📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 7 dokumenPERANCANGAN SISTEM KONVERTER DAYA PADA DIRECT CURRENT (DC) MICROGRID INTEGRATED CLUSTER YANG TERHUBUNG KE JARINGAN LISTRIK ALTERNATING CURRENT (AC) MELALUI MULTIPORT BIDIRECTIONAL ENERGY ROUTER
Indonesia sebagai negara kepulauan memiliki potensi besar energi terbarukan, namun tantangan elektrifikasi masih memerlukan solusi inovatif. Untuk mendukung pemerataan akses listrik, dikembangkan sistem DC microgrid integrated cluster dengan kemampuan operasional mandiri dan interkoneksi ke jaringan utama melalui perangkat cerdas Multiport Bidirectional Energy Router yang diwujudkan dalam panel Multisource Power Conditioner System (PCS) yang memfasilitasi aliran daya dua arah secara stabil dan efisien. Hasil simulasi menunjukkan bahwa sistem DC microgrid cluster dapat beroperasi secara independen, meliputi sumber photovoltaic (PV) yang menyuplai energi saat irradiansi tinggi dan baterai yang berfungsi sebagai buffer untuk menyerap surplus dan menyalurkan energi saat defisit sehingga kecukupan daya beban lokal tetap terjaga. Sinkronisasi dengan jaringan AC tercapai melalui teknik Pulse Width Modulation (PWM) unipolar dan Phase Locked Loop (PLL) yang menghasilkan tegangan sinusoidal stabil pada 220 V dan frekuensi 50 Hz sesuai nominal AC grid. Skema kontrol memungkinkan aliran daya dua arah. Surplus daya dari DC microgrid cluster dapat disalurkan ke jaringan AC maupun ke cluster lain yang membutuhkan pada tegangan DC standard 370 ± 3% V, sementara energi dari AC grid dapat masuk ke microgrid saat defisit. Kualitas daya meningkat dengan tegangan dan frekuensi stabil sesuai standar internasional dengan Total Harmonic Distortion (THD) tegangan sangat kecil (?0,04% < 8%), dan Total Demand Distortion (TDD) arus masih dalam batas aman (?8,8% < 12%) pada rasio hubung singkat 50. Dengan demikian, sistem DC microgrid cluster yang dirancang layak diterapkan sebagai solusi integrasi energi terbarukan dalam jaringan listrik modern.
PERANCANGAN MANAJEMEN DAYA UNTUK DC MICROGRID CLUSTER TERINTEGRASI MELALUI MULTIPORT BIDIRECTIONAL ENERGY ROUTER
Keandalan pasokan energi listrik pada sebuah kawasan atau kluster terintegrasi merupakan aspek krusial untuk menjaga kontinuitas operasional dan mencegah dampak dari ketidakstabilan jaringan. Untuk memastikan keandalan tersebut, dikembangkan sistem DC microgrid tipe Integrated Cluster yang mampu beroperasi secara mandiri maupun terhubung ke jaringan utama. Penelitian ini berfokus pada perancangan sistem manajemen aliran daya skala makro dan logika kontrol pada Multiport Energy Router yang berfungsi sebagai gerbang interkoneksi cerdas. Sistem ini mengintegrasikan PV, BESS, beban lokal, jaringan utama AC Grid, serta jalur interkoneksi antarklaster melalui DC Grid. Melalui perancangan skema logika kendali adaptif berdasarkan parameter SOC dan keseimbangan daya, sistem mampu menentukan status operasional konverter secara otomatis untuk memastikan pasokan listrik tetap kontinu, baik dalam kondisi surplus maupun defisit energi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa sistem ini berhasil meningkatkan keandalan pasokan listrik, memitigasi risiko pemadaman melalui mekanisme power sharing antarklaster, serta mengoptimalkan pemanfaatan energi terbarukan. Integrasi ini menjadi solusi strategis bagi pembangunan infrastruktur kelistrikan yang mandiri, tangguh, dan berkelanjutan untuk mewujudkan ketahanan energi pada kluster terintegrasi.
PENGEMBANGAN METODE PENENTUAN PEMUTUSAN BEBAN PADA SISTEM MICROGRID BERDASARKAN PRAKIRAAN ENERGI PLTS JANGKA MENENGAH
Kebijakan Energi Nasional (KEN) menargetkan bauran Energi Baru dan Terbarukan (EBT) mencapai 23% dan rasio elektrifikasi mendekati 100% pada tahun 2025. Sistem microgrid berbasis Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) menjadi solusi strategis untuk elektrifikasi wilayah 3T (Terdepan, Terluar dan Tertinggal) di Indonesia yang belum terjangkau jaringan listrik. Namun, implementasinya menghadapi tantangan signifikan, terutama dalam menjaga keseimbangan pasokan dan permintaan energi saat beroperasi dalam mode islanded. Sistem microgrid BRIN saat ini menerapkan metode penentuan pemutusan beban berbasis rule-based dengan parameter State of Charge (SoC) baterai yang statis. Sistem ini hanya mampu mempertahankan suplai energi ke beban kritis selama 3-17 jam bergantung pada besaran beban dan energi PLTS. Keterbatasan utamanya adalah sifatnya yang reaktif dan penggunaan aturan yang statis serta tidak dapat mengantisipasi ketersediaan energi PLTS di masa depan sehingga kurang optimal dalam mengelola sumber daya energi dalam menjaga durasi operasi beban kritis. Penelitian ini mengembangkan dan memvalidasi metode penentuan pemutusan beban berbasis logika fuzzy yang terintegrasi dengan prakiraan jangka menengah energi PLTS selama 1-5 hari ke depan. Kebaruan dari penelitian ini terletak pada integrasi dua parameter input pada logika fuzzy yaitu prakiraan jangka menengah energi PLTS dan State of Charge (SoC) baterai. Metode penelitian menggunakan Design Science Research Methodology (DSRM) yang mencakup identifikasi masalah, mendefinisikan tujuan dan solusi, membuat perancangan dan pengembangan, melakukan demonstrasi, evaluasi dan komunikasi. Metode diimplementasikan pada perangkat edge computing Raspberry Pi untuk menguji dan memvalidasi pada sistem microgrid di BRIN. ii Model prakiraan energi PLTS dikembangkan menggunakan algoritma Long Short- Term Memory (LSTM) dengan arsitektur stacked 2 layer (256-128 unit). Dataset menggunakan data historis dari sistem microgrid BRIN meliputi data produksi energi PLTS, iradiasi matahari, temperatur modul dan data cuaca. Feature engineering berbasis waktu dan lag sequential digunakan untuk membantu model mengenali pola siklus harian, mingguan dan tahunan. Model menghasilkan akurasi dengan nilai RMSE 1,1916 kW, MAE 0,8688 kW dan R2 0,7154. Optimisasi model menggunakan Dynamic Range Quantization mengurangi ukuran file sebesar 91,3%, penggunaan RAM sebesar 91% dan mempercepat waktu inferensi sebesar 39% tanpa penurunan akurasi yang signifikan. Metode penentuan pemutusan beban menggunakan logika fuzzy dengan dua parameter input yaitu hasil prakiraan energi PLTS dan SoC baterai. Sebanyak 16 aturan fuzzy IF-THEN dirancang untuk menghasilkan prioritas pemutusan beban yang adaptif. Evaluasi metode penentuan pemutusan beban berbasis logika fuzzy menunjukkan peningkatan dibanding metode penentuan pemutusan beban berbasis rule-based. Pada skenario beban normal (? 1,40 kWh), durasi operasi beban kritis meningkat 19,3% dari 985 menit menjadi 1.175 menit, sementara itu pada skenario beban tinggi (? 3,65 kWh), durasi operasi beban kritis meningkat 19,6% dari 194 menit menjadi 232 menit. Dalam pengujian operasional harian, metode penentuan pemutusan beban berbasis logika fuzzy mampu mempertahankan suplai energi ke beban kritis rata-rata selama 1.151 menit atau sekitar 19 jam per hari. Hal ini membuktikan kemampuan metode penentuan pemutusan beban dalam mengoptimalkan pengelolaan sumber daya energi yang digunakan pada sistem microgrid yaitu PLTS dan baterai serta memperpanjang durasi operasi beban kritis. Penelitian ini berkontribusi pada pengembangan metode penentuan pemutusan beban sebagai bagian dari sistem manajemen energi pada microgrid yang berpotensi untuk direplikasi pada sistem microgrid lain di Indonesia khususnya di wilayah 3T. Selain itu, mendukung pencapaian target KEN dalam bauran EBT sebesar 23% dan rasio elektrifikasi mendekati 100%.
PEMODELAN DAN OPTIMISASI PADA SISTEM PEMBANGKITAN HYBRID DIESEL, SOLAR PV, DAN BIOMASSA DENGAN BATERAI PADA PULAU TERISOLASI
Sistem hybrid adalah suatu sistem yang memiliki banyak gabungan pembangkit (thermal dan renewable energy). Lokasi peneilitian berada di Pulau Gili Ketapang yang terletak di Kecamatan Sumberasih, Kabupaten Probolinggo, Provinsi Jawa Timur. Kondisi eksisting pada Gili Ketapang kebutuhan listrik disuplai oleh sistem Pembangkit Listrik Tenaga Disel (PLTD). PLTD Gili Ketapang terdiri dari 2 mesin yaitu mesin CUMMINS II dan CUMMINS III dengan daya mampu masing-masing 525 kW yang dioperasikan secara bergiliran. Beban puncak maksimum yang pernah dialami oleh sistem Gili Ketapang adalah 474 kW pada tahun 2021. Secara rata-rata pada tahun 2024 untuk beban pada saat LWBP adalah 302 kW dan saat WBP adalah 373 kW. Sistem PLTD memiliki biaya operasional yang tinggi, ketergantungan logistik yang rumit, serta dampak lingkungan signifikan. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan solusi di Gili Ketapang agar pemenuhan kebutuhan listrik dapat selalu tersedia dengan andal dan berkualitas dan dengan adanya system baru yang diterapkan dapat mengurangi biaya pembangkitan serta menciptakan energi yang ramah lingkungan. Melalui struktur mikrogrid, potensi pengembangan sistem pembangkit tenaga berbasis energi terbarukan, berbagai jenis penyimpanan, dan beban yang bervariasi diintegrasikan. PLTS sebagai energi baru terbarukan tentunya diharapkan mampu mengurangi biaya operasi PLTD dikkarena PLTS mendapatkan energi primer secara gratis. Namun PLTS memiliki kekurangan seperti energi baru terbarukan pada umumnya yaitu “intermitten”, dimana pada PLTS sendiri tidak dapat secara terus-menerus menyuplai sistem karena bergantung pada paparan sinar matahari. Walaupun PLTS juga dilengkapi dengan Battery Energy Storage System (BESS), namun kapasitas nya tidak dapat memenuhi kebutuhan listrik secara terus – menerus dalam jangka panjang. Diperlukan tambahan pembangkit ramah lingkungan lainnya yang sumber energinya melimbah di sekitar daerah terisolasi yakni, biomassa yang berbahan bakar sisa hasil panen jagung (maize stover). Diharapkan dengan adanya pembangkit ini dapat meningkatkan tingkat perekonomian warga sekitar. Tesis ini menyajikan penelitian optimasi tentang desain dan pengembangan sistem energi terbarukan hibrida untuk aplikasi mikrogrid di Gili Ketapang. Sistem ini menggabungkan teknologi solar PV, biomassa, dan baterai. Sebuah teknik optimasi Least Cost dengan aplikasi HOMER telah dilakukan untuk menentukan ukuran optimal dari sumber-sumber dalam sistem hibrida, dengan mempertimbangkan potensi sumber daya dan kebutuhan beban di Gili Ketapang. Evaluasi menunjukkan bahwa yang paling optimal adalah kapasitas PV sebesar 798 kW, Biomassa sebesar 343 kW dan baterai Lithium ion sebesar 3.400 kWh. Sedangkan secara biaya sistem hybrid yang terhubung ke jaringan yang optimal memperoleh NPC 167,26 milyar dan biaya pembangkitan (COE) sebesar Rp. 4.615/kWh. Dan secara dampak lingkungan, dengan sistem baru ini emisi gas CO2 mencapai 9.543 kg/tahun. Selain mendesain sistem yang dapat dikategorikan secara finansial paling optimal, dalam penelitian ini juga penulis melakukan analisis terkait sisi keteknisan dengan menggunakan aplikasi DIGSILENT Power Factory yakni mensimulasikan rugirugi yang ditimbulkan dan analisa kestabilan dalam kondisi tertentu, sehingga diharapkan dengan sistem baru ini selain layak dari sisi ekonomis juga layak dari sisi teknik. Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa rugi-rugi setelah diterapkan system baru menjadi 2,11% (turun 78,92% dari susut bulan Desember 2024) Program ini penting karena dapat mengantisipasi pemadaman bergilir akibat kekurangan pasokan dan mengurangi biaya pembangkitan. Ini sejalan dengan program PLN, yang mendukung energi ramah lingkungan. Dan pemerintah daerah dan PT PLN dapat bekerja sama untuk mengelola sumber daya energi baru terbarukan secara terintegrasi.
PENGEMBANGAN ALGORITMA MANAJEMEN ENERGI UNTUK PENJADWALAN SISTEM BATERAI PENYIMPAN ENERGI DENGAN STRATEGI MODEL PREDICTIVE CONTROL
Integrasi sumber energi terbarukan (ET) pada Microgrid (MG) menghadirkan berbagai tantangan akibat sifatnya yang intermiten. Oleh karenanya, untuk menjawab tantangan tersebut, sistem manajemen energi (ME) yang efektif dan efisien dibutuhkan. Penelitian ini difokuskan untuk mengembangkan algoritma ME yang dapat menjadwalkan sistem baterai penyimpan energi (SBPE) dengan strategi model predictive control (MPC). Tujuan utamanya adalah pengoptimalan penjadwalan SBPE untuk menyeimbangkan pemasokan dan permintaan energi pada MG dengan mempertimbangkan dua kondisi terkait harga energi: normal dan dinamis. Algoritma ME yang diajukan dirancang untuk meminimalisasi biaya operasional, memaksimalisasi pemanfaatan ET, dan mengefisiensikan penggunaan SBPE. Algoritma tersebut meminimalisasi fungsi biaya sepanjang horizon penjadwalan dengan mempertimbangkan prediksi daya beban dan daya produksi PLTS, memanfaatkan pustaka CPLEX dari IBM dengan bahasa pemrograman Python. Kinerja dari algortima yang diajukan dievaluasi melalui proses simulasi, menggunakan parameter renewable fraction (RF), battery utilization (BU), dan biaya operasional harian MG. Algoritma ME yang diajukan telah berhasil dikembangkan dengan Bahasa pemrograman Python. Adapun perbandingan kinerja algoritma ME dilakukan dengan algoritma yang sudah ada, yakni decision tree, menunjukkan keuntungan pada algoritma yang diajukan. Diperoleh hasil yang menunjukkan nilai parameter kinerja kedua algoritma sama pada kondisi harga energgi normal. Namun demikian, pada kondisi harga energi dinamis, algoritma yang diajukan dapat menurunkan biaya operasional secara signifikan, mendemonstrasikan kekokohan dan kemampuan adaptasinya untuk harga energi yang bervariasi. Penemuan-penemuan ini mengindikasikan potensi pemanfaatan algoritma berbasis optimasi dalam sistem ME untuk mewujudkan ME yang berkelanjutan dan efisien pada MG. Kata kunci: Microgrid, algoritma, manajemen energi, sistem baterai penyimpan energi, penjadwalan, model predictive control.?
PENGEMBANGAN PV DAN BESS PADA SISTEM MICROGRID DI INDONESIA
Indonesia, negara kepulauan terbesar di dunia, menghadapi tantangan dan peluang di sektor energi. Indonesia saat ini sedang melakukan transisi dari penggunaan bahan bakar fosil ke penggunaan sumber energi terbarukan seperti tenaga surya, angin, dan tenaga air. Sebagai bagian dari transformasi ini, beberapa jaringan mikro telah dibangun di sekitar pulau-pulau di negara ini. Namun, proses mengintegrasikan sumber-sumber terbarukan yang berfluktuasi ini ke dalam sistem tenaga listrik sangatlah rumit. Studi ini menyelidiki kemajuan sistem mikrogrid hibrida, yang penting untuk mencapai keadaan nol emisi bersih dan memaksimalkan efisiensi energi dan kemampuan beradaptasi. Sistem hibrida, yang menggabungkan energi terbarukan dan sumber-sumber tradisional, sangatlah penting. Studi ini mengkategorikan microgrid berdasarkan pola pasokannya, khususnya menekankan pada sistem multi-microgrid yang terisolasi dan saling berhubungan. Tesis ini menyelidiki ekspansi, pengoperasian, dan pengelolaan jaringan mikrogrid, serta dampaknya terhadap keseluruhan sisi pasokan operasi, dengan menganalisis contoh-contoh kasus nyata. Indonesia mengalami kemajuan dalam program respons permintaan dan skenario operasi interkoneksi terhadap penurunan biaya sistem fotovoltaik (PV) dan baterai. Tesis ini berfokus pada potensi peningkatan perluasan dan pengoperasian jaringan mikro di Indonesia, dengan penekanan khusus pada penciptaan masa depan energi berkelanjutan.
PERANCANGAN SISTEM DC MICROGRID DENGAN TOPOLOGI CLUSTER UNTUK DAERAH 3T
Indonesia merupakan negara kepulauan dengan total 17.000 pulau yang tersebar di seluruh kawasannya. Dengan tersebarnya pulau tersebut, Indonesia juga memiliki potensi energi terbarukan yang tinggi dan dapat dimanfaatkan. Namun, masih terdapat banyak pulau yang belum merasakan adanya listrik yang reliabel karena rendahnya rasio elektrifikasi terutama pada daerah 3T. Untuk mengatasi hal tersebut, diusulkan sistem DC Microgrid dengan topologi cluster. Topologi cluster digunakan karena memiliki kemampuan untuk beroperasi secara mandiri maupun terhubung dalam beberapa blok penyusun. Hasil penelitian menunjukkan perancangan sistem DC Microgrid dengan topologi cluster berhasil diwujudkan. Sistem ini tersusun dari satu atau lebih blok penyusun yang dinamakan Multisource PCS dengan kendali yang terdesentralisasi pada tiap blok penyusun. Tiap Multisource PCS memiliki kapasitas 3 kW dan terdiri dari bus DC Link dan DC Grid, konverter daya, baterai, dan panel surya. Kendali yang terdesentralisasi memungkinkan operasi mandiri maupun terhubung pada tiap Multisource PCS dengan kemampuan aliran daya yang terkontrol dalam dan antar Multisource PCS.