Penentuan Ukuran Optimal Turbin Angin dan Sistem Penyimpanan Energi Baterai untuk Keandalan Jaringan Listrik dan Pengurangan Emisi Karbon: Studi Kasus Pulau Karimunjawa, Indonesia

Zaenal Ma’ruf; Ahmad Faidlon; Gita Adinda Indria Sari

doi:10.47685/mestro.v8i01.874

Authors

Zaenal Ma’ruf Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer DCI Tasikmalaya
Ahmad Faidlon Departmen Teknik Elektro, Universitas Islam Nahdlatul Ulama (UNISNU) Jepara, Jepara, Indonesia
Gita Adinda Indria Sari Mahasiswa Departemen Teknik Elektro, Universitas Islam Nahdlatul Ulama (UNISNU) Jepara, Jepara, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.47685/mestro.v8i01.874

Keywords:

Penentuan ukuran turbin angin, Penyimpanan energi baterai, Keandalan jaringan mikro, Pengurangan emisi karbon, Probabilitas Kehilangan Beban, Jaringan pulau

Abstract

Integrasi sumber energi terbarukan, seperti turbin angin, dengan sistem penyimpanan energi baterai (BESS) sangat penting untuk meningkatkan keandalan jaringan mikro pulau dan mengurangi emisi karbon dari pembangkit listrik berbasis diesel. Penelitian ini menyajikan analisis tekno-ekonomi dan lingkungan menggunakan skrip simulasi berbasis Python untuk menentukan ukuran optimal turbin angin Goldwind GW50-750 dan BESS guna memenuhi profil beban Pulau Karimunjawa, Indonesia, dengan Probabilitas Kehilangan Beban (LSLP) di bawah 5%. Analisis ini menggabungkan data angin selama 12 tahun (2004–2015), profil beban per jam, dan perhitungan emisi karbon berdasarkan penggantian pembangkit diesel dari PLTD Legon Bajak (2x2,2 MW). Hasil menunjukkan konfigurasi optimal berupa 2 turbin angin (kapasitas total 1,50 MW) dan BESS 100 MWh, yang mencapai LSLP 0,00% dan pengurangan karbon tahunan sebesar 6.964 ton CO₂-eq. Simulasi menunjukkan bahwa semua konfigurasi yang diuji memenuhi target keandalan berkat kapasitas cadangan diesel, dengan pengurangan karbon meningkat seiring penambahan kapasitas BESS hingga mencapai titik jenuh. Penghematan bahan bakar tahunan mencapai 2.598.701 liter, dengan manfaat ekonomi termasuk penghematan biaya bahan bakar sebesar Rp 31.184.413.441. Analisis sensitivitas mengonfirmasi ketahanan sistem terhadap variasi kecepatan angin. Pendekatan ini menyediakan kerangka kerja yang dapat diskalakan untuk perencanaan energi berkelanjutan di pulau-pulau terpencil.