Penerangan Jalan Umum (PJU) Dengan Tenaga Surya

Penerangan Jalan Umum (PJU) Dengan Tenaga Surya

Apa Itu Penerangan Jalan Umum (PJU) ?

Penerangan Jalan Umum (PJU) adalah lampu yang digunakan sebagai penerangan dimalam hari untuk meningkatkan keamanan dan keselamatan pengguna jalan. PJU yang terpasang pada umumnya mendapat suplai daya dari listrik PLN, dari tahun ke tahun, konsumsi daya listrik PJU semakin meningkat. Pada tahun 2016 kapasitas daya PJU telah mencapai 1043 MVA [1]. Menurut pernyataan Sutijastoto, Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian ESDM tahun 2013, dengan menghemat konsumsi daya PJU sebesar 2.042 GWh, negara dapat melakukan penghematan setara 2 triliun rupiah tiap tahunnya. Besarnya konsumsi daya listrik ini mendorong dikembangkanya penggunaan panel surya sebagai sumber energi PJU.

Daya yang dihasilkan panel surya tergantung pada dua faktor utama yaitu, intensitas radiasi sinar matahari dan suhu permukaan panel surya. Beberapa penelitian menyebutkan bahwa standart iradiasi matahari untuk menghasilkan daya optimum yaitu sebesar 1000 watt/m2 dan suhu permukaan panel surya 25O C[2]. Pada kondisi ini, panel surya akan mampu menghasilkan daya yang paling optimum sesuai dengan kapsitasnya. Tetapi, untuk mendapat daya maksimal dari panel surya tersebut diperlukan suatu metode untuk melacak titik puncak dari kurva karakteristik daya terhadap tegangan (P-V) yang dihasilkan oleh panel surya [3].

Apa Itu Panel Surya?

Panel surya merupakan peralatan yang mampu mengkonversi sinar matahari menjadi energi listrik. Energi matahari merupakan sumber energi yang paling menguntungkan karena jumlahnya yang tak terbatas dan ramah lingkungan. Daya listrik yang dihasilkan panel surya sangat bergantung pada intensitas radiasi matahari dan suhu permukaan panel surya. Berikut akan dijelaskan efek perubahan iradiasi matahari dan suhu permukaan panel surya.

Pada saat jumlah  energi  cahaya  matahari  yang  diperoleh  panel surya berkurang atau melemah, maka besar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan juga akan menurun. Penurunan tegangan relatif lebih kecil dibandingkan penurunan arus listriknya [2]. Gambar 1(a) di bawah ini menunjukkan pengaruh dari iradiasi pada kurva karakteristik I-V dari panel surya.

Sebuah  panel  surya  dapat  beroperasi  secara  maksimum  jika temperatur permukaanya tetap normal (pada 25ºC), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperatur normal pada PV akan menurunkan tegangan. Setiap kenaikan suhu panel surya 1ºC (dari 25º) akan berkurang sekitar 0.4% dari daya yang dihasilkan[2] seperti yang ditunjukan pada Gambar 1.(b).

Apa Fungsi Penerangan Jalan Umum?

1. Menghasilkan kekontrasan antara obyek dan permukaan jalan;

2. Sebagai alat bantu navigasi pengguna jalan;

2. Meningkatkan keselamatan dan kenyamanan pengguna jalan, khususnya pada

 malam hari;

4. Mendukung keamanan lingkungan;

5. Memberikan keindahan lingkungan jalan.

Apa Saja Komponen dari Penerangan Jalan Umum dengan Tenaga Surya?

1. Lampu LED

Komponen beban yang terdapat dalam PLTS berupa lampu LED berupa lampu yang memiliki arus DC (arus searah). Penggunaan lampu sesuai spesifikasi yang telah ditentukan tersebut juga wajib dilakukan. Hal itu digunakan untuk menghindari adanya penggunaan komponen lain yang dapat menambah biaya pembelian komponen seperti inverter. Hal itu karena inverter dapat merubah listrik arus yang semula searah menjadi listrik arus bolak balik (AC).

Sehingga jika menggunakan inverter maka budget yang dibutuhkan juga akan lebih banyak sertaefisiensi yang dihasilkan juga semakin berkurang. Selain itu, saat memilih lampu LED juga harus diteliti dengan benar dengan memeriksa efikasi (besar lumens lampu). Karena nantinya hal tersebut akan memiliki keterkaitan dengan terang tidaknya cahaya yang dihasilkan dibandingkan dengan daya yang dikonsumsi yang digunakan

2. Baterai

Jika sudah tahu energi yang dibutuhkan oleh komponen beban, maka langkah berikutnya yang perlu dilakukan adalah menentukan besar baterai yang dibutuhkan. Kapasitas baterai ini yang nantinya akan memberikan suplai energi kepada komponen beban. Kapasitas baterai adalah besar arah arus baterai yang diukur menggunakan satuan Ampere Hours (AH) serta memiliki variasi yang beragam.

Tegangan sistem yang digunakan dalam PJU biasanya menggunakan12V, 24V serta 48V. Untuk pemilihan tegangan sistem tersebut dipengaruhi dengan kebutuhan sistem terutama berkaitan dengan jarak kabel antara baterai dan beban. Jika memiliki tegangan yang lebih tinggi maka hal tersebut bisa meminimalisasi kerugian daya pada kabel.

3. Panel Surya

Dalam perencanaan PJU tenaga surya tentunya akan membutuhkan panel surya sebagai salah satu komponen pembangkit nya. Penggunaan panel surya juga tidak bisa sembarangan karena harus didasarkan dengan energi yang digunakan. Kapasitas panel surya adalah besarnya daya maksimum yang bisa dihasilkan panel surya tersebut saat terpapar sinar matahari. Hal tersebut dapat diukur menggunakan sebuah satuan watt peak (wp).

Besar kapasitas dalam panel surya di tentukan oleh faktor berupa lamanya penyinaran matahari secara optimal guna mengisi baterai dalam panel surya. Hal itu penting karena nantinya jika baterai terisi dengan maksimal maka dapat mensuplai energi sesuai dengan kebutuhan beban. Lamanya penyinaran dalam PJU umumnya diistilahkan menggunakan nama waktu ekuivalen matahari.

4. Solar Charge Controller

Komponen pembangkit lainnya yang harus ada dalam PJU tenaga surya adalah solar charge controller yang biasanya juga disebut battery control regulator/battery control unit. Dalam memilih solar charge controller untuk PJU tenaga surya sebelumnya sudah harus memperhitungkan penempatan perangkat. Umumnya jumlah solar chargecontroller yang digunakan berjumlah tidak lebih dari 1(satu) unit.

Penghitungan untuk solar charge controller nantinya akan tergantung dengan datateknis pada panel surya. Karena pada data teknis tersebut akan terdapat data short circuit current (Isc) yang menggunakan satuan Ampere (A). Sedangkan untuk penentuan kapasitas solar charge controller dalam PJU juga harus memperhatikan faktor-faktor efisiensi, suhu serta harus menjaga agar arus yang melewati solar charge controller tidak mendekati nilai kapasitas arus. Hal tersebut dilakukan agar usia pakai solar charge controller bisa lebih panjang.

Dimana PJU bisa dipasang?

Penerangan Jalan Umum juga dapat dimodifikasi menjadi lampu taman, lampu hias jalan, dan lain-lain.

            PJU dapat diaplikasikan oleh pemerintah, BUMN/BUMD, swasta/publik:

Mengapa Mengunggnakan Tenaga Surya sebagai PJU?

Kelebihan dari menggunakan Tenaga Surya sebagai PJU?

1. Menggunakan matahari yang merupakan energy ramah lingkungan yang tidak terbatas

2. Jika ingin melakukan efiensi biaya rutin penggunaan listrik PLN

3. Meminimalisir biaya rutin perawatan

4. Tidak merusak fasilitas dengan penggalian kabel

5. Instalasi sangat mudah

6. Kemudahan pemindahan

7. Tanpa jaringan kabel listrik, bersifat mandiri, menggunakan tenaga matahari

Bagaimana Cara Kerja PJU?

Blok Diagram Cara Kerja PJU dengan Tenaga Surya

Bagaimana Cara Kerja PJU Tenaga Surya?

Kurva Beban vs Produksi Listrik

Bagaimana Penempatan PJU Tenaga Surya?

Ilustrasi PJU Tenaga Surya

Untuk mengakomodasi penghematan energi untuk lampu penerangan jalan (PJU), lampu hemat energi dengan lifetime yang lama maka dipakailah teknologi LED untuk PJU. Daya tahannya bisa s/d 50.000 jam dengan sumber daya DC, bandingkan dengan lampu hemat energi AC buatan merk terkenal yang notabene cuma bisa bertahan beberapa ribu jam saja dengan pemakaian daya yang lebih besar. Dengan lamanya interval penggantian lampu berarti juga menghemat biaya operasional untuk ongkos jasa penggantian bola lampunya saja. Sehingga pemanfaatan tenaga surya untuk PJU sangat berguna dan untuk kedepannya penulis berharap pemanfaat energy terbaharukan seperti matahari dapat lebih berkembang di Indonesia.

Referensi :

HEXAMITRA energy and Power Solution

Mohamad, Faiz, Prasetyono. 2018. Sistem Penerangan Jalan Umum Menggunakan Panel Surya Berbasis Metode Particle Swarm Optimation (PSO). Malang