SPLN D3.022-3 2012 Baterai [PDF]

Citation preview

STANDAR



SPLN D3.022-3: 2012 Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (PERSERO) No. 557.K/DIR/2012



PT PLN (PERSERO)



BATERAI SEKUNDER UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PERSYARATAN UMUM DAN METODE UJI



PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135, Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160 i



STANDAR PT PLN (PERSERO)



SPLN D3.022-3: 2012 Lampiran Keputusan Direksi PT PLN (PERSERO) No. 557.K/DIR/2012



BATERAI SEKUNDER UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PERSYARATAN UMUM DAN METODE UJI



PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M-1/135, Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160



BATERAI SEKUNDER UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) PERSYARATAN UMUM DAN METODE UJI



Disusun oleh:



Kelompok Bidang Distribusi Standardisasi dengan Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 277.K/DIR/2012



Kelompok Kerja Standardisasi PLT Surya dengan Keputusan Kepala PT PLN (Persero) PUSLITBANG Ketenagalistrikan No. 135.K/PUSLITBANG/2011



Diterbitkan oleh : PT PLN (Persero) Jl. Trunojoyo Blok M - 1/135, Kebayoran Baru Jakarta Selatan 12160



Susunan Kelompok Bidang Standardisasi Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 277.K/DIR/2012 1.



Ir. Ratno Wibowo



: Sebagai Ketua merangkap Anggota



2.



Hendi Wahyono, ST



: Sebagai Sekretaris merangkap Anggota



3.



Ir. Pranyoto



: Sebagai Anggota



4.



Ir. Dany Embang



: Sebagai Anggota



5.



Ir. Lukman Hakim



: Sebagai Anggota



6.



Ir. Adi Subagio



: Sebagai Anggota



7.



Ir. Zairinal Zainuddin



: Sebagai Anggota



8.



Ir. Indradi Setiawan



: Sebagai Anggota



9.



Satyagraha A. Kadir, ST



: Sebagai Anggota



10. Ir. Rutman Silaen



: Sebagai Anggota



11. Ir. Iskandar Nungtjik



: Sebagai Anggota



12. Ir. Ignatius Rendroyoko.M.Eng.Sc



: Sebagai Anggota



Susunan Kelompok Kerja Standardisasi PLT Surya Keputusan Kepala PT PLN (Persero) PUSLITBANG Ketenagalistrikan No.135.K/PUSLITBANG/2011 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.



Hendi Wahyono, ST Tri Wahyudi, ST, MM Ir. Pranyoto Satyagraha A. Kadir, ST Trihardimasyar, ST, MSc Ir. Agus Yogianto, MT Handy Wihartady, ST, MSc Didik F. Dahlan, ST, MSc Harry Indrawan, ST, MSc Nurul Fauziah, ST M. Firmansyah, ST, MSc Ir. Iskandar Nungtjik Ir. Ratno Wibowo Umar Rosadi, ST, MSc Zainal Arifin, ST, MSc Winner, ST, MSc Ir. Henrison A.lumbanraja, MM Ir. Parlindungan Sihombing, MSc



: : : : : : : : : : : : : : : : : :



Sebagai Ketua merangkap Anggota Sebagai Sekretaris merangkap Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota Sebagai Anggota



SPLN D3.022-3: 2012



Daftar Isi Daftar Isi……………………………………………………………………………………….........i Daftar Tabel…………………………………………………………………………………….…..ii Daftar Gambar ……………………………………………………………………………………..ii Prakata……………………………………………………………………………………………...iii 1 Ruang Lingkup ............................................................................................................. 1 2 Tujuan .......................................................................................................................... 1 3 Acuan Normatif ............................................................................................................. 1 4 Istilah dan Definisi . ……………………..………………………………………………………2 4.1 Lead-Acid Battery ................................................................................................ 2 4.2 Sel Sekunder ....................................................................................................... 2 4.3 Sel Baterai ........................................................................................................... 2 4.4 Baterai ................................................................................................................. 2 4.5 Baterai Sekunder ................................................................................................. 2 4.6 Baterai Primer...................................................................................................... 2 4.7 Baterai Bank ........................................................................................................ 2 4.8 Baterai Monoblok ................................................................................................. 2 4.9 Electrolyte Reserve.............................................................................................. 3 4.10 Sealed Cell .......................................................................................................... 3 4.11 Vented Cell .......................................................................................................... 3 4.12 Tegangan Nominal Sel ........................................................................................ 3 4.13 Kapasitas Pengenal (Rated capacity) .................................................................. 3 4.14 Kapasitas Nominal (Nominal capacity)................................................................. 3 4.15 Ampere-Hours ..................................................................................................... 3 4.16 Pengisian Muatan (Charge) ................................................................................ 3 4.17 Daya Tahan (Endurance)..................................................................................... 4 4.18 State of Charge (SOC) ........................................................................................ 4 4.19 Depth of Discharge (DOD) ................................................................................... 4 4.20 Uji Jenis ............................................................................................................... 4 4.21 Uji Rutin ............................................................................................................... 4 4.22 Uji Komisioning .................................................................................................... 4 4.23 Uji Serah Terima .................................................................................................. 4 5.1 Sistem Energi PLTS ............................................................................................ 5 5.2 Baterai Sekunder ................................................................................................. 5 5.3 Pengiriman Baterai .............................................................................................. 5 5.4 Kondisi Operasi Umum ........................................................................................ 5 6.1 Ketahanan Mekanik ............................................................................................. 9 6.2 Effesiensi Pengisian ............................................................................................ 9 6.3 Proteksi Kedalaman Pelepasan (Deep of Discharge) ........................................ 10 6.4 Penandaan ........................................................................................................ 10 6.5 Keamanan ......................................................................................................... 10 6.6 Dokumentasi...................................................................................................... 10 8.1 Akurasi Dari Intrumen Pengukuran .................................................................... 11 8.2 Persiapan Dan Pemeliharaan Sampel Uji .......................................................... 11 9.1 Uji Jenis ............................................................................................................. 11 9.2 Pengujian Rutin ................................................................................................. 12 9.3 Uji Komisioning .................................................................................................. 12 9.4 Uji Serah Terima ................................................................................................ 12 10.1 Pengujian Mutu Penandaan............................................................................... 13 10.2 Uji Kapasitas...................................................................................................... 13



i



SPLN D3.022-3: 2012



10.3 10.4 10.5 10.6



Ketahanan Dalam Siklus .................................................................................... 13 Uji Pengisian Muatan ........................................................................................ 13 Uji Daya Tahan Siklus Pada Aplikasi PLTS (Kondisi Ekstrim) ............................ 14 Pengujian ketahanan terhadap mekanik............................................................. 16



Daftar Tabel Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9.



Arus Pengisian dan Pelepasan ........................................................................... 6 Nilai Batas Kondisi Penyimpanan Baterai Untuk Aplikasi PLTS .......................... 8 Nilai Batas Kondisi Operasi Baterai Untuk Aplikasi PLTS ................................... 8 Efesiensi Ah Baterai pada SOC Yang Berbeda Pada Suhu Acuan ................... 10 Jumlah contoh uji pada pengujian serah terima ................................................ 12 Tipikal Nilai Kapasitas Dari Baterai Dalam Aplikasi PLTS ................................. 13 Fase A- Siklus Dalam Pada Kondisi Pengisian Rendah .................................... 14 Fase B Siklus Pada Kondisi Pengisian Tinggi ................................................... 15 Daftar Mata Uji Baterai .................................................................................... 17



Daftar Gambar Gambar 1. Pengujian Jatuh Bola Baja ............................................................................. 16



ii



SPLN D3.022-3: 2012



Prakata Standar ini merupakan persyaratan tentang metode uji untuk baterai sekunder yang digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Standar ini hanya mensyaratkan baterai jenis Lead Acid dan Nickel Cadmium Standar ini sebagai pelengkap dari SPLN Panduan Umum PLTS untuk memberikan gambaran menyeluruh untuk standar produk baterai sekunder berikut metode uji yang diterapkan. Dengan diterbitkannya standar ini diharapkan penggunaan pemilihan baterai yang akan digunakan untuk PLTS harus sesuai dengan spesifikasi dan melalui tahapan uji seperti yang disyaratkan dalam standar ini.



iii



SPLN D3.022-3: 2012



Baterai Sekunder Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Persyaratan Umum Dan Metode Uji 1



Ruang Lingkup



Standar ini memberikan informasi yang berkaitan dengan persyaratan umum dan metode uji baterai sekunder yang digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Standar ini tidak mencakup informasi spesifik yang berkaitan dengan ukuran baterai, metode pengisian atau desain PLTS. Standar ini berlaku untuk baterai jenis Lead Acid dan Nickel-Cadmium.



2



Tujuan



Sebagai pedoman umum dalam pembuatan spesifikasi teknis serta petunjuk teknis pemakaian untuk unit-unit PT PLN (Persero) dan ketentuan desain, pembuatan, pengujian untuk pabrikan, pemasok maupun lembaga penguji.



3



Acuan Normatif



Dokumen-dokumen referensi/acuan berikut sangat diperlukan dalam penggunaan standar ini. Untuk referensi yang bertanggal, maka hanya terbitan tersebut yang berlaku sedangkan referensi yang tidak bertanggal, yang berlaku adalah terbitan terakhir dari dokumen referensi tersebut (termasuk amandemennya). a. b. c. d. e. f. g. h. i. j.



k. l.



IEC 60050-482: 2004, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Part 482: Primary and secondary cells and batteries; IEC 61427: 2005-05, Secondary cells and batteries for photovoltaic energy systems (PVES) – General requirements and methods of test; IEC 60622, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes -Sealed nickel-cadmium prismatic rechargeable single cells; IEC 60623, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes – Vented nickel-cadmium prismatic rechargeable single cells; IEC 60721-1, Classification of environmental conditions – Part 1: Environmental parameters and their severities; IEC 60896-11, Stationary lead-acid batteries – Part 11: Vented types – General requirements and methods of test; IEC 60896-21, Stationary lead-acid batteries – Part 21: Valve-regulated types – Methods of test; IEC 61056-1, General purpose lead-acid batteries (valve-regulated types) – Part 1: General requirements, functional characteristics – Methods of test; IEC 61836, Solar photovoltaic energy systems – Terms and symbols; IEC 62259, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Nickel cadmium prismatic secondary single cells with partial gas recombination; SNI.04.6392: 2000, Sel dan Baterai Sekunder Untuk Penggunaan Sistem Pembangkit Listrik Fotovoltaik Individual - Persyaratan Umum dan Metode Pengujian; IEC 60598-1, Luminaires. Part 1: General requirements and tests; 1



SPLN D3.022-3: 2012



m.



SPLN D5.005: 2012, Panduan Umum Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya.



4



Istilah dan Definisi



Untuk tujuan dokumen ini, definisi dan istilah untuk sel sekunder dan baterai diberikan dalam IEC 60050-482, dan untuk PLTS diberikan dalam IEC 61836 berlaku.



4.1 Lead-Acid Battery Baterai sekunder di mana elektrodanya dibuat terutama dari bahan timbal dan elektrolitnya adalah asam sulfat solusi (sulphuric acid solution).



4.2 Sel Sekunder Susunan dari elektroda dan electrolyte yang merupakan unit dasar dari baterai sekunder.



4.3 Sel Baterai Bagian dari baterai yang menghasilkan energi listrik arus searah yang terjadi dari proses reaksi kimia, memiliki polaritas tegangan dan kapasitas.



4.4 Baterai Beberapa sel baterai yang dihubungkan secara listrik baik seri ataupun paralel untuk memperbesar kapasitas.



4.5 Baterai Sekunder Dua atau lebih dari sel sekunder yang tersambung bersama dan digunakan sebagai pemasok energi listrik. Baterai ini harus diisi muatan sebelum siap digunakan, biasanya baterai atau sel sekunder ini bisa diisi ulang.



4.6 Baterai Primer Baterai yang dapat menghasilkan arus listrik langsung, biasanya hanya sekali pakai dan tidak dapat diisi kembali.



4.7 Baterai Bank Kumpulan dari beberapa baterai yang memiliki tipe sama yang dihubungkan secara listrik baik seri ataupun paralel untuk memperbesar kapasitas.



4.8 Baterai Monoblok Baterai sekunder di mana paket pelat dipasang dalam wadah multi-kompartemen. 2



SPLN D3.022-3: 2012



4.9 Electrolyte Reserve Volume elektrolit yang berada antara batas indikasi minimum dan maksimum.



4.10 Sealed Cell Sel yang selalu tertutup dan tidak melepaskan gas atau cairan bila dioperasikan dalam batas pengisian dan suhu yang dispesifikasikan pabrikan. Sel dilengkapi dengan alat pengaman untuk mencegah bahaya tekanan tinggi dari dalam. Sel tidak membutuhkan tambahan elektrolit dan didesain untuk beroperasi selama umur operasi dengan penutup aslinya.



4.11 Vented Cell Sel sekunder yang memiliki penutup yang dapat dilalui gas yang dihasilkan dari proses reaksi kimia dalam sel. CATATAN: Penutup boleh terpasang tetap dengan sistem venting



4.12 Tegangan Nominal Sel Tegangan yang dihasilkan oleh sebuah sel baterai. Untuk tegangan nominal sel nickel cadmium 1.2 V dan untuk tegangan nominal lead acid 2 V.



4.13 Kapasitas Pengenal (Rated capacity) Jumlah listrik yang dinyatakan oleh pabrikan pada sebuah sel atau baterai, yang dapat dipasok pada kondisi yang ditetapkan setelah pengisian penuh. Nilai ini umumnya dinyatakan dalam Ampere-jam (Ah).



4.14 Kapasitas Nominal (Nominal capacity) Jumlah perkiraan listrik yang sesuai untuk menunjukkan kapasitas dari sel atau baterai. Nilai ini umumnya dinyatakan dalam Ampere-jam (Ah).



4.15 Ampere-Hours Kuantitas listrik atau kapasitas baterai yang diperoleh dengan mengintegrasikan arus pelepasan muatan dalam ampere terhadap waktu dalam jam. CATATAN: Satu ampere-jam sama dengan 3600 coulomb



4.16 Pengisian Muatan (Charge) Lamanya waktu operasi baterai sekunder menerima energi listrik luar yang diubah menjadi energi kimia. CATATAN: Pengisian muatan listrik didefinisikan dengan maksimum dari tegangan, arus dan lamanya pengisian.



3



SPLN D3.022-3: 2012



4.17 Daya Tahan (Endurance) Kemampuan dari sel atau baterai mempunyai ketahahan beroperasi dalam kondisi spesifik selama periode waktu minimal atau penggunaan berulang.



4.18 State of Charge (SOC) Jumlah muatan listrik dari kapasitas penuh yang masih tersedia untuk pelepasan berikutnya. SOC dinyatakan dalam persen.



4.19 Depth of Discharge (DOD) Jumlah muatan listrik yang terpakai dibandingkan dengan jumlah muatan yang tersedia pada laju pelepasan yang sama. (SOC = 100 % - % DOD).



4.20 Uji Jenis Pengujian yang dilakukan terhadap suatu unit tipe baterai yang dipilih oleh pabrikan dengan maksud untuk memastikan bahwa desain dan karakteristik baterai tersebut memenuhi seluruh persyaratan standar ini.



4.21 Uji Rutin Pengujian yang dilakukan oleh pabrikan terhadap beberapa unit baterai yang diproduksi dalam rangka memisahkan produk yang cacat.



4.22 Uji Komisioning Pengujian yang direkomendasikan untuk membuktikan integritas dari sistem unit baterai yang terinstal dengan uji kapasitas. Pengujian ini dilakukan di lokasi untuk membuktikan kebenaran instalasi dan operasi.



4.23



Uji Serah Terima



Pengujian yang dilakukan pada sejumlah contoh uji yang diambil secara acak (sampling) terhadap sejumlah barang yang dibeli dalam rangka serah terima barang.



5



Ketentuan Penggunaan



Klausul ini menentukan persyaratan operasi yang berlaku untuk baterai sekunder pada PLTS.



4



SPLN D3.022-3: 2012



5.1 Sistem Energi PLTS Sistem energi PLTS yang menggunakan baterai sekunder berdasarkan standar ini dapat mencatu energi secara tetap, berubah atau sesaat pada peralatan yang tersambung. Sistem PLTS ini dapat berupa sistem hibrid atau on-grid. Peralatan yang tersambung dapat berupa pompa, pendingin, sistem penerangan, sistem komunikasi dan lain-lain.



5.2 Baterai Sekunder Jenis baterai sekunder yang sering digunakan pada PLTS harus memiliki kriteria sebagai berikut : 1.



Baterai dari jenis deep cycle lead acid dan Nickel-cadmium, untuk Solar power system (Cyclic PV type) 2. Untuk Baterai jenis deep cycle lead acid harus memiliki ketentuan sebagai berikut: - Sistem memiliki katup pengatur Valve Regulated Lead Acid (VRLA) battery, disarankan memiliki recombination rate yang tinggi ( > 70%) - Media elektrolit jenis cair, gel atau AGM (Absorbed Glass Mat). - Elektrode jenis tubular. 3.



Baterai terdiri dari satu sel dan tegangan per sel (VPC: voltage percell) untuk lead acid 2 Vdc, untuk jenis Nickel 1,2 Vdc.



4.



Untuk menghindari efek memori pada jenis baterai NiCad, maka yang digunakan harus dari tipe Sentered plate atau yang tipe fibre. Kapasitas per sell baterai minimal 1000 Ah pada C20 discharge rate. Jumlah siklus (cycle) baterai minimal 1500 siklus (cycle) pada DOD 80%, C20 discharge rate.



5. 6.



5.3 Pengiriman Baterai Sel dan baterai secara normal dapat dikirim dalam kondisi berikut: -



Tidak bermuatan dan dikeringkan (hanya baterai nickel-cadmium); Berisi cairan dan bermuatan; Bermuatan dan belum berisi cairan (hanya baterai lead acid); Tidak bermuatan dan berisi cairan (hanya baterai nickel-cadmium).



Untuk mengoptimalkan umur baterai, pengisian awal baterai harus mengikuti instruksi pabrikan.



5.4 Kondisi Operasi Umum Baterai dalam sistem PLTS tipikal pada kondisi cuaca rata-rata dapat diperlakukan untuk kondisi berikut:



5.4.1 Waktu Autonomy Baterai didesain untuk mencatu energi pada kondisi yang ditetapkan selama periode tertentu, biasanya minimal 2 kali periode operasi, dengan atau tanpa radiasi matahari. 5



SPLN D3.022-3: 2012



CATATAN: Untuk menghitung kapasitas baterai yang diperlukan, hal-hal berikut harus dipertimbangkan, misalnya: Kebutuhan siklus harian/musiman (boleh ada pembatasan pada kedalaman pelepasan muatan (DOD) maksimum); Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses lokasi; Penuaan; Suhu operasi; Pertumbuhan beban.



5.4.2 Arus Pengisian dan Pelepasan Tipikal Arus pengisian yang dibangkitkan oleh fotovoltaik dan arus pelepasan ditentukan dalam tabel 1 dibawah. Tabel 1. Arus Pengisian dan Pelepasan Lead Acid



Nickel Cadmium



Arus pengisian yang dibangkitkan oleh Fotovoltaik -



Arus pengisian maksimum



I20 = C20/20 jam



I20 = It/20 jam



-



Arus pengisian rata-rata



I50 = C50/50 jam



I50 = It/50 jam



I120 = C120/ 120 jam



I120 = It/120 jam



Arus pelepasan ditentukan oleh beban -



Arus pelepasan rata-rata



CATATAN 1: bergantung pada desain sistem, sebagai contoh untuk sistem hibrid, pengisian dan pelepasan boleh bervariasi pada julat yang lebih lebar CATATAT 2: pada beberapa sistem, arus beban disuplai pada saat yang sama dengan arus pengisian baterai CATATAN 3 : Untuk Nickel-Cadmium: Cn adalah kapasitas pengenal, ampere-jam(Ah) n adalah waktu dalam jam dimana kapasitas baterai dinyatakan t adalah waktu dalam satuan jam Lihat pada IEC 61434 untuk referensi arus pengujian It It = Cn (Ah) / 1 Jam dan In = It /t



Untuk Lead Acid: Cn adalah kapasitas pengenal, ampere-jam (Ah) n adalah waktu dalam jam dimana kapasitas baterai dinyatakan t adalah waktu dalam satuan jam In = Cn / t



5.4.3 Siklus Harian Secara normal baterai mengalami siklus harian sebagai berikut : a) Pengisian selama siang hari; b) Pelepasan saat malam hari. Penggunaan harian tipikal menghasilkan pelepasan antara 2% hingga 20% dari kapasitas baterai.



6



SPLN D3.022-3: 2012



5.4.4 Siklus Musiman Baterai dapat mengalami suatu SOC siklus musiman. Ini dapat terjadi dari variasi kondisi pengisian rata-rata sebagai berikut : -



Periode dengan irradiasi matahari rendah, misalnya selama musim hujan menyebabkan energi yang dihasilkan menurun. Kondisi SOC baterai (kapasitas yang tersedia) dapat turun hingga 20% atau kurang dari kapasitas pengenal;



-



Periode dengan irradiasi matahari tinggi, misalnya pada musim panas mengakibatkan baterai terisi penuh, dengan kemungkinan baterai mengalami pengisian berlebihan.



5.4.5 Periode SOC Tinggi Selama musim panas, beterai akan beroperasi pada SOC tinggi umumnya antara 80% dan 100% dari kapasitas pengenal. Suatu sistem pengatur tegangan biasanya membatasi tegangan maksimum baterai selama periode pengisian kembali. Perancang sistem PLTS biasanya memilih tegangan pengisian maksimum baterai untuk memungkinkan mengembalikan ke SOC maksimum secepat mungkin pada musim panas namun tanpa mengakibatkan pengisian berlebihan pada baterai. Pengisian berlebihan meningkatkan produksi gas yang mengakibatkan konsumsi air pada sel Vented. Pada sel Valve-regulated lead acid, pengisian berlebihan akan menyebabkan peningkatan konsumsi air dan emisi gas lebih sedikit namun menghasilkan panas yang lebih. Tegangan pengisian maksimum umumnya adalah 2,4 V setiap selnya untuk baterai lead acid dan 1.55 V per sel untuk Nickel-cadmium pada suhu referensi yang dinyatakan oleh pabrikan. Beberapa alat pengatur memperbolehkan tegangan baterai untuk melebihi nilai ini untuk waktu singkat karena penyamaan (equalizing) atau pengisian cepat (boost charge). Kompensasi tegangan pengisian harus digunakan sesuai dengan instruksi dari pabrikan baterai jika suhu operasi baterai berbeda cukup jauh dari suhu acuani. Umur pemakaian yang diharapkan dari baterai pada PLTS yang selalu berada pada kondisi pengisian tinggi dapat lebih rendah dari umur yang dipublikasian pada kondisi pengisian datar.



5.4.6 Periode SOC Rendah Berkelanjutan Selama periode irradiasi matahari rendah, energi yang dihasilkan larik fotovoltaik mungkin tidak cukup untuk mengisi baterai secara penuh. SOC akan menurun dan siklus akan berada pada SOC rendah. Irradiasi matahari rendah pada larik fotovoltaik dapat dihasilkan oleh lokasi geografis dikombinasi dengan musim hujan, berawan tebal atau akumulasi debu pada permukaan larik fotovoltaik.



5.4.7 Stratifikasi Elektrolit Stratifikasi elektrolit dapat terjadi pada baterai lead acid. Pada baterai tipe vented lead acid stratifikasi elektrolit dapat dihindari dengan agitasi elektrolit atau pengisian berlebih secara periodik dalam kondisi beroperasi. Pada baterai tipe VRLA, stratifikasi elektrolit dapat dihindari dengan desain atau dengan mengoperasikannya mengikuti instruksi pabrikan. 7



SPLN D3.022-3: 2012



5.4.8 Penyimpanan Rekomendasi pabrikan untuk penyimpanan harus diperhatikan. Jika tidak terdapat informasi, waktu penyimpanan dapat diperkirakan mengikuti kondisi iklim yang diperlihatkan pada tabel 2 dibawah. Tabel 2. Nilai Batas Kondisi Penyimpanan Baterai Untuk Aplikasi PLTS 0



Tipe baterai



Julat suhu ( C)



Kelembaban (%)



Lead acid



-20 hingga + 40



95



6.3 Proteksi Kedalaman Pelepasan (Deep of Discharge) Baterai lead acid harus diproteksi terhadap kedalaman pelepasan untuk menghindari berkurangnya kapasitas akibat irreversible sulphation. Hal ini dapat dilakukan menggunakan sistem monitor tegangan baterai dan secara otomatis melepas baterai sebelum mencapai kedalaman pelepasan maksimum (lihat rekomendasi dari pabrikan). Untuk baterai Nickel-cadmium umumnya proteksi jenis ini tidak disyaratkan.



6.4 Penandaan Penandaan sel baterai harus mengikuti instruksi yang terdapat pada standar yang di defenisikan pada butir 8.2. Penandaan dapat dalam bentuk printing, painted, molded case atau dalam bentuk pelat nama. Penandaan minimal harus memiliki : -



Tegangan; Tipe ; Kapasitas; Pabrikan; Polaritas terminal positif (+) dan terminal negatif (-); Berat jenis elektrolit; Tahun pembuatan.



6.5 Keamanan Merujuk pada regulasi lokal dan instruksi pabrikan untuk prosedur harus diamati selama instalasi, komisioning, pengoperasian, pemeliharaan dan pemusnahan.



6.6 Dokumentasi Merujuk pada dokumentasi pabrikan untuk transportasi dan penyimpanan, pemasangan, operasi dan pemeliharaan. Pabrikan harus menyarankan jika ada pertimbangan khusus untuk pengisian awal dari baterai dengan hanya mengandalkan larik fotovoltaik yang tersedia sebagai catu daya. 10



SPLN D3.022-3: 2012



7



Karakteristik Fungsional



Baterai harus di karakteristikan berdasarkan : -



Kapasitas pengenal (lihat 10.2); Ketahanan dalam siklus (lihat 10.3); Penyimpanan muatan (lihat 10.4); Ketahanan siklus dalam pengoperasian PLTS (kondisi ekstrim) (Lihat 10.5).



8



Kondisi Umum Pengujian



8.1 Akurasi Dari Instrumen Pengukuran Pada saat melakukan pengujian baterai, parameter dan nilai akurasi harus sesuai dengan standar yang disebutkan pada butir 8.2. Akurasi peralatan ukur harus sesuai dengan standar yang disebutkan pada butir 8.2.



8.2 Persiapan Dan Pemeliharaan Sampel Uji Sampel uji harus dipersiapkan sesuai dengan prosedur yang ditetapkan dalam standar berikut: -



9 9.1



IEC 60896-11, for stationary lead-acid batteries (vented types); IEC 60896-21, for stationary lead-acid batteries (valve-regulated types); IEC 61056-1, for portable lead-acid batteries (valve-regulated types); IEC 60622, for sealed nickel-cadmium batteries; IEC 60623, for vented nickel-cadmium batteries; IEC 62259, for nickel cadmium prismatic rechargeable single cells with partial gas recombination.



Pengujian Uji Jenis



Pengujian jenis dilakukan oleh di Laboratorium PT PLN (Persero) atas permintaan pabrikan. Jumlah sampel pada pengujian jenis minimum 9 unit baterai. Suatu tipe dinyatakan lulus pengujian jenis, jika sampel yang tersebut di atas memenuhi semua persyaratan pengujian yang tercantum pada Tabel 9. Sertifikat pengujian jenis hanya berlaku untuk tipe baterai yang diuji dan tidak berlaku untuk tipe lainnya. jumlah sampel sel atau baterai monoblock harus sesuai spesifikasi pada standar yang digunakan pada buitir 8.2. Jumlah sampel untuk uji siklus ketahanan aplikasi PLTS harus dilakukan nimimal enam sel atau 2 baterai monoblok.



11



SPLN D3.022-3: 2012



9.2



Pengujian Rutin



Pengujian rutin dilakukan oleh pabrikan terhadap baterai yang diproduksinya. Baterai dinyatakan lulus pengujian rutin jika memenuhi persyaratan yang tercantum pada Tabel 9.



9.3 Uji Komisioning Uji Komisioning direkomendasikan untuk membuktikan integritas dari sistem baterai yang terinstal dengan uji kapasitas. Pengujian komisioning diatur dalam SPLN D6.001: 2012 Komisioning PLTS.



9.4



Uji Serah Terima



Untuk uji serah terima sampel uji diambil secara acak dari sejumlah unit baterai yang akan diserahterimakan. Jumlah sampel uji yang diperlukan untuk uji serahterima dapat dilihat pada tabel 5. Dalam pengujian serah terima berlaku ketentuan berikut: -



Bila keseluruhan sampel uji dinyatakan lulus pengujian bila setiap sampel uji memenuhi semua mata uji/periksa yang dipersyaratkan standar ini;



-



Bila terdapat satu sampel uji yang tidak memenuhi salah satu dari mata uji/periksa yang dipersyaratkan standar ini, maka pengujian dapat diulang dengan pengambilan sampel uji baru secara acak sebanyak jumlah sampel uji awal. Bila pada pengujian ulang ini, terdapat satu sampel uji tidak memenuhi salah satu dari mata uji/periksa yang dipersyaratkan standar ini, maka keseluruhan sampel uji dinyatakan tidak lulus pengujian. Tabel 5. Jumlah contoh uji pada pengujian serah terima



Jumlah Unit Baterai Yang Diserahkan (N)



Jumlah Contoh Uji



N ≤ 300



5



300 < N ≤ 2000



10



2000 < N ≤ 5000



15



N > 5000



20



12



SPLN D3.022-3: 2012



10



Metode Uji



10.1 Pengujian Mutu Penandaan Jumlah sampel untuk pengujian mutu penandaan terdiri dari 3 buah unit baterai. Penandaan pada betere digosok selama 15 detik dengan menggunakan kain yang dibasahi air dan setelah kering digosok lagi selama 15 detik dengan kain yang dibasahi dengan cairan petroleum spirit, selanjutnya dikeringkan di udara dan kemudian diperiksa secara visual. Pengujian dinyatakan memenuhi standar ini jika sampel uji setelah digosok sesuai perlakukan tersebut di atas penandaannya masih jelas terbaca. CATATAN: Petroleum spirit yang digunakan untuk uji ini harus n-Hexane (C6H14 - alkane C6) dengan awal titik didih 65 °C, titik kering sekitar 69 °C, kepadatan 0,7 kg / l dan aromatic hydrocarbon maksimum terdiri dari 0,1% per volume.



10.2 Uji Kapasitas Sampel uji dipersiapkan sesuai dengan standar yang berlaku pada 8.2. Pengujian dilakukan untuk memverifikasi nilai kapasitas dilakukan dengan mengunakan I10 (A) untuk baterai lead acid dan It/5(A) untuk baterai nickel-cadmium sesuai dengan standar yang relevan dengan pasal-pasal yang berhubungan dalam daftar standar pada butir 8.2. Untuk pengujian kapasitas menggunakan arus I20 untuk baterai lead acid dan It /120 untuk baterai nickel-cadmium pelepasan harus sesuai dengan parameter yang dinyatakan pada tabel 6 dan pengisian harus dilakukan sesuai dengan dengan pasal yang berhubungan dalam daftar standar pada butir 8.2. Tabel 6. Tipikal Nilai Kapasitas Dari Baterai Dalam Aplikasi PLTS



Kapasitas (Ah)



Arus (A) Leed-acid



Nickelcadmium



C120



I120



It/120



C10



I10



C5



Tegangan akhir ( V/sel)



Periode Pelepasan (jam)



It/5



Leed-acid



Nickelcadmium



120



1.85



1



10



1.8



5



1



CATATAN : Definisi pada tabel 1



10.3 Ketahanan Dalam Siklus Sampel uji harus mengalami siklus sesuai dengan standar yang digunakan dalam daftar 8.2.



10.4 Uji Pengisian Muatan Sampel uji harus mengikulit prosedur standar yang digunakan pada 8.2.



13



SPLN D3.022-3: 2012



10.5 Uji Daya Tahan Siklus Pada Aplikasi PLTS (Kondisi Ekstrim) Pada aplikasi PLTS, baterai akan mengalami sejumlah siklus yang dalam namun berbeda kondisi pengisian. Sel atau baterai harus sedemikian rupa dapat memenuhi uji dibawah ini, yang merupakan simulasi dari operasi PLTS. Uji ketahanan siklus adalah simulasi percepatan dari kondisi operasi baterai pada PLTS dan dihubungkan denga baterai monobloc selama 150 siklus (50 siklus fase A dan 100 siklus fase B). Sampel uji dipersiapkan sesuai dengan standar yang digunakan pada daftar 8.2 dan uji kapasitas pada 10.2. Pengujian dimulai dengan beterai yang diisi penuh, suhu dikondisikan pada of 40 °C ± 3 °C dan stabil selama 16 jam. Jaga baterai pada 40 °C ± 3 °C selama pengujian.



10.5.1 Phase A: Siklus Dalam Pada Kondisi Pengisian Rendah • Lead-acid batteries a) Kosongkan baterai dengan arus I10 (A) selama 9 jam hingga tegangan 1.75 V/sel tercapai; b) Isi kembali selama 3 jam dengan arus 1.03 I10 (A); c) Kosongkan selama 3 jam dengan arus I10 (A). • Nickel-cadmium batteries a) Kosongkan baterai dengan arus It /10 (A) selama 9 jam hingga tegangan 1V/sel tercapai; b) Isi kembali selama 3 jam dengan arus 1.03 It /10 (A); c) Kosongkan selama 3 jam dengan arus It /10 (A); Untuk kedua tipe baterai ulangi siklus b dan C sebanyak 49 kali. Isi kembali baterai hingga penuh sesuai dengan rekomendari dari pabrikan dan mulai pengujian fase B. Fase A disimpulkan pada tabel 7 Tabel 7. Fase A- Siklus Dalam Pada Kondisi Pengisian Rendah Waktu pelepasan (jam) a)



Waktu pengisian (jam)



9



b) c)



Arus lead acid (A)



Arus Nickle-cadmium (A)



I10 (A) (atau berhenti pada 1.75 V /sel)



It/ 10 (A) (atau berhenti pada 1.00 V/sel)



1.03 I10 (A)



1.03 It/ 10 (A)



I10 (A)



It/ 10 (A)



3 3



Ulangi b) dan c) sebanyak 49 kali dan lanjutkan ke fase b



10.5.2 Fase B: Siklus Dalam Pada Kondisi Pengisian Tinggi • Lead-acid batteries a) Kosongkan baterai selama 2 jam dengan arus 1,25 I10 (A); b) Isi selama 6 jam dengan arus I10. Tegangan pengisian dibatasi 2.4 V/sel kecuali atau jika dispesifikasikan oleh pabrikan. • Nickel-cadmium batteries a) Kosongkan baterai selama 2 jam dengan arus 1.25 It / 10 (A); 14



SPLN D3.022-3: 2012



b) Isi selama 6 jam dengan arus It/10 (A). Tegangan pengisian dibatasi 1.55 V/sel kecuali atau jika dispesifikasikan oleh pabrikan. Untuk kedua jenis baterai, ulangi a) dan b) sebanyak 99 kali dan performa kapasitas ditentukan sesuai dengan butir 10.5.3. Fase b disimpulkan pada tabel 8. Tabel 8. Fase B Siklus Pada Kondisi Pengisian Tinggi Waktu pelepasan (jam)



a)



Waktu pengisian (jam)



Arus lead-acid (A)



Arus Nickel-cadmium (A)



1.25 I10



1.25 It/10 (A)



I10 (tengangan pengisian dibatasi 2.4 V/sel kecuali dispesifikasikan sendiri oleh pabrikan)



It /10 (A) (tengangan pengisian dibatasi 1.55 V/sel kecuali dispesifikasikan sendiri oleh pabrikan)



2



b)



6



Ulangi a) dan b) sebanyak 99 kali



10.5.3 Uji Kapasitas Setelah fase B, baterai didinginkan hingga suhu yang ditentukan dalam standar pada butir 8.2 dan stabil pada nilai ini selama 16 jam. Uji kapasitas (C10 untuk baterai lead acid dan C5 untuk betere nickel-cadmium) dilaksanakan sesuai dengan standar yang relevan pada butir 8.2.



10.5.4 Akhir Kondisi Pengujian – – – –



10.5.5



Kapasitas di ukur setelah setiap periode 150 siklus (fasa A +B); Nilai kapasitas sebenarnya didapatkan pada 10.5.3 harus di rekam; Siklus hidup dapat dinyatakan sebagai jumlah 150 siklus (A+B) berurutan lengkap; Pengujian berakhir bila: o Selama fase A: ketika tegangan sel diukur padasaat pelepasan lebih kecil dari 1.5 V/sel untuk baterai lead acid dan 0.8 V /sel untuk baterai nickel-cadmium o Setelah Fase B: Jika kapasitas yang terukur pada 10.5.3 lebih rendah dari 80 % rating kapasitas.



Konsumsi Air Ada Tipe Baterai flooded Dan Sel Dengan Rekombinasi Gas Sebagian



Selama uji ketahanan siklus, tipe sel vented atau monoblocks dapat ditambahkan air. Jumlah air yang ditambah harus diukur dan dilaporkan.



10.5.6 Persyaratan-persyaratan Jumlah siklus lengkap berurutan (150 siklus) tercapai pada akhir dari pengujian harus tidak lebih kecil dari nilai standar yang telah ditetapkan oleh pabrikan. 15



SPLN D3.022-3: 2012



10.6



Pengujian ketahanan terhadap mekanik



10.6.1 Pengujian jatuhan bola baja Sampel dipasang seperti pada penggunaan normal pada permukaan baterai dijatuhkan bola baja berdiameter 50 mm dengan berat 0,51 kg dari ketinggian H (1,3 m) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, untuk menghasilkan energi dampak dari 6,5 Nm. Jumlah sampel untuk pengujian pada butir 10.6.1 dan butir 10.6.2 ini adalah 3 unit baterai.



Gambar 1. Pengujian Jatuh Bola Baja



10.6.2 Pengujian jatuh Sampel uji terdiri dari 1 unit baterai dijatuhkan sebanyak empat kali dari ketinggian 1 meter di atas lantai beton. Pengujian dilakukan dengan empat posisi yang berbeda, dimulai dari posisi horisontal, kemudian baterai diputar posisi 90o terhadap sumbunya dan dijatuhkan pada pada ketinggian yang sama. Setelah perlakuan uji sesuai buitr 10.6.1 dan butir 10.6.2 sampel uji tidak boleh retak atau pecah sehingga menganggu pada penggunaan selanjutnya.



16



SPLN D3.022-3: 2012



Tabel 9. Daftar Mata Uji Baterai



No.



Item Uji



Metode Uji/Acuan/Persyaratan



J



R



S



1



2



3



4



5



6



A



PEMERIKSAAN VISUAL DAN PENANDAAN



1.



Pemeriksaan visual



2.



Penandaan dan Mutu penandaan



Butir 5.2 ; 5.3; 5.4; 6.6



























IEC 61427, Butir 5.4 dan 7.2 Butir 6.4; butir 8.2 dan butir 10.1 IEC 61427, Butir 5.4 dan 7.2



B



ELEKTRIS



1.



Kapasitas pengenal



2.



Pengisian muatan



3.



Daya tahan siklus



4.



Daya tahan siklus pada aplikasi PLTS (kondisi ekstrim)



Butir 10.5



5.



Efisiensi Pengisian



Butir 6.2











6.



Proteksi Kedalaman Pelepasan muatan



Butir 6.3











C



KETAHANAN MEKANIKAL



1.



Jatuh



Butir 10.6











Butir 10.2 IEC 61427, Butir 7.2 dan butir 8.1 Butir 10.4























IEC 614277, Butir 8.3 Butir 10.3







IEC 61427, Butir 8.2 



IEC 61427, Butir 8.4



CATATAN: J = Uji jenis ; R = Uji Rutin ; S = Serah terima



17







Pengelola Standardisasi : PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan Jl. Durentiga, Jakarta 12760, Telp. 021-7973774, Fax. 021-7991762, www.pln-litbang.co.id



Pengelola Standardisasi : PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan Jl. Durentiga, Jakarta 12760, Telp. 021-7973774, Fax. 021-7991762, www.pln-litbang.co.id