presentasitugasakhir desain plt surya menggunakan … · 1. permasalahan teknologi terbarukan dan...

Presentasi Tugas Akhir

DESAIN PLT SURYA MENGGUNAKAN METODE LOSS OF LOAD PROBABILITY (LOLP) UNTUK ANJUNGAN MINYAK DAN GAS

1HIKAM ADZKIYAK | 2209100182

HIKAM ADZKIYAK NRP. 2209100182

Jurusan Teknik ElektroFakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Pembimbing:1. Dr. Ir. Margo Pujiantara, MT.2. Heri Suryoatmojo, ST., MT., Ph.D

Bagian 1Pendahuluan

Bagian 2Metodelogi PenelitianTeori Penunjang

Bagian 3Analisa dan Hasil Simulasi

Bagian 4Kesimpulan

2

O U T L I N E

Daftar Istilah

HIKAM ADZKIYAK | 22091001823

Autonomi (TA): Lama PLTS dalammenanggung beban tanpa ada sinar matahati(hari).

Recharge (TR): Lama PLTS dalam mengisibaterai (hari).

Solar irradiance: Besaran yang menunjukkankuat penyinaran matahari (W / m2). Energi yangdihasilkan disebut radiasi.

Loss-of-load probability (LOLP): Indeksyang menunjukkan probabilitas PLTS gagalmensuplai beban.

Bagian 1Pendahuluan



Bagian 4Kesimpulan

4

O U T L I N E

1. Permasalahan teknologi terbarukan dan teknologi ramah

lingkungan

2. Industri harus mengurangi emisi gas rumah kaca baik untuk

pembangkitan maupun produksi

3. Industri migas memiliki anjungan yang mempunyai peralatan yang

harus disuplai kelistrikannya

HIKAM ADZKIYAK | 2209100182 5

Latar Belakang

Tantangan

• Penggunaan PLTS untuk mengurangiemisi gas rumah kaca

• Umumnya digunakan metode autonomy yang menyebabkan penggelembungan baikkapasitas maupun dimensi ruang peralatan

• Anjungan minyak dan gas memiliki ruangyang terbatas.


menggunakan

metode LOLP

Solusi yang ditawarkan:

State of the Art


• H. A. M. Maghraby dkk, dari King Abdulaziz University, Saudi Arabia:• membandingkan 3 metode: fixed autonomy – recharge days, LOLP dan marchov chain (MC).

Konfigurasi PLTS metode LOLP dan MC paling optimum. • menggunakan bahasa pemograman MATLAB• belum ada standar yang digunakan untuk penentuan autonomi.

2002

• J.H. Lucio dkk dari University of Burgos, Spanyol:• berbasis neural network yang dilatih melalui data dari NASA database.

• Khaled Bataineh dkk, Jordan University of Science and Technology, Jordania:• mengoptimasi konfigurasi PLTS untuk perumahan.

2012

• Tugas akhir ini:• Untuk permasalahan pada anjungan lepas pantai perusahaan migas.• Menggunakan standar yang relevan dengan lokasi anjungan.• Menggunakan data dari Nasa database.• Menggunakan bahasa pemograman Delphi agar dapat dengan mudah digunakan masyarakat umum.

2014


Tujuan

• Membandingkan metode fixed autonomy - recharge dan metodeLOLP

• Membuktikan bahwa metodeLOLP memiliki kelebihan daripadametode fixed autonomy - recharge

9

O U T L I N E

Bagian 1.Pendahuluan



Bagian 4Kesimpulan

Metodelogi Penelitian


TeoriDesain PLTS Berdiri Sendiri

(Stand-Alone Photovoltaic Generation System)


Stand-alone Photovoltaic


Desain PLTS Berdiri Sendiri


EstimasiBeban

•DC•AC

MenghitungKebutuhanBaterai

•Baterai Seri•Baterai

Pararel

MenghitungKebutuhanPV

•PV Seri•PV Pararel

METODE UNTUK DESAIN PLTS


Metode fixed autonomy – recharge merupakanmetode dengan perhitungan sederhana untukdesain PLTS. Metode ini berdasarkan keadaanterburuk suatu daerah. [5]

IEEE Std 1562-2007

AS 4509.2—2002


Metode LOLP merupakan metode desainPLTS berdasarkan indeks keandalan sistemPV tersebut.

LOLP =∑ ��

��(6)

LOL = energi yang tidak dapat disuplai oleh PLTS

METODE UNTUK DESAIN PLTS


Untuk menggunakan metode LOLP,harus diketahui terlebih dahulukesetimbangan energi dari sistemtersebut. Kapan sistem dalam keadaansurplus energi atau dalam keadaandefisit energi.

Apabila energi yang dihasilkan PLTSlebih rendah dari beban, makakeadaan defisit tercapai. Sehinggaenergi harus diambil dari baterai.

Apabila energi yang dihasilkan PLTSlebih besar dari beban, maka keadaansurplus tercapai. PLTS dapat mengisibaterai. Akan tetapi saat baterai telahpenuh, energi akan terbuang sia-sia.

17

O U T L I N E




Bagian 4Kesimpulan

Estimasi Beban


Beban Energi = 6,079 kWh/hari dengan tegangan sistem 24 VDC.

Perhitungan Kebutuhan Baterai& PV


nBattSeri =��

��(1)

nBattPararel =��

��(��)(2)

nPVSeri =��

��(3)

nPVPararel =��

��(5)

TA= autonomi (hari)TR= waktu pengisian(hari)

Plow= energi terendah yang dihasilkan PV (Wh)


Hasil metode fixed autonomy – recharge di atas digunakanuntuk masukan awal metode LOLP.

Perhitungan LOLP


Perhitungan LOLP berdasarkankesetimbangan energi yang terjadi.

Table 8 adalah kesetimbanganenergi yang terjadi pada haripertama bulan Januari. Perhitungantersebut akan dilakukan sampaiakhir tahun. Sehingga LOLP dapatdihitung dari :

LOLP =∑ ��

��(6)

LOL = total energi yang tidak dapatdisuplai oleh PLTS.

Kesetimbangan Energi


0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

En

erg

i (W

h)

Bulan Ke-

Surplus Defisit Energi Terbuang


Konfigurasi hasil metode fixedautonomy – recharge menghasilkanindeks LOLP sebesar 0,013dengan terbuangnya energisebesar 2673,66 kWh

Hasil optimasi:PV Pararel = 12 ea.Batteries Pararel= 27 ea.Biaya = Rp.228.000.00,00Indeks LOLP= 0,013Terbuangnya Energi = 1061,25 kWh

Result of Some Cases


Termurah

Terendah

Sesuai

25

O U T L I N E




Bagian 4Kesimpulan

Conclusions


Metode fixed autonomy – recharge memiliki kemungkinan besar untuk terjadi

penggelembungan berlebihan.

Metode LOLP lebih cenderung ke arah optimasi desain untuk mengetahui

apakah terjadi penggelembungan atau tidak.

Penggunaan metode LOLP dapat menghemat biaya investasi sebesar 19,7% atau

lebih tanpa menurunkan tingkat keandalan.

Konfigurasi hasil metode LOLP mimiliki tingkat penggelembungan paling kecil

terlihat dari terbuangnya energi yaitu 1061,25 kWh. Sedangkan energi

terbuang dari konfigurasi lainnya berturut-turut dari kondisi eksisting, kondisi

1, dan kondisi 2 adalah: 4310,94 kWh, 2673,66 kWh, dan 2669,19 kWh.

TERIMA KASIH

HIKAM ADZKIYAK NRP. 220910018

Department of Electrical EngineeringFaculty of Industrial Technology

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)


Daftar Pustaka


1. Putranti, Titi M, “Tax Policies on Certified Emission Reduction Transactions”, International Journal of Administrative Science & Organization, Vol.18(3) , pp. 199-210. 2011.

2. Galarza, Raul Gonzalez and friends, “Hybrid Electrical Generation Stand-Alone Systems Application in Offshore Satellite in Mexico”, 3rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference Journal, 2008.

3. Maghraby , H. A. M. and friends, “Probabilistic Assessment of Photovoltaic (PV) Generation System”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 17, NO. 1, FEBRUARY pp. 205-208, 2002.

4. Masters, Gilbert M, “Renewable and efficient electric power systems”, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2004.

5. IEEE Std 1562-2007, “IEEE Guide for Array and Battery Sizing in Stand-Alone Photovoltaic (PV)”.

6. Lucio, J.H. ,R. Valdes, and L.R. Rodriguez, “Loss-of-load probability model for stand-alone photovoltaic systems in Europe”, Science Direct: Solar Energy 86 (2012) pp. 2515–2535, 2012.

7. API RP540-1999, “Electrical Installation in Petroleum Processing Plants”, 1999.

8. Botrill, G. “Practical Electrical Equipment And Installations In Hazardous Areas (Practical Professional)”, pp. 34, 2005.

9. Bataineh, Khaled, “Optimal Configuration for Design of Stand-Alone PV System”, Smart Grid and Renewable Energy, pp. 129-147, 2012.

10. AS/NZS 4509-2, “Standalone Power System Part 2: System Design Guidelines”, 2002.

Frequently Asked Questions


Cara Kerja PV



D D/(1-D) 1/(1-D)

0 0 1

0,1 0,111111 1,111111

0,2 0,25 1,25

0,3 0,428571 1,428571

0,4 0,666667 1,666667

0,5 1 2

0,6 1,5 2,5

0,7 2,333333 3,333333

0,8 4 5

0,9 9 10

0,99 99 100


Buck

Boost

Buck-Boost

Requirement Peralatan


Peralatan PLTS harus memenuhi standar instalasi untuk hazardous area.

North America :NFPA (National Fire Protection Association) NFPA terdiri dari 3 pembagian yaitu kelas, divisi, dan group [7].

Kelas mendefinisikan sifat umum dari bahan berbahaya di atmosfer sekitar peralatan.

Divisi mendefinisikan probabilitas hadirnya bahan berbahaya dalam konsentrasi yang mudah terbakar di atmosfer sekitar peralatan.

Group mendefinisikan bahan berbahaya di atmosfer sekitar peralatan.

Eropa: IEC (International Electro technical Commission ) IEC terdiri dari 2 pembagian utama yaitu zona dan group [8].

Zona menunjukkan kemungkinan adanya bahan yang mudah terbakar.

Group menunjukkan klasifikasi materi berdasarkan sifat mudah terbakar.

Perbandingan Antara IEC dan NFPA

HIKAM ADZKIYAK | 220910018237http://myelectrical.com/notes/entryid/126/hazardous-areas-iec-and-nec-cec-comparison

http://myelectrical.com/notes/entryid/126/hazardous-areas-iec-and-nec-cec-comparison



Perbandingan Antara IEC dan NFPA


Perhitungan Kebutuhan PV dan Baterai



Mulai

Jumlah PV Seri dan PararelJumlah Baterai Seri Baterai PararelIrradiation tiap bulanTemperatur tiap bulanHari tanpa matahari tiap bulanData Baterai dan PV

Selesai

Perhitungan LOLP

Software


Konfigurasi POD Nsol Pebedaan LOLP

PV Batt TA LOLP TA LOLP TA LOLP

36 15 3 0,076 4 0,051 1 0,03

36 26 5 0,01 7 0 2 0,01

36 36 7 0 10 0 3 0,00

PV Out


0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

En

erg

i (W

h)

Bulan Ke-

Keluaran PV

Hasil Beberapa Kondisi


Konfigurasi eksisting merupakan yang paling tidak efisiendengan terbuangnya energi terbesar.

Metode fixed autonomy – recharge dapat memberikan indeksLOLP yang baik bila dipilihTA yang tepat.

Metode LOLP dapat memperkecil energi yang terbuang.

Metode LOLP dapat memperkecil biaya investasi:

Metode LOLP vs eksisting mengurangi sebesar 24% ( 72 jt )

Metode LOLP vs kondisi 1mengurangi sebesar 19,7% (59,1 jt )

Metode LOLP vs kondisi 2 mengurangi sebesar 29,6% ( 88 jt )

Equipment Requirement

As Hazardous Area Equipment

NPFA 70


Equipment Requirement


Jika ditinjau secara umum, peralatan yang dipasang pada anjunganminyak dan gas harus sesuai digunakan pada Zone 1 atau Zone 2 Hazardous Area, Gas Group IIA dengan kode temperaturT3.

PV harus sebisa mungkin dipasang di luar hazardous area. Strukturnya harus dicat untuk melindungi dari korosi atau dapatmenggunakan bahan metal anti korosi.

Junction box harus memenuhi syarat klasifikasi Zone 1, Gas Group IIA, Temperature Class T3.

Battery box harus sesuai untuk Zone 2, Gas Group IIA, Class T6 dengan sensor temperatur.

http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-resources/calculator.html#results


0

10

20

30

40

50

60

25 30 35 40 45

PV

Baterai

LOLP 0,08

LOLP 0,08 Power (LOLP 0,08)

presentasitugasakhir desain plt surya menggunakan … · 1. permasalahan teknologi terbarukan dan...

Documents