Pengembangan Sistem Pembangkit Listrik Hybrid Arus Laut-Photovoltaik-Baterai Untuk Pulau Terpencil

Faanzir, Faanzir (2023) Pengembangan Sistem Pembangkit Listrik Hybrid Arus Laut-Photovoltaik-Baterai Untuk Pulau Terpencil. Doctoral thesis, Insitut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111560010009=Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Indonesia adalah negara kepulauan yang terdiri lebih dari 17.000 pulau dan terletak di garis katulistiwa. Indonesia memiliki potensi energi laut yang sangat besar. Salah satu potensi tenaga arus laut Indonesia terletak di selat Capalulu Kabupaten Kepulauan Sula, Maluku Utara. Kecepatan arus laut Selat Capalulu rata-rata sebesar 2 m/s. Radiasi matahari di daerah ini juga sangat potensial untuk menghasilkan listrik. Oleh karena itu, perlu dikembangkan sistem pembangkit hybrid dengan baterai terdistribusi merupakan solusi untuk memenuhi kebutuhan daerah tersebut. Problematika pulau terpencil adalah tidak tersedianya listrik yang mamadai dan berkesinambungan. Sementara dipulau tersebut tersedia potensi renewable energy berupa arus laut dan radiasi matahari. Penelitian ini meliputi pengembangan sistem pembangkit listrik hybrid berupa arus laut-photovoltaik dan baterai. Sistem yang dikembangkan berkapasitas 170 kW yang cukup untuk menjangkau kelistrikan 1 kampung/desa Capalulu atau sejumlah 2378 penduduk dengan 500 unit rumah dan beberapa kegiatan penggunaan listrik yang lain. Sistem hybrid yang dikembangkan menyediakan tegangan jaringan distribusi 320 VDC, baterai yang terpusat, dan tegangan beban sebesar 24 VDC. Konstribusi utama penelitian ini adalah menyajikan metode penentuan kapasitas sistem berdasarkan keseimbangan antara ukuran baterai, biaya pembangkit, kecepatan arus laut (maksimum dan minimum), radiasi matahari dan beban. Metode penentuan kapasitas tersebut dikembangkan dengan mempertimbangkan karakteristik arus laut yang spesifik, yang berbeda dengan renewable energy lainnya. Energi arus laut memiliki kecepatan maksimum dan minimum dengan pola tertentu sepanjang tahun. Pola kecepatan arus yang maksimum kemudian melemah berulang setiap 6 jam, menyebabkan pembangkit arus laut perlu dikombinasi dengan photovoltaic. Untuk mengisi kekosongan daya dari kedua sumber tersebut, diperlukan baterai sebagai penyimpan energi. Kontribusi yang lain dari penelitian ini adalah optimasi pengisian baterai untuk mendapatkan waktu pengisian tercepat dengan jumlah SOC tertinggi. Metode yang dikembangkan adalah dengan cara mendapatkan set point (SOC) optimun sebagai titik perubahan dari mode pengisian constant current menjadi constant voltage. Hasil penelitian ini diperoleh hasil dan kinerja yang optimum dengan diameter turbin 8,2 m, daya maksimum turbin yaitu 110 kW, baterai ukuran 1250 kWh, PV yaitu 60 kWpeak.
==============================================================================================================================
Indonesia is an equatorial nation with over 17,000 islands that is anarchipelago. The maritime energy potential in Indonesia is huge. The Capalulu Strait in the Sula Islands Regency of North Maluku is home to one of Indonesia's possible ocean currents. The Capalulu Strait's marine currents flow at an average rate of 2 m/s. This region has a lot of solar radiation, which has the ability to produce power. To suit the needs of the region, a hybrid generator system with distributed batteries must therefore be developed. The problem with remote islands is a lack of adequate and sustainable electricity. Meanwhile, the island has the potential for renewable energy in the form of marine currents and solar radiation. This research includes the creation of a hybrid power generation system using photovoltaic marine currents and batteries. The developed system has a capacity of 170 kW, which is enough to power 1 village/village of Capalulu, or a total of 2378 residents with 500 houses unit, as well as several other electricity-using activities. The developed hybrid system features a 230 VDC distribution network voltage, a centralized battery, and a load voltage of 24 VDC. The main contribution of this research is the presentation of a method for determining system capacity based on a balance of battery size, generation cost, maximum and minimum marine current velocity, solar radiation, and load. The capacity determination method was created by taking into account the features of distinct marine currents, which differ from those of other renewable energy sources. Marine current energy has a maximum and minimum speed that follows a predictable pattern throughout the year. The pattern of maximum current velocity then weakens every 6 hours, necessitating the use of marine current generation in conjunction with photovoltaic. A battery is required as an energy store to fill the void left by these two sources. Another contribution of this research is the optimization of battery charging in order to achieve the shortest charging time with the greatest number of SOCs. The suggested approach determines the optimal set point (SOC) as the point of transition from constant current charging mode to constant voltage charging mode. The results of this study obtained results and optimum performance with a turbine diameter of 8.2 m, the maximum power of the turbine is 110 kW, the battery size is 1250 kWh, and the PV is 60 kWpeak.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Optimasi, hybrid, arus laut, photovoltaic, baterai, marine current, optimization, charge, battery
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK1001 Production of electric energy or power
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Faanzir Faanzir
Date Deposited:	12 Feb 2023 08:20
Last Modified:	12 Feb 2023 08:20
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/97059

Actions (login required)

View Item