1. Kapita Selekta Matematika Terapan
17 Juni 2013
Energi Hibrid sebagai Energi Baru yang
Terbarukan
Hirwanto1, Syamsul Ma’arif2, Prasetya Rifqi3,Nurdianti Rizki Hapsari4,Silvia
Anggraini5
Intisari
Energi hybrid merupakan salah satu alternatif energi baru yang menggabungkan dua
atau lebih energi alternatif guna optimalisasi kinerja pembangkit energi. Makalah
ini membahas pengembangan energi hibrid di lokasi Desa Poncosari, Bantul yang
didukung oleh kondisi alam disebelah selatan yang berhadapan langsung dengan laut
selatan Jawa. Sehingga cukup layak dijadikan tempat pembangkit listrik energy hybrid
dengan turbin putaran rendah.
Kata Kunci
energi hybrid,daya listrik, kincir angin, photovaltaic
*Dosen Pembimbing:
Irwan Endrayanto, S.Si., M.Sc.
*NIM :
1PA/12442, 2PA/11538, 3PA/11596, 4PA/12988, 5PA/13140,
Daftar Isi
1 Pendahuluan 1
1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Rumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Pembahasan 3
2.1 Faktor Lapangan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Asumsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 Perhitungan Total Daya Listrik yang digunakan warga Desa Poncosari . . . . . . . . . 3
2.4 Perhitungan Jumlah kincir angin yang dibutuhkan agar Hybrid Energy Systems dapat
memenuhi kebutuhan konsumsi listrik desa Poncosari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.5 Biaya pembuatan hybrid energy systems yang dikembangkan di Desa Poncosari . 5
3 Kesimpulan 5
Daftar Pustaka 5
1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Secara Nasional kebutuhan energi di Indonesia terus meningkat seiring laju pertum-
buhan penduduk. Peningkatan kebutuhan energi mencapai 8,5% pertahun, akan tetapi
laju kebutuhan yang sangat cepat tersebut tidak diimbangi dengan produksi riil sector
energy di Indonesia. Dalam kondisi krisis energi seperti inilah negara-negara di dunia

2. Energi Hibrid sebagai Energi Baru yang Terbarukan — 2/5
berlomba untuk mencari dan memanfaatkan sumber energi alternatif untuk menjaga ke-
amanan ketersediaan sumber energinya. Krisis energi ini dikarenakan beberapa sebab
diantaranya semakin berkurangnya sumber daya alam terutama minyak bumi dan makin
bertambahnya jumlah sarana industri yang membutuhkan pasokan energi dari sumber daya
alam tadi. Dengan semakin berkembangnya teknologi di dunia, kebutuhan energi di dunia
juga ikut meningkat. Kenaikan kebutuhan energi tersebut akan terus meningkat seiring
kenaikan angka pertumbuhan penduduk di dunia. Sebagian besar energi yang dikonsumsi
merupakan energi fosil yang tidak dapat diperbaharui (irenewable resources). Ketersediaan
energi fosil sebagai sumber energi utama sangat terbatas dan terus mengalami ancaman
kelangkaan kerena penggunaan energi tersebut dalam skala besar dan secara terus menerus.
Perlu adanya sumber energi alternatif baru yang dapat diperbaharui (renewable resources)
untuk menggantikan sumber energi fosil. Selain itu angka polusi yang diakibatkan dari
pembangkitan energi bahan bakar fosil tersebut sangat besar.
Potensi energy non fosil, seperti tenaga air (termasuk mini/mikro/pikohidro), panas
bumi, biomassa, tenaga surya, tenaga angin, nuklir di Indonesia cukup melimpah dan
belum termanfaatkan secara optimal. Sumber energi terbarukan adalah sumber energi
yang dihasilkan dari sumber daya energi yang berkelanjutan. Energi terbarukan yang
berkembang pesat di dunia saat ini adalah energi angin dan energi matahari. Sumber
energi angin dan surya merupakan sumber energi terbarukan yang bersih dan tersedia
secara bebas (free). Masalah utama dari kedua jenis energi tersebut adalah tidak tersedia
terus menerus. Energi surya hanya tersedia pada siang hari ketika cuaca cerah (tidak
mendung atau hujan). Sedangkan energi angin tersedia pada waktu yang seringkali tidak
dapat diprediksi (sporadic), dan sangat berfluktuasi tergantung cuaca atau musim. Untuk
mengatasi permasalahan di atas, teknik hibrid banyak digunakan untuk menggabungkan
beberapa jenis pembangkit listrik, seperti pembangkit energi angin, surya, dan diesel,
pembangkit energi angin dan surya, pembangkit energi angin dan diesel. Dengan kata lain,
Hybrid Energy Systems adalah suatu sistem yang menggabungkan dua atau lebih energi
alternative guna optimalisasi kinerja pembangkit energi yang digunakan.
Energi listrik hybrid sangat cocok untuk dipasang di beberapa wilayah pesisir kawasan
Indonesia. Salah satunya adalah di pesisir pantai selatan Yogyakarta. Secara geografis
daerah ini merupakan lahan terbuka yang bersinar sepanjang hari dan kecepatan angin rata-
rata dengan intensitas 4 m/s (LAPAN). Kondisi tersebut menjadikan satu kriteria pemilihan
lokasi pengembangan energy hybrid yang akan kami bahas lebih lanjut pada makalah ini,
yaitu Desa Poncosari, Bantul. Lokasi ini didukung oleh kondisi alam disebelah selatan
yang berhadapan langsung dengan laut selatan Jawa. Sehingga cukup layak dijadikan
tempat pembangkit listrik energy hybrid dengan turbin putaran rendah. Energi listrik
yang dihasilkan ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan listrik warga setempat serta
mendukung sektor perdagangan, industry, perumahan dan lain-lain.
1.2 Rumusan Masalah
1. Berapa banyak daya listrik yang digunakan warga Desa Poncosari untuk memenuhi
kebutuhan perumahan, perdagangan dan industri?
2. Berapa banyak kincir angin yang dibutuhkan agar hybrid energy systems dapat
memenuhi kebutuhan listrik di desa Poncosari?
3. Berapa biaya pembuatan hybrid energy systems yang dikembangkan di Desa Ponco-
sari?

3. Energi Hibrid sebagai Energi Baru yang Terbarukan — 3/5
2. Pembahasan
Untuk menyelesaikan permasalahan permasalahan di atas, maka ada dua cara untuk
mengestimasinya. Kita dapat mengestimasinya dengan menghitung banyaknya daya listrik
yang dikonsumsi dan daya listrik yang diproduksi Hybrid Energy Systems. Tentunya
untuk mengestimasi total daya listrik yang dikonsumsi oleh warga Desa Poncosari, kita
perlu mengetahui total daya listrik dimasing-masing sektor (perumahan, perdagangan dan
industri). Sebelum menginjak ke perhitungan secara jelas, kita membutuhkan beberapa
asumsi dan clue. Diantaranya adalah sebagai berikut :
2.1 Faktor Lapangan
1. Jumlah penduduk Desa Poncosari adalah 11.807 jiwa *(Sumber : Badan Pusat Statis-
tik D.I.Y tahun 2010). Pada masalah ini kami mengasumsikan jumlah penduduknya
adalah 12.000 jiwa untuk mempermudah perhitungan.
2. Kecepatan angin rata-rata disekitar pesisir daerah Desa Poncosari dengan intensitas 4
m/s pada ketinggian 30 meter dapat menghasilkan daya listrik sebesar 15 kW - 30 kW
untuk tiap kincir angin. **( Sumber : LAPAN). Kondisi ini menggambarkan bahwa
Desa Poncosari merupakan tempat yang layak digunakan untuk pengembangan
energi hibrid, terutama dengan pemanfaatan tenaga angin.
3. Potensi energi surya di Indonesia sangat tinggi, dengan radiasi rata-rata adalah 4
- 5 kWh / m2 yang berlaku sepanjang tahun. ***( Sumber : Media Komunikasi
Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM))
2.2 Asumsi
1. Daya listrik yang digunakan oleh tiap rumah sebesar 450 Watt
2. Tiap rumah dihuni oleh kurang lebih 4 anggota keluarga
3. Konsumsi energi listrik selain untuk sektor perumahan, perdagangan dan industri
diabaikan
4. Konsumsi daya listrik untuk sektor perdagangan adalah 4% dari total konsumsi
daya listrik perumahan. Sedangkan konsumsi daya listrik Desa Poncosari di sektor
industri adalah 900 W.
5. Daya listrik yang diproduksi oleh Photovoltaic sebagai pembangkit listrik tenaga
surya adalah 200 W, dimana alat ini akan diletakkan di tiap rumah warga.
6. Daya listrik yang dihasilkan oleh setiap pembangkit listrik tenaga angin (kincir
angin) adalah 20 kW dengan rata-rata kecepatan anginnya 4 m/s.
7. Biaya satu kincir angin adalah Rp 60.000.000,00
8. Biaya satu photovoltaic sebagai pembangkit tenaga surya adalah Rp 5.000.000,00
9. Biaya kincir angin dan photovoltaic sudah termasuk biaya pemasangan
10. Biaya perawatan/pemeliharaan diabaikan.
2.3 Perhitungan Total Daya Listrik yang digunakan warga Desa Poncosari
Selanjutnya akan dihitung berapa total daya listrik yang digunakan oleh warga Desa
Poncosari. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa kita perlu mengestimasi total
daya listrik yang dikonsumsi dan total daya listrik yang diproduksi. Diketahui bahwa
jumlah penduduk Desa Poncosari adalah 12.103 jiwa. Oleh karena diasumsikan tiap rumah
dihuni oleh 4 anggota keluarga, maka diperoleh banyaknya rumah adalah 3.103 rumah.

4. Energi Hibrid sebagai Energi Baru yang Terbarukan — 4/5
Sedangkan konsumsi listrik tiap rumah sebesar 450 Watt, sehingga diperoleh
Pres = Banyaknya rumah × Konsumsi listrik tiap rumah
= 12.103
4 rumah × 450 Watt/rumah
= 3.103 rumah × 450 Watt/rumah
= 1,35.106 Watt
Kegiatan perekonomian masyarakat Desa Poncosari bersumber dari tiga sektor utama
yakni perdagangan, perikanan dan peternakan. Selain itu, usaha industri kecil rumah tangga
juga mulai berkembang. Untuk konsumsi daya listrik di sektor industri pada masalah
ini merupakan konsumsi listrik untuk perikanan, peternakan dan usaha industri kecil.
Diasumsikan penggunaan daya listrik untuk kebutuhan perdagangan adalah 4% dari total
daya listrik perumahan. Sehingga diperoleh
Pcommercial =
4
100
×1,35.106
W = 54000W = 54kW ≈ 60kW
Untuk mempermudah perhitungan kami mengestimasikan konsumsi daya listrik di sektor
perdagangan adalah 60 kW. Sedangkan konsumsi daya listrik di sektor industri berdasarkan
data yang valid dari PLN adalah sebesar 900 W. Dengan demikian total daya listrik yang
dikonsumsi oleh warga desa Poncosari sebesar
Pelec = Presidential + Pcommersial + Pindustry
= 1,35.106 W + 60.000 W + 900 W
= 1.410.900 W ≈1400 kW
Jadi total daya listrik yang dikonsumsi untuk memenuhi kebutuhan warga setempat adalah
1400 kW.
2.4 Perhitungan Jumlah kincir angin yang dibutuhkan agar Hybrid Energy
Systems dapat memenuhi kebutuhan konsumsi listrik desa Poncosari
Energi hibrid ini memanfaatkan kombinasi energi angin dan energi tenaga surya. Se-
lanjutnya berdasarkan asumsi yang telah dijelaskan diawal, daya listrik yang dihasilkan
di setiap rumah oleh photovoltaic sebagai pembangkit listrik tenaga surya adalah 200 W.
Karena terdapat 3000 rumah penduduk maka daya yang diproduksi adalah sebagai berikut
Psolarcell = banyak rumah × Pphotovoltaic
= 3000×200 W
= 600.000 W
= 600 kW
Selanjutnya, ingin diketahui berapa banyak kincir angin yang harus dibangun untuk
memenuhi kebutuhan listrik warga Desa Poncosari. Dari perhitungan sebelumnya, kita da-
patkan bahwa total konsumsi daya listrik adalah 1400 kW dan daya listrik yang diproduksi
dari pembangkit tenaga surya 600 kW. Akibatnya, daya listrik yang harus diproduksi dari
pembangkit listrik tenaga angin (kincir angin) yakni
Pkincirangin = Pelec−Psolarcell
= 1400 kW−600 kW
= 800 kW
Jumlahkincirangin =
Pkincirangin
20kw
kincirangin
= 800 kw × kincir angin /20 kw
= 40 kincir angin

5. Energi Hibrid sebagai Energi Baru yang Terbarukan — 5/5
Jadi, Agar hybrid energy systems dapat memenuhi kebutuhan konsumsi listrik di desa
Poncosari maka dibutuhkan sebanyak 40 kincir angin yang masing-masing berdaya 20
kwh dan 200 W photovoltaic untuk setiap rumah.
2.5 Biaya pembuatan hybrid energy systems yang dikembangkan di Desa
Poncosari
Dari hasil sebelumnya didapat bahwa untuk membangun hybrid energy systems di desa
Poncosari diperlukan 40 kincir angin, sehingga biaya yang dikeluarkan sebesar
Biayatotalkincirangin = 40 × Rp 60.000.000,00
= Rp 2.400.000.000,00
Kemudian, untuk photovoltaic, karena di desa Poncosari terdapat 3000 rumah sehingga
Biayatotalkincirangin = 3000 × Rp 5.000.000,00
= Rp 15.000.000.000,00
Diperoleh,
Biayapembuatanhybridenergysystem = Biayatotalkincirangin + Biayatotalkincirangin
= Rp 2.400.000.000,00 + Rp 15.000.000.000,00
= Rp 17.400.000.000,00
Jadi, Pembuatan hybrid energy systems yang dikembangkan di Desa Poncosari membu-
tuhkan biaya sebesar Rp 17.400.000.000,00.
3. Kesimpulan
1. Daya listrik yang digunakan warga Desa Poncosari untuk memenuhi kebutuhan
perumahan, perdagangan dan industri adalah sebesar 1400 kW
2. Dibutuhkan sebanyak 40 kincir angin agar hybrid energy systems dapat memenuhi
kebutuhan listrik di desa Poncosari.
3. Pembuatan hybrid energy systems yang dikembangkan di Desa Poncosari membu-
tuhkan biaya sebesar Rp 17.400.000.000,00.
Kendala Energi Hibrid sebagai Energi Baru yang Terbarukan
1. Biaya yang dibutuhkan untuk membangun suatu sistem energi hibrid masih terlalu
mahal.
2. Kecepatan angin di Indonesia masih kurang maksimal untuk menggerakkan turbin.
3. Kurangnya perhatian PLN terhadap pengembangan energi terbarukan.
4. Pengetahuan masyarakat tentang energi terbarukan masih minim
Daftar Pustaka
[1] Sistem Energi Terbarukan Bantul - Model Solutif untuk Indonesia. Dimainkan oleh
BANTUL. 2010.
[2] BANTUL, BAPPEDA KABUPATEN. ”Menggapai ”Indonesia Bisa”.” Teknologi
Energi Listrik Hibrid di Bantul, DIY, 20 Desember 2010: 49.