ANALISIS PENGARUH IMPELENTASI BAPV (BUILDING …

TECHNOPEX-2020 Institut Teknologi Indonesia ISSN: 2654-489X

57

ANALISIS PENGARUH IMPELENTASI BAPV (BUILDING ATTACHED

PHOTOVOLTHAIC) PADA BANGUNAN APARTEMEN

Rizky Rahmadaniar ¹⁾ , Titieandy Lie, S.Ars, MT 2⁾ 1,2) Program Studi Arsitektur, Institut Teknologi Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak

Penggunaan sumber energi konservatif seperti bahan bakar fosil saat ini terus bertambah dan dapat habis

dengan seiring berjalannya waktu serta proses pembuatan bahan bakar fosil dapat merusak lingkungan

sekitar. Penggunaan listrik pada bangunan hunian yang merupakan tempat tinggal dapat terbilang tinggi

untuk sebagian orang yang mayoritas menghabiskan harinya dirumah membuat penggunaan Perusahaan

Listrik Negara (PLN) menjadi tinggi pula, sehingga dibutuhkan alternatif sumber energi lain yang dapat

menghemat penggunaan listrik dan lebih ramah lingkungan. Adapun alternatif energi terbarukan

(renewable energy) seperti penggunaan sistem tenaga surya dengan salah satunya melalui penerapan solar

panel (photovoltaic) yang membutuhkan sinar matahari sebagai sumber energi tidak akan habis termakan

waktu dan tidak merusak lingkungan, berbeda dengan bahan bakar fosil. Tujuan dilakukannya penelitian

ini adalah untuk melihat pengaruh energi matahari melalui Building Attached photovoltaic (BAPV)

sebagai tambahan sumber energi listrik selain PLN dalam rangka penghematan listrik pada bangunan

apartemen. Metode yang digunakan adalah metode kuantitatif untuk perhitungan secara garis besar

penggunaan listrik dan komparatif untuk membandingkan sebelum dan sesudah penerapan solar panel

pada bangunan hunian tersebut. Hasil analisis yang didapat adalah penerapan solar panel sebagai

tambahan sumber energi listrik terbukti dapat mengurangi beban listrik PLN pada bangunan apartemen.

Kata Kunci: Apartemen, Building Attached Photovoltaic (BAPV), Energi terbarukan (renewable energy),

Solar panel

Pendahuluan

Latar Belakang

Penggunaan energi konvensional saat ini masih mendominasi. Sedangkan energi bahan bakar

tersebut seperti minyak, batu bara dan gas alam semakin terbatas. Jika penggunaan energi konvensional

masih terus mendominasi, akan ada beberapa permasalahan yang timbul, salah satunya adalah cadangan

energi fosil yang terus berkurang, dan permasalahan mengenai emisi karbondioksida akibat pembakaran

fosil [5].

Sehingga Energi Baru Terbarukan (EBT) menjadi salah satu bidang prioritas penelitian dalam

buku Rencana Induk Riset Nasional, untuk menghadirkan energi yang dapat meminimalisir bahkan

menghilangkan dampak buruk pada lingkungan sekitar.

Salah satu EBT yang mulai banyak dipergunakan pada bangunan adalah tenaga surya, yaitu

dengan penerapan solar panel (Photovoltaic). Sinar matahari yang berlimpah terutama di negara

Indonesia sangat disayangkan jika tidak dimanfaatkan. Meskipun mulai banyak diterapkan pada

bangunan dengan konsep ramah lingkungan, penerapan solar panel sebagai tambahan energi listrik masih

jarang ditemui, terutama di Indonesia karena membutuhkan modal awal yang besar jika menggunakan

solar panel dalam skala banyak. Namun, sebenarnya modal awal tersebut dapat termasuk ke dalam

investasi jangka panjang karena bangunan akan menjadi lebih hemat dalam penggunakan energi listrik

dibanding dengan bangunan yang tidak menggunakan solar panel.


58

Tujuan

Tujuan dari dilakukannya penelitian ini diantaranya untuk:

a. Menunjukan penerapan photovoltaic (PV) pada bangunan dapat menghemat sumber daya listrik

yang digunakan pada bangunan apartemen.

b. Membandingkan antara sebelum dengan sesudah penambahan penerapan sumber listrik lain

yaitu photovoltaic (PV) atau solar panel.

Lingkup dan Batasan Pembahasan

Lingkup bahasan adalah mengenai penerapan Building Attached Photovoltaic (BAPV) pada

bangunan apartemen dengan batasan perhitungan secara kasar untuk perbandingan tanpa/dengan

penggunaan photovoltaic (PV) pada bangunan apartemen.

Studi Pustaka

Konsumsi listrik pada bangunan apartemen terbilang tinggi, terlebih lagi apartemen untuk kelas

menengah ke atas. Kebutuhan listrik hunian berdasarkan buku Mechanical, Electrical and Equipment,

untuk hunian terbagi menjadi 3 kategori kelas masyarakat [4], yakni:

Tabel 1. Kategori hunian berdasarkan kelas masyarakat dengan kebutuhan listrik

Kelas Masyarakat Kebutuhan Tegangan Listrik

Kelas bawah (Low class) 200W – 450W

Kelas menengah ke atas (Middle-high class) 450W – 2200W

Kelas atas (High class) 2200W – 3500W

Angka tersebut dikalikan dengan banyaknya unit, ditambah dengan fungsi lain pada bangunan

apartemen.

Salah satu prinsip bangunan hijau pada buku Green Architecture Design for Sustainable Future

yaitu hemat energi (conserving energy) disebutkan bangunan yang baik harus memperhatikan pemakaian

energi sebelum dan sesudah bangunan dibangun. Salah satu penerapannya adalah dengan memanfaatkan

energi matahari sebagai sumber listrik pada bangunan dengan penerapan solar panel.

Penerapan solar panel pada bangunan salah satunya disebut dengan Building Attached

Photovoltaic yang disingkat dengan BAPV adalah sistem solar panel yang ditambahkan/dipasang pada

suatu bangunan dengan struktur terpisah. Adapun sistem lain dari penerapan solar panel disebut Building

Integrated Photovoltaic (BIPV) adalah penerapan solar panel yang juga berfungsi sebagai struktur

langsung/utama dari kulit bangunan. Telah dilakukan penilaian komparatif antara sistem BAPV dan

BIPV. Dan penelitian tersebut membuktikan bahwa kirnerja dari sistem BAPV lebih baik daripada sistem

BIPV [1].

Untuk dapat menghitung jumlah daya yang dihasilkan oleh penerapan solar panel (photovoltaic)

adalah dengan menentukan jenis solar panel yang digunakan. Buku Solar Electricity Handbook (2017)

menyatakan bahwa terdapat 2 jenis (bahan) solar panel yang umum digunakan [2], yaitu:

● Amorphious (thin-film) solar panel menghasilkan daya sekitar 60 Wp/m². Biasa digunakan dalam

penerapan skala kecil dan efsiensinya lebih rendah dibanding jenis kristal. ● Crystalline solar panel menghasilkan daya sekitar 160 Wp/m². Lebih cocok digunakan dalam

penerapan skala besar. Ada 2 macam solar panel kristal, yaitu Polycrystalline dan


59

Monocrystalline. Polycrystalline dinilai tahan lama dan lebih murah dibanding dengan

Monocrystalline.

Gambar 1. Jenis solar panel

Metodologi Penelitian

Dalam penelitian ini, penulis menggunakan metode kuantitatif dan komparatif. Metode dari

analisis kuantitatif dan komparatif ini digunakan untuk membandingkan antara data pustaka, kemudian

hasil analisis dapat digunakan untuk menunjukan penambahan penggunaan solar panel dapat menghemat

energi listrik yang digunakan pada bangunan apartemen.

Hasil dan Pembahasan

1. Jumlah Kebutuhan Listrik

Adapun analisis data yang diperlukan sebelum menuju kepada hasil dan pembahasan

penghematan listrik. Untuk dapat menentukan kebutuhan listrik pada hunian tanpa keterangan

jumlah penggunaan listrik untuk tiap barang yang menghasilkan listrik, adalah dengan mengetahui

kategori bangunan apartemen yang diperuntukan untuk tingkatan kelas masyarakat apa. Seperti

pada bangunan apartemen yang dijadikan sebagai contoh penerapan solar panel ini yaitu

diperuntukan untuk masyarakat menengah ke atas (middle-high class) dengan kebutuhan tegangan

listrik berkisar antara 450W sampai dengan 2200W.

2. Perkiraan Perhitungan Tarif Pemakaian Listrik PLN

Perhitungan pemakaian listrik dihitung berdasarkan kebutuhan perjam (kWh = kilo Watt

per hour). Dengan maksimal atau batas kebutuhan listrik untuk kelas menengah ke atas berdasarkan

pernyataan Grondzik dkk, yaitu 2200 Watt:

1000 Watt = 1 kWh

Watt = VA, maka 2200 Watt = 2200 VA

2200 Watt = 2,2 kWh

Maka berdasarkan satuan tersebut, jumlah penggunaan listrik dalam (perjam) adalah 2,2 kWh.

Untuk dapat menghitung besar tagihan listrik, diperlukan daftar tarif listrik dari PLN.


60

Gambar 2. Tarif listrik PLN bulan Oktober–Desember 2020

Berdasarkan gambar 2, dengan batas daya 2200 VA, tarif yang dikenakan untuk biaya

pemakaian listrik PLN perjam adalah Rp1.444,70,-/kWh. Agar dapat mengetahui tarif listrik dari

penggunaan PLN untuk per unit apartemen dengan rumus sederhana sebagai berikut:

Tabel 2. Perkiraan tarif listrik PLN perunit apartemen

Tagihan listrik per unit apartemen

Penggunaan

listrik/jam

(unit)

Tarif listrik perhari Tarif listrik perbulan

2200 W = 2,2

kWh

= 2,2 kWh x 24 jam x

Rp1.444,70

= 52,8 kW x Rp1.444,70

= Rp76.280,16

= 52,8 kWh x 30 hari x

Rp1.444,70

= 1.584 kW x Rp1.444,70

= Rp2.288.404,8

Maka, tarif listrik perbulan yang dikeluarkan untuk pemakaian listrik PLN tanpa solar panel

adalah berkisar Rp2.288.404,8,- /unit apartemen (maksimal). Jika dalam 1 bangunan apartemen

terdapat 220 unit, maka total daya listrik untuk 220 unit apartemen (belum termasuk fasilitas umum)

adalah 348.480 kW yaitu Rp503.449.056,- per bulan.

Menurut Bappenas pada buku Panduan Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

(PLTS), standar kebutuhan listrik fasilitas umum/sosial adalah 60Watt/m². Agar dapat mengetahui

besar kebutuhan listrik pada fasilitas dalam apartemen, berikut tabel fasilitas umum beserta luasan

dan waktu pemakaian:


61

Tabel 3. Perkiraan tarif listrik untuk fasilitas umum dalam apartemen

Nama

Ruang

Luas

ruang

(m²)

Besar daya

yang

dibutuhkan

(kWh)

Waktu

pemakaian

(jam/perhar

i)

Kebutuhan daya

(kW x waktu

pemakaian/hari)

Gym 250 15 6 90

Café 220 13,2 10 132

Kolam

renang

370 22,2 10 222

Minimarket 100 6 15 90

Playground 80 4,8 6 28,8

Klinik 70 4,2 12 50,4

Salon 80 4,8 10 48

Ruang

serbaguna

400 24 5 120

Total 94,2 781,2

Tabel diatas menunjukan besar daya yang dihasilkan untuk fasilitas umum. Untuk dapat

menghitung kebutuhan tarif dalam sebulan, yaitu 781,2 x 30 hari = 23.480 kW dikalikan dengan

tarif Rp1.444,70 yaitu menjadi Rp33.849.321,- perbulan.

Total kebutuhan keseluruhan listrik untuk 220 unit apartemen menengah ke atas dengan

beberapa fasilitas umum tersebut adalah sekitar 371.960 kW seharga Rp537.370.612,-/bulan.

3. Perhitungan jumlah daya yang dihasilkan oleh solar panel

Jika perencanaan dengan pemakaian solar panel (Photovoltaic) dapat menghemat pemakaian

listrik PLN sebesar 18% per hari dari keseluruhan daya yaitu 2.231,4 kW sehingga total daya

yang dihemat sebesar 2.231.496 W, maka:

● Menggunakan solar panel jenis Polycrystalline yang mengasilkan daya 160 Wp/m²,

dengan efektivitas matahari di negara tropis seperti Indonesia yang rata-rata 5 jam dalam sehari,

sehingga: 160 Watt x 5 = 800 Watt/m²/hari. ● Daya yang ingin dihemat sebesar 2.231,4 kW (2.231.496 W/800) sehingga

membutuhkan 2.789,37 m² solar panel 4. Penempatan solar panel (photovoltaic) pada bangunan apartemen

Dengan total luas solar panel agar dapat memenuhi 18% per hari dari keseluruhan daya

yaitu seluas 2.789,37 m², berikut ilustrasi penempatan solar panel pada bangunan apartemen:

Gambar 3. Penerapan solar panel pada bagian atap bangunan


62

Gambar 4. Penerapan solar panel pada sisi barat dan timur bangunan

Perencanaan solar panel terdapar pada warna biru tua bergaris dibagian atap dan dinding

barat dan timur apartemen. Pada bagian dinding barat dan timur bangunan, mempunyai luasan yang

sama untuk penempatan solar panel yaitu 590m² (dikalikan 2 sehingga menjadi 1.164m²).

Sedangkan dibagian atap mempunyai luasan 1.690m². Sehingga total dari keseluruhan luas

penempatan solar panel adalah 2.854m². Dengan luasan tersebut, bangunan dapat menghemat daya

sampai dengan 2.283.000 W atau 2.283 kW per hari.

5. Perbandingan penggunaan solar panel dengan tanpa solar panel

Berikut perbandingan penggunaan listrik PLN tanpa penambahan PLTS, dan penggunaan

listrik PLN dengan penambahan PLTS per hari:

Tabel 4. Perbandingan tarif listrik PLN tanpa dan dengan solar panel

Dengan solar panel Tanpa solar panel

kW 10.114,2 12.397,2

W 10.114.200 12.397.200

Rp 14.611.984,74 17.910.234,84

Selisi

h Rp

3.298.250,1 x 30 hari =

98.947.503

Keterangan; Daya maksimal yang dapat dihemat sebesar 2.283 kW per hari

Kesimpulan

Dari hasil penelitian di atas pada salah satu proyek bangunan apartemen, maka dapat

disimpulkan beberapa hal berikut:

1. Pengaplikasian solar panel pada desain lebih besar dibandingkan kebutuhan daya solar panel

pada perencanaan, yaitu 2.854 m² > 2.789,37 m².

2. Dengan penerapan solar panel, terbukti dapat menghemat penggunaan listrik PLN hingga 17%

per hari pada keseluruhan daya sehingga mengurangi pengeluaran untuk pembayaran listrik pada

bangunan apartemen tersebut paling besar sebanyak 2.283 kW/hari, jika perbulan sekitar 68.490

kW/bulan atau seharga Rp98.947.503,-/bulan.

Daftar Pustaka

[1] Aaditya, G., Rao, R.R. & Mani, M. 2017. Integrability Comparison between BIPV and BAPV in

Tropical Conditions: A Bangalore Case - study. 2017 IEEE 44th Photovoltaic Specialist

Conference (PVSC). IEEE, hal.604–607


63

[2] Boxwell, Michael. 2017. Solar Electricity Handbook. United Kingdom: GreenStream Publishing.

[3] Brenda & Robert Vale. 1991. Green Architecture Design for Sustainable Future. London:

Thames & Hudson.

[4] Grondzik, Walter T., and friends. 2009. Mechanical, Electrical and Equipment for Building. New

Jersey: John Willey & Sons, Inc.

[5] Harun, E.H., dkk. 2015. Potensi Hybrid Energy di Kabupaten Bone Bolango dan Kabupaten

Gorontalo. SETRUM – Volume 4, No. 2. Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri

Gorontalo, Indonesia.

[6] Inch, Tetra Tech ES. 2018. Panduan Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Jakarta

[7] PT. Perusahaan Listrik Negara. 2020. Penetapan Penyesuaian Tarif Listrik (Tarif Adjustment)

Bulan Oktober-Desember 2020.

ANALISIS PENGARUH IMPELENTASI BAPV (BUILDING …

Documents

Transcript of ANALISIS PENGARUH IMPELENTASI BAPV (BUILDING …