Gambar 18 Kurva hubungan suhu dengan tegangan baterai Berdasarkan gambar di atas tegangan yang terukur tinggi terjadi pada
pukul 10:00 , 10:30, dan 12:30 WIB sebesar 0, 6 V, dengan suhu rata-rata sebesar 30,5
o
C. Adapun tegangan yang terkurur rendah didapat pada pukul ke 9:30, 15:00, dan 16:30 WIB sebesar 0,2 V, dengan suhu rata-rata sebesar 30,5
o
C. Dari grafik di atas dapat dilihat jika semakin tinggi suhu, maka tegangan
yang dihasilkan semakin rendah. Hasil ini sesuai dengan pernyataan Rosenblum 1991 yang diacu oleh Laksnawi 2006, bahwa I
sc
akan mengalami perubahan dengan meningkatnya suhu, kenaikan kurang lebih 0,04
o
C. Sedangkan V
oc
akan mengalami perubahan yang besar, pengurangan tegangan kurang lebih 0,3
o
C. Menurunnya tegangan bisa terjadi dikarenakan heat sink yang terpasang pada regulator tidak cukup bagus untuk untuk menyerap panas dari komponen
elektronik biasanya IC atau Transistor daya.
5.1.2 Battery control unit
Battery Control Unit BCU yang berfungsi sebagai proteksi over charge,
tapi berfungsi juga sebagai proteksi pengosongan baterai berlebih over discharge
, proteksi beban lebih, hubungan singkat, tegangan kejut halilintar, arus balik dari baterai ke sumber pembangkit, dan proteksi polaritas terbalik baterai
dan sumber pembangkit.
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7
25 26
27 28
29 30
31 32
33 34
Te gan
gan v
o lt
S u
h u
0C
Waktu Pengukuran
Suhu Tegangan
volt
Pada sistem pembangkit ini, terjadi suatu proses penyimpanan energi listrik yang dihasilkan oleh panel sel surya. Biasanya energi listrik ini disimpan
pada baterai dalam bentuk energi elektrokimia. Pada proses penyimpanan energi tersebut, diperlukan suatu alat yang berfungsi mengatur proses tadi agar tidak
terjadi pengisian berlebih pada baterai over charge yang dapat menyebabkan kerusakan pada baterai. BCU dapat dibagi kedalam dua bagian, yaitu :
1 Regulator
Regulator adalah komponen elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban. Regulator
mengatur overcharging kelebihan pengisian, karena baterai sudah penuh dan kelebihan voltase dari panel surya solar cell. Kelebihan voltase dan pengisian
akan mengurangi umur baterai. Seperti yang telah disebutkan di atas regulator yang baik biasanya mempunyai kemampuan mendeteksi kapasitas baterai. Bila
baterai sudah penuh terisi maka secara otomatis pengisian arus terhenti. Regulator yang tepasang pada BCU ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
1 Rated charge current : 3 A
2 Rated load current : 6 A
3 Max current consumption : 10 mA
4 Disconnect voltage : 14, 7 V high dan 11,5 V low
5 Reconnect voltage : 13,6 V high dan 12,5 V low
Regulator akan mengisi baterai sampai level tegangan tertentu, kemudian apabila level tegangan drop, maka baterai akan diisi kembali. Arus listrik DC
yang berasal dari baterai tidak mungkin masuk ke panel sel surya karena biasanya ada diode protection yang hanya melewatkan arus listrik DC dari panel surya
solar cell ke baterai, bukan sebaliknya. Rangkaian regulator dapat dilihat pada Gambar 18.
Sumber : Dokumentasi
Gambar 19 Rangkaian regulator tampak atas Pada Gambar 18 terdapat berberapa komponen elektronika yang tersusun
di dalam rangkaian regulator seperti : resistor, dioda, kapasitor, transistor, dan IC. Menurut Bishop 2002, masing-masing komponen elektronik tersebut
mempunyai fungsi yang berbeda. Seperti resistor yang berfungsi untuk menghambat arus listrik. Dioda berfungsi untuk menghantarkan listrik dan
tegangan pada satu arah saja. Kapasitor berfungsi untuk menyimpan dan melepas muatan listrik atau energi listrik. Transistor mempunyai fungsi untuk meratakan
arus, menahan sebagian arus, menguatkan arus, dan membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi. Untuk integrated circuit IC, adalah suatu komponen
elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor. IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti resistor, kapasitor, dioda dan transistor yang telah
terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.
2 Baterai
Baterai merupakan peralatan penting pada suatu pembangkit listrik tenaga surya. Baterai menyimpan energi listrik yang diterimanya pada siang hari dan
akan dikeluarkan pada malam hari untuk melayani beban terutama untuk penerangan. Baterai yang digunakan pada saat penelitian yaitu jenis baterai
basah. Baterai basah yang digunakan merupakan baterai mobil. Baterai mobil dipilih karena mempunyai karakteristik arus yang tinggi, harga cukup murah, dan
energi yang dapat diambil sampai kapasitas 80 . Baterai ini mempunyai daya sebesar 420 Wh, yang artinya daya baterai akan habis bila digunakan pada beban
yang mempunyai daya sebesar 420 W dalam satu jam. Gambar19 adalah gambar baterai yang digunakan pada penelitian ini.
Sumber : Dokumentasi
Gambar 20 Baterai yang digunakan pada penelitian Pada saat pengukuran tegangan yang masuk ke dalam baterai, tegangan
baterai sendiri dikosongkan hingga 6 V. Hal ini dilakukan agar dapat mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk menambah tegangan di baterai hingga 12 V.
Mengingat nilai intenitas cahaya matahari yang senantiasa berubah-ubah setiap waktunya maka energi yang dihasilkan oleh panel sel surya akan berbeda juga tiap
waktunya. Berikut ini data energi yang dihasilkan oleh panel sel surya dalam sehari pada waktu yang efektif matahari, yakni pukul 09.00-16.30 WIB, dengan
menggunakan interval pengukuran setiap 30 menit. Data selengkapnya disajikan pada Tabel 8.
Tabel 8 Hasil pengukuran tegangan yang masuk ke dalam baterai Waktu
Pengukuran Tegangan
Baterai v 9:00
6 9:30
6,2 10:00
6,8 10:30
7,4 11:00
7,8 11:30
8,3 12:00
8,8 13:00
9,8 13:30
10,2 14:00
10,6 14:30
11 15:00
11,2 15:30
11,5 16:00
11,8 16:30
12
Sumber :Pengolahan data
Berdasarkan tabel di atas, dapat diketahui bahwa tegangan yang dihasilkan oleh panel sel surya tidak konstan tiap waktunya. Energi yang dihasilkan dari pagi
hingga siang cenderung mengalami kenaikan dan dari siang hingga sore mengalami penurunan. Pada tabel di atas juga bisa dilihat bahwa untuk melakukan
pengisian baterai hingga 12 V membutuhkan waktu selama 7 jam 30 menit. Tabel di atas juga memberikan informasi bahwa penambahan tegangan yang terukur
tinggi terjadi pada pukul 10:00, 10:30, dan 12:30 WIB sebesar 0,6 V. Penambahan tegangan yang tercatat rendah didapat pada pukul 9:30, 15:00, dan 16:30 WIB
sebesar 0,2 V. Untuk kurva dari tegangan baterai bisa dilihat pada Gambar 16. Waktu pengisian baterai sangat tergantung terhadap dua faktor yaitu suhu
dan ketersedian cahaya matahari. Suhu pada saat pagi hari dalam rentang waktu pukul 9:00 hingga 9:30 WIB cenderung stabil, tetapi nilai tegangan yang
dihasilkan oleh sel surya tidak stabil dikarenakan intensitas cahaya matahari yang mengenai panel surya pada saat itu rendah. Bandingkan setelah pukul 10:00
hingga pukul 12:30, disini terjadi naik turun tegangan yang disebabkan oleh tingginya suhu yang berkisar antara 30
C – 31,5
C, selain itu nilai intensitas cahaya matahari yang mengenai panel surya cukup tinggi.
Menurut Sigalingging 1994 vide Astrawan 2007, waktu pengisian baterai yang baik tidak kurang dari 10 jam dan dalam kenyataannya dengan waktu
tersebut pengisian baru mencapai 80 . Hal ini sesuai dengan hasil yang didapatkan pada saat melakukan pengisian baterai, waktu yang dibutuhkan hanya
7 jam 30 menit dengan hasil pengisian mencapai 100 . Beberapa faktor bisa mempengaruhi waktu dan hasil pengisian baterai, seperti ukuran panel surya,
kapasitas baterai, intensitas cahaya matahari, dan suhu pada saat pengambilan data.
Arus listrik yang dialirkan dari panel surya ke baterai mempunyai nilai yang kecil, hal ini sesuai dengan Sigalingging 1994 vide Astrawan 2007 bahwa
arus pengisian baterai harus kecil. Arus tersebut bisa mempunyai nilai yang kecil dikarenakan sebelum arus mengalir ke baterai terlebih dahulu distabilkan dan
diperkecil nilainya di dalam regulator. Hal ini dilakukan untuk memperkecil terjadinya overcharging kelebihan pengisian, karena baterai sudah penuh dan
kelebihan voltase dari panel surya. Jika arus listrik tidak mengalami proses
terlebih dahulu di regulator, maka akan terjadi kelebihan voltase yang akan mengurangi umur baterai.
5.1.3 Lampu Light Emitting Diode LED
