Penentuan Lokasi Instalasi Rooftop Solar Photovoltaic (RPV) di Universitas Gadjah Mada

FAIRUS NAVEEL MUBAROK, Prof. Dr. Ir. Harintaka, S.T., MT., IPU, ASEAN Eng.

2025 | Skripsi | TEKNIK GEODESI

Matahari merupakan energi yang jumlahnya tak terbatas dan menghasilkan energi yang cukup besar sebagai sumber energi alternatif. Energi matahari dapat dikonversi menjadi energi listrik yang dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sel surya atau biasa disebut Solar Photovoltaic (Solar PV) merupakan sebuah alat yang dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Akan tetapi, terdapat beberapa tantangan yang menghambat penggunaan sistem solar PV, salah satunya adalah tingkat efisiensi yang rendah. Hal ini disebabkan solar PV yang hanya mengubah sebagian energi matahari menjadi energi listrik sedangkan energi sisanya hilang. Efisiensi sistem solar PV hanya berada pada kisaran 13,6–25,2%. Di samping itu, satu persen bayangan yang menutupi solar PV dapat mengurangi 50-70?ya output yang dihasilkan. Bayangan tersebut bersumber dari objek seperti awan, bangunan, dan pohon sehingga mengurangi sinar matahari yang diterima oleh panel solar PV. Universitas Gadjah Mada (UGM) merupakan salah satu institusi perguruan tinggi negeri di Yogyakarta yang gencar mendukung transisi energi hijau. Salah satu upaya UGM dalam mendukung transisi energi hijau adalah pemasangan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) di atap beberapa gedung. Oleh karena itu, penelitian penentuan lokasi instalasi Rooftop Solar Photovoltaic (RPV) di Universitas Gadjah Mada penting dilakukan dengan tujuan mengetahui lokasi atap bangunan yang sesuai untuk instalasi RPV di wilayah Universitas Gadjah Mada. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi besarnya energi listrik yang dapat diproduksi RPV.

Metode analisis spasial berbasis Sistem Informasi Geografis (SIG) telah diterapkan secara efektif untuk perencanaan dan desain sistem panel solar PV yang optimal. Pemilihan lokasi instalasi RPV yang efisien mempertimbangkan berbagai kriteria seperti slope, aspect, solar radiation, dan luasan minimal atap bangunan. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan data point clouds LiDAR sebagai data utama untuk membentuk Digital Surface Model (DSM). DSM tersebut diperlukan untuk mendapatkan data raster lainnya yang digunakan untuk proses analisis, seperti slope, aspect, dan solar radiation. Tahapan analisis menggunakan tool Area Solar Radiation yang tersedia pada perangkat lunak ArcMap. 

Hasil dari penelitian ini berupa peta persebaran atap bangunan yang sesuai untuk instalasi RPV di UGM. Selain itu, diperoleh informasi bahwa jumlah sisi atap yang sesuai untuk instalasi RPV di UGM sebesar 40,87 ?ri jumlah keseluruhan atap dengan luas atap yang sesuai sebesar 52,48?ri total luas atap bangunan di UGM. Hasil estimasi besarnya energi listrik yang dapat diproduksi oleh RPV pada lokasi atap yang sesuai adalah 12,96 GWh yang dapat menggantikan pasokan energi listrik dari PLN sebesar 50,56% di UGM.

The sun is an inexhaustible source of energy and is a significant source of alternative energy. Solar energy can be converted into electrical energy that can be used to meet human needs. Solar cells or commonly called Solar Photovoltaic (Solar PV) is a device that can convert solar energy into electrical energy. However, there are several challenges that hinder the use of solar PV systems, one of which is low efficiency because solar PV only converts part of the sun's energy into electrical energy, while the rest of the energy is lost. The efficiency of solar PV systems is only in the range of 13.6-25.2%. In addition, a one per cent shadow covering the solar PV system can reduce the output produced by 50-70 percent. The shadow comes from objects such as clouds, buildings and trees that reduce the amount of sunlight received by the solar PV panels. Universitas Gadjah Mada (UGM) is one of the public higher education institutions in Yogyakarta that is aggressively supporting the transition to green energy. One of UGM's efforts to support the green energy transition is the installation of photovoltaic power plants on the roofs of several buildings. Therefore, it is important to conduct research to determine the location of Rooftop Solar Photovoltaic (RPV) installations at Universitas Gadjah Mada in order to know the location of building roofs that are suitable for RPV installations in the Universitas Gadjah Mada area. In addition, this research aims to estimate the amount of electrical energy that can be produced by RPVs.

Geographical Information System (GIS)-based spatial analysis methods have been effectively used for optimal planning and design of solar PV systems. Various criteria such as slope, aspect, solar radiation and minimum roof area are considered in the selection of an efficient PV installation site. This research was carried out using LiDAR point cloud data as the main data to form the DSM. The DSM is needed to obtain other raster data used in the analysis process such as slope, aspect and solar radiation. The analysis stage uses the Area Solar Radiation tool available in ArcMap software.

The result of this research is a map of the distribution of building roofs suitable for RPV installation at Gadjah Mada University. In addition, information was obtained that the number of roofs suitable for RPV installation at UGM was 40.87% of the total number of roofs with a suitable roof area of 52.48% of the total roof area of buildings at UGM. The estimated amount of electrical energy that can be produced by a PV system on a suitable roof is 12.96 GWh, which can replace 50.56% of the electricity supplied by PLN in UGM.

Kata Kunci : Solar Photovoltaic, Solar PV, Solar Radiation, Penentuan lokasi, Sistem Informasi Geografis, LiDAR, Digital Surface Model