Sistem Solar PV dan Diesel Hybrid

Sistem PV-diesel hybrid merupakan integrasi dari sistem photovoltaic dengan generator diesel untuk menyuplai beban. Tujuan dari teknologi ini adalah menyediakan listrik selama 24 jam kepada pelanggan namun mengurangi jam operasional generator diesel secara optimal. Sistem tersebut terdiri dari array PV, generator diesel, baterai dan inverter. Pengoperasian dasar dikendalikan dengan mengetahui kondisi beban dan baterai.

Penerapan teknologi ini membutuhkan beberapa prasyarat seperti, lahan terbuka yang cukup untuk penempatan susunan fotovoltaik dan baterai sebagai penyimpan energi, serta tersedianya genset diesel yang kondisinya baik dengan start / stop otomatis. Namun; sebagian besar diesel yang ada sudah tua dan tidak ada cukup ruang untuk susunan PV yang dekat dengan generator diesel. Jadi, ini harus menjadi solusi agar teknologi hibrida dapat beradaptasi dengan situasi nyata ini.

Sistem hybrid PV-Diesel harus dilengkapi dengan sistem kendali yang memiliki kemampuan untuk menjalankan seluruh komponen pada kondisi tertentu. Sumber energi dari photovoltaic arrays dan diesel generator harus optimal dalam menyuplai energi beban harian. Diagram blok ditunjukkan padaGambar 1, dan pengoperasian dasar dapat dilihat diGambar 2.

Pengoperasian dasar sistem photovoltaic hybrid dapat dibagi menjadi 3 kondisi beban, yaitu beban rendah, beban sedang dan beban puncak.

Dalam kondisi beban rendah, generator diesel mati dan energi beban disuplai oleh energi PV melalui inverter. Generator diesel akan beroperasi pada pembebanan optimal untuk memberi makan beban, dan akan mengisi baterai jika ada energi berlebih pada beban sedang. Pada kondisi beban puncak generator diesel berjalan pada pembebanan optimal secara paralel dengan inverter. Inverter mengubah daya DC dari baterai menjadi daya AC.

Informasi lengkap tentang kondisi tapak wajib untuk merancang dan mengimplementasikan sistem hibrida PV-diesel.

Informasi yang dibutuhkan antara lain ketersediaan dan lokasi open space untuk rangkaian PV, profil beban harian, berapa dan berapa kapasitasnya, apakah terdapat start / stop otomatis pada generator diesel eksisting. Perancangan sistem hibrida PV-diesel akan didasarkan pada informasi di atas.

Biasanya unit kendali sistem hibrida PV-diesel diatur dengan otomatis penuh, namun; sebagian besar generator diesel di lokasi tidak memiliki kontrol start / stop otomatis. Jadi operator harus menyalakan generator diesel saat unit kendali terpicu dan memberi tanda kepada operator untuk menyalakan generator diesel

Modus otomatis penuh dengan operator harus menghidupkan generator diesel dengan memperhatikan tanda dari kendali terlalu berisiko, karena ketika generator diesel harus hidup di tengah malam dan operator tidak sadar, maka sistem akan mati- mati.

Kinerja karakteristik menunjukkan bahwa beban disuplai langsung oleh photovoltaic array selama radiasi matahari yang baik dan energi berlebih masuk ke baterai yang akan digunakan untuk beban di malam hari atau pada radiasi matahari yang masuk rendah.

Ketika beban situs datang ke tingkat yang lebih tinggi dari tingkat yang telah ditetapkan atau selama radiasi matahari rendah, generator diesel akan dihidupkan dan dihubungkan secara paralel dengan inverter untuk memasok beban dan / atau mengisi baterai

Modus full otomatis tidak dapat bekerja secara maksimal jika diesel genset tidak dilengkapi dengan kontrol start / stop otomatis, karena operator harus menghidupkan dan mematikan diesel genset bila diminta oleh sistem kendali. Terkadang operator tidak menghidupkan atau mematikan generator diesel dan itu akan menyebabkan seluruh sistem mati. Untuk menghindari masalah ini maka unit kontrol harus memiliki mode run source, dimana pengoperasian generator diesel akan tergantung pada operatornya. Operator harus mengoperasikan generator diesel sesuai dengan jadwal,sedangkan sinkronisasi antara inverter dan generator diesel masih dikontrol oleh unit kendali.

Pilihan lainnya adalah mode manual. Modus ini harus tersedia karena fakta nyata bahwa banyak pembangkit listrik tenaga diesel yang ada tidak memiliki kendali start / stop otomatis

Dengan menggunakan mode manual ini dapat diatur tergantung pada pola operasi yang ditentukan oleh perencana sistem.

Sebagian besar kondisi nyata di lokasi tidak didukung oleh teknologi hybrid. Misalnya generator diesel yang ada tidak dilengkapi dengan kontrol start / stop otomatis dan tidak ada ruang terbuka yang tersedia di dekat generator diesel di mana susunan PV harus dipasang.

Sistem operasi dalam mode full otomatis tanpa kontrol start / stop otomatis pada solar eksisting tidak akan bekerja secara maksimal, karena sistem akan mati ketika operator tidak menyalakan generator diesel. Akan lebih baik jika sistem dioperasikan dalam mode semi automatic / run source, artinya generator diesel harus dihidupkan atau dihentikan oleh operator sesuai jadwalnya sedangkan sinkronisasi antara inverter dan generator diesel masih dikontrol oleh unit kendali.

Permasalahan lain yang muncul di lapangan adalah ketika tidak ada ruang terbuka untuk susunan PV yang dekat dengan generator diesel, maka susunan PV harus ditempatkan jauh dari generator diesel. Artinya diperlukan kabel untuk menghubungkan array PV dan unit kendali yang terletak di tempat generator diesel berada. Untuk kondisi ini dapat dilakukan dengan mode run source tetapi pembagian beban antara inverter dan generator diesel akan dilakukan oleh operator, dan tidak akan terjadi pemadaman saat generator diesel mengambil alih beban.

Pilihan mode manual digunakan ketika ada masalah pada inverter, dan sistem hanya berjalan dengan solar, atau selama beban puncak dan baterai dalam level rendah.

Untuk beradaptasi dengan kondisi lapangan yang sebenarnya, teknologi sistem hibrida PV-diesel harus dilengkapi dengan beberapa mode pilihan untuk mengantisipasi kondisi yang berbeda dari satu lokasi ke lokasi lainnya.