Pertanyaan pertama saat atap rumah dinilai untuk panel surya biasanya sederhana: atapnya menghadap ke mana, dan miringnya berapa derajat? Jawabannya sering dipatok dari aturan baku buatan negara empat musim. Di Indonesia, yang berada di sekitar khatulistiwa, aturan itu perlu dibaca ulang sebelum dipakai.
Dua angka yang diukur: azimut dan kemiringan
Azimut adalah arah hadap panel diukur dari utara searah jarum jam. Konvensi umumnya, seperti dijelaskan materi Penn State, 0° adalah utara, 90° timur, 180° selatan, dan 270° barat. Kemiringan (tilt) adalah sudut panel terhadap bidang datar: 0° berarti rebah, 90° berarti tegak.
Keduanya mengubah hal yang berbeda. Panduan pemodelan Sandia PV Performance Modeling Collaborative menyebut kesalahan tilt memengaruhi besarnya iradiansi pada bidang panel, sedangkan kesalahan azimut mengubah bentuk kurva iradiansi sepanjang hari. Artinya atap yang menghadap timur atau barat tidak harus "gagal", tetapi puncak produksinya bergeser ke pagi atau sore.
Aturan baku: menghadap ekuator, miring sebesar lintang
Penn State merumuskan aturan praktis untuk belahan bumi utara: hadapkan panel ke selatan sejati (180°) dengan kemiringan sebesar lintang lokasi. Contohnya State College, Pennsylvania, di lintang sekitar 40°, kemiringan idealnya sekitar 40°. Penulisnya sendiri mencatat aturan ini hanya pendekatan: Wilmington di lintang yang hampir sama justru ideal di sekitar 35°.
Dua hal perlu diterjemahkan untuk Indonesia. Pertama, kota-kota kita berlintang kecil, jadi kemiringan ideal menurut aturan itu juga kecil. Kedua, aturan itu ditulis untuk belahan utara. Logika pencerminannya, yaitu menghadap ke arah ekuator, berarti lokasi di selatan khatulistiwa condong menghadap utara. Ini kesimpulan geometri dari aturan di atas, bukan kutipan dari satu sumber khusus.
Ingin mendalaminya lebih terstruktur? Taalenta punya kelas Perancangan Sistem PLTS Skala Rumahan/Perkantoran dengan Sistem Ongrid dan Offgrid.
Seberapa besar selisihnya
Penn State memberi gambaran dengan faktor tilt dan orientasi (TOF), yaitu perbandingan keluaran terhadap kondisi ideal, untuk contoh di lintang 40° belahan utara. Pada azimut 180°, panel rebah (0°) bernilai 0,87 dan panel tegak (90°) bernilai 0,662. Pada kemiringan ideal 35°, panel yang menghadap timur bernilai 0,797 dan yang menghadap barat 0,803. Angka ini milik lintang tinggi, jadi jangan disalin mentah ke Jakarta atau Padang. Yang bisa dibawa hanya polanya: menyimpang dari ideal memangkas hasil, tetapi tidak sampai separuh.
Bukti dari lapangan di dekat khatulistiwa
Sebuah studi eksperimen di Padang (sekitar 0°56' LS) yang dimuat di jurnal Rotasi Universitas Diponegoro menguji satu panel monokristalin 120 Wp pada kemiringan 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, dan 75°. Kemiringan 15° memberi produksi harian lebih besar, dan azimut terbaiknya sekitar 10,5° ke arah barat laut dengan keluaran harian 378,4 Wh. Batasannya jelas: satu panel, satu lokasi, periode pengukuran terbatas, dan angka hasil harian di makalah itu tidak seragam antarbagian. Pakai sebagai indikasi bahwa kemiringan landai bekerja baik di khatulistiwa, bukan sebagai angka pasti untuk atap Anda.
Mencari kemiringan optimum untuk lokasi Anda
Untuk angka per lokasi, Global Solar Atlas menyediakan lapisan data Optimum Tilt (OPTA), yaitu sudut kemiringan yang memaksimalkan hasil tahunan di seluruh dunia. Menurut katalog Bank Dunia, data ini dikembangkan Solargis, beresolusi sekitar 4 km, dan berlisensi Creative Commons Attribution 4.0. Karena resolusinya kasar, hasilnya cocok sebagai titik awal, lalu dibandingkan dengan kemiringan atap yang sebenarnya.
Urutan memeriksa atap
- Ukur arah hadap dan kemiringan atap dengan aplikasi kompas di ponsel, lalu catat sebagai azimut dan derajat.
- Cari kemiringan optimum lokasi di Global Solar Atlas.
- Bandingkan selisihnya. Atap landai yang menyimpang beberapa derajat dari optimum bukan masalah utama.
- Pertimbangkan kapan beban listrik terbesar. Atap menghadap timur atau barat menggeser puncak produksi, sehingga cocok tidaknya bergantung pada jam pemakaian, seperti dibahas di artikel beban siang dan ukuran PLTS atap.
Kalau lebih enak melihat cara mengukurnya langsung, ada klip penjelasannya.
Sumber
- Penn State, EME 810 / EMSC 297, "Tilt and Orientation Factor": https://www.e-education.psu.edu/emsc297/node/681
- Sandia National Laboratories, PV Performance Modeling Collaborative, "Array Orientation Errors": https://pvpmc.sandia.gov/modeling-guide/1-weather-design-inputs/array-orientation/array-orientation-errors/
- World Bank Data Catalog, "World - Optimum Tilt to Maximize Yearly Yield (OPTA)", Global Solar Atlas / Solargis: https://datacatalog.worldbank.org/search/dataset/0038638
- Jurnal Rotasi, Universitas Diponegoro, studi sudut kemiringan dan azimut panel surya di Padang: https://ejournal.undip.ac.id/index.php/rotasi/article/download/50987/23580