Tahun, sedangkan pada simulasi dengan Variasi 3 dan 4 jumlah energi listrik yang dihasilkan  adalah  1084  kWh/Tahun.  Nilai  energi  STC memiliki perbedaan yang diakibatkan dari perbedaan luas permukaan  serta  perbedaan  efisiensi  dari  masing-masing panel surya, pada sistem PLTS variasi 1 dan 2 digunakan panel  surya  merk  Sunasia  (120Wp  x  6)  yang  memiliki efisiensi  sebesar  17%  dan  luas  area  3,6  m 2 .  Kemudian pada  sistem  PLTS  variasi  3  dan  4  menggunakan  panel surya  merk  Canadian  Solar  (360Wp  x  2)  yang  memiliki efisiensi  sebesar  18,5%  dan  luas  4  m 2 .  Sehingga  dapat disimpulkan  semakin  besar  luasan  permukaan  panel  dan semakin besar  efisiensi memiliki efek yang semakin baik (King  dkk.,  2002).  Efisiensi  juga  dipengaruhi  oleh  tipe panel  surya  yang  digunakan.  Jenis  panel  surya monocrystalline menggunakan  bahan  silikon  yang  lebih besar
konsentrasinya dibanding dengan tipe polycrystalline .  Hal  ini  berpengaruh  pada  efisiensi  panel yang  lebih  besar  pada  jenis monocrystalline .  Kemudian untuk  spesifikasi  sama  pada  nominal  daya  (Wp),  jenis monocrystalline memiliki  luasan  permukaan  panel  yang lebih  sedikit  jika  dibanding  jenis polycrystalline (Harrouni, 2008).
Jumlah  energi  yang  dapat  tersuplai  ke  pengguna pada  variasi  1  sebesar  674,12  kWh,  variasi  2  sebesar 672,9  kWh,  variasi  3  sebesar  674,51  kWh  dan  pada
variasi  4  sebesar  674,24  kWh.  Terdapat  sedikit perbedaan  energi  yang  dapat  disuplai  sistem  ke pengguna.  Ini  disebabkan  karena  baterai  yang digunakan  memiliki  spesifikasi  yang  sama,  sehingga perbedaan  energi  listrik  yang  dapat  disuplai  memiliki nilai yang relatif sama. Jumlah energi tersuplai terbesar ada pada Variasi 3 yaitu sebesar 674,51 kWh.
Tingkat  pemenuhan  energi  pada  variasi  1 sebesar  99,9%,  pada  variasi  2  sebesar  99,7%,  pada variasi  3  sebesar  100%,  pada  variasi  4  sebesar  99,9%. Tingkat  pemenuhan  energi  paling  besar  terdapat  pada variasi  3  yaitu  sebesar  100%.  Nilai  ini  berpengaruh (berbanding  terbalik)  terhadap  jumlah  kekurangan energi  listrik  (E_miss).  Semakin  besar  tingkat pemenuhan  energi  semakin  kecil  nilai  kekurangan energi,  maka  dari  itu  tingkat  pemenuhan  energi  100% berarti  sistem  PLTS  dapat  menyuplai  seluruh kebutuhan  beban  pengguna  tanpa  kekurangan  energi yang signifikan.
PR ratio pada setiap variasi memiliki nilai yang tidak jauh berbeda. Pada variasi 1 sebesar 0,501. Pada variasi  2  sebesar  0,501.  Pada  variasi  3  sebesar  0,502. Kemudian  pada  variasi  4  sebesar  0,502.  Rasio performa  sistem  PLTS  memiliki  nilai  yang  dapat dikategorikan  cukup  (Rajashekar  &  Naganagouda, 2018).  Nilai  performa  rasio  untuk  sistem off-grid berskisar antara 0,4 hingga 0,6.
Pada  seluruh  variasi  sistem  PLTS,  terdapat energi  tidak  terpakai  ( E_unused )  yang  cukup signifikan, hal ini disebabkan karena panel surya  yang digunakan  mengacu  pada  tingkat  penyinaran  terendah (3,08  kWh/m2/day)  pada  bulan  Desember.  Selain  itu, hal  ini  juga  disebabkan  karena    kapasitas  baterai  yang terlah terisi penuh.

## 3.8 Analisis Ekonomi
Sistem  yang  akan  dirancang  pada  UMKM Coffeeshop ,  akan  ditinjau  kelayakan  ekonomi  dan dipilih  sesuai  dengan  hasil  perhitungan  nilai Net Present  Value (NPV).  Biaya  total  investasi,  biaya penghematan energi listrik, biaya operasional, discount rate ,  dan  nilai  inflasi  akan  mempengaruhi  hasil simulasi.  Sebelum  menentukan  total  biaya  investasi, peneliti melakukan survei baik pada toko offline di area Kota  Semarang,  maupun  pada  toko online di  berbagai e-commerce di Indonesia. Hal yang berpengaruh lainya adalah nilai discount rate dan nilai inflasi  yang peneliti dapatkan  melalui  laman  resmi  Bank  Indonesia  (Bank Indonesia, 2021).
UMKM Coffeeshop ini  adalah  remote  area, alternatif  sumber  listrik  yang  memungkinkan  sebagai suplai  adalah  PLTS,  Genset,  dan  Penggunaan  baterai dengan  charging  dari  listrik  PLN.  Penelitian  ini  akan membandingkan tiga alternatif ini dari sisi ekonomisnya.

## A. PLTS
Biaya  investasi  untuk  masing-masing  komponen pada perancangan sistem PLTS dapat dilihat pada Tabel 5.  Berdasarkan  Tabel  5  biaya  investasi  untuk  variasi  1 sebesar  Rp  17.550.000,  variasi  2  sebesar  Rp  18.550.000, variasi  3  sebesar  Rp  17.550.000,  sedangkan  variasi  4 sebesar Rp 18.550.000.
Selama  operasional  PLTS,  dibutuhkan  biaya operasional  dan . pemeliharaan  untuk  sistem  PLTS. Nilai  ini  didefinisikan  sebesar  1-2%  dari . total  biaya investasi awal sistem PLTS, kemudian ditambah biaya penggantian  baterai  selama  masa  proyek  (Windarta, dkk., 2019), sehingga biaya operasional per tahun  yang dibutuhkan sistem PLTS variasi 1, variasi 2, variasi  3, dan variasi 4 ditunjukkan pada Tabel 6.
Penghematan energi listrik merupakan perhitungan  penghematan  secara  linier  dari  awal hingga  akhir  proyek  PLTS  dijalankan.  Penghematan energi  listrik  diperoleh  dari  jumlah  energi  yang disuplai  ke  beban  untuk  memenuhi  kebutuhan  energi listrik  sehari-hari  UMKM Coffeeshop .  Penghematan energi  listrik  yang  dihasilkan  sistem  PLTS  variasi  1, variasi  2,  variasi  3,  dan  variasi  4  setiap  tahun  dapat dilihat pada Tabel 7.
Berdasarkan  hasil  simulasi  pada software RetScreen didapatkan nilai NPV pada setiap rancangan variasi sistem PLTS sesuai dengan Tabel 8. Nilai NPV juga dapat dihitung menggunakan Persamaan 1-3.
Pada  Tabel  9  ditunjukkan  nilai  NPV  setiap Rancangan  variasi  sistem  PLTS  memiliki  nilai  negatif atau  kurang  dari  0.  Sehingga  didapatkan  kesimpulan bahwa  investasi  PLTS  untuk  masing-masing  variasi tidak  layak  secara  ekonomis  jika  hanya  mengacu  pada nilai negatif NPV B. Genset
Genset  yang  digunakan  sesuai  data  beban  di UMKM Coffeeshop adalah genset dengan daya 1KVA. Tabel  10  menunjukkan  biaya  investasi  penggunaan genset.  Berdasarkan  dari  hasil  perhitungan  dengan Persamaan 4.
(7)
dimana S adalah bahan bakar yang diperlukan per hari (liter), K merupakan faktor ketetapan penggunaan bahan bakar per kilowatt per jam (sebesar 0.21), P adalah daya genset (KVA), dan T adalah waktu (jam).
Didapatkan  penggunaan  bahan  bakar  dalam sehari  sebanyak  2,1  liter  (Badaruddin,  2015).  Harga bensin saat ini adalah Rp7.650. Konsumsi bahan bakar dalam  sehari  sebesar  Rp16.000  dan  dalam  setahun mencapai Rp5.622.750. Sehingga biaya untuk operasional  penggunaan  genset  per  tahun  dapat ditunjukkan dalam Tabel 11.
Tabel 4 Hasil simulasi PLTS
Variasi Bulan Balances and result GlobHor kWh/m 2 GlobEff kWh/m 2 E_Avail kWh EUnused kWh E_Miss kWh E_User kWh E_Load kWh SolFrac ratio PR ratio Variasi 1 Januari 124,1 120,5 68,6 11,87 0,000 52,70 52,70 1,000 0,590 Februari 137,4 1312 75,8 19,62 0,000 52,64 52,64 1,000 0,532 Maret 134,1 130,5 73,8 11,72 0,000 58,28 58,28 1,000 0,603 April 155,4 151,5 86,0 25,82 0,000 56,10 56,40 1,000 0,502 Mei 141,1 137,2 77,8 15,53 0,000 58,28 58,28 1,000 0,574 Juni 157,8 153,1 86,4 25,97 0,000 56,40 56,40 0,995 0,496 Juli 173,1 168,2 94,2 31,53 0,000 58,28 58,28 1,000 0,468 Agustus 180,7 176,2 98,7 35,11 0,000 58,28 58,28 1,000 0,448 September 190,5 186,3 102,7 41,91 0,000 56,40 56,40 1,000 0,411 Oktober 199,9 195,7 109,0 46,36 0,000 58,28 58,28 1,000 0,405 November 145,0 141,4 79,5 19,12 0,000 56,40 56,40 1,000 0,541 Desember 126,7 123,1 70,0 14,86 0,619 52,08 52,70 1,988 0,571 Tahun 1865,8 1817,8 1022,5 300,40 0,916 674,12 675,0 4 0,999 0,502 Variasi 2 Januari 124,1 120,5 68,6 11,26 0,000 52,67 52,67 1,000 0,590 Februari 137,4 134,2 75,9 19,78 0,000 52,61 52,61 1,000 0,532 Maret 134,1 130,5 73,8 11,05 0,000 5825 58,25 1,000 0,603 April 155,4 151,5 86,1 26,78 0,850 55,52 56,37 0,985 0,496 Mei 141,1 137,2 77,8 15,53 0,000 5825 58,25 1,000 0,573 Juni 157,8 153,1 86,4 26,18 0,000 56,37 56,37 1,000 0,496 Juli 173,1 168,2 94,2 32,08 0,000 5825 58,25 1,000 0,467 Agustus 180,7 176,2 96,7 35,57 0,000 58,25 58,25 1,000 0,448 September 190,5 186,3 102,7 42,26 0,000 56,37 58,37 1,000 0,411 Oktober 199,9 195,7 109,0 46,91 0,000 58,25 58,25 1,000 0,405 November 145,0 141,4 79,5 18,96 0,000 56,37 56,37 1,000 0,540 Desember 1287 123,1 70,0 14,42 0,000 51,82 52,67 1,984 0,568 Tahun 1865,8 1817,8 1022,6 301,79 1,696 672,95  674,64 0,997 0,501 Variasi 3 Januari 124,1 121,4 73,0 16,12 0,000 52,67 52,67 1,000 0,590 Februari 137,4 135,0 80,1 23,99 0,000 52,61 52,61 1,000 0,532 Maret 134,1 131,4 78,5 16,05 0,000 58,25 58,25 1,000 0,603 April 155,4 152,6 91,1 30,76 0,137 56,23 56,37 0,998 0,503 Mei 141,1 138,3 82,8 20,46 0,000 58,25 58,25 1,000 0,573 Juni 157,8 154,4 92,0 31,54 0,000 56,37 56,37 1,000 0,496 Juli 173,1 169,6 100,2 37,58 0,000 58,25 58,25 1,000 0,467 Agustus 180,7 177,5 104,6 42,10 0,000 58,25 58,25 1,000 0,448 September 190,5 187,4 108,7 47,78 0,000 56,37 56,37 1,000 0,411 Oktober 199,9 196,8 114,9 52,17 0,000 58,25 58,25 1,000 0,405 November 145,0 142,2 84,2 23,82 0,000 56,37 56,37 1,000 0,540 Desember 126,7 124,0 74,3 18,12 0,000 52,67 52,67 1,000 0,578 Tahun 1865,8 1830,6 1064,4 360,50 0,137 674,51  674,64 1,000 0,502 Variasi 4 Januari 124,1 121,4 73,0 15,69 0,000 52,70 52,70 52,70 0,590 Februari 137,4 135,0 80,2 24,12 0,000 52,64 52,64 52,64 0,532 Maret 134,1 131,4 78,5 15,88 0,000 58,28 58,28 58,28 0,603 April 155,4 152,6 91,1 31,84 0,789 55,60 56,40 56,40 0,497 Mei 141,1 138,3 82,8 20,39 0,000 58,28 58,28 58,28 0,574 Juni 157,8 154,4 92,0 31,87 0,000 56,40 56,40 56,40 0,496 Juli 173,1 169,6 100,2 38,16 0,000 58,28 58,28 58,28 0,468 Agustus 180,7 177,5 104,7 42,45 0,000 58,28 58,28 58,28 0,448 September 190,5 187,4 108,7 48,32 0,000 56,40 56,40 56,40 0,411 Oktober 199,9 196,8 114,9 52,42 0,000 58,28 58,28 58,28 0,405 November 145,0 142,2 84,2 23,86 0,000 56,40 56,40 56,40 0,541 Desember 126,7 124,0 74,3 17,45 0,000 52,70 52,70 52,70 0,578 Tahun 1865,8 1830,6 1084,5 362,44 0,798 674,24 675,04 0,999 0,502
Keterangan:  GlobHor  =  Global  horizontal  irradiation,  GlobEff  =  Effictive  Global,  corr,  for  IAM  and  Shadings,  EUnused  = Unused energy (battery full), E_Avail = Available Solar Energy, E_Miss = Missing energy, E_User = Energy supplied to the user, E_Load = Energy need to the user (Load), SolFrac = Solar facrtion (EUsed/ELoad), PR = Performance Ratio
Tabel 6. Biaya . investasi . awal . sistem PLTS Variasi Nama Komponen Jumlah Harga Total Harga Variasi 1 Panel Sunasia 120Wp 6 Modul Rp    600.000 Rp 3.600.000 Solar Charge Controller Epever 1 Buah Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Baterai Inpowers 12V 160Ah 2 Buah Rp 3.500.000 Rp 7.000.000 Inverter 800W 1 Buah Rp 2.000.000 Rp 2.000.000 Penyangga Panel 1 set Rp 1.000.000 Rp 1.000.000 Pembumian Panel 1 set Rp    250.000 Rp    250.000 Kabel . 1 . set Rp    500.000 Rp    500.000 Proteksi . 1 . set Rp    200.000 Rp    200.000 Jasa dan lain-lain . 1 . set Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Total Rp 17.550.000 Variasi 2 Panel Sunasiar 120Wp 6 Modul Rp    600.000 Rp 3.600.000 Solar Charge Controller Epever 1 Buah Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Baterai Kijo 12V 80 Ah 4 Buah Rp 2.000.000 Rp 8.000.000 Inverter 800W 1 Buah Rp 2.000.000 Rp 2.000.000 Penyangga Panel 1 set Rp 1.000.000 Rp 1.000.000 Pembumian Panel 1 set Rp    250.000 Rp    250.000 Kabel . 1 . set Rp    500.000 Rp    500.000 Proteksi . 1 . set Rp    200.000 Rp    200.000 Jasa dan lain-lain . 1 . set Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Total  Rp 18.550.000 Variasi 3 Panel Canadian Solar 360Wp 2 Modul Rp 2.100.000 Rp 4.200.000 Solar Charge Controller Epever 1 Buah Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Baterai Inpowers 12V 160Ah 2 Buah Rp 3.500.000 Rp 7.000.000 Inverter 800W 1 Buah Rp 2.000.000 Rp 2.000.000 Penyangga Panel 1 set Rp 1.000.000 Rp 1.000.000 Pembumian Panel 1 set Rp    250.000 Rp    250.000 Kabel . 1 . set Rp    500.000 Rp    500.000 Proteksi . 1 . set Rp    200.000 Rp    200.000 Jasa dan lain-lain . 1 . set Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Total  Rp 18.150.000 Variasi 4 Panel Canadian . Solar 360Wp 2 Modul Rp 2.100.000 Rp 4.200.000 Solar Charge Controller Epever 1 Buah Rp 1.500.000 Rp 1.500.000 Baterai Kijo 12V 80Ah 4 Buah Rp 2.000.000 Rp 8.000.000 Inverter 800W 1 Buah Rp 2.000.000 Rp 2.000.000 Penyangga Panel 1 set Rp 1.000.000 Rp 1.000.000 Pembumian Panel 1 set Rp    250.000 Rp    250.000 Kabel . 1 . set Rp    500.000 Rp   500.000 Proteksi . 1 . set Rp    200.000 Rp    200.000 Jasa dan lain-lain . 1 . set Rp 1.500.000 Rp 1500.000 Total  Rp 19.150.000 Tabel 5. Perbandingan hasil simulasi PLTS
Variasi Energi Listrik Array STC ( E_avail ) kWh Energi Tersuplai ( E_Load ) kWh Pemenuhan Energi ( Solfrac ) % PR Ratio 1 1022 674,12 99,9 0,501 2 1022 672,90 99,7 0,501 3 1084 674,51 100 0,502 4 1084 674,24 99,9 0,502
Penghematan  energi  listrik  pada  sistem  genset diasumsikan  sama  dengan  penghematan  PLTS  dengan alasan penggunaan beban yang sama. Dengan daya yang dihasilkan diasumsikan 674 kWh/tahun, didapatkan nilai NPV  dalam  masa  proyek  24  tahun  sebesar  -
Rp173.514.432. Karena nilai NPV bernilai negatif maka investasi  pada  sistem  genset  tidak  layak  untuk dilaksanakan.
Tabel 7. Biaya operasional sistem PLTS per tahun Tabel 8. Penghematan sistem PLTS Nama Variasi O&M Komponen Penggantian Baterai Total Nama Variasi kWh / Tahun Harga Total Harga 1 Rp 160,500 Rp    875.000 Rp 1.035.500 1 . 674,12 Rp 1.467 Rp 988.934 2 Rp 170,500 Rp 1.000.000 Rp. 1.170.500 2 . 672,90 Rp 1.467 Rp 987.144 3 Rp 166,500 Rp    875.000 Rp. 1.041.500 3 . 674,51 Rp 1.467 Rp 989.506 4 Rp 176,500 Rp 1.000.000 Rp. 1.176.500 4 . 674,24 Rp 1.467 Rp 989.110 Tabel 9. Nilai NPV PLTS variasi 1, 2, 3 dan 4 Nama Variasi PWC PWB NPV 1 Rp 54.268.068 Rp 35.066.874 -Rp 19.201.195 2 Rp 60.055.069 Rp 35.003.411 -Rp 25.051.658 3 Rp 55.080.824 Rp 35.087.161 -Rp 19.993.663 4 Rp 60.867.824 Rp 35.073.116 -Rp 25.794.709 Tabel 10. Modal awal penggunaan genset Tabel 11. O&M Penggunaan genset per tahun Nama Komponen  Jumlah Harga Total Harga Nama Komponen Total Harga Generator Set 1 set Rp 5.720.000    Rp 5.720.000 O&M Komponen Rp      64.200 Silent 1 KVA Bahan bakar Rp 5.622.750 Kabel 1 set Rp    500.000    Rp    500.000 Total Rp 5.686.950 Proteksi 1 set Rp    200.000    Rp    200.000 Jasa dan lain-lain 1 set Rp    500.000    Rp    500.000 Total Rp 6.920.000 Tabel 12. Modal awal sistem charging Tabel 13. O&M Sistem charging baterai per tahun Nama Komponen Jumlah Harga Total Harga Nama Komponen Total Harga Charger Baterai 1 Buah Rp   250.000 Rp    250.000 O&M Komponen Rp      64.200 Suoer Bahan bakar Rp 5.622.750 Baterai Inpowers 2 Buah Rp 3.500.000 Rp 7.000.000 Total Rp 5.686.950 12V 160Ah Inverter 800W 1 Buah Rp 2.000.000 Rp 2.000.000 Kabel 1 set Rp   500.000 Rp    500.000 Proteksi 1 set Rp   200.000 Rp    200.000 Jasa dan lain-lain 1 set Rp   500.000 Rp    500.000 Total Rp 10.450.000 Tabel 14. Perbandingan nilai NPV dan PWC Nama Variasi NPV PLTS Variasi 1 -Rp    19.201.195 PLTS Variasi 2 -Rp   25.051.658 PLTS Variasi 3 -Rp   19.993.663 PLTS Variasi 4 -Rp   25.794.709 Generator -Rp 173.514.432 Sistem Charging -Rp   46.164.256

## C. Sistem Charging Baterai dari PLN
Biaya  investasi  penggunaan  baterai  dengan charging dari  PLN  ditunjukkan  pada  Tabel  12.  Daya yang  digunakan  untuk  charging  baterai  yaitu  sebesar daya  beban  ditambah  rugi-rugi  sistem  yaitu  sekitar  2 KWH  per  hari.  Sehingga  biaya  untuk  operasional penggunaan  sistem  ini  dalam  satu  tahun  dapat ditunjukkan dalam Tabel 13.
Penghematan  energi  listrik  pada  sistem  genset diasumsikan  sama  dengan  penghematan  PLTS  dengan
alasan penggunaan beban yang sama. Dengan daya yang dihasilkan diasumsikan 674 kWh/tahun, didapatkan nilai NPV  dalam  masa  proyek  24  tahun  sebesar  –Rp 46.164.256.  Karena  nilai  NPV  bernilai  negatif  maka investasi  pada  sistem  charging  tidak  layak  untuk dilaksanakan.
D. Perbandingan
Dari  hasil  analisis  yang  didapat  untuk  semua alternatif  yang  ada,  dapat  dibuat  perbandingan  seperti pada Tabel 14. Berdasarkan Tabel 16, dapat dilihat nilai
NPV  pada  setiap  alternatif  bernilai  negatif.  Sehingga dapat  disimpulkan  bahwa  semua  investasi  untuk  variasi tidak layak secara ekonomi. Namun PLTS variasi 1 dan 3  merupakan  variasi  yang  paling  murah  bila dibandingkan dengan alternatif sumber listrik lain.

## 4. Kesimpulan
Sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya  yang dirancang  dalam  penelitian  ini  adalah  sistem off-grid . Perencanaan  PLTS  dibagi  menjadi  empat  variasi  yang masing-masing memiliki konfigurasi tersendiri. Kombinasi yang divariasikan adalah panel surya dengan baterai.  Alternatif  komponen  yang  akan  digunakan masing-masing  adalah  2  merk  Panel  Surya  dan  2  merk baterai.  Listrik  yang  dihasilkan  dari  PLTS  berkisar antara  672-675  kWh  per  tahun  dan  masing-masing variasi  perencanaan  ini  dianggap  tidak  layak  karena memiliki  nilai  NPV  kurang  0,  namun  nilai  investasi PLTS  ini  masih  jauh  lebih  hemat  dan  murah  bila dibandingkan  menggunakan  sumber  listrik  genset maupun  sistem  charging  baterai  dari  PLN.  Berdasarkan analisis teknis-ekonomis yang telah dilakukan sebelumnya,  investasi  yang  paling  layak  adalah  variasi pertama  dan  ketiga  karena  sama-sama  memiliki  nilai NPV paling besar yaitu -Rp19.201.195.

## Daftar Pustaka
Badaruddin,  B.,  &  Hardiansyah,  F.  (2015). Perhitungan Optimasi  Bahan  Bakar  Solar  pada  Pemakaian Generator  Set  Di  BTS. Jurnal  Teknologi  Elektro, 6(2), 142512.
Bagaskoro,  B.,  Windarta,  J.,  &  Denis,  D.  (2019). Perancangan  Dan  Analisis  Ekonomi  Teknik Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Sistem  Offgrid Menggunakan  Perangkat  Lunak  Homer  Di Kawasan Wisata Pantai Pulau Cemara. Transient: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro , 8(2), 152-157. Bank Indonesia. (2021). Monetary Data Bank Indonesia . Diakses dari dari https://www.bi.go.id/en/ moneter/Contents/Default.aspx,  tanggal  02  Juni 2021
Dewan  Energi  Nasional.  (2019). Outlook  Energi
Indonesia  2019 .  Dewan  Energi  Nasional,  75. https://www.den.go.id/index.php/publikasi/index/ EnergyOutlook
Harrouni,  S.  (2008).  Modeling  Solar  Radiation  at  the Earth’s  Surface:  Recent  Advances.  In Modeling Solar  Radiation  at  the  Earth’s  Surface:  Recent Advances (pp. 29–54). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-77455-6_2
King, D. L., Boyson, W. E., & Kratochvil, J. A. (2002). Analysis  of  factors  influencing  the  annual  energy production  of  photovoltaic  systems. Conference Record  of  the  IEEE  Photovoltaic  Specialists Conference ,
1356–1361.
https://doi.org/10.1109/pvsc.2002.1190861 Louie,  H.  (2018).  Energy  Poverty :  Off-Grid  Electrical Systems  in  Developing  Countries.  In Off-Grid Electrical  Systems  in  Developing  Countries . https://doi.org/10.1007/978-3-319-91890-7_2
Ma,  T.,  Yang,  H.,  &  Lu,  L.  (2017).  Long  term performance analysis of a standalone photovoltaic system  under  real  conditions. Applied  Energy , 201 ,
320–331. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.08.126 Pujawan,  I.  N.  (2009). Ekonomi  Teknik .Edisi  Kedua. Jakarta: PT. Guna Widya.
Ramadhani,  B.  (2018). Instalasi  pembangkit  listrik tenaga  surya  Dos  &  Don’ts .  Jakarta:  Energising Development (EnDev) Indonesia.
Rekhashree, D. J., & Naganagouda, H. (2018). Study on Design  and  Performance  Analysis  of  Solar  PV Rooftop  Standalone  and  On  Grid  System  Using PVSYST. International  Research  Journal  of Engineering and Technology (IRJET), 5(07). Shrivastava,  A.,  Sharma,  R.,  Saxena,  M.  K., Shanmugasundaram,  V.,  &  Rinawa,  M.  L. (2021).  Solar  energy  capacity  assessment  and performance  evaluation  of  a  standalone  PV system  using  PVSYST. Materials  Today: Proceedings
The  Joint  Research  Centre  (2021). TMY  generator. Diakses dari
https://ec.europa.eu/jrc/en/PVGIS/tools/tmy
.