Pengaruh Sudut Kemiringan Panel Surya Tipe Monocrystalline Terhadap Efisiensi Daya Keluaran Panel Surya

LAMPIRAN

 Perhitungan posisi matahari terhadap bumi menggunakan software Matlab Simulink

Gambar A.1 Perhitungan posisi matahari terhadap bumi dengan menggunakan Matlab Simulink

 Perhitungan Sudut Deklinasi

Gambar A.2 Perhitungan Sudut Deklinasi Menggunakan Matlab Simulink 1 Deklinasi 23.45

con4 360

con3 284

con1

365 con.2

sin Product1 Product

Divide deg rad

Angle Conversion Add1

1 Hari

 Perhitungan Sudut Jam Matahari

Gambar A.3 Perhitungan Sudut Jam Matahari Menggunakan Matlab Simulink

 Perhitungan Sudut Zenith

Gambar A.4 Perhitungan Sudut Zenith Menggunakan Matlab Simulink

 Perhitungan Sudut Ketinggian Matahari

Gambar A.5 Perhitungan Sudut Ketinggian Matahari Menggunakan Matlab Simulink 1 Sudut Jam Matahari Longitude EOT TC TC Jam TC LST LST B EOT EOT Hari B B

LST Sudut Jam Matahari

(LST-12)15 3 Longitude 2 Jam 1 Hari 1 Sudut Zenith cos acos cos cos sin sin deg rad Angle Conversion5 deg rad Angle Conversion4 rad deg Angle Conversion3 deg rad Angle Conversion2 Add3 3 Sudut Jam Matahri 2 Deklinasi 1 Latitude 1 Sudut Ketinggian Matahari 90 con.2 Subtract 1 Sudut Zenith

 Perhitungan Titik Azimuth Matahari

Gambar A.6 Perhitungan Titik Azimuth Matahari Menggunakan Matlab Simulink

 Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari

Gambar A.7 Perhitungan Titik Azimuth Matahari Menggunakan Matlab Simulink

1 Azimuth matahari acos cos Trigonometric Function6 sin Trigonometric Function4 sin Trigonometric Function3 sin Trigonometric Function2 cos Trigonometric Function >= 0 Switch Subtract Product2 Product1 Product Divide -1 Constant rad deg Angle Conversion5 deg rad Angle Conversion3 deg rad Angle Conversion2 deg rad Angle Conversion1 4 Sudut Jam 3 Deklinasi 2 Latitude 1 Zenith 1 Sudut Sinar Datang deg rad sudut jam convert

deg rad latitude convert deg rad kemiringan convert deg rad deklinasi convert deg rad azimuth convert sin cos sin cos sin acos sin cos sin cos cos Product5 Product4 Product3 Product1 Product rad deg Angle Conversion2 Add1 5 Latitude 4 Sudut Jam Matahari 3 Azimuth Panel 2 Kemiringan Panel 1 Deklinasi

 Hasil perhitungan sudut sinar datang matahari pada bidang horizontal menggunakan software Matlab Simulink

Tabel A.1 Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari Untuk Panel Surya Horizontal

Jam Sudut Sinar Datang Matahari

09:00 49.12252

10:00 34.60309

11:00 20.73979

12:00 10.55405

13:00 15.52896

14:00 28.62533

15:00 42.96649

 Hasil perhitungan sudut sinar datang matahari pada panel surya dengan pengaturan sudut kemiringan dan panel surya mengarah ke selatan bumi menggunakan software Matlab Simulink

Tabel A.2 Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari Pada Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

Jam Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

09:00 47.83 48.10 49.90 53.08 57.37 62.54

10:00 32.94 33.91 37.31 42.56 49.04 56.33

11:00 18.04 20.35 26.38 34.22 42.88 51.94

12:00 3.14 10.40 20.15 30.07 40.02 49.99

13:00 11.76 15.26 22.90 31.83 41.21 50.80

14:00 26.66 28.07 32.40 38.68 46.12 54.22

 Hasil perhitungan sudut sinar datang matahari pada panel surya dengan pengaturan sudut kemiringan dan panel surya mengarah ke titik azimuth matahari menggunakan software Matlab Simulink.

Tabel A.3 Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari Pada Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

Jam Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

09:00 39.12 29.12 19.12 9.12 0.89 10.88

10:00 24.60 14.60 4.60 5.40 15.40 25.40

11:00 10.74 0.81 9.27 19.27 29.26 39.26

12:00 0.56 9.45 19.45 29.45 39.45 49.45

13:00 5.53 4.47 14.47 24.47 34.47 44.47

14:00 18.63 8.63 1.39 11.38 21.38 31.38

DAFTAR PUSTAKA

[1] Duffie, John A, and A William Beckman. Solar Engineering of Thermal

Processes. 4th. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc, 2013.

[2] Planning and Installing Photovoltaic Systems: A Guide for Installer, Architecs dan Egineers. 2nd. London: Earthscan, 2005.

[3] Labouret, Anne, and Villoz Michel. Solar Photovoltaic Energy. London: The Institution of Engineering and Technology, 2010.

[4] Foster, Robert, Majid Ghassemi, and Alma Cota. Solar Energy : Renewabe

Energy and the Environment. Florida: CRC Press, 2010.

[5] Goswami, D Yogi. Principles of Solar Engineering. Florida: CRC Press, 2015.

[6] Rekioua, Djamila, and Ernest Matagne. Optimization of Photovoltaic

Power Systems : Modelization, Simulation and Control. London: Springer,

2012.

[7] Anu, George, and Robins Anto, “Analytical and Experimental Analysis of Optimal Tilt angle of Solar Photovoltaic Systems”, IEEE, 2012

[8] Diah, Pangestuningtyas, “Analisis Pengaruh Sudut Kemiringan Panel Surya Terhadap Radiasi Matahari yang Dapat Diterima oleh Panel Surya Tetap”, Laporan Tugas Akhir, Universitas Diponegoro.

[9] Driss, Lahjouji, “Tilt Angle Optimization for Maximum Solar Energy Collection - Case Study for Ifrane, Morocco”, IEEE, 978-1-4673-6373-0, 2013.

[10] Shaurabh K. Singh, Ustav A. Jain, and Gundabattini Edison, “MATLAB/

Simulink Model for Optimization of Tilt Angle of Solar Panels Using Weighted Average Method”, IOSR-JMCE, Vol 11, 2014

[11] Yumanda, Vony, “Pengaruh Penggunaan Cermin Datar dalam Ruang Tertutup pada Sel Surya Silikon”, Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol 6, 2010

BAB III

METODOLOGI PENGUJIAN

3.1 Peralatan dan Bahan Pengujian

Untuk melakukan pengujian dibutuhkan peralatan – peralatan yang meliputi • Tiang penyangga

Tiang penyangga berguna untuk menopang panel surya. Tiang penyangga terbuat dari bahan besi dan memiliki 2 sumbu. Sumbu tersebut adalah azimuth dan elevasi.

Sumbu azimuth memungkinkan tiang penyangga untuk berputar sebesar 3600secara horizontal sehingga memudahkan untuk mengarahkan panel surya ke titik azimuth matahari.

Sumbu elevasi memungkinkan tiang penyangga untuk berputar hingga 900 secara vertikal, sehingga memungkinkan untuk mengubah – ubah sudut kemiringan panel surya

Gambar 3.1 Tiang Penyangga • Dudukan

Bagian yang berfungsi sebagai penopang panel surya pada tiang penyangga.

• Busur derajat

Busur derajat berfungsi untuk mengukur sudut kemiringan panel surya terhadap bidang horizontal.

Gambar 3.2 Pengukuran Sudut Kemiringan Panel Surya dengan Busur Derajat

• Kompas

Kompas berfungsi untuk mengukur posisi matahari dan juga sebagai panduan untuk mengarahkan posisi panel surya. Kompas yang digunakan pada pengujian ini adalah kompas bidik.

• Pyranometer

Digunakan untuk mengukur intensitas radiasi matahari. Satuan alat ukur ini adalah W/m2. Spesifikasi dari pyranometer yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Spesifikasi Pyranometer

Parameter pengukuran Intensitas radiasi dengan interval 1 detik Rentang pengukuran 0 sampai 1280 W/m2

Temperatur kerja Temperatur : -40 0C sampai 75 0C (-40 0F sampai 167 0F)

Akurasi =10.0 W/m2 atau +/- 5%. Tambahan temperatur error 0.38 W/m2/0C dari 250C (0.21 W/m2/0F dari 77 0F)

Resolusi 1.5 W/m2

Penyimpangan <+/- 2% per tahun Panjang kabel 3 meter (9.8 kaki)

Berat 120 garm (4.0 ons)

Dimensi Tinggi 41 mm x Diameter 32 mm (1 5/80 x 1 1/40)

(sumber: HOBO Micro station user’s guide)

• Panel surya

Panel surya yang digunakan adalah panel surya tipe Monocrystalline 100 WP. Spesifikasi dari panel surya yang digunakan di tunjukkan oleh Tabel 3.2

Tabel 3.2 Spesifikasi Panel Surya

Model Panel PUL – 100 – M10

Daya maksimum rata – rata 100 W Tegangan rangkaian terbuka (Voc) 22.54 V Arus hubung singkat (Isc) 5.79 A Tegangan pada daya maksimum (Vm) 18.90 V Arys pada daya maksimum (Im) 5.33 A

Toleransi output 0 -/+ 3%

Temperatur nominal kerja -40 – 850C

Berat 8.8 KG

Gambar 3.4 Panel Surya Monocrystalline

• Multimeter

Alat yang digunakan untuk mengukur tegangan rangkaian terbuka (Voc) dan arus hubung singkat (Isc) panel surya.

3.2 Variasi Pengujian

Variasi percobaan ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana pengaruh sudut kemiringan panel surya terhadap daya keluaran panel surya dengan kondisi :

• Panel surya sejajar dengan bidang horizontal tanah

• Panel surya dengan sudut kemiringan yang mengarah ke selatan bumi (titik azimuth panel surya 00)

• Panel surya dengan sudut kemiringan yang mengarah ke titik azimuth matahari (titik azimuth panel = titik azimuth matahari)

Tegangan rangkaian terbuka (Voc) dan arus hubung singkat (Isc) akan diukur pada tiap variasi untuk mendapatkan nilai daya keluaran panel surya (Pout)

dan efisiensi (ƞ) panel surya.

3.3 Prosedur Pengujian

Adapun percobaan yang dilakukan adalah:

1. Percobaan sudut kemiringan panel surya sejajar dengan bidang horizontal 2. Percobaan pengaruh sudut kemiringan panel surya dengan arah panel

surya mengacu ke arah selatan bumi.

3. Percobaan pengaruh sudut kemiringan panel surya dengan arah panel surya mengacu ke titik azimuth matahari.

3.3.1 Percobaan Sudut Kemiringan Panel Surya Sejajar dengan Bidang Horizontal

1. Mempersiapkan rangkaian panel surya

2. Mengatur sudut kemiringan panel surya sebesar 00 sejajar dengan bidang horizontal tanah.

4. Mengukur tegangan rangkaian terbuka (Voc) panel surya dengan cara

menghubungkan penyidik multimeter ke terminal keluaran panel surya 5. Mengukur arus hubung singkat (Isc) panel surya dengan cara

menghubungkan penyidik multimeter ke terminal keluaran panel surya 6. Mengukur radiasi matahari dengan menggunakan pyranometer

7. Langkah 4 – 6 dilakukan kembali untuk pukul 10.00 WIB sampai pukul 15.00 WIB

8. Percobaan selesai

3.3.2 Percobaan Pengaruh Sudut Kemiringan Panel Surya Dengan Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

1. Menentukan arah selatan bumi menggunakan kompas 2. Panel surya dibuat menghadap ke arah selatan bumi. 3. Percobaan dilakukan pada pukul 09.00 WIB

4. Sudut kemiringan panel surya dibuat 100 dengan menggunakan busur derajat.

5. Mengukur tegangan rangkaian terbuka (Voc) panel surya dengan cara

menghubungkan penyidik multimeter ke terminal keluaran panel surya 6. Mengukur arus hubung singkat (Isc) panel surya dengan cara

menghubungkan penyidik multimeter ke terminal keluaran panel surya 7. Mengukur radiasi matahari dengan menggunakan pyranometer

8. Langkah 4 sampai 7 dilakukan kembali untuk sudut 200, 300, 400, 500, dan 600

9. Untuk mengatur sudut kemiringan panel surya dilakukan dengan mengubah sudut elevasi pada tiang penyangga.

10. Untuk mengukur besar sudut kemiringan panel surya digunakan busur derajat

11. Langkah 4 – 8 dilakukan kembali untuk pukul 10.00 sampai pukul 15.00 12. Percobaan selesai

3.3.3 Percobaan Pengaruh Sudut Kemiringan Panel Surya dengan Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

1. Menentukan titik azimuth matahari. Titik azimuth matahari didapatkan dari hasil perhitungan dengan menggunakan software MATLAB simulink. 2. Panel suya diarahkan ke matahari dengan cara memutar sumbu azimuth

tiang penyangga mengarah titik azimuth matahari. Arah panel surya ditentukan dengan menggunakan kompas.

3. Kemiringan panel surya diatur dengan menggunakan busur derajat sesuai dengan sudut kemiringan yang ingin diuji. Sudut kemiringan yang akan diuji bervariasi yaitu 100, 200, 300, 400, 500, dan 600

4. Mengukur tegangan rangkaian terbuka (Voc) panel surya dengan cara menghubungkan penyidik multimeter ke terminal keluaran panel surya. 5. Mengukur arus hubung singkat (Isc) panel surya dengan cara

menghubungkan penyidik multimeter ke terminal keluaran panel surya. 6. Mengukur radiasi matahari dengan menggunakan pyranometer.

7. Mengulang langkah 1 – 6 untuk jam 09.00 – 15.00 8. Percobaan selesai.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Geometri Matahari Terhadap Bumi

Penentuan posisi matahari dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut :

• Menghitung sudut deklinasi (δ) dengan Persamaan2.1 :

δ = 23.45 sin (360 284+�

365 ) (2.1) Dimana : n = hari dalam bulan

• Menghitung sudut ketinggian matahari (αs) dengan Persamaan 2.2 :

αs =90 - θz (2.2)

Dimana : θz= Sudut Zenith

• Menghitung sudut zenith (θz) dengan Persamaan 2.3 :

θz = cos-1 (cos φ x cos δ x cos ω + sin φ x sin δ) (2.3)

Dimana : φ = Garis lintang δ = Deklinasi

ω = Sudut jam matahari

• Menghitung sudut azimuth matahari dengan Persamaan 2.4 : γs = sign (ω) | cos-1 (

cosθz sinφ−sinδ

���θz cosφ ) | (2.4)

Dimana: sign (ω) akan +1 jika ω positif dan -1 jika ω negatif θz= Sudut Zenith

δ = Deklinasi

• Menghitung sudut jam matahari (ω) dengan Persamaan 2.5 : ω = (LST – 12 ) x 360

24 (2.5)

LST = LT + �� 60

TC = 4(LSTM – Longitude) + E

E = 9.87 sin(2B) – 7.53 cos(B) – 1.5 sin(B)

B= 360

365(� −1)

LSTM = 150.∆TGMT

Dimana:

LST (Local Solar Time) = Waktu matahari LT (Local Time) = Waktu lokal

TC (Time Correction) = Faktor koreksi waktu

LSTM (Local Standard Time Meridian) = Waktu berdasarkan GMT E (Equation of Time) = Perhitungan waktu

∆TGMT = Perbedaan waktu dengan GMT

• Menghitung sudut sinar datang matahari (θ) dengan Persamaan 2.6 :

cos(θ) = sin(δ) sin(φ) cos(β) – sin(δ) cos(φ) sin(β) cos(γ) (2.6) + cos(δ) cos(φ) cos(β) cos(ω)

+ cos(δ) sin(φ) sin(β) cos(γ) cos(ω) + cos(δ) sin(β) sin(γ) sin(ω) Dimana : φ = Garis lintang

δ = Deklinasi

ω= Sudut jam matahari β = Sudut kemiringan γ = Sudut azimut permukaan

Untuk memudahkan perhitungan posisi matahari dan perhitungan sudut sinar datang matahari maka perhitungan dilakukan dengan menggunakan simulink pada software Matlab. Dari hasil perhitungan yang dilakukan, didapat nilai – nilai sudut yang menjelaskan posisi matahari terhadap bumi. Hasil perhitungan posisi matahari terhadap bumi ditunjukkan pada Tabel 4.1

4.1 Tabel Perhitungan Geometri Matahari Terhadap Bumi

Jam

pengujian Deklinasi

Sudut jam matahari

Sudut zenith

Sudut ketinggian

matahari

Titik azimuth matahari

09.00 -6.571 -48.16 49.12 40.88 -78.2

10.00 -6.571 -33.16 34.6 55.4 -73.11

11.00 -6.571 -18.16 20.74 69.26 -60.97

12.00 -6.571 -3.16 10.55 79.45 -17.4

13.00 -6.571 11.84 15.53 74.47 49.58

14.00 -6.571 26.84 28.63 61.37 69.43

15.00 -6.571 41.84 42.97 47.03 76.47

Dari Tabel 4.1, posisi matahari berdasarkan titik azimuth matahari digunakan sebagai acuan arah panel pada pengujian 4.2, 4.3, dan 4.4

4.2 Pengukuran Tegangan Rangkaian Terbuka (Voc), Arus Hubung Singkat (Isc) dan Intensitas Radiasi Matahari

Untuk dapat menghitung daya keluaran yang dibangkitkan oleh panel surya, dibutuhkan nilai tegangan rangkaian terbuka (Voc) dan arus hubung singkat (Isc). Nilai Voc dan Isc diukur dengan menggunakan multimeter dengan cara menghubungkan penyidik positif dan negatif multimeter dengan terminal keluaran panel surya. Nilai intensitas radiasi matahari diukur dengan menggunakan pyranometer. Nilai – nilai hasil pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.2, 4.3, 4.4 dan 4.5

Tabel 4.2 Nilai Intensitas Radiasi Matahari

Jam Intensitas Radiasi Matahari

(W/m2)

09.00 379.47

10.00 593.97

11.00 658.68

12.00 799.65

13.00 555.9

14.00 598.84

15.00 307.34

Dari Tabel 4.2 diperoleh nilai pengukuran intensitas radiasi matahari yang diukur dengan menggunakan pyranometer.

Tabel 4.3 Nilai Voc dan Isc Panel Surya dengan Posisi Panel Horizontal

Jam Radiasi Matahari

Tegangan Rangkaian Terbuka

(Voc)

Arus Hubung Singkat (Isc)

09.00 379.47 19.9 3.05

10.00 593.97 20.7 4.01

11.00 658.68 21.1 4.16

12.00 799.65 21.4 4.27

13.00 555.9 20.1 3.98

14.00 598.84 20.7 4.05

15.00 307.34 19.8 2.74

Nilai tegangan rangkaian terbuka dan arus hubung singkat pada Tabel 4.3 yang didapat akan digunakan untuk perhitungan daya keluaran dan efisiensi panel surya.

Tabel 4.4 Nilai Voc dan Isc Panel Surya Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

Jam Radiasi Matahari

Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

Voc Isc Voc Isc Voc Isc Voc Isc Voc Isc Voc Isc 09:00 379.47 19.9 3.36 19.9 3.28 19.9 2.76 19.8 2.24 19.8 1.67 19.7 1.46 10:00 593.97 20.7 4.13 20.6 3.74 20.6 3.52 20.5 3.39 20.5 3.14 20.4 3.02 11:00 658.68 21.1 4.76 21.0 4.63 21.0 4.21 20.9 3.72 20.9 3.51 20.9 3.17 12:00 799.65 21.5 5.03 21.5 4.93 21.5 4.86 21.4 4.34 21.4 4.14 21.4 4.09 13:00 555.9 20.1 4.16 20.1 3.61 20.0 3.58 20.0 3.46 20.0 3.25 20.0 3.02 14:00 598.84 20.7 4.19 20.7 3.96 20.5 3.81 20.5 3.69 20.4 3.24 20.4 3.09 15:00 307.34 19.9 3.08 19.8 2.79 19.7 2.62 19.7 2.17 19.5 1.55 19.4 1.33

Tabel 4.5 Nilai Voc dan Isc Panel Surya dengan Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

Jam Radiasi Matahari

Azimuth Matahari

Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

Voc Isc Voc Isc Voc Isc Voc Isc Voc Isc Voc Isc 09:00 379.47 -78.2 19.9 3.48 19.9 3.72 20.0 3.86 20.1 4.03 20.1 4.18 20.1 4.07 10:00 593.97 -73.11 21.1 4.41 21.2 4.47 21.3 4.61 21.3 4.53 21.2 4.45 21.0 4.39 11:00 658.68 -60.97 21.2 4.93 21.2 5.07 21.2 4.98 21.1 4.71 21.1 4.43 21.0 3.69 12:00 799.65 -17.4 21.6 5.12 21.5 5.01 21.5 4.93 21.4 4.76 21.4 4.21 21.4 4.12 13:00 555.9 49.58 20.2 4.23 20.2 4.39 20.1 4.12 20.1 3.54 20 3.37 20 3.19 14:00 598.84 69.43 20.7 4.29 20.8 4.37 20.9 4.52 20.8 4.43 20.7 4.23 20.6 3.86 15:00 307.34 76.47 20.1 3.25 20.1 3.32 20.2 3.39 20.3 3.53 20.2 3.48 20.2 3.36

4.3 Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya

Untuk menghitung daya keluaran yang dibangkitkan oleh panel surya diperlukan nilai Voc dan Isc. Dari Tabel 4.3 diperoleh nilai Voc dan Isc untuk panel surya dengan posisi horizontal. Daya keluaran panel surya dapat dihitung dengan Persamaan 2.9:

Pout = Voc . Isc . FF (2.9)

Dimana:

Pout : Daya yang dibangkitkan oleh panel surya (Watt)

Voc : Tegangan rangkaian terbuka panel surya (Volt)

Isc : Arus hubung singkat panel surya (Ampere)

FF : Faktor pengisian panel surya

Nilai dari faktor pengisian dapat dicari dengan Persamaan 2.7 :

FF = ��� −ln⁡(���+0.72)

���+1 (2.7)

Hasil perhitungan daya keluaran panel surya untuk panel surya dengan posisi horizontal pada pukul 09:00 WIB adalah :

Pout = Voc.Isc.FF

Voc = 19.9

Isc = 3.05

Maka : FF = ��� −ln⁡(���+0.72)

���+1

= 19.9 − ln⁡(19.9 + 0.72)

19.9 + 1

= 19.9 − ln⁡(20.62) 20.9

= 19.9 − 3.0262 20.9 = 0.087

Pout = Voc.Isc.FF

= 19.9 x 3.05 x 0.807

= 49.002 W

Dengan menggunakan persamaan diatas dapat dihitung daya keluaran untuk setiap jam yang diujikan pada panel surya dengan posisi horizontal. Hasil perhitungan ditunjukkan pada Tabel 4.6

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya dengan Posisi Horizontal

Jam

Radiasi Matahari ( W/m2 )

Voc ( V )

Isc

( A ) FF

Pout ( W )

09:00 379.47 19.9 3.05 0.807 49.002

10:00 593.97 20.7 4.01 0.813 67.460

11:00 658.68 21.1 4.16 0.815 71.560

12:00 799.65 21.4 4.27 0.817 74.667

13:00 555.9 20.1 3.98 0.809 64.696

14:00 598.84 20.7 4.05 0.813 68.133

15:00 307.34 19.8 2.74 0.807 43.763

Untuk perhitungan daya keluaran tiap pengaturan sudut kemiringan panel surya yang diujikan dengan posisi panel surya mengarah ke selatan bumi, digunakan nilai Voc dan Isc hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh Tabel 4.4 ditunjukkan oleh Tabel 4.7

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

4.8. Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

Jam _Matahari Radiasi Azimuth Matahari

Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

FF Pout FF Pout FF Pout FF Pout FF Pout FF Pout

09:00 379.47 -78.2 0.807 55.91 0.807 59.77 0.808 62.38 0.809 65.51 0.809 67.95 0.809 66.16 10:00 593.97 -73.11 0.815 75.86 0.816 77.32 0.817 80.18 0.817 78.78 0.816 76.97 0.815 75.10 11:00 658.68 -60.97 0.816 85.27 0.817 87.69 0.816 86.14 0.815 81.02 0.815 76.20 0.815 63.13 12:00 799.65 -17.4 0.818 90.50 0.818 88.08 0.818 86.68 0.817 83.24 0.817 73.62 0.817 72.04 13:00 555.9 49.58 0.809 69.16 0.809 71.78 0.809 66.97 0.809 57.54 0.808 54.46 0.808 51.55 14:00 598.84 69.43 0.813 72.17 0.813 73.93 0.814 76.90 0.813 74.95 0.813 71.16 0.812 64.57 15:00 307.34 76.47 0.809 52.83 0.809 53.97 0.809 55.43 0.810 58.05 0.809 56.90 0.809 54.94

Jam Radiasi Matahari

Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

FF Pout FF Pout FF Pout FF Pout FF Pout FF Pout

09:00 379.47 0.807 53.98 0.807 52.70 0.807 44.34 0.807 35.78 0.807 26.67 0.806 23.18 10:00 593.97 0.813 69.48 0.812 62.56 0.812 58.88 0.811 56.39 0.811 52.23 0.811 49.95 11:00 658.68 0.815 81.88 0.815 79.21 0.815 72.02 0.814 63.29 0.814 59.71 0.814 53.93 12:00 799.65 0.818 88.43 0.818 86.68 0.818 85.44 0.817 75.89 0.817 72.39 0.817 71.52 13:00 555.9 0.809 67.62 0.809 58.68 0.808 57.86 0.808 55.92 0.808 52.52 0.808 48.81 14:00 598.84 0.813 70.49 0.813 66.62 0.811 63.37 0.811 61.38 0.811 53.59 0.811 51.11 15:00 307.34 0.807 49.48 0.807 44.56 0.806 41.60 0.806 34.45 0.805 24.32 0.804 20.74

Untuk perhitungan daya keluaran panel surya dengan perngaturan sudut kemiringan dan posisi panel surya mengarah ke titik azimut matahari maka digunakan nilai Voc dan Isc yang ditunjukkan oleh Tabel 4.5. Daya keluaran hasil perhitungan ditunjukkan oleh Tabel 4.8

4.4 Hasil Perhitungan Efisiensi Panel Surya

Hasil perhitungan daya keluaran pada Tabel 4.6, 4.7 dan 4.8 digunakan untuk menghitung nilai efisiensi panel surya. Nilai efisiensi panel surya dapat dihitung dengan Persamaan 2.10 :

� =�_����

�� x 100 % (2.10)

Dengan nilai Pin diperoleh dari Persamaan 2.8 :

Pin = J . A (2.8)

Dimana :

Pout = Daya yang dibangkitkan oleh panel surya (Watt) Pin = Daya yang diterima oleh panel surya akibat radiasi

matahari (Watt)

J = Nilai radiasi matahari (W/m2) A = Luas penampang panel surya (m2)

Nilai efisiensi dihitung untuk setiap jam yang diujikan. Sementara untuk panel surya dengan pengaturan sudut kemiringan, efisiensi dihitung untuk setiap sudut kemiringannya. Hasil perhitungan nilai efisiensi panel surya untuk panel surya dengan posisi horizontal pada jam 09.00 WIB dapat diperoleh dengan:

Pin = J . A

= 379.47 ( 0.54 x 1.21 ) = 247.945 W;

Pout = 49.002 W Maka efisensinya adalah :

� =����_�

�� x 100 %

= 49.002

247.965 � 100%

= 19.674 %

Nilai efisiensi hasil perhitungan untuk setiap jam pada panel surya dengan posisi horizontal ditunjukkan oleh Tabel 4.9

Tabel 4.9 Nilai Efisiensi Panel Surya Untuk Waktu Yang Diujikan

Jam Radiasi Matahari ( W/m2 )

Voc ( V )

Isc

( A ) FF

Pout ( W )

Efisiensi (%)

09:00 379.47 19.9 3.05 0.807 49.002 19.763

10:00 593.97 20.7 4.01 0.813 67.460 17.382

11:00 658.68 21.1 4.16 0.815 71.560 16.627

12:00 799.65 21.4 4.27 0.817 74.667 14.291

13:00 555.9 20.1 3.98 0.809 64.696 17.812

14:00 598.84 20.7 4.05 0.813 68.133 17.413

15:00 307.34 19.8 2.74 0.807 43.763 21.793

Nilai daya keluaran yang digunakan untuk menghitung nilai efisiensi untuk panel surya dengan pengaturan sudut kemiringan dan posisi panel surya mengarah ke selatan bumi diperoleh dari Tabel 4.7. Hasil perhitungan efisiensi setiap pengatuaran sudut kemiringan panel surya ditunjukkan pada Tabel 4.10

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Efisiensi Panel Surya Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

Jam Radiasi Matahari

Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600 Efisiensi (%) Efisiensi (%) Efisiensi (%) Efisiensi (%) Efisiensi (%) Efisiensi (%) 09:00 379.47 21.772 21.254 17.884 14.429 10.758 9.349 10:00 593.97 17.902 16.121 15.172 14.529 13.458 12.87 11:00 658.68 19.025 18.404 16.734 14.705 13.875 12.531 12:00 799.65 16.925 16.589 16.353 14.525 13.855 13.688 13:00 555.9 18.617 16.156 15.928 15.394 14.46 13.437 14:00 598.84 18.015 17.026 16.197 15.686 13.695 13.061 15:00 307.34 24.642 22.19 20.715 17.157 12.109 10.328

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Efisiensi Panel Surya dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

Jam Radiasi Matahari

Azimuth Matahari

Sudut Kemiringan Panel

100 200 300 400 500 600

Efisiensi (%)

Efisiensi (%)

Efisiensi (%)

Efisiensi (%)

Efisiensi (%)

Efisiensi (%) 09:00 379.47 -78.2 22.55 24.105 25.159 26.421 27.404 26.683 10:00 593.97 -73.11 19.547 19.922 20.658 20.3 19.833 19.351 11:00 658.68 -60.97 19.813 20.376 20.014 18.825 17.706 14.667 12:00 799.65 -17.4 17.321 16.858 16.589 15.93 14.09 13.789 13:00 555.9 49.58 19.041 19.761 18.438 15.843 14.994 14.193 14:00 598.84 69.43 18.445 18.894 19.652 19.154 18.187 16.502 15:00 307.34 76.47 26.308 26.874 27.6 28.907 28.333 27.356

4.5 Analisis Daya Keluaran Panel Surya

4.5.1 Analisis Daya Keluaran Panel Surya Dengan Posisi Panel Surya Horizontal

Hasil perhitungan pada Tabel 4.6 dianalisis untuk mengetahui waktu pengujian yang dapat menghasilkan daya yang paling besar. Gambar 4.1 menunjukkan grafik daya keluaran panel surya horizontal.

Gambar 4.1 Daya Keluaran Panel Surya Horizontal

Dari Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa panel surya membangkitkan daya keluaran yang paling besar pada jam 12:00. Hal ini dikarenakan intensitas radiasi paling besar pada saat pengujian adalah pada jam 12:00. Dengan besar radiasi 799.65 W/m2 panel surya dapat membangkitkan tegangan rangkaian terbuka sebesar 21.4 V, dan arus hubung singkat sebesar 4.27 A sehingga daya keluaran yang dihasilkan sebesar 74.667 W. Pada jam 13:00 terjadi penurunan daya keluaran yang dihasilkan diakibatkan oleh tertutupnya matahari oleh awan, sehingga radiasi matahari yang ditangkap oleh panel surya berkurang.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

D a y a K e lu a ra n (W ) Waktu Daya Keluaran

4.5.2 Analisis Perbandingan Daya Keluaran Panel SuryaMengarah ke Selatan Bumi Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Daya Keluaran Panel Surya Horizontal

Hasil perhitungan pada Tabel 4.7 dianalisis untuk mendapatkan pengaturan sudut kemiringan yang membangkitkan daya keluaran panel surya yang paling besar.

Gambar 4.2 Perbandingan Daya Keluaran Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Daya Keluaran Panel Surya Horizontal

Dilihat dari Gambar 4.2 daya keluaran panel surya berubah seiring dengan berubahnya pengaturan sudut kemiringan panel surya. Perbandingan daya keluaran yang dihasilkan dengan pengaturan sudut kemiringan dengan panel surya posisi horizontal untuk setiap jam pengujian yakni:

• Pada jam 09:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 10.15% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

D a y a K e lu a ra n (W ) Waktu sudut 0 Sudut 10 Sudut 20 Sudut 30 Sudut 40 Sudut 50 Sudut 60

• Pada jam 10:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 2.99% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

• Pada jam 11:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 14.42% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

• Pada jam 12:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 18.43% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

• Pada jam 13:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 4.51% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

• Pada jam 14:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 3.45% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

• Pada jam 10:00 sudut yang menghasilkan daya keluaran paling besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya keluaran sebesar 13.06% terhadap daya keluaran panel surya dengan posisi horizontal.

4.5.3 Analisis Perbandingan Daya Keluaran Panel SuryaMengarah ke Titik Azimuth Matahari dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Daya Keluaran Panel Surya Horizontal

Hasil perhitungan daya keluaraan pada Tabel 4.8 dianalisis untuk mendapatkan sudut kemiringan panel surya yang membangkitkan daya keluaran yang paling besar.

Gambar 4.3 Perbandingan Daya Keluaran Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Daya Keluaran

Panel Surya Horizontal

Dilihat dari Gambar 4.3 sudut kemiringan yang membangkitkan daya keluaran paling besar berubah ubah pada setiap jam pengujian. Perubahan daya keluaran panel surya yakni:

• Pada pukul 09:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling besar adalah sudut 500 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 38.66% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal. • Pada pukul 10:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling

besar adalah sudut 300 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 18.85% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal. • Pada pukul 11:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling

besar adalah sudut 200 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 22.54% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal. • Pada pukul 12:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling

besar adalah sudut 100 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 21.20% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal.

40 50 60 70 80 90 100

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

D a y a K e lu a ra n (W ) Waktu Sudut 0 Sudut 10 Sudut 20 Sudut 30 Sudut 40 Sudut 50 Sudut 60

• Pada pukul 13:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling besar adalah sudut 200 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 10.94% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal. • Pada pukul 14:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling

besar adalah sudut 300 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 12.86% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal. • Pada pukul 15:00 sudut kemiringan yang membangkitkan daya paling

besar adalah sudut 400 dengan kenaikan daya yang dibangkitkan sebesar 32.64% terhadap daya keluaran panel surya posisi horizontal.

4.5.4Analisis Daya Keluaran Rata – Rata Masing – Masing Pengaturan Panel Surya dalam Satu Hari

Gambar 4.4 Perbandingan Daya Keluaran Rata - Rata Masing – Masing Pengaturan Panel Surya

Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa peningkatan daya keluaranyang dihasilkan oleh panel surya dalam satu hari meningkat dengan adanya pengaturan sudut kemiringan. Untuk panel surya horizontal, daya keluaran rata – rata yang dibangkitkan adalah sebesar 64.72 Watt. Ketika pada panel surya dilakukan pengaturan sudut kemiringan dan arah panel surya mengarah ke selatan bumi, maka daya keluaran rata – rata yang dibangkitkan mengalami kenaikan sebesar 9.51% dari panel surya horizontal. Kemudian ketika panel surya dilakukan pengaturan sudut kemiringan dan mengarah ke titik azimuth matahari untuk setiap jamnya, maka daya keluaran rata – rata panel surya mengalami kenaikan sebesar 19.46 %. 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Panel Surya Horizontal Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth

Matahari D a y a K e lu a ra n ( W )

4.6Perbandingan Sudut Kemiringan Optimal Hasil Pengukuran Daya Keluaran Dengan Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari

Pengaturan sudut kemiringan yang optimal berdasarkan hasil pengukuran daya keluaran panel surya dibandingkan dengan hasil perhitungan sudut sinar datang matahari. Semakin kecil nilai sudut sinar datang matahari maka arah permukaan panel surya semakin tegak lurus terhadap sinar matahari. Dengan begitu pengaturan sudut kemiringan panel surya dengan nilai sudut datang sinar matahari yang paling kecil adalah pengaturan sudut kemiringan yang optimal.

4.6.1 Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari pada Bidang Horizontal Nilai hasil perhitungan sudut sinar datang matahari pada panel surya dengan posisi horizontal dapat dilihat pada Gambar 4.5

Gambar 4.5 Sudut Sinar Datang Matahari Pada Permukaan Horizontal

Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa pada jam 12:00 nilai sudut sinar datang matahari berada pada nilai paling kecil. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa intensitas radiasi yang diterima oleh panel surya pada jam 12:00 lebih banyak dikarenakan bahwa pemanenan maksimum untuk setiap intensitas matahari dicapai bila sudut datang adalah 00. Permukaan panel surya akan memantulkan lebih banyak cahaya ketika sinar cahaya yang datang tidak tegak

0 10 20 30 40 50 60

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

S u d u t S in a r D a ta n g M a ta h a ri ( θ) Waktu Sudut Sinar Datang

4.6.2 Perhitungan Sudut Sinar Datang pada Bidang Miring dengan Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

Nilai hasil perhitungan sudut sinar datang matahari pada panel surya dengan pengaturan sudut kemiringan dan arah panel ke selatan bumi dilihat pada Gambar 4.6

Gambar 4.6 Sudut Sinar datang Matahari Pada Permukaan Bidang Miring Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi

Dari hasil perhitungan sudut sinar datang matahari seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4.6dapat dilihat bahwa pada sudut kemiringan 100 nilai sudut yang dibentuk antara matahari dengan permukaan panel surya memiliki nilai paling kecil dibandingkan dengan pengaturan sudut kemiringan lainnya. Oleh karena itu pada sudut kemiringan panel surya 100, panel surya berada hampir tegak lurus dengan sinar datang matahari sehingga lebih banyak menangkap intensitas radiasi matahari. Hubungan antara besar sudut sinar datang matahari dengan besar daya keluaran yang dibangkitkan oleh panel surya pada sudut kemiringan 100 dapat dilihat pada Tabel 4.12

0 10 20 30 40 50 60 70

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

S u d u t S in a r D a ta n g M a ta h a ri ( θ) Waktu Sudut 10 Sudut 20 Sudut 30 Sudut 40 Sudut 50 Sudut 60

Tabel 4.12 Sudut Kemiringan Optimal Hasi Pengukuran Daya Keluaran dan Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari

Jam Sudut Paling Optimal

Sudut Sinar Datang (0)

Daya Keluaran (W)

09:00 100 47.83 53.98

10:00 100 32.94 69.48

11:00 100 18.04 81.88

12:00 100 3.14 88.43

13:00 100 11.76 67.62

14:00 100 26.66 70.49

15:00 100 41.56 49.48

Dari Tabel 4.12 dapat dilihat bahwa pada sudut kemiringan yang optimal, semakin kecil nilai sudut sinar datang maka semakin besar daya keluaran yang dibangkitkan oleh panel surya. Semakin tegak lurus arah panel surya terhadap matahari sehingga dapat menangkap intensitas radiasi dengan maksimal. Oleh karena itu, daya yang paling besar dibangkitkan pada jam 12:00 dikarenakan sudut yang dibentuk sinar datang matahari dengan panel surya hampir tegak lurus yaitu bernilai sebesar 3.140.

4.6.3 Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari pada Bidang Miring dengan Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

Gambar 4.7 Sudut Sinar Datang Matahari Pada Permukaan Bidang Miring Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari

0 10 20 30 40 50 60

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

S u d u t S in a r D a ta n g M a ta h a ri ( θ) Waktu Sudut 10 Sudut 20 Sudut 30 Sudut 40 Sudut 50

Dari Gambar 4.7 dapat dilihat bahwa sudut sinar datang matahari yang paling kecil pada panel surya berubah – ubah untuk tiap jam pengujian, sehingga sudut kemiringan yang paling optimal juga berubah – ubah. Hal ini disebabkan oleh adanya pergerakan matahari sehingga ktinggian matahari terhadap bidang datar bumi juga berubah untuk setiap jamnya. Pada hasil perhitungan, sudut datang sinar matahari yang paling kecil terjadi pada jam 12:00 pada sudut kemiringan panel sebesar 100.Hubungan sudut kemiringan optimal yang didapat berdasarkan besar sudut sinar datang matahari dengan sudut kemiringan optimal dari hasil pengukuran daya keluaran panel suya dapat dilihat pada Tabel 4.13

Tabel 4.13 Sudut Kemiringan Optimal Hasil Pengukuran Daya Keluaran dan Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari pada Panel Surya Mengarah ke

Titik Azimuth Matahari

Jam Sudut Paling Optimal

Sudut Sinar Datang (0)

Daya Keluaran (W)

09:00 500 0.89 67.95

10:00 300 4.60 80.18

11:00 200 0.81 87.69

12:00 100 0.56 90.50

13:00 200 4.47 71.78

14:00 300 1.39 76.90

15:00 400 2.98 58.05

Dari Tabel 4.13 dapat dilihat bahwa sudut kemiringan panel surya optimal untuk panel surya yang mengarah ke titik azimuth matahari berubah setiap jamnya. Sudut sinar datang yang dibentuk antara sinar datang matahari dengan panel surya bernilai hampir 00, dengan kata lain panel surya hampir berada tegak lurus dengan matahari. Pada jam 12:00 sudut sinar datang matahari membangkitkan daya paling besar yaitu sebesar 90.50 Watt dengan sudut sinar datang matahari bernilai 0.560. Dapat dilihat juga bahwa dengan mengarahkan panel surya ke titik azimuth matahari dapat menjaga panel surya tegak lurus dengan matahari sehingga menghasilkan daya keluaran yang cukup besar pula.

4.7 Analisis Perhitungan Efisiensi Masing – Masing Pengaturan Panel Surya

Gambar 4.8 Perbandingan Efisiensi Masing – Masing Pengaturan Panel Surya

Dari Gambar 4.8 dapat dilihat perbandingan masing masing pengaturan panel surya. Efisensi panel surya meningkat dengan adanya pengaturan sudut kemiringan pada panel surya. Adapun nilai peningkatan efisiensi akibat pengaturan sudut kemiringan dan arah panel surya adalah:

• Untuk pengaturan sudut kemiringan panel surya dengan panel surya mengarah keselatan bumi, kenaikan rata – rata efisiensi panel surya sebesar 9.44 % dari panel surya tanpa pengaturan sudut kemiringan. • Untuk pengaturan sudut kemiringan panel surya dengan panel surya

mengarah ke titik azimuth matahari, maka kenaikan rata – rata efisiensi panel surya sebesar 22.72% dari panel surya tanpa pengaturan sudut kemiringan.

• Untuk pengaturan sudut kemiringan panel surya dengan panel surya mengarah ke titik azimuth matahari, maka kenaikan rata – rata efisiensi panel surya sebesar 12.13% dari panel surya mengarah ke selatan bumi dengan pengaturan sudut kemiringan.

0 5 10 15 20 25 30

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

E ff is ie n si (% ) Waktu Panel surya horizontal Panel surya mengarah ke selatan bumi Panel surya mengarah ke titik azimuth matahari

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5. 1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengaturan sudut kemiringan panel surya dengan arah panel surya mengarah ke titik azimuth matahari membangkitkan daya keluaran panel surya paling besar dan memiliki efisiensi paling tinggi dibandingkan panel surya dengan posisi horizontal dan panel surya dengan pengaturan kemiringan mengarah ke selatan bumi yaitu 90.50 Watt dan efisiensi mencapai 28.333%

2. Sudut kemiringan panel surya yang membangkitkan daya paling besar pada lokasi pengujian adalah sudut 100 dengan panel surya mengarah ke titik azimuth matahari.

3. Intensitas radiasi matahari berpengaruh terhadap daya keluaran panel surya.

5.2 Saran

Adapun saran yang diharapkan sebagai pengembangan Tugas Akhir ini adalah :

1. Penelitian dapat dilakukan dengan meneliti pengaruh bayangan objek disekitar panel surya yang mengenai panel surya terhadap daya keluaran yang dihasilkan panel surya.

2. Penelitian ini dapat dijadikan sebagai acuan pemasangan panel surya untuk kota Medan

3. Penelitian yang sama dengan metode berbeda seperti penggunaan softwaresebagai penjejak matahari

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Energi Matahari

Matahari merupakan materi yang tersusun dari gas yang sangat panas dengan diameter 1,39 x 109 m, dan jarak 1.5 x 1011 m dari bumi. Matahari memiliki suhu permukaan efektif 5777 K. Suhu di daerah inti matahari berkisar 8 x 106 sampai 40 x 106 dan densitasnya diperkirakan 100 kali lebih besar dari air. Matahari pada dasarnya adalah sebuah reaktor fusi kontinyu dengan gas penyusunnya tetap dipertahankan oleh gaya gravitasi. Energi yang dipancarkan oleh matahari berasal dari reaksi fusi. Energi diproduksi pada bagian dalam matahari dan terkirim ke permukaan dan kemudian teradiasi ke luar angkasa.

Matahari merupakan sumber utama bagi kehidupan di bumi, sumber energi yang dihasilkan oleh matahari berupa energi panas dan energi cahaya yang dipergunakan makhluk hidup untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Bumi menerima 175 x 10 5 Watt radiasi surya pada atmosfer terluar. Kurang lebih 30 % dari total radiasi terefleksi kembali ke ruang angkasa, dimana 70% sisanya terserap oleh awan, lautan, dan juga daratan.

2.1.1 Radiasi yang Dipancarkan Matahari

Jarak eksentrisitas orbit bumi sedemikian rupa sehingga jarak antara matahari dan bumi bervariasi sebesar 1,7%. Dari hasil pengukuran astronomi didapat jarak rata-rata bumi matahari adalah 1,495 x 1011 m dengan sudut kecenderungan matahari 320. Konstanta matahari (Gsc) adalah energi dari matahari

per unit waktu yang diterima pada satu unit luasan permukaan yang tegak lurus arah radiasi matahari pada jarak rata-rata matahari - bumi di luar atmosfer. World

Radiation Center (WRC) menetapkan nilai konstanta matahari (Gsc) sebesar 1367

W/m2 dengan ketidakpastian sebesar 1% . Gambar hubungan matahari dan bumi dapat dilihat pada Gambar 2.1 [1].

Gambar 2.1 Hubungan Matahari dan Bumi

Intensitas radiasi matahari yang sampai ke bumi bergantung pada jarak antara matahari dan bumi yang dalam satu tahun bervariasi antara 1,47 x 108 Km dan 1,52 x 108 Km. Akibatnya radiasi matahari berfluktuasi antara 1325 W/m2 dan 1412W/m2. Nilai rata-rata yang dirujuk sebagai konstanta surya adalah 1367 W/m2. Nilai radiasi tersebut tidak mencapai permukaan bumi. Atmosfer bumi mengurangi insolasi melalui refleksi, penyerapan (oleh ozon, uap air, oksigen dan karbon dioksida) dan penyebaran (yang disebabkan oleh molekul udara, partikel debu atau polusi). Pada cuaca cerah pada siang hari, radiasi bisa mencapai 1000 W/m2 di permukaan bumi [2].

2.1.2 Radiasi Matahari Yang Diterima oleh Bumi

Radiasi matahari yang melewati atmosfer, sebagian diserap dan sebagian menyebar. Radiasi matahari yang diterima oleh permukaan bumi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu[3]:

a. Radiasi langsung (direct radiation atau beam radiation)

Radiasi langsung adalah radiasi yang diterima dari matahari dalam suatu garis lurus, tanpa penyebaran oleh atmosfer. Sinarnya sejajar satu sama lain; Oleh karena itu radiasi langsung dapat meciptakan bayangan dan dapat dikonsentrasikan oleh cermin.

b. Radiasi tersebar (diffuse radiation)

Radiasi menyebar terdiri dari cahaya yang tersebar oleh atmosfer (udara, awan, aerosol). Difusi adalah fenomena yang menyebarkan cahaya matahari menuju ke segala arah. Di langit, sinar matahari disebarkan oleh molekul udara, butiran uap air (awan) dan debu. Tingkat penyebaran sinar sangat bergantung pada kondisi cuaca.

c. Radiasi pantulan

Radiasi pantulan adalah radiasi yang dipantulkan oleh tanah, yang bergantung pada keadaan lingkungan sekitar. Contohnya yaitu salju, yang memantulkan radiasi dengan jumlah yang besar. Sedangkan aspal nyaris tidak memantulkan radiasi.

Radiasi total matahari pada permukaan bumi adalah adalah jumlah dari radiasi langsung, radiasi tersebar, dan radiasi pantulan. Gambar total radiasi matahari pada permukaan bumi dapat dilihat pada Gambar 2.2 [3].

Ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi intensitas radiasi matahari pada bumi, yaitu [2]:

o Pengurangan intensitas karena refleksi oleh atmosfer bumi o Pengurangan intensitas karena penyerapan zat – zat di atmosfer o Pengurangan intensitas karena Rayleigh scattering

o Pengurangan intensitas karena Mie scattering

Sedangkan radiasi yang jatuh pada permukaan material akan mengalami refleksi, absorbs, dan transimisi. Refleksi adalah pemantulan dari sebagian radiasi tergantung pada harga indeks bias dan sudut datang radiasi. Refleksi spektakuler terjadi pemantulan sinar pada sebuah cermin datar dimana sudut datang sama dengan sudut pantul. Sedangkan refleksi difusi terjadi berupa pantulan kesegala arah. Transmisi menjelaskan besar nilai radiasi yang dapat diteruskan oleh suatu lapisan permukaan. Kemampuan penyerapan dari suatu permukaan merupakan hal yang penting pada pemanfaatan radiasi surya. Absorbsivitas menjelaskan besar nilai radiasi yang dapat diserap. Misalnya pada bagian absorber pada sebuah kolektor radiasi surya. Refleksi, transmisi dan absorbs adalah hal yang penting dalam proses pemanfaatan radiasi surya, karena menyangkut efektifitas pemanfaatan pada sebuah pengumpul radiasi surya.

2.2 Hubungan Geometri Matahari – Bumi 2.2.1 Sistem Koordinat Bumi

Garis lintang (latitude, φ) adalah garis maya yang melingkari bumi ditarik dari arah barat hingga ke timur atau sebaliknya , sejajar dengan equator (garis khatulistiwa), sedangkan Garis bujur (longitude, λ ) adalah garis maya yang ditarik dari kutub utara hingga ke kutub selatan atau sebaliknya.

Deklinasi (δ) adalah sudut antara bidang ekuator dan bidang orbit bumi yang berubah karena bumi bergerak sepanjang orbitnya sepanjang tahun. Deklinasi dapat diperoleh dengan persamaan :

δ = 23.45 sin (360 284+�

365 ) (2.1)

Dimana:

n= hari dalam tahun

Nilai n yang digunakan berdasarkan hari yang direkomendasikan dalam satu bulan untuk perhitungan radiasi matahari yang diterima panel surya per-bulan.Tabel 2.1 menunjukkan nilai hari yang direkomendasikan untuk satu bulan

[1].

Tabel 2.1 Hari yang direkomendasikan untuk satu bulan, dan nilai n berdasarkan bulan

Bulan Nilai n untuk hari ke - i dari bulan

Rata – rata hari perbulan dalam setahun

tanggal n

Januari i 17 17

Februari 31 + i 16 47

Maret 59 + i 16 75

April 90 + i 15 105

Mei 120 + i 15 135

Juni 151 + i 11 162

Juli 181 + i 17 198

Agustus 212 + i 16 228

September 243 + i 15 258

Oktober 273 + i 15 288

November 304 + i 14 318

Desember 334 + i 10 344

Nilai n dari Tabel 2.1 adalah hari dalam tahun ( 1 <n < 365 ). Nilai

ndigunakan untuk menyatakan waktu yang ditentukan dalam perhitungan

hubungan geometri matahari dan bumi. Misalkan pada tanggal 7 Oktober 2014, maka nilai n didapat dengan persamaan 273 + i , dimana i adalah hari yang ditentukan, sehingga nilai n nya adalah 273 + 7 = 280.

2.2.2 Posisi Matahari Terhadap Bidang Horizontal

Untuk menggambarkan posisi matahari terhadap permukaan horizontal di bumi setiap saat, sudut berdasarkan koordinat bumi perlu dipahami. Sudut tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.3 [4]:

Gambar 2.3 Posisi Matahari Dijelaskan oleh Sudut – Sudut Matahari

Sudut ketinggian matahari (αs), adalah ketinggian matahari diukur dalam

derajat dari bidang datar bumi terhadap proyeksi sinar radiasi untuk posisi matahari. Ketika matahari berada di kaki langit, αs = 0° dan ketika berada tepat di

atas kepala, αs = 90°. Di sebagian besar lintang, matahari tidak akan pernah berada

langsung di atas kepala. Sudut ketinggian matahari dapat diperoleh dengan persamaan :

αs =90 - θz (2.2)

Dimana: θz= Sudut Zenith

Sudut zenith (θz), adalah sudut antara garis vertikal bidang normal dan garis datang sinar matahari. Sudut zenith dapat diperoleh dengan persamaan :

θz = cos-1 (cos φ x cos δ x cos ω + sin φ x sin δ) (2.3)

Dimana : φ = Garis lintang δ = Deklinasi

Azimuth matahari (γs) adalah sudut pada bidang horizontal antara proyeksi

sinar radiasi terhadap arah acuan utara atau selatan. Azimuth bernilai positif menunjukkan matahari berada di sebelah barat dari arah acuan selatan dan negatif menunjukkan ketika matahari berada timur dari selatan. Sudut azimuth matahari dapat dihitung dengan persamaan dibawah, dimana +1 jika ω positif dan -1 jika ω negatif:

γs = sign (ω) | cos-1 (

cosθz sinφ−sinδ

���θz cosφ ) | (2.4)

Dimana : θz= Sudut Zenith

δ = Deklinasi

ω = Sudut jam matahari

Sudut jam (ω) adalah jarak sudut antara posisi matahari pada waktu tertentu terhadap posisi matahari tertinggi pada hari tersebut yang mana berada pada tengah hari jam matahari. Karena bumi berotasi sekali dalam setiap 24 jam, sudut jam berubah sebesar 15° per jam dan bergerak sebesar 360° dalam satu hari. Sudut jam bernilai nol pada tengah hari matahari, bernilai negatif sebelum melewati garis meridian lokal, dan positif setelah melintasi. Sudut jam matahari dapat diperoleh dengan persamaan:

ω = (LST – 12 ) x 360

24; (2.5)

LST = LT + �� 60 ;

TC = 4(LSTM – Longitude) + E ;

E = 9.87 sin(2B) – 7.53 cos(B) – 1.5 sin(B) ; B = 360

365(� −1) ; LSTM = 150.∆TGMT ;

Dimana: LST (Local Solar Time) = Waktu matahari LT (Local Time) = Waktu lokal

LSTM(Local Standard Meridian Time) = Waktu berdasarkan GMT E (Equation of Time) = Perhitungan waktu

∆TGMT = Perbedaan waktu dengan GMT

Lamanya hari bervariasi untuk semua lintang sepanjang tahun sehingga ketinggian matahari (αs) juga berubah setiap jam dan setiap hari. Ketika radiasi

matahari pada kolektor matahari horizontal dihitung, dua sudut baru harus didefinisikan. Sudut kemiringan permukaan (ß) menunjukkan bagaimana kolektor miring terhadap bidang horisontal dimana pada kolektor horisontal sudut kemiringan (β) bernilai 0°. Sudut lain yang terkait untuk perhitungan adalah sudut permukaan azimut (γ), yang menunjukkan seberapa jauh kolektor matahari menyimpang dari sumbu utara atau selatan. Sudut ini diukur diantara proyeksi horizontal permukaan normal terhadap arah acuan utara atau selatan, dengan nilai 0 jika mengarah ke selatan dan bernilai negatif ke arah timur dari sumbu tersebut.

2.2.3 Posisi Matahari Terhadap Permukaan Bidang Miring

Pemanenan energi matahari dalam jumlah maksimum dapat dicapai jika sinar matahari tegak lurus terhadap arah kolektor (yaitu, sejajar dengan permukaan normal kolektor). Hal ini hanya dapat dicapai ketika sistem pelacakan surya digunakan untuk memodifikasi sudut kemiringan (β) atau azimuth permukaan (γ) atau kedua sudut selama operasi kolektor. Namun, sistem ini lebih mahal daripada kolektor yang tetap karena sistem bergeraknya [4].

Kolektor dengan sudut kemiringan (β) tetap adalah kolektor paling praktis dan paling banyak dipasang di seluruh dunia. Agar kolektor dengan sudut kemiringan tetap dapat menangkap sebagian besar radiasi matahari tahunan yang masuk, permukaan harus selalu miring menghadap khatulistiwa. Ketinggian matahari maksimum untuk setiap hari terjadi pada saat tengah hari ketika sudut azimuth matahari bernilai nol (yaitu, searah dengan arah acuan utara atau selatan).

Untuk periode ketika ketinggian matahari maksimum matahari pada posisi rendah, akan lebih aman untuk memasang kolektor dengan kemiringan yang lebih besar untuk meminimalkan sudut antara sinar matahari dan permukaan normal kolektor. Untuk periode ketika matahari berada di jalur yang lebih tinggi di langit, sudut kemiringan harus kecil. Untuk pemanenan yang lebih maksimal beberapa sudut kemiringan dapat digunakan untuk beberapa kondisi dalam satu tahun.

Sudut datang matahari (θ) adalah sudut antara sinar radiasi matahari di permukaan terhadap garis bayangan normal permukaan kolektor. Pada θ = 0°, sinar matahari tegak lurus terhadap arah permukaan kolektor dan ketika θ = 90°, sinar matahari sejajar dengan permukaan kolektor. Sudut datang matahari dapat dperoleh dengan persamaan:

cos(θ) = sin(δ) sin(φ) cos(β) – sin(δ) cos(φ) sin(β) cos(γ) (2.6) + cos(δ) cos(φ) cos(β) cos(ω)

+ cos(δ) sin(φ) sin(β) cos(γ) cos(ω) + cos(δ) sin(β) sin(γ) sin(ω) Dimana : φ = Garis lintang

δ = Deklinasi

ω= Sudut jam matahari β = Sudut kemiringan

γ = Sudut azimut permukaan

Pemanenan maksimum untuk setiap intensitas matahari dicapai bila sudut datang adalah nol karena permukaan memantulkan lebih banyak cahaya ketika sinar cahaya yang datang tidak tegak lurus terhadap permukaan kolektor. Hubungan geometris antara sudut matahari terhadap permukaan ditunjukkan oleh Gambar 2.4a dan Gambar 2.4b [4].

a b

Gambar 2.4 Hubungan geometris antara sudut matahari terhadap(a) permukaan horizontal. (b) permukaan dengan sudut kemiringan.

Dari Gambar 2.4a sudut sinar datang matahari (θ) bernilai sama dengan sudut zenith (θz) dikarenakan arah normal permukaan horizontal tegak lurus dengan arah vertikal zenith permukaan horizontal. Sementara pada Gambar 2.4b, sudut sinar datang matahari (θ) berubah dikarenakan arah normal permukaan bidang miring tidak sama dengan arah vertikal zenith permukaan horizontal.

2.3 Panel Surya

Photovoltaic adalah alat yang berfungsi untuk mengubah atau mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Panel surya terbuat dari bahan semikonduktor. Bahan yang sering dipakai untuk pembuatan panel surya adalah silikon.

Jumlah energi yang dihasilkan oleh panel surya bergantung kepada energi matahari yang tersedia, yang pada khususnya bergantung pada arah modul surya terhadap matahari. Ketika panel suryamendapat masukan berupa intensitas cahaya matahari maka akan dapat menghasilkan arus. Besar arus yang dihasilkan oleh panel suryaberbanding lurus dengan besar intensitas cahaya matahari yang masuk

ke dalam sel surya. Besar intensitas cahaya matahari berubah sesuai dengan pergeseran posisi matahari.

Dalam kenyataannya, panel surya yang selama ini digunakan memiliki banyak variasi meliputi daya maksimum, tegangan, dan arus yang mampu dihasilkan oleh modul saat operasi. Tiappanel surya memiliki paramater yang berbeda-beda. Perbedaan utama terlihat dari tegangan rangkaian terbuka (Voc) dan arus hubung singkat (Isc).

2.3.1 Prinsip Kerja Panel Surya

Panel surya terbuat dari bahan semi konduktor yang tersusun dari lapisan tipe n dan tipe p . Lapisan tipe p dan lapisan tipe n yang bertemu akan menciptakan P – N junction. Prinsip kerja panel surya dapat dijelaskan sebagai berikut :

Semikonduktor

Elektronpada pitaterluardari sebuah atommenentukan bagaimanasebuah atomakan bereaksiatau bergabungdenganatomtetangga, pitaterluardisebutpita valensi. Beberapaelektronpada pita valensidapat melompat kepitayang lebih tinggi danjauh terpisah dariinti.Elektron tersebut bertanggung jawab untuk konduksi panas dan listrik, dan pita terjauh ini disebut pita konduksi. Perbedaanenergidari sebuah elektronpada pitavalensidansubkulitterdalampita konduksidisebutcelah pita (band gap).

Silikon memiliki empat elektron pada pita valensi. Atom silikon murni membentuk struktur yang stabil dan masing-masing atom berbagi dua elektron dengan setiap atom disekitarnya. Jika fosfor yang memiliki lima elektron valensi (satu lebih banyak dari Si), digunakan sebagai campuran dalam silikon maka material yang dibentuk akan memiliki kelebihan elektron meskipun netral. Bahan yang didoping seperti ini disebut silikon tipe n. Jika silikon didoping (dicampur) dengan boron, yang memiliki tiga elektron valensi (satu lebih sedikit dari Si), maka ada lubang positif (hilang elektron) dalam strukturnya, meskipun material

yang didoping adalah netral. Materi tersebut disebut silikon tipe-p. Dengan demikian, semikonduktor tipe n dan p memudahkan elektron dan lubang untuk bergerak di semikonduktor. Gambar 2.5 menunjukkan konduksi ekstrinsik atom silikon [2]

Gambar 2.5 Konduksi ektrinsik di dalam silikon n- dan p- doped

P – N Junction

Bahan tipe n memiliki beberapa atom pengotor dengan elektron lebih banyak dari atom semikonduktor lainnya. Jika elektron berlebih dilepas, atom pengotor akan lebih sesuai secara merata pada struktur yang dibentuk oleh atom semikonduktor utama namun atom yang ditinggalkan akan bermuatan positif. Di sisi lain, bahan tipe p memiliki beberapa atom pengotor dengan elektron lebih sedikit dari sisa atom semikonduktor. Oleh karena itu, atom-atom ini memiliki lubang yang bisa menampung elektron berlebih meskipun atom bermuatan netral. Jika penambahan elektron dilakukan untuk mengisi lubang, atom pengotor akan lebih sesuai secara merata pada struktur yang dibentuk oleh atom semikonduktor utama namun atom tersebut akan bermuatan negatif. Hubungan lapisan p dan lapisan n ditunjukkan oleh Gambar 2.6 [5].

Gambar 2.6 P – N junction

Dari Gambar 2.6 dapat dilihat ketika kedua bahan bergabung, elektron berlebih melompat dari lapisan n untuk mengisi lubang di lapisan p. Oleh karena itu di dekat sambungan materi memiliki muatan positif pada sisi n dan muatan negatif pada sisi p. Muatan negatif di sisi p membatasi pergerakan elektron tambahan dari sisi n ke sisi p, sementara pergerakan elektron tambahan dari sisip ke sisi n menjadi lebih mudah karena muatan positif pada sambungan ada pada sisi n. Pembatasan ini membuat p-n junction berperilaku seperti dioda.

Efek Photovoltaic

Ketikafoton daricahayadiserapolehelektronvalensisebuah atom, energielektronmeningkat sesuai dengandengan jumlah energidarifoton. Perpindahan elektron dikarenakan foton ditunjukkan oleh Gambar 2.7[5].

Jika energifoton tersebutsama dengan ataulebih besar daricelah pitasemikonduktor, elektronakan melompatke pita konduksi.Namun jikaenergifotonlebih kecil daricelah pita, elektrontidakakanmemiliki energiyang cukup untukmelompat kepita konduksi. Akibatnyakelebihan energidari elektrondiubah menjadi energikinetikoleh elektron, yang mengakibatkansuhumeningkat.Foton hanya dapat membebaskan satu elektron meskipun energi foton jauh lebih tinggi dari celah pita. Inti daripemanfaatanefekphotovoltaik untuk pembangkitan listrik adalah untuk menyalurkan elektron bebas melalui resistansi eksternal sebelum elektron bergabung kembali dengan lubang.

2.3.2 Jenis – Jenis Panel Surya

Panel surya memiliki beberapa jenis yang berbeda tergantung dari bahan yang dipakai. Bahan yang dipakai panel surya membedakan kualitas dari panel surya yaitu kualitas tegangan dan arus. Beberapa jenis panel surya antara lain[2] :

1. Crystalline Silikon

Bahan yang palingutama dalampembuatan selsurya crystallineadalah silikon. Materi initidak dalambentuk murni, tetapi dalamsenyawa kimiadengan oksigendalam bentukkuarsaatau pasir. Oksigentidak diperlukan makaharuslebih duludipisahkandarisilikon dioksida.

o Sel silikon monocrystalline

Proses Czochralski (crucible drawing process) menjadi patokan dalam produksi silikon kristal tunggal untuk penggunaan peralatan yang berhubungan dengan bumi (terrestrial). Pada proses ini, bahan dasar dari polycrystalline (polysilicon) dilelehkan di dalam suatu wadah kuarsa, pada suhu sekitar 14200C. Sebuah biji kristal dicelupkan ke dalam lelehan silikon tadi dan perlahan- lahan ditarik ke atas keluar dari lelehan. Selama proses ini, kristal akan berubah menjadi

monocrystal berbentuk silinder dengan diameter mencapai 30 cm. Kristal tunggal

kemudian dipotong lagi dengan menggunakan gergaji kawat menjadi lempeng-lempeng tipis dengan tebal sekitar 0,3 mm. Lapisan berbentuk wafer itu lalu dibersihkan dengan pembasahan secara kimia, dengan pengetsaan dan pembilasan untuk menghilangkan sisa-sisa pemotongan dan bekas pemotongan. Mulai dari bagian mentah (raw wafers) kemudian lapisan didopingdengan boron menjadi tipe p sementara tipe n dibuat dengan mendoping fosfor. Gambar bentuk sel silikon monocrystalline ditunjukkan oleh Gambar 2.8a, Gambar 2.8b, dan Gambar 2.8c [2].

a b

c

Gambar 2.8. Bentuk Sel Monocrystalline a. sel monocrystalline persegi b. sel monocrystalline semi bulat c. sel monocrystalline bulat

o Sel Silikon polycrystalline

Material silikon mula-mula dilelehkan didalam wadah kuarsa. Pada metode balok tuang (block cast method), balok silikon berukuran besar atau ingot akan terbentuk. Ingot biasanya dipotong-potong menjadi batangan-batangan dengan menggunakan gergaji pita (band saw) dan kemudian dipotong lagi menjadi lempengan lempengandengan ketebalan sekitar 0,3 mm dengan menggunakan gergaji kawat.Setelah pembersihan dan penambahan fosfor, lapisan anti pantul digunakan. Bentuk sel polycrystalline ditunjukkan oleh Gambar2.9a, Gambar 2.9b dan Gambar 2.9c [2].

a b

c Gambar 2.9. Bentuk Sel Polycrystalline

a. Sel polycrystalline tanpa lapisan anti – reflektif b. Sel polycrystalline dengan lapisan anti – reflektif

c. Sel polycrystalline dengan lapisan anti – reflektif dan garis grid hubung

Meskipun sama – sama terbuat dari silikonm sel surya moncrystalline berbeda dengan sel surya polycrystalline. Perbedaan itu antara lain :

• Dari segi produksi, panel surya tipe monocrystalline dibuat dengan menggunakan proses Czochralski yang memiliki tingkat kerumitan tinggi sehingga harga jual panel surya monocrystalline mahal, sedangakan pembuatan panel surya tipe polycrystalline lebih sederhana sehingga harga jualnya lebih murah.

• Dari segi bentuk, monocrystalline berwarna hitam (berasal dari silikon murni) dan berbentuk bundar atau segidelapan. Bentuk ini mengakibatkan tingkat kerapatan antar sel rendah. Sedangkan polycrystalline berwarna kebiruan dan memiliki corak guratan biru (hasilkan dari proses pendinginan dengan silikon seed) dan berbentuk persegi atau persegi panjang sehingga kerapatan antar sel cukup bagus.

• Dalam kondisi pengujian standar, panel monocrystalline memiliki efisiensi lebih tinggi dari panel surya tipe polycrystalline dan tipe panel surya lainnya.

• Pada suhu tinggi panel surya tipe polycrystalline menghasilkan daya lebih besar dari pada panel surya tipe monocrytalline.

2. Teknologi Sel Thin – Film

Jenis sel surya ini diproduksi dengan cara menambahkan satu atau beberapa lapisan material sel surya yang tipis ke dalam lapisan dasar. Sel surya jenis ini sangat tipis karenanya sangat ringan dan fleksibel. Jenis ini dikenal juga dengan nama TFPV (Thin Film Photovoltaic). Gambar sel thin – film ditunjukkan oleh Gambar 2.10 [2].

Gambar 2.10 Sel Thin - Film

Berdasarkan material penyusunnya, sel surya thin film ini digolongkan menjadi[2] :

o Amorfous Silicon (a-Si) Solar Cells.

Sel surya dengan bahan amorfous silicon ini awalnya banyak diterapkan pada kalkulator dan jam tangan. Namun seiring dengan perkembangan teknologi pembuatannya, penerapannya menjadi semakin luas. Teknik pembuatan dengan cara beberapa lapis amorpous silicon ditumpuk membentuk sel surya

o Cadmium Telluride (CdTe) Solar Cells.

Sel surya jenis ini mengandung bahan Candium Telluride yang memiliki efisiensi lebih tinggi dari sel surya amorphous silicon, yaitu sekitar 9%11%

o Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) Solar Cells.

CIGS sel surya memiliki efisiensi paling tinggi jika dibandingkan dengan a-Si dan CdTe yaitu sekitar 10% - 12%. Selalin itu jenis ini tidak mengandung bahan berbahaya Cadmium seperti pada sel surya CdTe.

2.4 Sifat – Sifat Elektrik pada Panel Surya

Sifat elektrik dari sel surya dalam menghasilkan energi listrik dapat diamati dari karakteristik listrik sel tersebut, yaitu berdasarkan arus dan tegangan yang dihasilkan sel surya pada kondisi cahaya dan beban yang berbeda-beda. Karakteristik ini biasanya digambarkan oleh kurva arus-tegangan terminalnya (kurva I-V). Kurva I-V sel surya mempunyai 3 titik utama yaitu arus hubung singkat (Isc), tegangan rangkaian tebuka (Voc), dan titik daya maksimum.

2.4.1 Kurva Karakteristik V vs I

Salah satu parameter untuk mengukur karakteristik dari panel surya adalah kurva arus hubung singkat (Isc) terhadap tegangan rangkaian terbuka (Voc) dapat dilihat pada Gambar 2.11 [2].

Gambar 2.11 Kurva Karakteristik V – I

Jika cahaya mengenai panel surya, akan membangkitkan tegangan sekitar 0.6 volt. Tegangan ini disebut tegangan rangkaian terbuka (Voc) adalah tegangan maksimum yang dapat dibangkitkan oleh sel surya yang dibaca pada saat arus tidak mengalir atau dengan kata lain tegangan maksimum panel surya yang terjadi ketika arus hubung singkat sama dengan nol.Tegangan rangkaian terbuka dapat diukur melalui dua kontak keluaran panel surya.

Arus hubung singkat (Isc) merupakan arus maksimal yang dapat dihasilkan oleh modul sel surya. Cara untuk mengukur nilai Isc dengan menggunakan ammeter yaitu dengan cara menghubung singkatkan kutub positif dengan kutub negatif pada terminal keluaran panel surya.

Arus hubung singkat secara linear bergantung pada radiasi matahari (jika radiasi matahari dua kali lipat, maka arus akan meningkat dua kali lipat). Tegangan rangkaian terbuka relatif konstan seiring meningkatnya radiasi

Faktor pengisi (FF) pada panel surya tipe silikon kristal berkisar antara 0.75 – 0.85, sedangkan untuk panel surya tipe amorphous berkisar antara 0.5 – 0.7. Nilai dari faktor pengisian dapat diperoleh dengan persamaan:

FF = ��� −ln⁡(��� +0.72)

���+1 (2.7)

Dimana :VOC = Tegangan rangkaian terbuka pada sel surya (Volt)

2.4.2 Daya Panel Surya

Daya yang dihasilkan panel surya berbanding lurus dengan besar intensitas cahaya matahari . Semakin besar intensitas cahaya matahari yang di terima panel surya maka daya yang di hasilkan panel surya semakin besar. Jika luas sel surya adalah (A) dengan intensitas (J) tertentu, maka daya input sel surya (Pin) adalah

Pin= JA (2.8)

Dimana : Pin = Daya yang di terima akibat irradiance matahari (watt)

J = Intensitas cahaya ( W/m2)

A = Luas area permukaan sel surya (m2)

Besar daya output sel surya (P_out ) yaitu perkalian tegangan rangkaian terbuka (Voc), arus hubung singkat (Isc ), dan fill factor (FF) yang dihasilkan oleh sel surya dapat di peroleh dengan persamaan

Pout = �ocIsc FF (2.9) Dengan: Pout=Daya yang dibangkitkan oleh sel surya (watt)

Voc =Tegangan rangkaian terbuka pada sel surya (volt) Isc =Arus hubung singkat pada sel surya (ampere) FF = Fill Factor

2.4.3 Efisiensi Panel Surya

Energi cahaya matahari yang di terima oleh sel surya dapat diubah menjadi energi listrik. Semakin besar energi cahaya yang diserap maka semakin besar energi listrik yang dapat dihasilkan. Maka konversi energi inipun memiliki nilai efisiensi didalamnya. Efisiensi keluaran maksimun (η) didefenisikan sebagai persentase keluaran daya optimum terhadap energi cahaya yang digunakan, di rumuskan sebagai berikut:

� =���_������

�� x 100% (2.10)

� =����

��� ×100%

Dimana : η = Efisiensi sel surya (%)

Pout=Daya yang dibangkitkan oleh sel surya (watt)

Pin = Daya yang di terima akibat irradiance matahari (watt)

2.5 Faktor Pengoperasian Panel Surya

Besar daya keluaran yang dapat dihasilkan oleh panel surya bergantung pada beberapa faktor sebagai berikut [6]:

a.Efek Perubahan Pancaran Iradiasi Matahari

Apabila jumlah energi cahaya matahari yang diperoleh sel surya berkurang atau intensitas cahayanya melemah, maka besar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan juga akan menurun. Penurunan tegangan relatif lebih kecil dibandingkan penurunan arus listriknya. Pengaruh radiasi matahari terhadap arus dan tegangan panel surya ditunjukkan oleh Gambar 2.12 [2].

Gambar 2.12 Pengaruh Radiasi Matahari Terhadap Isc dan Voc Panel Surya

Dapat dilihatbahwaIscmeningkat secara signifikan terhadap peningkatanradiasi,sementarakenaikanteganganVocterjadi secara perlahan. Akibatnya daya maksimummeningkatsejalan dengan radiasi dengan begitu efisiensi akan lebih baik pada radiasi yang tinggi.

b. Efek perubahan temperatur pada panel surya

Temperatur panel surya juga mempengaruhi kinerja sel dan efisiensi. Tegangan yang dihasilkan dari sel surya bergantung dari temperatur sel surya, makin besar temperatur sel surya, tegangan berkurang sekitar 0,0023 Volt/0C untuk jenis sel silikon crystalline atau sekitar 0,0028 Volt/0C untuk jenis sel film tipis. Daya listrik juga mengalami penurunan sampai 0,5%/0C untuk jenis silikon

crystalline atau sekitar 0,3%/0C untuk jenis film tipis. Sementara tegangan mengalami penurunan, sebaliknya arus listrik menunjukkan peningkatan dengan adanya penambahan temperatur. Pengaruh tmperatur terhadap kurva arus vs tegangan dan kurva tegangan vs daya ditunjukkan oleh Gambar 2.13a dan Gambar 2.13b[6].

(a) (b)

Gambar 2.13. Pengaruh Temperatur Terhadap: a. Kurva Arus – Tegangan

b. Kurva Tegangan- Daya

Dari Gambar 2.13 dapat dilihat ketikasuhu pada panelmeningkat, arus hubung singkat Iscmeningkatsedikit tetapitegangan rangkaian terbukasangatmenurun drastis terhadapsuhu. Daya maksimumjugamenurun terhadapsuhu panel yang meningkat.

c. Kecepatan angin yang bertiup di sekitar lokasi pemasangan panel surya.

Semakin kencang angin yang bertiup maka semakin cepat membantu proses pendinginan pada permukaan temperatur panel surya sehingga menyebabkan temperatur permukaan panel surya semakin rendah. Jika temperatur permukaan panel surya semakin rendah maka tegangan yang dihasilkan oleh panel surya juga akan semakin besar, begitu pula sebaliknya jika angin yang bertiup di sekitar panel surya rendah maka tegangan keluaran panel surya akan semakin rendah karena temperatur sel surya menjadi tinggi.

d. Keadaan atmosfir bumi.

Keadaan atmosfir bumi yang mempengaruhi daya keluaran panel surya adalah keadaan cuaca, cerah, berawan, jenis partikel debu udara, asap, uap air

udara, kabut dan polusi udara juga menentukan hasil maksimal untuk arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya.

e. Orientasi panel surya ke arah matahari secara optimal.

Panel surya yang terdapat pada bagian utara belahan bumi sebaiknya panel suryadiorientasikan 00 menghadap ke arah selatan menghadap garis khatulistiwa untuk menerima radiasi matahari yang paling tinggi. Sebaliknya panel surya dipasang pada belahan bumi bagian selatan maka panel surya sebaiknya diorientasikan sebesar 1800 menghadap ke arah utara menghadap ke garis khatulistiwa agar panel surya dapat mendapatkan radiasi matahari yang paling tinggi.

f. Sudut datang matahari (tilt angle)

Radiasi matahari yang diterima oleh panel surya dapat maksimal jika besarnya sudut datang matahari terhadap panel surya sebesar 900. Sehingga pemasangan panel surya harus dipasang dengan sudut kemiringan sedemikian rupa agar sudut datang matahari yang diterima oleh panel surya dapat maksimal.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Panel surya adalah bahan yang terbuat dari semikonduktor yang dapat megubah energi matahari menjadi energi listrik. Permasalahan utama dari penggunaan panel surya adalah daya keluaran yang dihasilkan oleh panel surya bergantung pada intensitas radiasi yang mampu ditangkap oleh panel surya. Besar radiasi yang ditangkap oleh panel surya berbanding lurus dengan daya keluaran yang dihasilkan. Dengan kata lain semakin besar intensitas radiasi yang ditangkap oleh panel surya maka semakin besar daya keluaran yang mampu dihasilkan oleh panel surya. Pemasangan panel surya yang tidak tepat akan mengakibatkan kurangnya intensitas radiasi yang ditangkap sehingga panel surya menghsilkan daya keluaran yang tidak maksimal.

Panel surya akan menangkap radiasi matahari secara maksimal apabila tegak lurus terhadap sinar datang matahari. Hal tersebut dapat dicapai dengan cara mengatur sudut kemiringian panel surya dan arah orientasi panel surya. Pada pengaturan sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya, posisi matahari digunakan sebagai acuan untuk menentukan pengaturan panel surya yang optimal. Untuk menentukan sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya yang optimal dapat dilakukan dengan cara mengukur daya keluaran maksimal yang dapat dihasilkan oleh panel surya untuk setiap pengaturan. Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan menghitung posisi matahari terhadap lokasi pemasangan panel surya untuk mengetahui sudut sinar datang matahari sehingga dapat ditentukan sudut kemiringan panel surya dan arah orientasi panel surya yang optimal.

Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh sudut kemiringan panel surya terhadap daya keluaran yang dihasilkan panel surya, dan juga untuk mengetahui sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya yang

optimal.Sehingga diharapkan dengan adanya Tugas Akhir ini dapat membantu dalam menentukan sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya yang tepat pada pemasangan panel surya untuk kota Medan, Indonesia.

1.2 Perumusan Masalah

Adapun masalah yang akan dianalisis dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Pengaruh sudut kemiringan panel surya tipe monocrystalline terhadap terhadap efisiensi daya keluaran panel surya

2. Menentukan sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya yang optimal berdasarkan hasil pengukuran daya keluaran dan hasil perhitungan sudut sinar datang matahari untuk kota Medan.

1.3 Tujuan Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh sudut kemiringan panel surya dan arah orientasi panel surya terhadap daya keluaran yang dihasilkan oleh panel surya.

1.4 Batasan Masalah

Agar pembahasan Tugas Akhir ini terfokus pada pembahasan judul yang telah disebutkan diatas, maka pernulis membatasi permasalahan yang akan dibahas. Adapun batasan masalahnya adalah :

1. Panel surya yang dipakai adalah tipe Monocrystalline 100 WP. 2. Pengukuran dilakukan di panel surya.

3. Perhitungan posisi geometri matahari terhadap bumi menggunakan simulink pada software Matlab R2011b karena diharapkan dapat memudahkan pengguna untuk melihat hasil perhitungan.

4. Lokasi yang dibahas pada Tugas Akhir ini adalah kota Medan yang secara astronomis terlektak pada 3° 30' – 3° 43' LU dan 98° 35' - 98° 44' BT

5. Tidak memperhitungkan pengaruh suhu panel surya.

1.5 Manfaat Penulisan

Manfaat penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi tentang sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya yang tepat sehingga didapatkan daya keluaran yang maksimal untuk lokasi yang dibahas pada Tugas Akhir ini.

1.6 Metode Penulisan

Metode yang digunakan pada penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Studi literatur

Yaitu dengan mempelajari buku referensi, jurnal, artikel dari internet, dan bahan kuliah yang berkaitan dengan Tugas Akhir ini.

2. Diskusi

Yaitu berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing, masyarakat dan teman-teman sesama mahasiswa mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir ini berlangsung.

3. Studi lapangan

Melakukan pengujian di lantai 4 Departemen Teknik Elektro USU. 4. Melakukan analisis

1.7Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut :

Bab I. Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan

Bab II. Tinjauan Pustaka

Bab ini membahas tentang energi matahari, hubungan geometri matahari dan bumi, photovoltaic, sifat – sifat elektrik panel surya, dan faktor pengoperasian panel surya.

Bab III. Metode Penelitian

Bab ini berisi tentang peralatan dan bahan pengujian, variasi pengujian, dan prosedur pengujian.

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

Bab ini berisi tentang hasil data pengujian dan analisis data.

Bab V. Kesimpulan dan Saran

Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran penulis kepada pembaca.

ABSTRAK

Sudut kemiringan panel surya dan arah orientasi panel surya adalah salah satu parameter yang mempengaruhi daya keluaran panel surya. Panel surya menangkap intensitas radiasi secara maksimal apabila sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya tegak lurus terhadap sinar datang matahari. Penelitian ini meneliti pengaruh sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya terhadap daya keluaran yang dihasilkan panel surya.

Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk menentukan sudut kemiringan panel surya dan arah orientasi panel surya adalah dengan melakukan ekperimen dan perhitungan sudut sinar datang matahari. Sudut kemiringan panel surya yang diteliti adalah sudut kemiringan 00, 100, 200,300, 400, 500 dan 600. Lokasi geometri yang digunakan untuk perhitungan sudut sinar datang matahari adalah kota letak astronomis kota Medan. Berdasarkan pengukuran, daya keluaran paling maksimal yang dibangkitkan panel surya adalah ketika panel surya mengarah ke titik azimuth matahari dengan sudut kemiringan panel surya sebesar 100. Daya yang dibangkitkan sebesar 90.50 Watt, meningkat 21.20% dari panel surya tanpa pengaturan sudut kemiringan.

TUGAS AKHIR

PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN PANEL SURYA TIPE

MONOCRYSTALLINE TERHADAP EFISIENSI DAYA

KELUARAN PANEL SURYA

Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara OLEH

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2016

YEHEZKIEL MART NAIBAHO NIM : 100402086

ABSTRAK

Sudut kemiringan panel surya dan arah orientasi panel surya adalah salah satu parameter yang mempengaruhi daya keluaran panel surya. Panel surya menangkap intensitas radiasi secara maksimal apabila sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya tegak lurus terhadap sinar datang matahari. Penelitian ini meneliti pengaruh sudut kemiringan dan arah orientasi panel surya terhadap daya keluaran yang dihasilkan panel surya.

Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk menentukan sudut kemiringan panel surya dan arah orientasi panel surya adalah dengan melakukan ekperimen dan perhitungan sudut sinar datang matahari. Sudut kemiringan panel surya yang diteliti adalah sudut kemiringan 00, 100, 200,300, 400, 500 dan 600. Lokasi geometri yang digunakan untuk perhitungan sudut sinar datang matahari adalah kota letak astronomis kota Medan. Berdasarkan pengukuran, daya keluaran paling maksimal yang dibangkitkan panel surya adalah ketika panel surya mengarah ke titik azimuth matahari dengan sudut kemiringan panel surya sebesar 100. Daya yang dibangkitkan sebesar 90.50 Watt, meningkat 21.20% dari panel surya tanpa pengaturan sudut kemiringan.

vi 4.5.4 Perbandingan Daya Keluaran Maksimum Masing – Masing Pengaturan Panel Surya ... 52 4.6 Perbandingan Sudut Kemiringan Optimal Hasil Pengukuran Daya Keluaran

Dengan Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari ... 53 4.6.1 Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari pada Bidang Horizontal .... 53 4.6.2 Perhitungan Sudut Sinar Datang pada Bidang Miring dengan Panel

Surya Mengarah ke Selatan Bumi ... 54 4.6.3 Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari pada Bidang Miring dengan

Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari ... 55 4.7 Analisis Perhitungan Efisiensi Masing – Masing Pengaturan Panel Surya 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 58

5. 1 Kesimpulan ... 58 5.2 Saran ... 58

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hubungan Matahari dan Bumi ... 6

Gambar 2.2 Total Radiasi pada Permukaan Bumi ... 7

Gambar 2.3 Posisi Matahari di Langit Dijelaskan oleh Sudut – Sudut Matahari ... 10

Gambar 2.4(a) Hubungan Geometris antara Sudut Matahari Terhadap Permukaan Horizontal ... 14

Gambar 2.4(b) Hubungan Geometris antara Sudut Matahari Terhadap Permukaan dengan Sudut Kemiringan ... 14

Gambar 2.5 Konduksi Ektrinsik di Dalam Silikon n- dan p- Doped ... 16

Gambar 2.6 P – N Junction ... 17

Gambar 2.7 Perpindahan Elektron pada P-N Junction ... 17

Gambar 2.8(a) Sel Monocrystalline Persegi ... 19

Gambar 2.8(b) Sel Monocrystalline semi Bulat ... 19

Gambar 2.8(c) Sel Monocrystalline Bulat ... 19

Gambar 2.9(a) Sel Polycrystalline tanpa Lapisan Anti – Reflektif ... 20

Gambar 2.9(b) Sel Polycrystalline dengan Lapisan Anti – Reflektif ... 20

Gambar 2.9(c) Sel Polycrystalline dengan Lapisan Anti – Reflektif dan Garis Grid Hubung ... 20

Gambar 2.10 Sel Thin- Film ... 22

viii Gambar 2.12 Pengaruh Radiasi Matahari Terhadap Isc dan Voc

Panel Surya ... 26

Gambar 2.13(a) Pengaruh Temperatur Terhadap Kurva Arus – Tegangan .... 27

Gambar 2.13(b) Pengaruh Temperatur Terhadap Kurva Tegangan – Daya .... 27

Gambar 3.1 Tiang Penyangga ... 29

Gambar 3.2 Pengukuran Sudut Kemiringan Panel Surya dengan Busur Derajat ... 30

Gambar 3.3 Kompas ... 30

Gambar 3.4 Panel Surya Monocrystalline ... 32

Gambar 3.5 Multimeter ... 32

Gambar 4.1 Daya Keluaran Panel Surya Horizontal ... 47

Gambar 4.2 Perbandingan Daya Keluaran Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Daya Keluaran Panel Surya Horizontal ... 48

Gambar 4.3 Perbandingan Daya Keluaran Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Daya Keluaran Panel Surya Horizontal ... 50

Gambar 4.4 Perbandingan Daya Keluaran Maksimum Masing – Masing Pengaturan Panel Surya ... 52

Gambar 4.5 Sudut Sinar Datang Pada Permukaan Horizontal... 53

Gambar 4.6 Sudut Sinar datang Pada Permukaan Bidang Miring Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi ... 54

Gambar 4.7 Sudut Sinar datang Pada Permukaan Bidang Miring Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari ... 55

ix Gambar 4.8 Perbandingan Efisiensi Masing – Masing Pengaturan Panel

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Hari yang Direkomendasikan untuk Satu Bulan, dan Nilai

nBerdasarkan Bulan ... 9

Tabel 3.1 Spesifikasi Pyranometer ... 30

Tabel 3.2 Spesifikasi Panel Surya ... 30

Tabel 4.1 Tabel Perhitungan Geometri Matahari Terhadap Bumi ... 38

Tabel 4.2 Nilai Intensitas Radiasi Matahari ... 39

Tabel 4.3 Nilai Voc dan Isc Panel Surya dengan Posisi Panel Horizontal ... 39

Tabel 4.4 Nilai Voc dan Isc Panel Surya Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi . 40 Tabel 4.5 Nilai Voc dan Isc Panel Surya dengan Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari ... 40

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya dengan Posisi Horizontal ... 42

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi ... 43

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Daya Keluaran Panel Surya dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Titik Azimuth Matahari ... 43

Tabel 4.9 Nilai Efisiensi Panel Surya Untuk Waktu Yang Diujikan ... 45

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Efisiensi Panel Surya Dengan Pengaturan Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke Selatan Bumi ... 45

xi Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Efisiensi Panel Surya dengan Pengaturan

Sudut Kemiringan dan Posisi Panel Surya Mengarah ke

Titik Azimuth Matahari ... 46 Tabel 4.12 Sudut Kemiringan Optimal Hasi Pengukuran Daya Keluaran dan

Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang ... 55 Tabel 4.13 Sudut Kemiringan Optimal Hasi Pengukuran Daya Keluaran dan

Hasil Perhitungan Sudut Sinar Datang Matahari pada Panel Surya Mengarah ke Titik Azmiuth Matahari ... 56