PV String Sizing
Disclaimer : saya berasumsi pembaca sudah sedikit banyak mengetahui tentang beberapa istilah dalam PLTS seperti panel surya, photovoltaic(PV), watt-peak (Wp), Voc, Vmp, Watt, VA, inverter, string, dan MPPT.
Ketika membicarakan sizing sistem PLTS, orang sering bertanya tentang berapa panel surya yang bisa tersambung ke inverter. Ada rule of thumb gak untuk sizingnya agar sistem efisien.
Back to Basic
PV String artinya adalah susuan seri panel surya (PV) yang masuk ke dalam 1 buah masukan string dalam inverter. String sizing berarti menentukan berapa jumlah panel surya yang dapat disusun seri untuk 1 buah masukan string. Kalau dari gambar di bawah, berapa sih sebenarnya N ini.
Tunggu dulu, seberapa penting sebenarnya string sizing ini? Jawabannya penting banget. Inverter bisa rusak kalau sizingnya tidak tepat. Saya beri screenshot dari Huawei sebagai bukti.
Datasheet
Yup, buka datasheet komponen yang akan digunakan. Datasheet panel surya dan datasheet inverter.
Inverter
Dalam contoh ini saya menggunakan inverter Huawei Sun2000 60KTL M0. Seperti terlihat dalam datasheet, inverter ini memiliki tegangan masukan maksimum sebesar 1100 VDC, tegangan masukan yang lebih besar dapat menyebabkan kerusakan pada inverter. Tegangan masukan minimum sebesar 200 VDC, tegangan yang lebih kecil menyebabkan inverter tidak dapat menyala. Agar inverter dapat beroperasi secara optimum, kita lihat rentang MPPT, pada inverter ini rentangnya adalah 200–1000 VDC.
Panel Surya
Dalam contoh ini saya menggunakan Canadian Solar CS3W 400P. Panel ini memiliki rating Voc sebesar 47.2 VDC dan Vmp sebesar 38.7 VDC.
Perhitungan
Jumlah panel minimum
Tegangan terendah MPP inverter : Vmp panel surya = jumlah panel minimum
200 VDC : 38.7 VDC = 5.168 panel
Artinya, jumlah panel minimum yang bisa digunakan adalah 6 unit.
Jumlah panel maksimum
Tegangan tertinggi MPP inverter : Voc panel surya = jumlah panel maksimum
1000 VDC : 47.2 VDC = 21.2 panel
Artinya, jumlah panel maksimum yang bisa digunakan adalah 21 unit.
Rasio DC/AC
Dari perhitungan di atas, kita sudah tahu bahwa jumlah panel surya yang bisa digunakan tiap stringnya adalah 6–21 unit.
Pertanyaannya
- Apakah efisien menggunakan 6 panel 400 Wp untuk setiap masukan string?
- Apakah efisien menggunakan 21 panel 400 Wp untuk setiap masukan string?
Poin 1, jika kita menggunakan 12*6*400 Wp, maka kapasitas total adalah 28.8 kWp. Akan mubadzir kalau kapasitas sekecil itu disambungkan ke inverter 60 kVA. Rasionya adalah 0.48
Poin 2, jika kita menggunakan 12*21*400 Wp, maka kapasitas total adalah 100.8 kWp. Terlalu besar kalau disambungkan ke inverter 60 kVA. Rasionya adalah 1.68.
Rule of thumb rasio ini adalah pada kisaran 1.2–1.3, pada beberapa kasus bisa sampai dengan 1.4. Alasan rentang ini dipilih adalah efisiensi ekonomi dan pertimbangan bahwa iradiansi 1000 W/m2 sangat jarang terjadi. Perhitungan menggunakan cosphi =1 untuk produksi kW tertinggi.
Kita ambil rasio 1.3. Maka kapasitas DC yang dapat tersambung ke inverter 60 kVA adalah 60 kVA * 1.3 = 78 kWDC. Jumlah panel surya maksimal adalah 78 kWp : 400 Wp = 195 unit. 195 unit panel 400 Wp inilah yang akan didistribusikan ke 12 input string pada inverter. Sehingga masing-masing string akan dapat menampung 16–17 modul tiap stringnya.
Namun, apabila kondisi di lapangan tidak memungkinkan kita untuk memasang 16–17 panel tiap string, kita bisa pasang minimum 6 panel/string atau maksimum 21 panel/string.
Penutup
Perhitungan di atas adalah metode sederhana untuk menentukan string sizing. Sederhana? Betul, karena metode di atas belum mempertimbangkan faktor temperatur udara untuk koreksinya. Saya akan bahas di tulisan berikutnya.