Cara Menghitung Kebutuhan Energi PJUTS Off-Grid untuk Jalan Umum menjadi tahap paling krusial dalam perancangan Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS) Off-Grid. Kesalahan pada perhitungan energi tidak hanya berdampak pada redupnya lampu, tetapi juga dapat menyebabkan kegagalan sistem secara menyeluruh. Oleh karena itu, artikel ini membahas langkah teknis yang sistematis dan realistis agar sistem PJUTS benar-benar andal di lapangan.

Cara Menghitung Kebutuhan Energi PJUTS Off-Grid untuk Jalan Umum

Mengapa Perhitungan Energi PJUTS Tidak Bisa Asal

Dalam sistem penerangan jalan tenaga surya, seluruh energi listrik bersumber dari matahari. Tidak ada suplai cadangan dari PLN sebagaimana sistem on-grid. Artinya, kapasitas panel surya dan baterai harus dirancang berdasarkan kebutuhan riil, bukan asumsi kasar.

Dalam praktik, banyak kegagalan PJUTS terjadi karena:

• Daya lampu terlalu besar dibanding kapasitas baterai
• Durasi nyala tidak diperhitungkan dengan benar
• Tidak ada toleransi rugi-rugi sistem
• Produksi energi panel terlalu optimistis

Itulah sebabnya perhitungan energi menjadi fondasi sebelum masuk ke tahap desain mekanis, simulasi pencahayaan, dan panel distribusi sebagaimana dibahas pada artikel pilar Perancangan Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS) Off-Grid.

Menentukan Beban Lampu LED PJUTS

Langkah pertama adalah menentukan beban lampu LED yang digunakan. Beban ini dihitung dari daya lampu dan jumlah titik PJU.

Parameter utama:

• Daya lampu LED (Watt)
• Jumlah armatur lampu
• Efisiensi driver & sistem

Contoh sederhana:

• Lampu LED: 60 Watt
• Jumlah lampu: 50 unit

Maka total beban lampu:

60 W × 50 = 3.000 Watt

Namun angka ini belum final. Dalam sistem PJUTS off-grid, selalu disarankan menambahkan faktor rugi-rugi sistem sekitar 10–20%, mencakup:

• Efisiensi solar charge controller
• Rugi kabel DC
• Pengaruh temperatur lingkungan

Sehingga beban desain menjadi:

3.000 W + 15% ≈ 3.450 Watt

Pendekatan konservatif seperti ini terbukti lebih aman untuk sistem jangka panjang.

Menentukan Durasi Nyala Lampu

Durasi nyala adalah faktor kedua yang sangat menentukan. Untuk wilayah Indonesia, durasi nyala standar PJUTS berkisar ±12 jam per malam.

Durasi ini mempertimbangkan:

• Pola matahari terbenam dan terbit
• Kebutuhan keamanan malam hari
• Standar penerangan jalan

Jika lampu menyala 12 jam per hari, maka konsumsi energi harian dapat dihitung secara langsung.

Menghitung Kebutuhan Energi Harian

Setelah beban dan durasi diketahui, langkah berikutnya adalah menghitung energi harian (Wh/hari).

Dengan contoh sebelumnya:

Energi harian = Daya × Waktu
Energi harian = 3.450 W × 12 jam
Energi harian = 41.400 Wh/hari

Nilai inilah yang menjadi acuan utama untuk:

• Menentukan kapasitas baterai
• Menentukan kapasitas minimum panel surya

Pada tahap ini, banyak perancang pemula berhenti. Padahal, sistem PJUTS tidak hanya bekerja satu hari, melainkan sepanjang tahun.

Menghitung Kebutuhan Energi Tahunan PJUTS

Untuk mengevaluasi kecukupan sistem secara menyeluruh, energi harian dikonversi menjadi energi tahunan (kWh/tahun).

Energi tahunan = Energi harian × 365
Energi tahunan = 41,4 kWh × 365
Energi tahunan ≈ 15.111 kWh/tahun

Angka ini digunakan untuk:

• Membandingkan dengan estimasi produksi energi PLTS
• Menilai margin toleransi sistem
• Analisis performa jangka panjang

Pada artikel pilar PJUTS Off-Grid, konsep ini digunakan untuk menilai selisih antara kebutuhan energi dan produksi energi tahunan.

Menentukan Kapasitas Panel Surya Berdasarkan PSH

Setelah mengetahui kebutuhan energi harian, kapasitas panel surya ditentukan berdasarkan Peak Sun Hour (PSH) lokasi.

Rata-rata PSH Indonesia berkisar:

• 4,0 – 6,0 jam/hari

Misalnya digunakan PSH konservatif 4,5 jam:

Kapasitas panel = Energi harian / PSH
Kapasitas panel = 41.400 Wh / 4,5
≈ 9.200 Wp

Artinya, sistem membutuhkan total panel sekitar 9,2 kWp untuk memenuhi kebutuhan beban secara ideal.

Dalam praktik, kapasitas panel sering dibulatkan ke atas untuk memberikan cadangan energi.

Menentukan Kapasitas Baterai PJUTS

Baterai berfungsi sebagai penyimpan energi untuk malam hari dan kondisi cuaca buruk. Kapasitas baterai ditentukan dari:

• Energi harian
• Tegangan sistem (12V, 24V, atau 48V)
• Depth of Discharge (DoD)

Contoh pada sistem 48 VDC dengan DoD 80%:

Kapasitas baterai (Ah) =
Energi harian / (Tegangan × DoD)

Perhitungan ini memastikan baterai tidak dipaksa bekerja di luar batas aman, sehingga umur pakai lebih panjang.

Selisih Produksi vs Kebutuhan & Toleransi Sistem

Dalam perancangan PJUTS Off-Grid, hampir tidak pernah terjadi kondisi produksi energi 100% sama dengan kebutuhan. Yang penting adalah apakah selisih tersebut masih dalam batas toleransi.

Secara teknis:

• Selisih ≤ 5% → masih aman
• Selisih 5–10% → perlu evaluasi cadangan
• Selisih > 10% → desain perlu direvisi

Pendekatan toleransi ini dijelaskan lebih luas pada artikel pilar Perancangan Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS) Off-Grid, terutama saat membahas validasi desain dan rekomendasi implementasi.

Keterkaitan Perhitungan Energi dengan Simulasi & Struktur

Perhitungan energi tidak berdiri sendiri. Hasilnya akan berdampak langsung pada:

• Simulasi pencahayaan (DIALux) → menentukan daya lampu yang realistis
• Analisis beban tiang → panel lebih besar berarti beban angin lebih besar
• Desain panel distribusi → arus DC, proteksi, dan grounding

Inilah alasan mengapa perhitungan energi selalu menjadi pintu masuk ke seluruh rangkaian desain PJUTS Off-Grid.

Dengan pendekatan yang sistematis, realistis, dan berbasis kondisi lapangan, Cara Menghitung Kebutuhan Energi PJUTS Off-Grid untuk Jalan Umum tidak hanya menjadi langkah matematis, tetapi juga fondasi keandalan sistem penerangan jalan tenaga surya yang berkelanjutan dan aman hingga bertahun-tahun ke depan.