## STUDY PERENCANAAN PLTS SISTEM OFF GRID SKALA KECIL RUMAH TANGGA
Oleh: Janter Napitupulu 1) , Dewi Sholeha 2) , Joslen Sinaga 3)
Rasmi Sitohang 4) , Reinhard Napitupulu 5
Universitas Darma Agung 1,2,3)
Institute Sains dan Teknologi Pardede 4)
Balai Besar Pengembangan Latihan Kinerja Medan 5)
E-mail: jantermh@gmail.com 1) , alkhansadewi@gmail.com 2) josinaga1977@gmail.com 3) , rasmisitohang83@gmail.com 4) rein.napit@gmail.com 5)

## ABSTRACT
Electrical energy plays a very important role with the development of modern technology in all sectors. The purpose of this study is to design a PLTS electrical system to meet household electricity needs within 1 day. In this study, it was calculated that the solar panels used were 20 pieces of 200 Wp Monocrystalline solar panels, 8 units of Solana SOF 12-200 batteries. 200 Ah with 2 series and 4 parallel circuits, SCC MPPT PowMr with a current capacity of 60 A, PSW Inverter voltage 24 V with a power of 2000W. if each component installed meets the specifications, this PLTS system will be able to serve 1 house with a load power of 21.12 Kw for 1 day or 10.56 Kw for 2 days
Keywords: PLTS, Sudirejo II house

## ABSTRAK
Energy  listrik  sangat  penting  peranannya  dengan  perkembangan  teknologi  modern  disemua sector.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  merancang  system  kelistrikan  PLTS  dalam memenuhi  kebutuan  listrik  rumah  tangga  dalam  kurun  waktu  1  hari.  Dalam  penelitian dihitung panel surya yang digunakan adalah 20 lembar panel surya Monocrystalline 200 Wp, 8 unit baterai Solana SOF 12-200. 200 Ah dengan 2 rangkaian seri dan 4 paralel, SCC MPPT PowMr  dengan  kapasitas  arus  60  A,  Inverter  PSW  tegangan  24  V  dengan  daya  2000W. Apabila setiap komponen terpasang telah memenuhi spesifikasi, maka system PLTS ini akan mampu melayani 1 rumah dengan daya beban 21.12 Kw selama 1 hari atau 10,56 Kw selama 2 hari
Kata Kunci: PLTS, Rumah Sudirejo II

## 1. PENDAHULUAN
Saat  ini  kesediaan  listrik  pada  rumah tangga  masih  di  suplai  oleh  PLN  oleh karena  itu  apabila  terjadi  suatu  masalah pada  PLN  akan  memberikan  dampak secara  langsung  pada  konsumen  seperti pemadaman listrik sampai kenaikan tagihan listrik. Keterbatasan dalam mendistribusikan listrik kepada konsumen
yang berada ditempat  yang tidak terjangkau juga menjadi masalah serius.
Untuk  itu  dilakukan    perancanaan  PLTS skala  kecil  rumah  tangga  yang  pada umumnya terdapat 3 disain yaitu PLTS Off- Grid,  On  Grid  dan  Hybrid.  Yang  mana PLTS  Off  Grid  merupkan  solusi  terbaik dalam  penyediaan  energy  listrik  didaerah terpencil  dengan  memanfaatkan  energy
STUDY PERENCANAAN PLTS SISTEM OFF GRID SKALA KECIL RUMAH TANGGA Janter Napitupulu 1) , Dewi Sholeha 2) , Joslen Sinaga 3) , Rasmi Sitohang 4) , Reinhard Napitupulu 5)
matahari yang dikonversi menjadi  energy listrik  dan  umumnya  dengan  menentukan efisiensi  inverter,  design  load  energy, menentukan sudut kemiringan dan menentukan  nominal  tegangan  bus  DC dalam skala kecil rumah tangga.
PLTS  jenis  ini  merupakan  pembangkit kecil  yang  dipasang  dirumah  masing- masing.  Penelitian    ini  diharapkan  bisa menjadi  acuan  dan  referensi  dalam pemasangan  PLTS  mencapai  7  kWh/hari dan  menunjukkan  keuntungan  dari  segi ekonomis  kemudian  menjadi  alternative penyediaan  listrik  bagi  rumah  atau kawasan yang belum tersambung listrik

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
PLTS  pada  dasarnya  adalah  jenis sumber  tenaga,  yang  dapat  dirancang untuk  memenuhi  skala  kecil  hingga  besar secara mandiri atau melalui tenaga hibrida melalui  metode  desentralisasi  (rumah, generator) atau metode terpusat (didistribusikan ole listrik)
Pemanfatan  PLTS  terpusat  Off-Grid System  juga  digunakan  pada  pemodelan Lamp Efficacy of the National Street [1]
Sytem PLTS Off-Grid merupakan salah satu  alternative  dalam  rangka  mengganti subtitusi  pembangkit  tenaga  fosil.  Selain karena  sumber-sumber  energy  fosil  yang semakin  terbatas,  pembangkit  listrik tenaga  fosil  juga  melepaskan  CO 2 yang
mengakibatkan    pemanfaatan  pembakaran energy  fosil    CO 2 sebagai  salah  satu penghasil gas rumah kaca.

## Konfigurasi system PLTS Off Grid home system
PLTS  Off  Grid  sering  disebut  juga dengan  PLTS  Stand  Alone,  artinya  system tersebut  anya  ditangani  dengan  panel  surya saja  tanpa  ada  jenis  pembangkit  lain,  PLTS ini  sangat  bergantung  pada  matahari,  maka dari itu PLTS membutukan media penyimpanan berupa baterai untuk mengantisipasi  keadaan  tanpa  matahari. PLTS  ini  termasuk  jenis  pembangkit  kecil yang dipasang diruma masing-masing digunakan  secara  mandiri  di  ruma  masing- masing.  System  tersebut  menggunakan panel surya yang dipasang pada atap rumah.
Energi diperlukan untuk latihan manusia, keuangan,  keluarga,  hari  ini,  bisnis  dan transportasi.  Sebagian  besar  pasokan  energi dunia  berasal  dari  komoditas  berbasis minyak  yang  merupakan  sumber  daya  yang tidak  ada  habisnya.  Kebutuhan  energi digantungkan  untuk  terus  berkembang, sementara  mata  air  hemat  minyak  dan  batu bara  semakin  menipis.  Terlebih  lagi, pemanfaatan  komoditas  berbasis  minyak sebagai  energi  menambah  kekayaan  karbon dalam  iklim  yang  menyebabkan  bahaya udara  yang  berisiko.  Sejalan  dengan  itu, sangat  penting  untuk  memasok  energi
elektif  selain  minyak  dan  batu  bara. Energi  baru  dan  terbarukan  (EBT)  adalah salah satu mata air pilihan pasokan energi, karena  selain  rendah  hati  mempengaruhi kerusakan  lingkungan,  juga  memastikan perlindungan  energi  untuk  apa  yang  akan datang[2]
Jenis-jenis panel surya yang digolongkan berdasarkan teknologinya
1. Monocrystalline,  yaitu  dibuat  dari Kristal  tunggal  melalui  proses  yang disebut  Czocralski,  atau  pemurnian baan dilakukan denban proses kristalisasi. Dalam proses pembuatannya, Kristal silicon dipotong  dari  ukuran  besar  menjadi
potongan Kristal silicon tipis
2. Polycristalline,  yaitu  Modul  surya polycrystalline  biasanya  terdiri  dari banyak Kristal berbeda yang digabungkan  satu  sama  lain  dalam satu  sel.  Teknologi  pemrosesan  sel surya  polycrystalline  yang  lebi ekonomis  diproduksi  melalui  proses pemurnian  kimia,  kemudian  silicon menta dicairkan dan dituang kedalam cetakan pesegi  didinginkan dan dipotong menjadi wafer persegi.
Jenis  sel  ini  merupakan  sel  surya paling popular
3. Thin Film Solar Cell, yaitu
Kebanyakan sel  surya film  tipis dan silicon  amourfous  adalah  sel  surya
generasi  kedua  dan  lebih  ekonomis daripada  sel  surya  wafer  silicon generasi pertama.

## 3. METODE PENELITIAN
Jenis  penelitian  ini  adalah  penelitian lapangan (field research) yaitu memperoleh data  dari  penelitian  lapangan.  Lokasi penelitian atau perancangan PLTS di rumah warga  Jl.  Jaya  II  No  23  A,  Sudirejo  II Sumatera  Utara  dari  bulan  Mei  –  Juli  2022 dengan  analisis  data  wawancara,  observasi dan  dokumentasi  kemudian  didapatkan analisa  data  seperti  perhitungan  kapasitas PLTS,  dan  Perhitungan  jumlah  komponen PLTS antara lain:
1. Menghitung area PV
2. Mengitung  daya  yang  dibangkitkan penel
3. Menghitung jumlah panel
4. Menentukan SCC
5. Menghitung kapasitas baterai
6. Menghitung kapasitas inverter
7. Menghitung performace ratio
Perhitungan  Biaya  dalam  perancangan PLTS rumah tangga antara lain:
1. Biaya  operasional  dan  Maintenance (O&M)
2. Biaya siklus hidup (life of cycle)
3. Net present value (NPV)
4. Internal rate of return (IRR)
5. Benefit cost ratio (BCR)
6. Pay back period (PBP)
STUDY PERENCANAAN PLTS SISTEM OFF GRID SKALA KECIL RUMAH TANGGA Janter Napitupulu 1) , Dewi Sholeha 2) , Joslen Sinaga 3) , Rasmi Sitohang 4) , Reinhard Napitupulu 5)

## Alat dan Bahan
System  PLTS  memiliki  komponen utama  yaitu  modul  surya,  inverter,  dan baterai.  Penentuan  komponen  tergantung pada  mikrogrid  PV  yang  akan  digunakan namun  untuk  system  off-grid  komponen pendukung  dalam  perancangan  yang pertama  adalah  kabel  max  arus  =  1,25  x modul  surya,  kabel  modul  surya  ke junction  box,  junction  box  ke  SCC  dan SCC  ke  panel  Busbar  DC,  kabel  inverter ke  panel  distribusi,  kedua  system  panel pada  panel  box,  ketiga  Mounting  system dan keempat Penangkal petir
Gambar 1 . Peletakan Komponen dan

## Peralatan PLTS Pada Rumah

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Menghitung energy listrik yang disuplai berdasarkan tagihan listrik selama 6  bulan  didapatkan  rata-rata  sebesar  207 kWh  perbulan  maka  dibagikan  30  hari dalam  sebulan  maka  rata-rata  sebesar =  6,9  kWh  dibulatkan  menjadi  7  kWh. Dimana  total  energy  7  kWh  x  2  =  147 kWh

## 1. Biaya Operasional
Biaya  pemeliharaan  opersional  dalam penelitian  ini  ditetapkan  hanya  1%  dari total biaya awal sehingga biaya lebih kecil
M = 1 % x Nilai Investasi Awal =

## 694.935

## 2. Biaya Siklus hidup
P = A x (   ) (   ) = 6.525.439

## 3. Net Present Value (NPV)
NPV   = PV Net Cas Flow (NCF) –  Biaya Investasi = Rp 8.897.562
Dengan  nilai  NPV  menunjukkan  nilai nilai  positif (NPV>0). Maka  proyek PLTS ini dapat dilaksanakan

## 4. Internal Rate Of Return (IRR)
Diperole  data  suku  bunga  awal  7  % dengan nilai sebesar Rp 8.897.562 menggunakan suku bunga 10 % mengasilkan  NPV  negative  sebesar    –  Rp
6.496.860 IRR = i 1 + { ( ) =
8,77 % nilai tersebut lebih besar dari diskon rate 7% maka proyek ini layak diteruskan

## 5. Benefit Cost Ratio (BCR)
BCR = = 1,12

## 6. Pay Back Period (PBP)
Dengan nilai kas bersih pertahun sebesar Rp 7.399.562 dengan dasar peritungan biaya cost  of  energy  (COE)  yakni  selama  PBP = x 1 tahun = 9,39
Perhitungan Biaya N o Kompo nen Tipe Juml ah Harg a Satu an Total Harga (Rp) 1  Panel Surya Monocr ystallin 20 1.37 5.00 27.500. 000
e Silicon Solar
Cell MY200 S-24 0 2  SCC PowMr
60 A MPPT 1un it 1.19 7.00 0 1.197.5 00 3  Baterai Solana SOF 12-200 8 unit 4.40 0.00 0 35.200. 000 4  Inverter    SUNYI MA PSW power inveter DC  24 to  AC 220V 2000W
-
SY200 0 1un it 737. 000 737.00 0 5  Kabel Pengha ntar
PV1-  F
10 mm 2 8 AWG 50 m 35.0 00 1.750.0 00 6  Conecto r MC4 MC4 Socket Connec tor IP67 22 bua h
7.00 0
154.00
0
7  Mounti ng system Mounti ng bracket panel surya 20 m 215. 000/ 2,2 m 1.955.0 00 8  Rak baterai Rak besi susun 1 bua h 500. 000 500.00 0 9  Combin er box Isi  fuse 30 A 2buah, 1 unit 500. 000 500.00 0
MCB DC  63 A 1 buah Total 69.493. 500

## 5. SIMPULAN
Dari  penelitian  ini  saya  menyimpulkan bahwa  dalam  pemasangan  PLTS  tidak  ada syarat  khusus  selama  area  atap  mendapat paparan  sinar  matahari  minimal  5  jam penyinaran  dalam  sehari.  Dan  perancangan system  off-grid  dengan  konsep  rooftop menghasilkan 10,56 kWh kemudian anggaran  biaya  energy  sebesar  Rp  1.050 kWh.
Kekurangan  pada  PLTS  ini  biaya investasi  awal  yang  besar,  tergantung  sinar matahari,  dan  memerlukan  banyak  ruang serta  pemasangan  yang  kurang  teliti  dapat merusak atap

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Janter  Napitupulu,  Herman  Mawengkang, Usman  Ba’afai”.  Model  of  Sustainable Electrical  Power  Management:  Lamp Efficacy of the National Street Lighting in North Sumatera Province”
Dewi  Sholeha,  Suwarno,  Muhammad  Fitra Zambak  ,Yoga  Tri  Nugraha  berjudul “Implementasi
ANFIS Dalam
Prakiraan  Perkembangan  Energi  Baru dan  Terbarukan  di  Indonesia  Pada
STUDY PERENCANAAN PLTS SISTEM OFF GRID SKALA KECIL RUMAH TANGGA Janter Napitupulu 1) , Dewi Sholeha 2) , Joslen Sinaga 3) , Rasmi Sitohang 4) , Reinhard Napitupulu 5)

## Tahun  2030”  JUSIKOM  PRIMA
(Jurnal  Sistem  Informasi  dan  Ilmu Komputer  Prima)  Vol.  5  No.2,
Februari, 2022 E-ISSN : 2580-2879
D.N Prambudi, Perencanaan
Pembangunan  Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  Sistem  off-grid  pada pemukiman  penduduk  di  perkebunan kelapa  sawit,  sekolah  tinggi  teknik  – PLN, 2018.
HS, Ramad. 2016
“Perancangan
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS) Rooftop Grid-connected pada gedung pemerinta “. UIN Suska Riau. Pekan Baru
Lubis, ilham. 2018. “Analisa Perancangan On grid UIN Suska Riau. Pekan Baru
Supranto.  2015,  Teknologi  Tenaga  Surya Edisi  ke  1  Global  Pustaka  Utama,
Yogyakarta.
David,  2008,  Tugas  akir  pemodelan  dan simulasi  fotovoltaic  system  dengan menggunakan  PSIM  juruasab  teknik elektro  fakultas  teknik  Universitas Kristen Petra, Jakarta.
Respati, R.S., “Peluang Bisnis Fotofoltaic di  Indonesia”.  Masyarakat  energy
terbarukan Indonesia, Juli 2008.
Retnaestri,  Outhred.  H.,  Healy,  S    “  Off-
Grid  Photovoltaic  Aplications  in
Indonesia  :  A  Framework  for
Analysis”,  Te  University  of  new  sout wales, Sydney, 2004
J. Karunia (2019). Sensor DHT22.
Sugiyono.  (2017).  Metode  Penelitian dan  Pengembangan  Research  and Development. Bandung
M. lchnGn, M. 6. Husada, M. I.  A. Rasyid.
PeMbGngunan Prototipe SisteM Pengendalian  Perldtan  Listrik  pada PlatforM  Android,  Jurnal  InforMatika. I (2013), p. 13- 25
Wibawa  U,  Darmawan  A.2008.  Penerapan system Potofoltaic sebagai suplai Daya Listrik  Beban  Pertamanan.  Jurnal EECIS Vol. II