JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid Pembersih Sampah Terapung Berbasis HOMER-PVsyst Abdul Azis1*.
Andrias Fadillah2.
Dwi Andika3.
Ulinnuha Latifa4
1,2,3,4
Teknik Elektro.
Fakultas Teknik Universitas Singaperbangsa Karawang Email: 12210631160023@student.
id, 222210631160028@student.
2210631160035@student.
id, 4ulinnuha.
latifa@ft.
*Penulis Korespondensi AbstractAi The accumulation of waste in rivers triggers environmental risks and requires automatic cleaning technology such as the Floating Litter Automatic Waste-Bin (FLOW).
However, operating this device outside the reach of the electrical grid demands a reliable independent power supply, whereas conventional design for dynamic loads often leads to power failures or investment inefficiency.
This study aims to conduct the design and techno-economic analysis of an off-grid Photovoltaic (PV) system to power the FLOW device.
The method involves an integrated simulation using PVsyst software to validate technical performance and HOMER Pro to optimize life-cycle economic Simulation results indicate excellent technical reliability, achieving a 95% Solar Fraction, 194.
25 kWh/year of energy production, and an unmet load of only 0.
Although the Performance Ratio (PR) is 55.
72% with 36.
8% excess electricity, this surplus strategically functions as a critical safety margin during cloudy conditions.
Economically, the system configuration is proven feasible with a Net Present Cost (NPC) of IDR 7,782,690 and a Cost of Energy (COE) of IDR 2,539.
74/kWh over a 20-year project lifespan, where battery replacement is the largest cost contributor.
In conclusion, the design of this off-grid PV system is validated as highly reliable for supplying dynamic loads and technoeconomically feasible as a sustainable energy solution for river cleaning operations.
IntisariAi Akumulasi sampah di sungai memicu risiko lingkungan dan memerlukan teknologi pembersih otomatis seperti alat Floating Litter Automatic Waste-Bin (FLOW).
Namun, operasional alat ini di luar jangkauan jaringan listrik menuntut sistem catu day mandiri yang andal, sementara perancangan konvensional pada beban dinamis sering memicu kegagalan daya atau inefisiensi investasi.
Penelitian ini bertujuan melakukan perancangan dan analisis tekno-ekonomi sistem catu daya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) off-grid untuk alat FLOW.
Metode yang digunakan adalah simulasi terintegrasi menggunakan sofware PVsyst untuk memvalidasi performa teknis dan HOMER Pro untuk optimasi kelayakan ekonomi siklus hidup.
Hasil simulasi menunjukkan keandalan teknis yang baik dengan Solar Fraction mencapai yye%, produksi energi yayye, yaye yeUycyeO/yeiyeCyeOyenyea, dan kekurangan daya .
nmet loa.
hanya sebesar 0,04%.
Meskipun Performance Ratio (PR) bernilai 55,72% dengan kelebihan energi .
xcess electricit.
ycyi, yn%, surplus ini secara strategis berfungsi sebagai margin keamanan kritis saat cuaca mendung.
Secara ekonomi, konfigurasi sistem terbukti layak dengan nilai investasi Net Present Cost (NPC) ycyec yi.
yiyya dan Cost of Energy (COE) Rp ya.
yeycy, yiye/yeUycyeO selama umur proyek 20 tahun, di mana biaya baterai menjadi penyumbang terbesar.
Kesimpulannya, perancangan sistem PLTS off-grid ini terbukti valid, sangat andal dalam menyuplai beban dinamis, dan layak secara tekno-ekonomi sebagai solusi energi berkelanjutan untuk operasional kebersihan sungai.
Kata KunciAi PLTS Off-grid.
Analisis Tekno-Ekonomi.
HOMER Pro.
PVsyst.
Alat Pembersih Sampah.
PENDAHULUAN
Sungai merupakan komponen vital dalam ekosistem lingkungan yang saat ini menghadapi tekanan berat akibat pencemaran limbah padat, khususnya sampah plastik Akumulasi sampah di badan air tidak hanya mendegradasi kualitas lingkungan, tetapi juga menghambat aliran irigasi dan memicu risiko bencana banjir di kawasan hilir .
Permasalahan ini terekam jelas di wilayah Daerah Aliran Sungai (DAS) Citarum.
Kabupaten Karawang, yang mencatat volume timbunan sampah mencapai lebih dari 6,6 juta ton per tahun dengan tingkat penanganan yang belum optimal .
Kondisi faktual ini terkonfirmasi melalui observasi secara langsung pada saluran irigasi di Desa Mekarjati, di mana penumpukan sampah domestik ditemukan mengapung dan menghambat debit aliran air secara signifikan.
Untuk menanggulangi masalah sampah terapung ini secara efektif, penggunaan teknologi pembersih sampah otomatis .
utomatic waste cleane.
mulai diterapkan untuk menggantikan metode Namun, tantangan mendasar dari implementasi teknologi ini yaitu kebutuhan akan sistem catu daya mandiri .
tand-alone power syste.
yang andal, mengingat lokasi operasional di badan sungai umumnya tidak terjangkau oleh jaringan listrik konvensional.
Sejalan dengan inovasi teknologi lingkungan, berbagai macam prototipe alat pembersih sampah terapung berbasis energi surya telah dikembangkan, mulai dari mekanisme hisap seabin hingga wahana kapal tanpa awak .
Namun, mayoritas penelitian tersebut masih berfokus pada aspek mekanik dan sistem monitoring IoT, sementara perancangan sub-sistem catu daya secara mendalam sering kali dilakukan menggunakan pendekatan estimasi manual .
anual sizin.
tanpa analisis mendalam .
Pendekatan konvensional ini memiliki keterbatasan dalam memprediksi keandalan sistem terhadap profil beban dinamis, yang berisiko menyebabkan kegagalan daya .
saat cuaca mendung atau .
ketidakakuratan kapasitas baterai .
Di sisi lain, studi literatur menegaskan bahwa metode simulasi terintegrasi menggunakan perangkat lunak PVsyst dan HOMER Pro telah terbukti valid untuk mengevaluasi kelayakan teknis serta ekonomi sistem energi terbarukan .
Meskipun demikian, penerapan simulasi hibrida ini umumnya masih terbatas pada beban statis skala perumahan atau bangunan, dan belum secara komprehensif diaplikasikan pada sistem daya mikro untuk robotika lingkungan yang beroperasi dengan karakteristik beban kontinu di badan air atau alat pembersih sungai seperti FLOW .
Abdul Azis dkk: Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid .
E/P-ISSN: 2549-0842/2528 Ae 6498 JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Kekosongan studi pada beban dinamis tersebut menjadi dasar pengembangan alat FLOW (Floating Litter Automatic Waste-Bi.
, yang beroperasi menggunakan mekanisme pergerakan vertikal dari linear aktuator yang mampu menaikkan dan menurunkan tabung atau bodi tempat terkumpulnya sampah.
Sehingga, menghasilkan efek isapan dan didukung oleh sistem pompa untuk menghisap air serta memerangkap sampah terapung.
Mekanisme pada operasional ini memunculkan permasalahan mendasar terkait karakteristik beban yang bersifat induktif dan dinamis, terutama dari komponen motor pompa dan aktuator linear.
Berbeda dengan beban resistif pada rumah tangga, beban induktif memerlukan arus awal .
nrush curren.
yang tinggi, sehingga strategi pencocokan .
antara kapasitas panel surya dan karakteristik motor menjadi sangat penting .
Selain itu, kondisi lingkungan operasional di wilayah perairan terbuka seperti Karawang memiliki tantangan tersendiri berupa temperatur lingkungan yang tinggi dan potensi mismatch akibat bayangan parsial, yang secara teknis dapat menurunkan efisiensi keluaran daya pada panel surya .
Ketiadaan analisis rugi-rugi .
oss analysi.
yang presisi terhadap faktorfaktor lingkungan ini dapat mengakibatkan ketidakakuratan desain sistem, baik berupa kegagalan suplai daya saat beban puncak maupun pembengkakan biaya investasi akibat kapasitas baterai yang berlebihan .
Berdasarkan identifikasi permasalahan tersebut, penelitian ini bertujuan untuk melakukan perancangan dan analisis teknoekonomi sistem catu daya PLTS off-grid pada alat pembersih sampah terapung bernama FLOW dengan menggunakan pendekatan simulasi terintegrasi.
Metode penelitian menerapkan strategi simulasi hibrida, di mana perangkat lunak PVsyst digunakan untuk memvalidasi performa teknis melalui analisis rugi-rugi .
oss analysi.
akibat faktor lingkungan, sedangkan HOMER Pro digunakan untuk mengoptimalkan konfigurasi komponen berdasarkan indikator ekonomi Net Present Cost (NPC) dan Cost of Energy (COE) terendah.
Melalui pendekatan ini, penelitian diharapkan mampu memberikan kontribusi berupa model perancangan sistem daya mandiri yang presisi, andal dalam melayani beban dinamis motor pompa, serta efisien secara biaya siklus hidup untuk mendukung operasional teknologi kebersihan sungai yang II.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini menerapkan metode simulasi dan analisis tekno-ekonomi terintegrasi untuk memverifikasi kelayakan desain sistem daya pada sebuah alat pembersih sampah terapung di sungai.
Pendekatan berbasis simulasi dipilih sebagai solusi mitigasi atas keterbatasan metode perancangan konvensional yang umumnya masih mengandalkan estimasi kapasitas statis.
Metode konvensional tersebut memiliki risiko ketidakakuratan dalam memprediksi performa sistem terhadap fluktuasi cuaca dan beban dinamis, yang berpotensi menyebabkan oversizing .
emborosan biay.
atau undersizing .
egagalan day.
pada tahap implementasi .
, .
, .
Kerangka alur dan tahapan sistematis dalam penelitian ini disajikan pada Gambar 1.
Untuk menghasilkan desain yang presisi, penelitian ini menggabungkan analisis profil beban intermiten dengan optimasi biaya siklus hidup.
Proses validasi dilakukan menggunakan dua perangkat lunak ter standarisasi.
HOMER
Pro akan digunakan untuk menentukan konfigurasi komponen paling optimal berdasarkan indikator Net Present Cost (NPC) terendah, merujuk pada validitas metode ini dalam studi kelayakan energi wilayah Karawang.
Sementara itu.
PVsyst akan digunakan untuk analisis teknis mendalam guna mengevaluasi parameter performa sistem, termasuk pengaruh variabel lingkungan spesifik seperti rugi-rugi koleksi .
rray losse.
dan rugi-rugi termal .
hermal losse.
terhadap efisiensi total serta ketersediaan energi .
olar fractio.
Gambar 1.
Diagram Alir Tahapan Penelitian Lokasi dan Potensi Energi Alat FLOW (Floating Litter Automatic Waste-Bi.
direncanakan akan dipasang pada area bantaran sungai di Desa Mekarjati.
Kabupaten Karawang.
Jawa Barat.
Lokasi ini dipilih karena dari hasil observasi merupakan titik krusial aliran sungai di wilayah hilir yang sering mengalami penumpukan sampah.
Secara geografis, titik koordinat penempatan alat terletak pada 6A15' Lintang Selatan dan 107A17' Bujur Timur seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.
Abdul Azis dkk: Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid .
E/P-ISSN: 2549-0842/2528 Ae 6498 JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Gambar 2.
Lokasi Penempatan Alat FLOW pada Saluran Irigasi Desa Mekarjati Untuk parameter simulasi energi, data radiasi matahari dan temperatur diambil dari data basis NASA Prediction of Worldwide Energy Resources (POWER) dan Meteonorm 8.
yang terintegrasi dalam software simulasi.
Pemilihan lokasi ini sangat strategis karena wilayah Karawang memiliki potensi energi surya yang tinggi dan stabil sepanjang tahun, sehingga sangat mendukung penerapan sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sebagai sumber daya utama alat .
Data potensi energi matahari di lokasi penelitian ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1.
Data potensi energi matahari di Desa Mekarjati.
Kabupaten Karawang.
Jawa Barat Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Rata-rata Iradiasi Matahari Global .
Wh/mA/har.
Suhu Lingkungan (AC) Kecepatan Angin .
Konfigurasi Sistem dan Profil Beban Sistem catu daya alat pembersih sampah terapung dirancang menggunakan konfigurasi pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) off-grid yang mampu beroperasi secara mandiri tanpa terhubung ke jaringan listrik.
Sistem ini berfungsi sebagai sumber energi utama untuk semua komponen listrik pada alat FLOW.
Konfigurasi sistem menggunakan topologi DCcoupled off-grid, di mana energi dari modul surya disimpan pada baterai melalui solar charge controller (SCC) tipe MPPT dan langsung digunakan untuk menyuplai seluruh beban DC.
Penggunaan inverter DCAeAC tidak digunakan untuk meminimalkan rugi-rugi konversi energi dan juga beban tidak ada yang menggunakan listrik AC.
Gambar 3.
Skema Rangkaian Distribusi Daya dan Konfigurasi Beban Analisis mengidentifikasi spesifikasi daya seluruh komponen aktif yang tertera pada skema rangkaian Gambar 3.
Strategi manajemen energi diterapkan melalui metode operasional intermiten pada beban mekanik utama untuk meminimalkan depth of discharge Berdasarkan perhitungan akumulatif sebagaimana dirincikan pada Tabel 2, total kebutuhan energi harian sistem diproyeksikan mencapai 560,18 ycOEa/Eaycaycycn dengan beban puncak 220,23 ycOycaycyc.
Data profil beban ini akan digunakan sebagai parameter masukan utama dalam simulasi kinerja sistem menggunakan perangkat lunak PVsyst.
Tabel 2.
Kebutuhan daya alat pengisap sampah sungai (FLOW) Komponen Pompa Air Utama .
W) Linear Actuator Relay Module ESP32 (Master IoT) Arduino Mega (Slav.
Sensor Ultrasonik Uni.
Sensor
Arus
INA219
Stepdown
Converter Loss
Total
Tegangan (V) Daya
(W)
Waktu Operasi .
aycayco/yaycaycyc.
Total Energi .
cOEa/Eaycaycyc.
180,00 2,4 Jam* 432,00 38,40 2,4 Jam* 92,16 0,36 2,4 Jam* 0,86 0,75 24 Jam 18,00 0,35 24 Jam 8,40 0,24 24 Jam 5,76 24 Jam 0,12 0,12 24 Jam 2,88 220,23 ycOycaycyc 560,18 ycOEa/Eaycaycycn *Durasi 2,4 jam merupakan akumulasi dari 48 siklus operasional harian dengan durasi 3 menit per siklus untuk mengoptimalkan konsumsi daya beban mekanik.
Abdul Azis dkk: Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid .
E/P-ISSN: 2549-0842/2528 Ae 6498 JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Perhitungan Kapasitas Komponen (Manual Sizin.
Penentuan Kapasitas Baterai Kapasitas baterai dihitung berdasarkan total konsumsi energi harian .
aycycuycyca ), tegangan sistem .
cOycycyc ), dan batas aman pengurasan atau Depth of Discharge (DoD).
Sistem menggunakan ycOycycyc sebesar 12 ycO dan batas aman yaycuya sebesar 80% .
untuk menjaga umur pakai baterai.
Kapasitas baterai minimum .
aycaycayc )dihitung menggunakan Persamaan .
yaycaycayc = yaycycuycycayco ycOycycyc UI yaycuya Dengan mengacu pada Tabel 2 total konsumsi energi harian sebesar 560,18 ycOEa, maka kebutuhan kapasitas baterai dihitung sebagai berikut:
yaycaycayc = 560,18 ycOEa = 58,33 yaEa 12ycO.
UI 0,8
Berdasarkan hasil perhitungan pada persamaan 2, kapasitas baterai minimum yang dibutuhkan adalah 58,33 yaEa.
Oleh karena itu, dipilih baterai dengan kapasitas nominal 60 yaEa .
ycO) yang merupakan kapasitas komersial terdekat untuk memenuhi kebutuhan energi sistem serta menyediakan cadangan daya yang memadai.
Penentuan Kapasitas Panel Surya Kapasitas daya puncak panel surya .
cEycyyceycayco ) ditentukan untuk memenuhi kebutuhan energi harian sistem dengan mempertimbangkan faktor keamanan (Safety Factor, ycIy.
sebesar 1,4 serta durasi penyinaran efektif matahari (Peak Sun Hour.
yaitu selama 5 jam per hari.
Persamaan yang digunakan untuk menghitung kapasitas daya puncak panel surya ditunjukkan pada Persamaan .
yaycoycnycu = yaycyca UI 1,25 .
Mengacu pada spesifikasi panel surya Maysun MS200M-60 .
ycOyc.
yang memiliki nilai yaycyca sebesar 11,67 ya, maka arus minimum SCC dihitung sebagai berikut:
yaycoycnycu = 11,67 ya UI 1,25 = 14,59 ya Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, dipilih Solar Charge Controller dengan kapasitas 20 ya, yang memberikan margin keamanan yang memadai dibandingkan SCC berkapasitas 10 ya yang berada di bawah kebutuhan arus minimum sistem.
Konfigurasi Simulasi Simulasi dilakukan untuk memvalidasi desain teknis dan kelayakan ekonomi sistem PLTS off-grid yang terpasang di tepi sungai.
Perangkat lunak PVsyst digunakan untuk analisis potensi energi dan rugi-rugi sistem, sedangkan HOMER Pro digunakan untuk analisis ekonomi dan optimasi komponen.
Konfigurasi Simulasi PVsyst Simulasi PVsyst difokuskan pada evaluasi performa energi sistem berdasarkan kondisi lingkungan sungai dan konfigurasi modul surya yang digunakan.
Parameter utama simulasi disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3.
Parameter Simulasi PVsyst Parameter Jenis Sistem Lokasi Sumber Data Iklim Kapasitas Panel Orientasi (Azimut.
Kemiringan (Til.
Albedo System Losses ycEycyyceycayco = yaycycuycycayco .
ycIya ycNycycycu Nilai Off-grid .
tand-alon.
Karawang.
Jawa Barat Meteonorm 8.
200 Wp 0A (Utar.
0,20 Default PVsyst Konfigurasi Simulasi HOMER Pro Dengan menyubstitusikan nilai parameter yang digunakan, maka diperoleh:
ycEycyyceycayco = 560,18 ycOEa .
= 156,8 ycOycy 5Ea Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, kebutuhan daya puncak minimum pada panel surya adalah 156,8 ycOycy.
Oleh karena itu, dipilih panel surya dengan kapasitas 200 ycOycy, yang merupakan kapasitas komersial terdekat, untuk meningkatkan keandalan sistem dan memastikan pengisian baterai yang optimal pada kondisi cuaca yang bervariasi.
Penentuan Solar Charge Controller (SCC) Spesifikasi pada arus minimum Solar Charge Controller (SCC) ditentukan berdasarkan arus hubung singkat (Short Circuit Current, yaycyca ) dari panel surya yang digunakan, dengan penambahan faktor keamanan sebesar 25% .
aktor pengali 1,.
Penentuan arus minimum SCC dirumuskan pada Persamaan .
Gambar 4.
Skema Konfigurasi Sistem PLTS Off-grid pada Simulasi HOMER Pro Pemodelan sistem dilakukan menggunakan topologi DCcoupled yang menghubungkan komponen panel surya, baterai, dan beban elektrik alat FLOW pada satu bus DC, sebagaimana ditunjukkan pada skema Gambar 4.
Simulasi HOMER Pro digunakan untuk mengevaluasi kelayakan tekno-ekonomi sistem berdasarkan konfigurasi teknis dan biaya komponen yang digunakan.
Parameter simulasi dirangkum pada Tabel 4.
Tabel 4.
Parameter Simulasi HOMER Pro Parameter Kapasitas PV Kapasitas Baterai Strategi Operasi Abdul Azis dkk: Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid .
Nilai 200 Wp 12 V Ae 60 Ah Cycle Charging E/P-ISSN: 2549-0842/2528 Ae 6498 JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Parameter Umur Proyek Discount Rate Profil Beban Biaya Panel Surya Biaya Baterai Biaya SCC MPPT Biaya O&M Nilai 20 Tahun 560,18 ycOEa/Eaycaycycn (Random Variability 10%) Rp 6.
000/Wp Rp 1.
Rp 500.
Rp 50.
000/tahun i.
HASIL PENELITIAN
Hasil Simulasi Teknis Menggunakan PVsyst Evaluasi kinerja teknis dilakukan untuk memvalidasi keandalan desain sistem PLTS off-grid dalam memenuhi kebutuhan energi alat pembersih sampah terapung atau FLOW terhadap dinamika kondisi lingkungan di lokasi penelitian.
Visualisasi hasil simulasi utama terkait parameter produksi energi dan efisiensi sistem disajikan pada Gambar 5.
masih berada dalam batas toleransi operasional yang dapat Data neraca energi bulanan sistem ditampilkan pada Tabel 5.
Tabel 5.
Neraca Energi Tahunan Hasil Simulasi PVsyst Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total/Ratarata Iradiasi Global Wh/mA) Energi Tersedia .
19,64 19,13 23,66 23,60 24,11 22,73 24,42 25,18 24,12 24,32
20,41
20,64
271,96
Energi
Beban
15,31 14,21 16,42 16,38 16,36 16,15 16,94 17,25 16,17 17,29
15,98
15,77
194,25
Energi
Hilang
Solar
Fraction
2,057
1,479
0,941
0,420
1,004
0,654
0,427
0,117
0,630
0,070
0,821
1,592
10,212
0,882
0,906
0,946
0,975
0,942
0,961
0,975
0,993
0,962
0,996
0,951
0,908
0,950
Validasi kinerja sistem diperdalam menggunakan standar IEC 61724 melalui grafik produksi ternormalisasi (Normalized Production.
yang ditampilkan pada Gambar 6.
Grafik ini memetakan proporsi energi harian menjadi tiga komponen utama: energi tersuplai .
cUyce ), kerugian koleksi .
cUyca ), dan kerugian sistem .
cUyc ).
Gambar 5.
Ringkasan Hasil Simulasi Performa Sistem (PVsys.
Berdasarkan hasil simulasi sofware Pvsyst, konfigurasi sistem dengan kapasitas array PV 200 ycOycy mampu menghasilkan energi berguna .
seful energ.
sebesar 194,25 ycoycOEa/ycycaEaycycu.
Analisis efisiensi pada sistem menunjukkan nilai Performance Ratio (PR) tahunan sebesar 55,72%.
Meskipun nilai PR ini tampak moderat jika dibandingkan dengan sistem grid-tied .
ang umumnya >75%), nilai tersebut merupakan karakteristik wajar bagi sistem offgrid mandiri .
Rendahnya PR pada kasus ini bukan sematamata diakibatkan oleh inefisiensi komponen, melainkan adanya pembatasan produksi energi saat baterai mencapai kondisi penuh .
ully charge.
, sehingga potensi energi surya tidak dapat diserap sepenuhnya oleh sistem .
Fenomena pada pembatasan daya ini terkonfirmasi secara visual melalui grafik Daily Input/Output pada Gambar 5 yang terketak di kiri Sebaran titik data menunjukkan pola mendatar .
pada tingkat iradiasi tinggi, yang mengindikasikan bahwa sistem secara aktif memangkas produksi energi .
ketika kapasitas penyimpanan baterai telah mencapai batas maksimum, meskipun potensi energi matahari masih tersedia.
Keandalan suplai daya dievaluasi melalui parameter Solar Fraction yang mencapai 95%, mengindikasikan bahwa mayoritas kebutuhan beban tahunan dapat dipasok atau disuplai secara langsung oleh energi surya.
Adapun energi yang tidak dapat terpenuhi .
issing energ.
tercatat sebesar 10,21 kWh/tahun atau setara dengan 5% dari total kebutuhan beban tahunan .
,46 kW.
Mengingat aplikasi alat pembersih ini bukan merupakan beban kritis .
ritical loa.
seperti peralatan medis, tingkat kegagalan suplai sebesar 5% Gambar 6.
Grafik Produksi Ternormalisasi (Normalized Production.
Terlihat pada Gambar 6 terkait grafik ternormalisasi didominasi batang berwarna biru gelap (Unused energy, yayc ) yang signifikan sepanjang tahun.
Temuan ini konsisten dengan pola saturasi pada Gambar 5 sebelumnya, yang mengonfirmasi bahwa kapasitas pada panel surya menghasilkan surplus energi yang besar melampaui kapasitas penyerapan baterai.
Surplus ini tentunya berfungsi sebagai margin keamanan .
afety margi.
untuk menjamin ketersediaan daya saat kondisi cuaca Selanjutnya.
Analisis terkait faktor-faktor yang mempengaruhi penurunan performa sistem diuraikan melalui diagram rugi-rugi (Loss Diagra.
pada Gambar 7.
Abdul Azis dkk: Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid .
E/P-ISSN: 2549-0842/2528 Ae 6498 JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Tabel 6.
Parameter Kinerja Teknis Hasil Optimasi Parameter Produksi Panel Surya (PV) Konsumsi Beban (Loa.
Energi Berlebih (Exces.
Kekurangan Daya (Unmet Loa.
Kekurangan Kapasitas Gambar 7.
Diagram Rugi-rugi (Loss Diagra.
dan Aliran Energi Sistem Hasil Simulasi PVsyst Berdasarkan Gambar 7, teridentifikasi bahwa rugi-rugi terbesar pada sisi koleksi .
rray capture losse.
yang didominasi oleh pengaruh temperatur modul termal.
Fenomena ini sejalan dengan kondisi lokasi penelitian di Karawang yang memiliki temperatur lingkungan rata-rata cukup tinggi.
Temuan penting lainya yaitu tingginya nilai energi tak terpakai .
nused energ.
sebesar 69,34 ycoycOEa/ycycaEaycycu.
Hal ini mengonfirmasi bahwa kapasitas pada panel surya 200 ycOycy sesungguhnya menghasilkan surplus energi yang signifikan, namun tidak dapat dimanfaatkan dengan alasan keterbatasan kapasitas penyimpanan baterai .
attery full scenario.
Meskipun menurunkan nilai efisiensi (PR), surplus energi ini justru berperan positif sebagai margin keamanan .
afety margi.
untuk menjamin ketersediaan daya saat kondisi cuaca mendung berkepanjangan secara tiba-tiba.
Hasil Simulasi Homer Pro Keandalan Dan Penyimpanan Energi Evaluasi terhadap kontinuitas suplai daya .
ontinuity of suppl.
dilakukan dengan menganalisis keseimbangan antara produksi energi surya dan profil beban dinamis alat FLOW.
Hasil simulasi operasional sistem selama satu tahun penuh disajikan secara komprehensif pada Gambar 8.
Gambar 8.
Hasil Simulasi Ringkasan Kinerja Elektrikal Sistem (HOMER Pr.
Nilai .
Wh/tahu.
Persentase 36,8% 0,087 0,04% 0,185 0,09% Berdasarkan data pada Gambar 8 didukung dengan Tabel 6, sistem PLTS off-grid yang dirancang menunjukkan performa stabilitas yang sangat tinggi.
Hal ini dikuantifikasi melalui parameter Unmet Electric Load yang tercatat hanya sebesar 0,0870 ycoycOEa/ycycaEaycycu, atau hanya setara dengan 0,0425% dari total kebutuhan energi tahunan.
Nilai ini sangat jauh di bawah ambang batas toleransi kegagalan sistem mandiri konvensional yang umumnya mensyaratkan nilai Loss of Load Probability (LOLP) maksimum sebesar 1% untuk menjamin kontinuitas suplai daya .
, .
Hal ini tentunya mengindikasikan bahwa sistem mampu melayani kebutuhan beban alat secara penuh hampir sepanjang waktu operasional tanpa insiden pemutusan daya .
yang signifikan.
Indikator keandalan ini turut diperkuat oleh nilai Capacity Shortage yang sangat rendah, yaitu hanya sekitar 0,09%.
Tingginya tingkat keandalan tersebut didukung oleh neraca energi positif .
ositive energy balanc.
, di mana total produksi energi tahunan mencapai sebesar 368 ycoycOEa, hal ini jauh melampaui total konsumsi beban DC sebesar 204 ycoycOEa.
Selisih signifikan ini tentunya menghasilkan surplus energi .
xcess electricit.
sebesar 135 ycoycOEa/ycycaEaycycu atau sebesar 36,8% dari total produksi.
Dalam konteks sistem mandiri, besarnya surplus energi ini bukan merupakan inefisiensi, melainkan berfungsi penting sebagai margin keamanan .
afety margi.
untuk memastikan baterai dapat terisi penuh kembali .
dengan cepat setelah mengalami siklus pengosongan dalam .
eep discharg.
, terutama pasca kondisi cuaca mendung dilokasi.
Analisis visual terhadap grafik batang produksi bulanan (Monthly Electric Productio.
pada Gambar 8 memperlihatkan bahwa produksi energi relatif stabil di yang hanya berada pada kisaran 25 Oe 35 ycoycOEa/ycaycycoycaycu sepanjang tahun.
Bahkan pada bulan-bulan dengan curah hujan tinggi .
eperti pada bulan Januari-Februar.
, produksi energi minimum masih berada di atas kebutuhan beban bulanan .
ata-rata 17 ycoycOEa/ycaycycoycayc.
Konsistensi profil produksi ini, dikombinasikan dengan adanya surplus energi (Excess Electricit.
yang mencapai hingga 135 ycoycOEa/ycycaEaycycu, sehingga hal ini menegaskan bahwa konfigurasi sistem memiliki ketahanan .
yang memadai untuk beroperasi secara mandiri di lingkungan sungai yang memiliki variabilitas cuaca tinggi, karena cadangan daya dapat dipulihkan dengan cepat setelah pemakaian malam hari.
Analisis Kelayakan Tekno-Ekonomi dan Siklus Hidup Sistem Analisis kelayakan ekonomi dilakukan untuk dapat mengestimasi total biaya investasi awal (Initial Capita.
dan biaya operasional sistem selama umur proyek 20 tahun.
Abdul Azis dkk: Perancangan dan Analisis Tekno-Ekonomi PLTS Off-grid .
E/P-ISSN: 2549-0842/2528 Ae 6498 JTE UNIBA.
Vol.
No.
April 2026 Gambar 9.
Ringkasan Kelayakan Ekonomi dan Biaya Siklus Hidup (HOMER Pr.
Berdasarkan hasil simulasi sofware Homer pro pada Gambar 9, sistem PLTS off-grid yang dirancang memiliki nilai Net Present Cost (NPC) total sebesar ycIycy 7.
Adapun hasil Biaya Pokok Penyediaan (BPP) listrik atau Levelized Cost of Energy (COE) tercatat sebesar ycIycy 2.
539,74/ycoycOEa.
Nilai investasi dan biaya energi tersebut merepresentasikan kelayakan ekonomi untuk mendukung operasional mandiri .
nergy independenc.
pada alat FLOW di lingkungan sungai.
Mengingat lokasi operasional di sungai yang tentunya memiliki keterbatasan akses energi, besaran biaya ini dapat dijustifikasi sebagai investasi strategis untuk menjamin keberlanjutan fungsi pembersihan sampah secara kontinu selama 20 tahun tanpa membebani biaya operasional rutin.
Rincian struktur biaya siklus hidup .
ifecycle cost breakdow.
untuk setiap komponen sistem diuraikan secara detail pada Tabel 7.
Tabel 7.
Rincian Biaya Siklus Hidup Sistem (Cost Breakdow.
menggunakan Homer Pro Komponen Baterai (Lead Aci.
Panel Surya
(PV) & SCC
Total Sistem Capital (R.
Replacement (R.
Biaya
O&M
Total
NPC
Data pada Tabel 7 menampilkan dominasi komponen penyimpanan energi terhadap total anggaran proyek.
Komponen baterai menyumbang biaya terbesar yakni mencapai sekitar ycIycy 5,25 ycycycyca atau setara dengan 67,5% dari total NPC sistem.
Tingginya porsi biaya ini karena disebabkan oleh karakteristik teknis baterai Lead-Acid yang memiliki masa pakai .
terbatas, sehingga membutuhkan alokasi biaya penggantian .
eplacement cos.
periodik sekitar Rp 2,25 selama 20 tahun masa proyek.
Sebaliknya.
Pada komponen pembangkitan yang terdiri dari Panel Surya dan Charge Controller (SCC) hanya berkontribusi sebesar 32,5% dari total biaya sebesar ycIycy 2,53 ycycycyca.
Berbeda dengan baterai, struktur biaya panel surya tentunya didominasi oleh modal awal (Capital Cos.
sebesar ycIycy 1,55 ycycycyca dan biaya operasional pemeliharaan (O&M) sekitar ycIycy 973 ycycnycayc, tanpa adanya beban biaya penggantian komponen utama selama periode operasi.
Analisis ini mengimplikasikan bahwa keberlanjutan ekonomi sistem sangat bergantung pada manajemen pemeliharaan baterai untuk meminimalkan frekuensi penggantian di masa depan.
IV.
KESIMPULAN
Penelitian ini telah berhasil merancang dan memvalidasi analisis tekno-ekonomi sistem catu daya PLTS off-grid untuk pemenuhan energi alat pembersih sampah terapung (FLOW) menggunakan simulasi terintegrasi.
Secara teknis, konfigurasi sistem terbukti sangat andal dalam melayani beban dinamis Hal ini dibuktikan dengan tingkat pemenuhan energi (Solar Fractio.
yang mencapai 95% serta tingkat kekurangan daya (Unmet Electric Loa.
yang sangat kecil, yaitu hanya sebesar 0,04% per tahun.
Meskipun sistem mencatat nilai Performance Ratio (PR) tahunan sebesar 55,72% dan menghasilkan kelebihan energi .
xcess electricit.
sebesar 36,8%, hal ini bukan merupakan pemborosan.
Surplus tersebut justru berfungsi secara strategis sebagai margin keamanan .
afety margi.
yang krusial guna menjamin alat tetap beroperasi saat menghadapi kondisi cuaca yang buruk.
Dari perspektif tekno-ekonomi, sistem catu daya mandiri ini terbukti layak dan efisien untuk diimplementasikan.
Simulasi kelayakan ekonomi selama umur proyek 20 tahun menunjukkan total nilai investasi Net Present Cost (NPC) sebesar Rp 7.
690 dan Cost of Energy (COE) yang sangat kompetitif, yakni ycIycy 2.
539,74/ycoycOEa.
Komponen baterai Lead-Acid menjadi penyumbang biaya dominan sebesar 67,5% dari total NPC akibat keharusan penggantian secara berkala.
Implikasi dari penelitian ini menegaskan bahwa desain PLTS off-grid ini sangat strategis dan dapat diandalkan sebagai solusi krisis daya untuk operasional alat pelestarian lingkungan sungai yang berada di luar jangkauan jaringan listrik Keberlanjutan sistem ke depannya akan sangat bergantung pada efektivitas manajemen pemeliharaan baterai guna menekan pengeluaran jangka panjang.
REFERENSI