Memilih Baterai yang Baik untuk PLTS Off-Grid

Baterai menjadi sebuah komponen utama pada pembangkit listrik yang berbasis Energi Baru Terbarukan (EBT). Penerapan baterai untuk penyimpanan energi salah satunya terdapat pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) off-grid dengan skema modul fotovoltaik siang hari. Baterai sendiri mempunyai fungsi sebagai tempat penyimpanan energi temporer atau sementara saat berlangsungnya perbedaan antar pemasok dari modul fotovoltaik dan jumlah permintaan beban. Energi yang disimpan pada baterai kemudian akan dipakai saat cuaca tidak mendukung atau dimanfaatkan pada malam hari.

Cuaca yang tidak mendukung seperti hujan atau mendung adalah penyebab dari ketidakcukupan radiasi matahari untuk menyuplai kebutuhan beban (listrik). Ditambah dengan ukuran baterai yang tidak tepat juga bisa memangkas masa pakai, mengurangi konsumsi daya, menyebabkan kerusakan, dan menimbulkan bahaya keselamatan bagi pengguna.

Masa pakai baterai yang terbatas sebenarnya tergantung dari penggunaan dan suhu pengoperasian baterai itu sendiri. Lalu apa saja fungsi lain dari baterai? Fungsi baterai adalah menyediakan alat penyuplai energi tegangan dan arus yang stabil untuk beban melalui inverter pada saat modul fotovoltaik dimatikan. Baterai juga berfungsi sebagai penyimpanan cadangan energi matahari ketika ada perbedaan daya antara modul PV dan permintaan beban. Baterai menyediakan semacam cadangan energi yang dapat digunakan pada hari mendung atau situasi darurat.

Ketika menentukan kapasitas, baterai akan mengkalkulasi daya harian dan sistem akan berjalan dengan beban penuh tanpa daya dari modul fotovoltaik untuk memenuhi kebutuhan listrik. Selain itu, baterai juga memasok energi untuk komponen elektronika daya yang ada pada PLTS itu sendiri. Selanjutnya, kita juga perlu untuk mengetahui beberapa istilah yang terdapat pada baterai agar tidak salah saat memilih baterai yang akan digunakan untuk PLTS. Adapun istilah-istilah tersebut diantaranya:

• Kapasitas angka, berguna untuk memberitahu kuantitas pengisian yang bisa disimpan di dalam baterai.

• State of charge atau SoC, merupakan kondisi pengisian daya baterai dalam bentuk persen.

• Depth of discharge atau DoD adalah perhitunggan energi yang dipakai oleh baterai.

•  C-rate, fungsi untuk menunjukkan pengisian atau penggunaan energi yang sama dengan kapasitas baterai dibagi dengan waktu.

• Deep discharge, yaitu saat energi baterai digunakan di bawah tegangan (end-of-discharge) atau tegangan di pemakaian akhir.

• Round-trip efficiency, yaitu rasio antara energi yang dipakai selama pemakaian dengan energi yang diisi kembali sampai baterai penuh.

• Overcharge, yaitu kondisi saat arus berlebih dijalankan pada baterai di sesi akhir pengisian.

• Siklus/Cycle, yaitu tahapan berulang pengisian dan pemakaian daya.

• State of health (SoH), merupakan rasio kondisi pemakaian baterai terhadap kondisi ideal.

• Self-discharge rate, yaitu kadar penurunan kapasitas baterai yang tidak terhubung ke beban atau karena aktivitas kimia internal.

• Open circuit voltage, yaitu status tegangan baterai tanpa beban.

Lalu Bagaimana Sih Cara Memilih Baterai Yang Baik Untuk PLTS Off-Grid?

Setidaknya terdapat beberapa teknologi baterai yang bisa digunakan untuk PLTS off-grid diantaranya adalah: lead -acid, lithium ion, zinc air, dan lain sebagainya. Namun hal yang perlu diperhatikan saat ingin memilih baterai adalah harus melihat dari jenis teknologi yang digunakan, kinerja, serta keamanannya, karena tidak banyak jenis baterai yang bisa dipakai di daerah-daerah terpencil atau pelosok.

Adapun baterai yang paling sering dipakai pada sistem PLTS off-grid adalah baterai lead-acid, namun terdapat juga alternatif lain seperti Lithium ion dan Zinc air yang mulai diperhitungkan dengan masa pakai yang lebih panjang. Untuk baterai Lithium ion ataupun Zinc air sendiri membutuhkan sistem pengelolaan baterai agar keamanan dan masa pakainya bisa lebih panjang. Hal ini disebabkan oleh densistas ata massa jenis energi baterai lithium yang lebih tinggi (Wh/kg) dibanding lead acid, sehingga membuat pemanfaatan dari salah satu baterainya bisa lebih menguntungkan untuk dipakai di daerah pelosok.

Jenis baterai timbal-asam ini menggunakan muatan rendah (siklus dalam) dan banyak digunakan karena lebih andal, lebih aman, lebih mudah digunakan, dan memiliki biaya per siklus yang relatif rendah. Jenis baterai OPzV atau Ortsfest (stasioner), PanZerplatte (pelat tubular), Verschlossen (tertutup) adalah beberapa jenis baterai yang paling banyak digunakan untuk PLTS off-grid. Baterainya adalah baterai Valve Regulated Lead Acid (VRLA) yang menggunakan teknologi pelat tubular dan gel immobilized sebagai elektrolit untuk kinerja yang lebih tinggi. Mampu melakukan setidaknya 1500 siklus pada kedalaman pengosongan 80%, baterai ini ideal untuk digunakan.

Saat memilih baterai, perhatikan juga beberapa faktor berikut agar tidak salah memprediksi kapasitas baterai yang akan dipakai.

Pertama, kita perlu melihat kebutuhan energi di malam hari dan beban yang akan digunakan. Energi ini yang nantinya akan menjadi penentu kapasitas baterai, adapun daya puncak menentukan out-flow maksimum yang wajib dijaga pada tingkat yang direkomendasikan.

Kedua, kita juga perlu menghitung jumlah hari yang bisa menyuplai energi tanpa pasokan tenaga listrik dari modul fotovoltaik atau selama cuaca sedang mendung. Direkomendasikan agar bisa memprediksi dalam waktu dua hingga tiga hari.

Ketiga, kita perlu untuk mengamati efisiensi arus bolak-balik baterai agar bisa diperhitungkan saat menetapkan kapasitas baterai, karena dengan cara itu kita bisa melihat kerugian apa saja yang terdapat pada baterai.

Keempat, depth of discharge yang diizinkan juga perlu kita pahami agar dapat mencegah pemborosan energi baterai (deeply discharged). Hal ini berpengaruh pada siklus masa guna baterai secara signifikan.

Kelima, adalah menentukan jumlah siklus yang diperlukan, hal ini untuk mencegah seringnya pergantian baterai. Dan terakhir, kita perlu memperhatikan suhu, yang dapat memengaruhi masa pakai dan kapasitas baterai.

Baca juga : PLTS Sistem OFF Grid

Tidak sulit bukan dalam memilih baterai untuk PLTS off-grid? Ayo kita pasang PLTS off grid atau PLTS atap karena jika dikalkulasi, biaya yang dikeluarkan jauh lebih hemat. Di sisi lain, kita juga bisa secara bersamaan untuk menyelamatkan bumi karena PLTS tidak menghasilkan emisi yang berdampak pada lingkungan sehingga perubahan dan krisis iklim dapat diminimalisir. Pelajari lebih lanjut dan dapatkan konsultasi secara gratis mengenai seluk beluk Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan beragam jenis penerapan energi alternatif lain pada kontak di bawah ini :

Elga Aris Prastyo, S.Pd, S.E : 081515889939 (Whatsapp)