Electronic Theses and Dissertation

Sambaran petir merupakan ancaman utama bagi pembangkit listrik tenaga surya, kerusakan yang ditimbulkannya dapat mengakibatkan biaya penggantian dan perbaikan yang besar serta terganggunya kenyamanan bagi pengguna listrik. Sambaran petir pada ladang panel surya dapat menimbulkan tegangan lebih pada panel surya, sehingga menyebabkan degradasi kinerja atau kerusakan panel. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan titik optimum penempatan proteksi petir pada ladang panel surya dan prediksi parameter yang dibutuhkan agar sistem ladang panel surya dapat terhindar dari bahaya sambaran petir langsung dan sambaran tidak langsung. Rancangan dan prosedur penelitian dilakukan dengan melakukan metode pengujian simulasi dan metode pengujian di lapangan. Pengujian simulasi dilakukan melalui perancangan rangkaian dengan perhitungan dan analisis pembuatan Ligthening Protection System (LPS) eksternal dan Surge Protection Device (SPD). Metode pengujian simulasi dilakukan dengan merancang rangkaian simulasi LPS dan SPD terhadap PLTS dilakukan menggunakan Software ATP-EMTP, dari hasil diperoleh bahwa untuk kepadatan sambaran petir diperoleh 23,2 sambaran/km2/tahun, frekuensi sambaran petir 0,56/tahun, efisiensi sistem proteksi petir E > 0,82% dengan risiko sambaran petir berada pada tingkat proteksi III dan dibutuhkan 1 LPS tambahan disisi utara ladang PLTS, untuk SPDs 35 unit sedangkan untuk pengujian prediksi parameter yang dibutuhkan pada sistem proteksi eksternal dilakukan dengan menggunakan Multi-Stage ANN, hasil pengujian diperoleh untuk parameter tiang menghasilkan nilai MAE, RMSE, R^2, CoV yaitu 0.336, 0.399, 0.934, 0.118 dan untuk pengujian parameter grounding 0.194, 0.229, 0.987, 0.052, dari hasil tersebut menunjukkan bahwa model ANN mampu memprediksi parameter tiang LPS dan parameter grounding dengan tingkat akurasi yang tinggi. Penelitian ini akan membantu meningkatkan standar dan persyaratan pemasangan yang ada dengan demikian membantu para praktisi untuk mempertimbangkan pemasangan LPS dan SPD yang tepat dalam desain ladang PV, sehingga tingginya biaya perbaikan dan penggantian peralatan yang rusak akibat sambaran petir dapat dikurangi atau dihindari. Hasilnya tidak hanya akan menghemat biaya investasi tetapi yang lebih penting adalah menyelamatkan nyawa manusia.

Kata Kunci: ANN (Artificial Neural Network), ATP (Alternative Transient Program), LPS (Ligthening Protection System), Sambaran Petir, Panel Surya

Lighting is a major threat to solar power plants, as the damage it causes can result in huge replacement and repair costs and disturb the comfort of electricity users. Lightning outbreaks on solar panel fields can exert more tension on the panel, thereby causing degradation of performance or damage to the panel. The study aims to determine the optimal point of lightning protection placement on solar panel fields and the prediction of the parameters required to prevent direct and indirect lightning from occurring on the solar panel field system. The design and research procedures are carried out by conducting simulated test methods and field testing methods. The simulation test is carried out by means of network design the calculation and analysis of the production of an external lightning protection system (LPS) and surge protection device (SPD). The method of simulation testing is conducted by designing a series of lightning deterrent simulation of LPS and SPD against PLTS carried on using the ATP-EMTP Software, from the result that for lightning density obtained 23.2 lightning/km2/year, lightning frequency 0.56/year, Lightning protection system efficiency E > 0.82% with the risk of Lightning is at Protection Level III and requires an additional LPS on the north side of the PLTS field, for SPDs 35 units, whereas for the test of the parameter prediction required on the external protection system performed using Multi-Stage ANN, the test results obtained for the pillar parameters yielded MAE, RMSE, R2, CoV values of 0.336, 0.399, 0.934, 0.118 and for the grounding parameter testing 0.194, 0.229, 0.987, 0.052, of such results showed that the ANN model was able to predict the LPS pillar and grounding parameters with a high degree of accuracy. This research will help improve existing installation standards and requirements, thus helping practitioners to consider the proper installation of LPS and SPD in PV field designs. So the high cost of repairing and replacing equipment damaged by lightning can be reduced or avoided. The result will not only save investment costs but, more importantly, save human lives. Keywords : ANN (Artificial Neural Network), ATP (Alternative Transient Program), LPS (Ligthening Protection System), Lightning strikes, Solar panels