Perbedaan Sistem On-Grid, Hybrid, dan Off-Grid pada PLTS Atap

Keputusan pertama yang harus diambil sebelum memasang PLTS atap bukanlah merek modul atau jumlah keping, melainkan skema sistemnya. Ada tiga skema yang lazim dipakai, yaitu on-grid, hybrid, dan off-grid. Ketiganya memakai modul surya yang sama, namun berbeda pada jenis inverter, keberadaan baterai, dan hubungannya dengan jaringan PLN.

Artikel ini menguraikan perbedaan sistem on-grid, hybrid, dan off-grid pada PLTS atap, beserta kondisi yang membuat masing-masing skema menjadi pilihan yang paling masuk akal.

Perbandingan singkat ketiga sistem

Tabel berikut ini merangkum perbedaan pokoknya sebelum masing-masing diuraikan lebih rinci.

Sistem on-grid

Sistem on-grid, yang juga disebut grid tie, menghubungkan keluaran inverter langsung ke instalasi rumah dan ke jaringan PLN. Aliran dayanya sederhana. Modul surya menghasilkan arus searah, inverter mengubahnya menjadi arus bolak-balik, lalu daya tersebut dipakai oleh beban rumah. Kelebihan produksi diekspor ke jaringan PLN melalui kWh meter ekspor impor.

Cara kerjanya

Pada siang hari, produksi panel surya umumnya melampaui pemakaian rumah tinggal, sebab penghuninya sedang bekerja atau bersekolah. Kelebihan tersebut tidak terbuang, melainkan tercatat sebagai ekspor. Pada malam hari, ketika produksi berhenti, rumah kembali memakai listrik PLN yang tercatat sebagai impor.

Kelebihannya

• Biaya awal paling rendah, sebab tidak ada baterai. Baterai umumnya menyerap tiga puluh sampai empat puluh persen dari total anggaran sistem.
• Efisiensi konversi paling tinggi, sebab daya tidak melewati siklus pengisian dan pengosongan baterai.
• Perawatannya paling ringan. Komponen yang perlu diperiksa hanya modul dan inverter.
• Masa pengembalian investasi paling cepat di antara ketiga skema.

Kekurangannya

Ada satu keterbatasan yang perlu dipahami sejak awal. Inverter grid tie dilengkapi fungsi anti islanding, yaitu pemutusan otomatis ketika jaringan PLN padam. Fungsi tersebut merupakan syarat keselamatan yang melindungi teknisi PLN dari arus balik pada jaringan yang sedang diperbaiki. Konsekuensinya, sistem on-grid ikut berhenti ketika listrik PLN padam, sekalipun matahari sedang terik.

Sistem hybrid

Sistem hybrid menambahkan bank baterai di antara inverter dan beban rumah. Inverter hybrid mampu mengatur empat aliran daya sekaligus, yaitu dari panel ke beban, dari panel ke baterai, dari baterai ke beban, dan dari jaringan PLN ke beban.

Cara kerjanya

Prioritas aliran daya umumnya diatur secara berurutan. Produksi panel surya pertama-tama dipakai oleh beban rumah. Kelebihannya mengisi baterai sampai penuh. Setelah baterai penuh, sisanya diekspor ke jaringan PLN. Pada malam hari atau ketika listrik PLN padam, baterai mengambil alih pasokan.

Kelebihannya

• Rumah tetap menyala ketika jaringan PLN padam, sepanjang kapasitas baterainya memadai.
• Pemakaian listrik malam hari dapat dipasok dari produksi siang hari, sehingga impor dari PLN berkurang.
• Beban penting seperti kulkas, pompa air, dan perangkat medis dapat dipisahkan ke jalur cadangan khusus.

Kekurangannya

Baterai lithium ferro phosphate memiliki umur pakai sekitar enam ribu siklus atau setara dengan sepuluh sampai lima belas tahun pemakaian rumah tangga. Umur tersebut lebih pendek daripada umur modul surya yang mencapai dua puluh lima tahun, sehingga penggantian baterai perlu diperhitungkan sebagai biaya lanjutan. Selain itu, ada rugi-rugi sekitar sepuluh sampai lima belas persen pada setiap siklus pengisian dan pengosongan.

Sistem off-grid

Sistem off-grid berdiri sendiri tanpa sambungan ke jaringan PLN. Seluruh kebutuhan listrik dipasok oleh panel surya pada siang hari dan oleh baterai pada malam hari. Skema ini dipakai pada lokasi yang memang belum terjangkau jaringan listrik, misalnya pulau kecil, tambak, menara telekomunikasi, pos jaga perkebunan, dan vila terpencil.

Cara kerjanya

Karena tidak ada jaringan yang berfungsi sebagai cadangan, seluruh kekurangan pasokan harus ditanggung oleh baterai. Karena itu perancangan sistem off-grid memakai asumsi hari otonomi, yaitu jumlah hari sistem harus tetap berjalan tanpa penyinaran matahari sama sekali. Nilai yang lazim dipakai adalah dua sampai tiga hari.

Kelebihannya

• Sepenuhnya mandiri, tanpa tagihan listrik dan tanpa ketergantungan pada jaringan.
• Dapat dipasang di lokasi yang tidak mungkin dijangkau jaringan distribusi.

Kekurangannya

Biaya awalnya paling tinggi, sebab kapasitas baterainya harus jauh lebih besar. Sistem ini juga menuntut disiplin pemakaian, sebab tidak ada pasokan cadangan ketika baterai kosong. Beban dengan arus awal besar seperti pompa dan pendingin ruangan perlu diperhitungkan secara khusus agar inverter tidak mengalami beban lebih.

Bagaimana memilih di antara ketiganya

Pemilihan skema sebaiknya didasarkan pada kondisi kelistrikan di lokasi, bukan pada anggaran semata.

Apabila lokasi Anda terjangkau jaringan PLN dan pemadaman jarang terjadi, sistem on-grid merupakan pilihan yang paling ekonomis. Menambahkan baterai pada kondisi tersebut memperpanjang masa pengembalian investasi tanpa memberikan manfaat yang sebanding.

Apabila pemadaman terjadi beberapa kali dalam sebulan, atau apabila ada beban yang tidak boleh terputus, sistem hybrid layak untuk dipertimbangkan. Kapasitas baterainya tidak perlu menanggung seluruh rumah, cukup beban penting saja.

Sistem off-grid hanya masuk akal apabila jaringan PLN memang tidak tersedia. Memilih off-grid pada lokasi yang berlistrik PLN berarti membayar kapasitas baterai yang sebenarnya tidak diperlukan.

Kesalahan yang sering terjadi dalam memilih skema

Kekeliruan yang paling sering ditemui adalah anggapan bahwa sistem on-grid tetap menyala ketika listrik padam. Anggapan tersebut keliru, dan hal ini kerap baru disadari setelah sistem terpasang.

Kekeliruan berikutnya adalah memasang baterai berkapasitas besar tanpa menghitung profil pemakaian malam hari. Baterai yang tidak pernah terpakai sampai setengah kapasitasnya merupakan modal yang menganggur.

Kekeliruan ketiga adalah memilih inverter tanpa memperhatikan kemungkinan penambahan kapasitas. Inverter hybrid umumnya lebih mahal daripada grid tie, namun memungkinkan penambahan baterai di kemudian hari tanpa mengganti inverter.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apakah sistem on-grid dapat diubah menjadi hybrid?

Dapat, namun inverternya harus diganti dengan inverter hybrid, kecuali sistem awalnya sudah memakai inverter hybrid yang dioperasikan tanpa baterai. Modul surya dan rangka pemasangannya tetap dapat dipakai.

Berapa kapasitas baterai yang diperlukan untuk sebuah rumah?

Bergantung pada pemakaian malam hari. Rumah yang memakai 6 kWh antara pukul enam sore sampai enam pagi memerlukan baterai sekitar 7 kWh, dengan memperhitungkan rugi-rugi dan batas kedalaman pengosongan.

Apakah sistem hybrid memerlukan izin PLN?

Memerlukan, sepanjang sistemnya masih terhubung ke jaringan. Prosedur perizinannya sama dengan sistem on-grid dan diuraikan pada artikel prosedur pemasangan PLTS atap.

Skema mana yang paling cepat mengembalikan investasi?

Sistem on-grid, sebab biaya awalnya paling rendah dan efisiensinya paling tinggi. Masa pengembaliannya berkisar enam sampai sembilan tahun untuk rumah tinggal.

Langkah berikutnya

Setelah skema sistem ditentukan, tahap berikutnya adalah menghitung kapasitas yang diperlukan. Cara menghitungnya diuraikan pada artikel cara menghitung kebutuhan panel surya. Setelah sistem terpasang, jadwal pemeriksaannya dapat Anda ikuti dari panduan perawatan panel surya.

Apabila Anda masih ragu di antara ketiga skema tersebut, silakan menyampaikan kondisi lokasi dan profil pemakaian listrik Anda melalui WhatsApp. Kami akan memberikan rekomendasi beserta alasan teknisnya.