PJU LED TENAGA SURYA PJU LED Tenaga Su
PJU LED TENAGA SURYA
LAMPU PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA SURYA (PJU-TS)
Untuk info lebih lanjut dan segala macam pertanyaan serta pengajuan penawaran PJU LED
Tenaga Surya dan SHS Lampu Sehen silahkan hubungi kami di : 081249021771 *** Atau Cek info
via web : www.AnekaSurya.2fortune.com
General Info of Solar Street Light ( PJU LED Tenaga Surya )
Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJU-TS) adalah lampu penerangan jalan yang
menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energi listriknya. Penerangan Jalan Umum Tenaga
Surya ( PJU-TS ) sangat cocok digunakan untuk jalan-jalan di daerah-daerah yang belum terjangkau
oleh listrik PLN dan juga daerah-daerah yang mengalami krisis energi listrik terutama di daerah
terpencil. Namun belakangan ini PJU Tenaga Surya juga marak diaplikasikan di daerah perkotaan
seperti di kawasan jalan-jalan utama, jalan kawasan perumahan, lampu taman, area kampus, area
pabrik, halte bis, tempat parkir, pompa bensin (SPBU) dsb.
Penerangan Jalan Tenaga Surya merupakan sebuah alternatif yang murah dan hemat untuk
digunakan sebagai sumber listrik penerangan karena menggunakan sumber energi gratis dan tak
terbatas dari alam yaitu energi matahari. Lampu Jalan Tenaga Surya ( PJU Tenaga Surya)
menggunakan Modul/Panel Surya dengan lifetime hingga 25 tahun yang berfungsi menerima cahaya
(sinar) matahari yang kemudian diubah menjadi listrik melalui proses photovoltaic. Lampu ini secara
otomatis dapat mulai menyala pada sore hari dan padam pada pagi hari dengan perawatan yang
mudah dan efisien selama bertahun tahun. Lampu Jalan Tenaga Surya menggunakan Lampu LED
jenis hi-power yang sangat terang, hemat energi dan tahan lama, seperti terlihat pada Gambar 2.1 di
bawah ini.
Gambar 2.1 Lampu Penerangan Jalan Tenaga Matahari (PJU-TS)
Lampu penerangan jalan (PJU) tenaga matahari mempunyai ketinggian tiang yang berbeda-beda,
mulai dari 5m s/d 14m. Jarak antar tiang juga bervariasi mulai dari 15m s/d 40m. Jarak antar tiang
tergantung ketinggian tiang, jenis lampu, dan cahaya yang dibutuhkan (brightness).
Warna cahaya yang dipilih lampu penerangan jalan biasanya yang tergolong 'warm light' bukan 'cool
light'. Cool light atau identik dengan warna putih sepintas jauh lebih terang, tetapi untuk cuaca
buruk seperti asap, kabut, hujan gerimis maupun hujan deras warna 'cool light' sangat tidak
dianjurkan. Sedangkan 'warm light' yang identik dengan warna kuning dipilih karena masalah safety.
Dalam kondisi cuaca buruk maka warna kuning masih dapat tembus sampai ke retina mata kita.
Terang tidaknya suatu penerangan biasanya diukur dalam satuan lumen yang merupakan satuan
luminasi flux. Sedangkan bila perangkat penerangannya sudah terpasang maka kekuatan cahaya (
illuminasi rata-rata ) yang sampai ke obyek biasanya diukur dalam satuan lux atau lumen/m2. Untuk
aplikasi Penerangan Jalan Umum (PJU) biasanya diukur dalam lux per berapa
meter ketinggian sumber cahaya ke alat ukur. Contoh PJU yang mempunyai luminasi flux sebesar
6075 lumen mempunyai illuminasi rata-rata 15 flux / 10 m.
Keunggulan Lampu Penerangan Jalan Tenaga Surya :
Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJU-TS) membutuhkan beberapa komponen
perangkat pendukung, yaitu : a. Terang dan tahan lama b. Hemat energi c. Ramah lingkungan d.
Bebas polusi e. Cepat dan mudah dalam pemasangan f. Hemat biaya perawatan g. Life time yang
lama (lampu LED hingga 11 tahun & solar panel hingga 25 tahun) h. Cocok dipasang di segala lokasi i.
Tersedia dengan daya mulai dari lampu dengan daya 15w (950Lm) -168w (14.558 Lm)
a. Modul Solar Cell Mono/Polycrystalline : Alat ini merubah dari cahaya matahari menjadi energi
listrik DC dengan satuan WP ( WattPeak ). b. Battery dan charger : Berfungsi sebagai alat menyimpan
energi listrik. c. Controller : Alat ini berfungsi untuk mengatur arus dari solar module ke battery dan
battery ke beban. d. Beban : Sebagai objek beban berupa DC atau AC. Kalau Beban DC biasanya
tanpa coventer atau converter tergantung tegangan sama atau tidak dengan battery. Kalau beban
AC harus menggunakan inverter untuk merubah arus DC ke AC. e. Solar bracket f. Kabel listrik 2 core
untuk wiring.
2.2 Solar Cell (Panel Surya)
Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya menjadi energi
listrik dalam bentuk arus searah (DC). Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang
disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 - 15 cm persegi. Komponen ini mengkonfirmasikan energi
dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Solar cell merupakan komponen vital yang umumnya
terbuat dari bahan semi konduktor. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu solar cell sangat kecil
maka beberapa solar cell harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut
module.
Sel Surya diproduksi dari bahan semikonduktor yaitu silicon yang berperan sebagai insulator pada
temperatur rendah dan sebagaikonduktor bila ada energi dan panas. Sebuah Silikon Sel Surya adalah
se uah diode ya g ter e tuk dari lapisa atas siliko tipe sili o dopi g of phosphorous , da
lapisa
awah siliko tipe p sili o dopi g of oro . Elektro -elektron bebas terbentuk dari
milion photon atau benturan atom pada lapisan penghubung (junction = 0.2-0.5 micron )
menyebabkan terjadinya aliran listrik.
Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri solar cell adalah dalam bentuk module yang
ditunjukan pada Gambar 2.2. Pada aplikasinya, tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu module masih
cukup kecil (rata-rata maksimum tenaga listrik yang dihasilkan 130 W) maka dalam pemanfaatannya
beberapa module digabungkan dan terbentuklah apa yang disebut array. Sebagai contoh untuk
menghasilkan listrik sebesar 3 kW dibutuhkan array seluas kira-kira 20 - 30 meter persegi. Beberapa
gambar panel surya seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2 berikut ini.
Gambar 2.2 Panel Surya (Solar Cell)
Sel silikon di dalam solar cells panel yang disinari matahari/ surya, membuat photon bergerak
menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah sel silikon menghasilkan kurang
lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel surya (untuk
menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).
Solar cells panel module memiliki kapasitas output: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V, memberikan
output daya sebesar 50 Watt per hour dan tegangan adalah 12 Volt. Untuk perhitungan daya yang
dihasilkan per hari adalah 50 Watt x 5 jam (maximun peak intensitas matahari). Kapasitas 10 WP
artinya menghasil 10 watt dalam 1 jam apabila terjadi penyinaran matahari dalam 5 jam dan
menghasilkan arus dc 0,5 Ampere.
2.2.1 Modul Surya
Modul Surya ( Photovoltaic), berfungsi mengubah energi matahari menjadi arus listrik DC yang
diteruskan ke alat BCU untuk selanjutnya disimpan pada baterai. Modul surya terdiri dari beberapa
sel surya (Solar cell) yang disambung secara seri untuk menghasilkan system tegangan tertentu.
Apabila dilihat secara melintang, modul surya terdiri dari beberapa lapisan seperti terlihat pada
Gambar 2.3 dibawah ini :
Gambar 2.3 Modul Surya dan Penampang Lintang Modul Surya
Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya menjadi energi
listrik dalam bentuk arus searah (DC). Modul surya adalah unit rangkaian lengkap (dilapisi bahan
kedap air dan tahan terhadap perubahan cuaca), tersusun dari sejumlah sel surya yang dirangkai
secara seri dan paralel. Hal ini bertujan untuk meningkatkan tegangan dari arus yang dihasilkan
sehingga cukup untuk pemakaian system catu daya beban.
Bila foton yang terdiri dari jutaan partikel berenergi tinggi akibat radiasi sinar matahari menumbuk
atom silikon dari sel surya dan menghasilkan energi yang cukup mendorong elektron terluar keluar
dari orbitnya, maka akan timbul elektron-elektron bebas yang siap mengalir di ujung-ujung terminal
sel surya. Kemudian bila beban seperti lampu dipasang di antara terminal negatif dan positif dari sel
surya, maka elektron-elektron akan mengalir sebagai arus Iistrik searah yang dapat menghidupkan
lampu tersebut, Energi matahari tersedia terus-menerus, maka arus listrik akan dialirkan ke beban
terus menerus. Semakin besar radiasi matahari yang mengenai sel surya, maka semakin besar pula
arus yang dihasilkan oleh sel surya tersebut. Sel surya akan selalu memproduksi energi listrik bila
disinari oleh matahari. Oleh karenanya sel surya tidak akan pernah habis atau rusak dalam
membangkitkan listrik. Biasanya kerusakan terjadi disebabkan karena sel surya tersebut pecah atau
karena faktor lain, sehingga bila sel surya dilindungi dengan baik, maka usianya bisa mencapai dua
puluh tahun.
2.2.2 Jenis – jenis Solar Cell
Berdasarkan pada tipe bahan solar cell nya, modul surya yang umum dipakal dikategoñkan kedalam
3 tipe dengan efisiensi konversinya yaltu perbandingan antara daya yang dihasilkan modul surya
dengan radiasi mataai yang ditangkap modul surya dalam satuan (%):
a. Type Mono Crystalline; terbuat dari silicon kristal tunggal, efisiensi konversi paling tinggi(12%18%). Secara visual dapat dilihat dimana wama solar cell merata. Harga tipe modul ini relatif paling
mahal. b. Type Poly Crystalline;terbuat dari silicon kristal banyak (Poly), saat ini paling banyak
dipakai, efisiensi lebih rendah dari monokristal tetapi lebih tinggi dari amorphous. (10%- 15%).
Secara visual dapat dilihat dimana wama permukaan solar cell tidak merat&seragam. Harga tipe
modul ni relatif lebih murah dari monokristal. c. Type Amorphous; terbuat dari silicon yang tidak
terbentuk kristalnya, oleh karenanya disebut juga sebagai non kristalin. Secara visual tipe modul
surya ini dapat dilihat dari solar cell nya yg berupa lembaran (sheet, dan bukan kotak-kotak kecil
seperti tipe kristalin) dan juga dari ukuran fisiknya. Karena efisiensi konversinya yang rendah (paling
rendah diantara kedua type di atas berkirsar 8%-12%), maka ukuran modul surya tipe ini hampir dua
kali lipat dari ukuran modul surya kristalin dengan kapasitas yang sama. Beberapa tahun yang lalu
tipe ini ditinggalkan para pemakainya karena ketidakstabilan outputnya apabila terkena matahari
langsung. Belakangan beberapa produsen meng-claim bahwa teknologi amorphous telah diperbaiki
dan dapat menghasilkan listrik yang lebih stabil. Tipe ini paling murah di antara dua tipe lainnya.
Output standar setiap modul surya umumnya dicantumkan pada label yang di lekatkan di bagian
belakang dari modul surya. Output tersebut di ukur pada STC (Standard Test Condition 1 kW/m2
pada distribusi spectral AM 1,5 dan Temperatur cell 25°C). Sedangkan output harian yang dihasilkan
oleh modul surya sangat tergantung pada tingkat radiasi matahari yang menyinari modul surya.
2.2.3 Prinsip Kerja Solar Cell
Secara sederhana solar cell terdiri dari persambungan bahan semikonduktor bertipe p dan n (p-n
junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan terjadi aliran electron, aliran
electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. Bagian utama perubah energi sinar matahari
menjadi listrik adalah absorber (penyerap), meskipun demikian, masing-masing lapisan juga sangat
berpengaruh terhadap efisiensi dari solar cell. Sinar matahari terdiri dari bermacam-macam jenis
gelombang elektromagnetik yang secara spectrum dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Spektrum radiasi sinar matahari
Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon- photon, jika menimpa
permukaaan bahan solar sel (absorber) akan diserap, dipantulkan atau dilewatkan begitu saja dan
hanya foton dengan level energi tertentu yang akan membebaskan elektron dari ikatan atomnya,
sehingga mengalirlah arus listrik. Level energi tersebut disebut energi band-gap yang didefinisikan
sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan utk mengeluarkan electron dari ikatan kovalennya
sehingga terjadilah aliran arus listrik. Untuk membebaskan electron dari ikatan kovalennya, energi
foton (hc/v harus sedikit lebih besar atau diatas dari pada energi band-gap. Jika energi foton terlalu
besar dari pada energi band-gap, maka extra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk panas pada
solar sel. Karenanya sangatlah penting pada solar sel untuk mengatur bahan yang dipergunakan,
yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari semikonduktor yang dipergunakan. Tentu saja agar
efisiensi dari solar cell bisa tinggi maka foton yang berasaldari sinar matahari harus bisa diserap yang
sebanyak banyaknya, kemudian memperkecil refleksi dan rekombinasi serta memperbesar
konduktivitas dari bahannya.
Untuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya, maka absorber harus
memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga memungkinkan untuk bisa menyerap
sinar matahari yang mempunyai energi sangat bermacam-macam tersebut. Salah satu bahan yang
sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 yang dikenal merupakan salah satu dari direct semikonductor.
Sebuah Sel Surya dalam menghasilkan energi listrik (energi sinar matahari menjadi photon) tidak
tergantung pada besaran luas bidang Silikon, dan secara konstan akan menghasilkan energi berkisar
±0.5 volt — max. 600 mV pada 2 amp , dengan kekuata radiasi solar atahari
W/
= “u
akan menghasilkan arus listrik (I) sekitar 30 mA/cm2 per sel surya. Pada Gambar 2.5 grafik I-V Curve
di bawah yang menggambarkan keadaan sebuah Sel Surya beroperasi secara normal. Sel Surya akan
menghasilkan energi maximum jika nilai Vm dan Im juga maximum. Sedangkan Isc adalah arus listrik
maximum pada nilai volt = nol; Isc berbanding langsung dengan tersedianya sinar matahari. Voc
adalah volt maximum pada nilai arus nol; Voc naik secara logaritma dengan peningkatan sinar
matahari, karakter ini yang memungkinkan Sel Surya untuk mengisi accu.
Gambar 2.5 Grafik kurva I-V
Keterangan:
Isc = Short-circuit current
Voc = Open-circuit voltage
Vm = Voltage maximum power
Im = Current maximum power
Pm = Power maximum-output dari PV array (watt)
2.2.4 Faktor Pengoperasian Solar Cell
Pengoperasian maximum Sel Surya sangat tergantung pada :
Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secara maximum jika temperatur sel tetap normal (pada 25o C),
kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal pada PV sel akan melemahkan voltage
(Voc). Setiap kenaikan temperatur Sel Surya 1o C (dari 25o C) akan berkurang sekitar 0.4 % pada
total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah 2x lipat untuk kenaikkan temperatur Sel per 10o C.
Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung keadaan
spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada current (I) sedikit
pada volt. Kecepatan tiup angin disekitar lokasi PV array dapat membantu mendinginkan permukaan
temperatur kaca-kaca PV array. Keadaan atmosfir bumi — berawan, mendung, jenis partikel debu
udara, asap, uap air udara (Rh), kabut dan polusi sangat mementukan hasil maximum arus listrik dari
deretan PV.a. Ambient air temperature b. Radiasi solar matahari (insolation) c. Kecepatan angin
bertiup d. Keadaan atmosfir bumi e. Orientasi panel atau array PV .Orientasi dari rangkaian PV
(array) ke arah matahari secara optimum adalah penting agar panel/deretan PV dapat menghasilkan
energi maximum. Selain arah orientasi, sudut orientasi (tilt angle) dari panel/deretan PV juga sangat
mempengaruhi hasil energi maximum (lihat penjelasan tilt angle). Sebagai guidline: untuk lokasi
yang terletak di belahan Utara latitude, maka panel/deretan PV sebaiknya diorientasikan ke Selatan,
orientasi ke Timur—Barat, walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari panelpanel/deretan PV, tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum.
Mempertahankan sinar matahari jatuh ke sebuah permukaan panel PV secara tegak lurus akan
mendapatkan energi maximum 1000 W/m2 atau 1 kW/m2. Kalau sinar matahari dengan bidang PV
tidak tegak lurus, maka extra luasan bidang panel PV dibutuhkan (bidang panel PV terhadap sun
latitude yang berubah setiap jam dalam sehari).
Solar Panel PV pada Equator (latitude 0o) yang diletakkan mendatar (tilt angle = 0) akan
menghasilkan energi maximum, sedangkan untuk lokasi dengan latitude berbeda harus dicarikan tilt
angle yang optimum (maksimal).
2.3 Baterai (Battery)
Baterai adalah obyek kimia penyimpan arus listrik. Dalam sistem solar cell, energi listrik dalam
baterai digunakan pada malam hari dan hari mendung. Karena intensitas sinar matahari bervariasi
sepanjang hari, baterai memberikan energi yang konstan. Baterai tidak seratus persen efisien,
beberapa energi hilang seperti panas dari reaksi kimia, selama charging dan discharging. Charging
adalah saat energi listrik diberikan kepada baterai, discharging adalah pada saat energi f. Posisi letak
sel surya (array) terhadap sudut orientasi matahari (Tilt Angle) listrik diambil dari baterai. Satu cycle
adalah charging dan discharging. Dalam sistem solar cell, satu hari dapat merupakan contoh satu
cycle baterai (sepanjang hari charging, malam digunakan/ discharging). Baterai tersedia dalam
berbagai jenis dan ukuran. Ada dua jenis baterai yaitu "disposable" dan rechargeable. Baterai
rechargeable digunakan oleh sistem solar cell adalah aki/ baterai lead-acid seperti terlihat pada
Gambar 2.6 di bawah ini.
Gambar 2.6 Baterai
2.4 Battery Charger
Pengertian dari Battery Charger adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengisi battery dengan arus
konstan hingga mencapai tegangan yang ditentukan. Bila level tegangan yang ditentukan itu telah
tercapai, maka arus pengisian akan turun secara otomatis ke level yang aman tepatnya yang telah
ditentukan dan menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat sehingga indicator menyala
menandakan battery telah terisi penuh. Rangkaian baterai charger dapat dilihat pada Gambar 2.7 di
bawah ini.
Gambar 2.7 Rangkaian Baterai Charger
Didalam rangkaian battery charger terdapat rangkaian regulator dan rangkaian comparator.
Rangkaian regulator berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran agar tetap konstan, sedangkan
rangkaian comparator berfungsi untuk menurunkan arus pengisian secara otomatis pada battery
pada saat tegangan pada battery penuh ke level yang aman tentunya dan menahan arus pengisian
hingga menjadi lebih lambat sehingga menyebabkan indicator aktif menandakan battery telah terisi
penuh.
2.4.1 Metode Charge Discharge
Baterry (accumulator) merupakan salah satu komponen yangsangat penting untuk memberikan
supply tenaga terutama pada kendaraan bermotor, akan tetapi dalam tugas proyek akhir ini yang
berjudul Sistem Pengisian Battery Charger Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini, accumulator
digunakan untuk menyimpan energy listrik yang berasal dari generator dikarenakan kecepatan angin
yang berubah-ubah sehingga tegangan keluaran dari generator dc juga berubah-ubah. Penelitian
atau percobaan tentang Proses Charge dan Discharge telah menghasilkan banyak sekali metode
yaitu antara lain:
Proses Charge dan Proses Discharge dengan arus konstan yang ditunjukkan pada Gambar 2.8 dan
Gambar 2.9 dapat diambil kesimpulan bahwa, proses charge discharge akan berakhir ketikawaktu
yang telah diset terlampaui atau apabila kapasitas battery (accumulator) yang ditentukan telah
terpenuhi.
Gambar 2.8 Proses Charge dengan Arus Konstan
Gambar 2.9 Proses Discharge dengan Arus Konstan
Proses Charge dengan daya konstan yang ditunjukkan pada Gambar 2.10 dilakukan ketika tegangan
naik dan arus turun, proses ini berakhir ketika set time terpenuhi atau a. Proses Charge dan
Discharge dengan Arus Konstan. b. Proses Charge Discharge dengan Daya Konstan.
Tegangan pada battery terpenuhi. Sedangkan Proses Discharge dengan daya konstan yang
ditunjukkan pada Gambar 2.11 dilakukan ketika tegangan baterryturun dan arus naik dan discharge
berakhir saat set time terlampaui atau tegangan beban terpenuhi.
Gambar 2.10 Proses Charge dengan Daya Konstan
Gambar 2.11 Proses Discharge dengan Daya Konstan
Gambar 2.12 Proses Charge dengan arus konstan / tegangan konstanc. Gambar 2.12 menunjukkan
Proses Charge dengan arus konstan
ketika tegangan terminal lebih rendah dari pada tegangan charge. d. Gambar 2.13 menunjukkan
Proses Discharge dengan resistansi konstan ketika tegangan baterry turun dan arus juga turun.
Gambar 2.13 Proses Charge dengan resistansi konstan
Untuk mengetahui waktu dalam proses pengisian accumulator, dapat menggunakan perhitungan
pada persamaan (2.4.1) dan persamaan (2.4.2) berikut ini.
Lama pengisian Arus:
= (2.4.1)
Keterangan :
Ta = Lamanya pengisian arus (jam).
Ah = Besarnya kapasitet accumulator (Ampere hours).
A = Besarnya arus pengisian ke accumulator (Ampere).
Lama pengisian Daya:
= (2.4.2)
Keterangan :
Td = Lamanya pengisian Daya (jam).
Daya Ah = Besarnya daya yang didapat dari perkalian Ah dengan besar tegangan accumulator
(Watt hours).
Daya A = Besarnya daya yang didapat dari perkalian A dengan besar tegangan accumulator
(Watt).
2.5 Solar PV Controller
PV (Photovoltaic) Controller bekerja seperti alat pengatur tegangan. Fungsi utama dari PV controller
ini adalah untuk menghindari baterai dari pengisian ulang yang berlebihan (overcharged) dari solar
cells. Beberapa PV controller juga melindungi baterai dari kehabisan dini (overdrain) oleh beban (alat
listrik). Overcharge dan overdrain mengurangi umur baterai.
PV Controller menghindari overdischarging dengan:
PV controller secara konstan mengawasi tegangan baterai. Ketika baterai sudah terisi penuh,
pengontrol akan berhenti atau mengurangi jumlah arus yang mengalir dari solar cells ke dalam
baterai. Ketika baterai sudah habis sampai tingkat terendah, PV controller akan mematikan arus
yang mengalir dari baterai ke beban (alat listrik).
PV controller tersedia dalam berbagai ukuran, dari beberapa ampere sampai dengan 80amps. Untuk
arus yang tinggi, dua atau lebih pengontrol PV dapat digunakan. Saat menggunakan lebih dari satu
PV controller, diperlukan untuk membagi solar cells dalam beberapa kelompok. Berikut diagram
kerja controller seperti ditunjukkan pada Gambar 2.14.- Mengaktifkan indikator ataupun buzzer
untuk menyatakan tegangan baterai yang rendah - Mendiskonek beban pada nilai tegangan baterai
tertentu
Gambar 2.14 Diagram Kerja Controller
2.5.1 Jenis PV Controller
Ada 4 jenis controller :
Shunt PV controller diciptakan untuk sistem yang sangat kecil. Mereka menghindari pengisian ulang
yang berlebihan dengan shunting atau sirkuit/lingkaran pendek solar cells saat baterai sudah terisi
penuh. Shunt controller mengawasi tegangan baterai dan mengalihkan arus dari solar cells melalui
power transistor saat nilai pre-set tegangan tercapai. Transistor bertindak sebagai resistant dan
mengubah arus dari solar cells menjadi panas. Shunt controller memiliki heat sinks untuk membantu
menghilangkan produksi panas. Shunt controller juga memiliki blocking diode untuk menghindari
arus dari arus balik dari baterai ke solar cells pada malam hari.
Single stage controller menghindari pengisian baterai secara berlebihan dengan mematikan sakelar
dari solar cells ketika tegangan baterai mencapai nilai yang telah
a. Shunt PV Controller
b. Single Stage Controller
ditentukan. Di luar dari nilai tersebut, arus dari solar cells akan mengisi Controller ini otomatis
mengatur arus yang mengalir ke baterai dengan memonitor tegangan baterai yang sedang diisi, arus
yang berlebih dialihkan ke resistor load. Arus dari solar cells dapat mengalir ketika tegangan baterai
rendah. Saat baterai mendekati penuh, controller mengalihkan sebagaian arus ke muatan resistors.
PWM controller adalah pengontrol yang saat ini tersedia di pasaran. seperti namanya menggunakan
'lebar' pulse dari on dan off elektrikal, sehingga menciptakan seakan-akan sine wave electrical form.
Lamanya arus pulse yang sedang diisi ulang secara perlahan-lahan berkurang sebagaimana tegangan
baterai meningkat, mengurangi rata-rata arus ke dalam baterai.
2.6 Inverter
Inverter adalah perangkat elektrika yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi
arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere, accu, panel
surya / solar cell menjadi AC. Tujuan dasar dari sistem inverter panel surya adalah untuk mengubah
listrik arus searah dari modul PV (saat terhubung dengan utilitas grid) dan baterai (berdiri sendiri
atau diikat dengan baterai cadangan) untuk listrik arus alternating, baterai. Single stage controller
menggunakan relay atau transistor untuk memutuskan aliran arus pada saat pengisian baterai dan
menghindari arus balik pada malam hari, dari baterai ke solar cells. Single stage controller ini kecil
dan tidak mahal, dan mempunyai kapasitas muatan yang lebih besar dari tipe shunt. controller.
c. Diversion Controller
d. Pulse Width Modulation (PWM) Controller
dan untuk daya beban arus bolak balik. Berikut ini adalah skema rangkaian sederhana 12V DC to
220V AC seperti ditunjukkan pada Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Skema Rangkaian Inverter
LED (Light Emitting Diode) adalah dioda semi konduktor dan dapat menyala jika mendapat arus,
biasanya LED ditambahkan dengan reflektor yang berguna sebagai dari pantulan dari LED tersebut,
warna cahaya yang dipancarkan tergantung pada material semikondukting yang digunakan, dapat
kita lihat didalam dioda terdapat Anode dan katoda.
Lampu LED (Light Emitting Diode) pada saat ini tidak hanya ditemui sebagai lampu indikatorindikator peralatan elektronika. Karena lampu LED bisa seterang lampu pijar bahkan neon dapat saya
contohkan lampu Ostar Lighting LED buatan Osram yang siap dipasarkan dapat memancarkan
cahaya 1000 lumens sehingga cukup untuk menerangi ruangan dari ketinggian sekitar 2 meter.
Lumen merupakan satuan yang menunjukkan kekuatan cahaya yang dipancarkan. Sebagai
gambaran, sebuah lampu pijar 60 watt dapat memancarkan cahaya 730 lumen dan lampu halogen
50 watt memancarkan 900 lumen. Gambar 2.16 menunjukkan contoh lampu LED yang dipakai dalam
system penerangan tenaga surya.2.7 Lampu LED ( Light Emitting Diode)
Gambar 2.16 Lampu LED
Sebagai pengganti lampu, LED sangat potensial. Selain ukurannya kecil, LED juga hemat daya sebab
efisiensinya tinggi. Ostar Lighting LED saja menghasilkan 75 lumen per watt dengan arus kerja 350
miliampere. Rasio perubahan energi listrik menjadi cahaya jauh lebih besar daripada lampu pijar.
Selain itu, untuk membuat LED tidak dibutuhkan logam beracun timbal atau merkuri sehingga lebih
ramah lingkungan. Daya tahannya juga mencapai 10 kali lipat daripada lampu halogen dan 50 kali
lipat dibandingkan lampu pijar sehingga secara kesleuruhan lebih murah. Namun, selama bertahuntahun LED belum digunakan sebagai sumber penerangan ruangan karena tidak dapat menghasilkan
cahaya yang terang. Berbagai jenis LED telah dibuat dan dipakai sebagai lampu latar pada layar
ponsel, lampu indikator berbagai alat elektronik, atau lampu papan reklame.
Kami Perusahaan Pusat penjualan Solar Cell Indonesia Pemenang Tender Pemerintah LPSE dan
Swasta, Menyediakan Solar Cell Polycrystalline atau Solar Cell Monocrystalline.
**Jual Solar Cell, Agen Solar Cell, Distributor solar cell.
Aneka Surya Company PLTS Aneka Surya
Manager In Duty Aneka Surya Expert Solar Cell Company :
Teguh Mahameru, S.Pd. 081249021771
Jl. Mayjen Sungkono No 5 BC 7 Gresik - Indonesia
kunjungi web untuk info lebih lanjut : www.AnekaSurya.2fortune.com
Email : singomahameru@gmail.com
Also supported info on www.distributorplts.blogspot.com
LAMPU PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA SURYA (PJU-TS)
Untuk info lebih lanjut dan segala macam pertanyaan serta pengajuan penawaran PJU LED
Tenaga Surya dan SHS Lampu Sehen silahkan hubungi kami di : 081249021771 *** Atau Cek info
via web : www.AnekaSurya.2fortune.com
General Info of Solar Street Light ( PJU LED Tenaga Surya )
Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJU-TS) adalah lampu penerangan jalan yang
menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energi listriknya. Penerangan Jalan Umum Tenaga
Surya ( PJU-TS ) sangat cocok digunakan untuk jalan-jalan di daerah-daerah yang belum terjangkau
oleh listrik PLN dan juga daerah-daerah yang mengalami krisis energi listrik terutama di daerah
terpencil. Namun belakangan ini PJU Tenaga Surya juga marak diaplikasikan di daerah perkotaan
seperti di kawasan jalan-jalan utama, jalan kawasan perumahan, lampu taman, area kampus, area
pabrik, halte bis, tempat parkir, pompa bensin (SPBU) dsb.
Penerangan Jalan Tenaga Surya merupakan sebuah alternatif yang murah dan hemat untuk
digunakan sebagai sumber listrik penerangan karena menggunakan sumber energi gratis dan tak
terbatas dari alam yaitu energi matahari. Lampu Jalan Tenaga Surya ( PJU Tenaga Surya)
menggunakan Modul/Panel Surya dengan lifetime hingga 25 tahun yang berfungsi menerima cahaya
(sinar) matahari yang kemudian diubah menjadi listrik melalui proses photovoltaic. Lampu ini secara
otomatis dapat mulai menyala pada sore hari dan padam pada pagi hari dengan perawatan yang
mudah dan efisien selama bertahun tahun. Lampu Jalan Tenaga Surya menggunakan Lampu LED
jenis hi-power yang sangat terang, hemat energi dan tahan lama, seperti terlihat pada Gambar 2.1 di
bawah ini.
Gambar 2.1 Lampu Penerangan Jalan Tenaga Matahari (PJU-TS)
Lampu penerangan jalan (PJU) tenaga matahari mempunyai ketinggian tiang yang berbeda-beda,
mulai dari 5m s/d 14m. Jarak antar tiang juga bervariasi mulai dari 15m s/d 40m. Jarak antar tiang
tergantung ketinggian tiang, jenis lampu, dan cahaya yang dibutuhkan (brightness).
Warna cahaya yang dipilih lampu penerangan jalan biasanya yang tergolong 'warm light' bukan 'cool
light'. Cool light atau identik dengan warna putih sepintas jauh lebih terang, tetapi untuk cuaca
buruk seperti asap, kabut, hujan gerimis maupun hujan deras warna 'cool light' sangat tidak
dianjurkan. Sedangkan 'warm light' yang identik dengan warna kuning dipilih karena masalah safety.
Dalam kondisi cuaca buruk maka warna kuning masih dapat tembus sampai ke retina mata kita.
Terang tidaknya suatu penerangan biasanya diukur dalam satuan lumen yang merupakan satuan
luminasi flux. Sedangkan bila perangkat penerangannya sudah terpasang maka kekuatan cahaya (
illuminasi rata-rata ) yang sampai ke obyek biasanya diukur dalam satuan lux atau lumen/m2. Untuk
aplikasi Penerangan Jalan Umum (PJU) biasanya diukur dalam lux per berapa
meter ketinggian sumber cahaya ke alat ukur. Contoh PJU yang mempunyai luminasi flux sebesar
6075 lumen mempunyai illuminasi rata-rata 15 flux / 10 m.
Keunggulan Lampu Penerangan Jalan Tenaga Surya :
Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJU-TS) membutuhkan beberapa komponen
perangkat pendukung, yaitu : a. Terang dan tahan lama b. Hemat energi c. Ramah lingkungan d.
Bebas polusi e. Cepat dan mudah dalam pemasangan f. Hemat biaya perawatan g. Life time yang
lama (lampu LED hingga 11 tahun & solar panel hingga 25 tahun) h. Cocok dipasang di segala lokasi i.
Tersedia dengan daya mulai dari lampu dengan daya 15w (950Lm) -168w (14.558 Lm)
a. Modul Solar Cell Mono/Polycrystalline : Alat ini merubah dari cahaya matahari menjadi energi
listrik DC dengan satuan WP ( WattPeak ). b. Battery dan charger : Berfungsi sebagai alat menyimpan
energi listrik. c. Controller : Alat ini berfungsi untuk mengatur arus dari solar module ke battery dan
battery ke beban. d. Beban : Sebagai objek beban berupa DC atau AC. Kalau Beban DC biasanya
tanpa coventer atau converter tergantung tegangan sama atau tidak dengan battery. Kalau beban
AC harus menggunakan inverter untuk merubah arus DC ke AC. e. Solar bracket f. Kabel listrik 2 core
untuk wiring.
2.2 Solar Cell (Panel Surya)
Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya menjadi energi
listrik dalam bentuk arus searah (DC). Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang
disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 - 15 cm persegi. Komponen ini mengkonfirmasikan energi
dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Solar cell merupakan komponen vital yang umumnya
terbuat dari bahan semi konduktor. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu solar cell sangat kecil
maka beberapa solar cell harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut
module.
Sel Surya diproduksi dari bahan semikonduktor yaitu silicon yang berperan sebagai insulator pada
temperatur rendah dan sebagaikonduktor bila ada energi dan panas. Sebuah Silikon Sel Surya adalah
se uah diode ya g ter e tuk dari lapisa atas siliko tipe sili o dopi g of phosphorous , da
lapisa
awah siliko tipe p sili o dopi g of oro . Elektro -elektron bebas terbentuk dari
milion photon atau benturan atom pada lapisan penghubung (junction = 0.2-0.5 micron )
menyebabkan terjadinya aliran listrik.
Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri solar cell adalah dalam bentuk module yang
ditunjukan pada Gambar 2.2. Pada aplikasinya, tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu module masih
cukup kecil (rata-rata maksimum tenaga listrik yang dihasilkan 130 W) maka dalam pemanfaatannya
beberapa module digabungkan dan terbentuklah apa yang disebut array. Sebagai contoh untuk
menghasilkan listrik sebesar 3 kW dibutuhkan array seluas kira-kira 20 - 30 meter persegi. Beberapa
gambar panel surya seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2 berikut ini.
Gambar 2.2 Panel Surya (Solar Cell)
Sel silikon di dalam solar cells panel yang disinari matahari/ surya, membuat photon bergerak
menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah sel silikon menghasilkan kurang
lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel surya (untuk
menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).
Solar cells panel module memiliki kapasitas output: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V, memberikan
output daya sebesar 50 Watt per hour dan tegangan adalah 12 Volt. Untuk perhitungan daya yang
dihasilkan per hari adalah 50 Watt x 5 jam (maximun peak intensitas matahari). Kapasitas 10 WP
artinya menghasil 10 watt dalam 1 jam apabila terjadi penyinaran matahari dalam 5 jam dan
menghasilkan arus dc 0,5 Ampere.
2.2.1 Modul Surya
Modul Surya ( Photovoltaic), berfungsi mengubah energi matahari menjadi arus listrik DC yang
diteruskan ke alat BCU untuk selanjutnya disimpan pada baterai. Modul surya terdiri dari beberapa
sel surya (Solar cell) yang disambung secara seri untuk menghasilkan system tegangan tertentu.
Apabila dilihat secara melintang, modul surya terdiri dari beberapa lapisan seperti terlihat pada
Gambar 2.3 dibawah ini :
Gambar 2.3 Modul Surya dan Penampang Lintang Modul Surya
Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya menjadi energi
listrik dalam bentuk arus searah (DC). Modul surya adalah unit rangkaian lengkap (dilapisi bahan
kedap air dan tahan terhadap perubahan cuaca), tersusun dari sejumlah sel surya yang dirangkai
secara seri dan paralel. Hal ini bertujan untuk meningkatkan tegangan dari arus yang dihasilkan
sehingga cukup untuk pemakaian system catu daya beban.
Bila foton yang terdiri dari jutaan partikel berenergi tinggi akibat radiasi sinar matahari menumbuk
atom silikon dari sel surya dan menghasilkan energi yang cukup mendorong elektron terluar keluar
dari orbitnya, maka akan timbul elektron-elektron bebas yang siap mengalir di ujung-ujung terminal
sel surya. Kemudian bila beban seperti lampu dipasang di antara terminal negatif dan positif dari sel
surya, maka elektron-elektron akan mengalir sebagai arus Iistrik searah yang dapat menghidupkan
lampu tersebut, Energi matahari tersedia terus-menerus, maka arus listrik akan dialirkan ke beban
terus menerus. Semakin besar radiasi matahari yang mengenai sel surya, maka semakin besar pula
arus yang dihasilkan oleh sel surya tersebut. Sel surya akan selalu memproduksi energi listrik bila
disinari oleh matahari. Oleh karenanya sel surya tidak akan pernah habis atau rusak dalam
membangkitkan listrik. Biasanya kerusakan terjadi disebabkan karena sel surya tersebut pecah atau
karena faktor lain, sehingga bila sel surya dilindungi dengan baik, maka usianya bisa mencapai dua
puluh tahun.
2.2.2 Jenis – jenis Solar Cell
Berdasarkan pada tipe bahan solar cell nya, modul surya yang umum dipakal dikategoñkan kedalam
3 tipe dengan efisiensi konversinya yaltu perbandingan antara daya yang dihasilkan modul surya
dengan radiasi mataai yang ditangkap modul surya dalam satuan (%):
a. Type Mono Crystalline; terbuat dari silicon kristal tunggal, efisiensi konversi paling tinggi(12%18%). Secara visual dapat dilihat dimana wama solar cell merata. Harga tipe modul ini relatif paling
mahal. b. Type Poly Crystalline;terbuat dari silicon kristal banyak (Poly), saat ini paling banyak
dipakai, efisiensi lebih rendah dari monokristal tetapi lebih tinggi dari amorphous. (10%- 15%).
Secara visual dapat dilihat dimana wama permukaan solar cell tidak merat&seragam. Harga tipe
modul ni relatif lebih murah dari monokristal. c. Type Amorphous; terbuat dari silicon yang tidak
terbentuk kristalnya, oleh karenanya disebut juga sebagai non kristalin. Secara visual tipe modul
surya ini dapat dilihat dari solar cell nya yg berupa lembaran (sheet, dan bukan kotak-kotak kecil
seperti tipe kristalin) dan juga dari ukuran fisiknya. Karena efisiensi konversinya yang rendah (paling
rendah diantara kedua type di atas berkirsar 8%-12%), maka ukuran modul surya tipe ini hampir dua
kali lipat dari ukuran modul surya kristalin dengan kapasitas yang sama. Beberapa tahun yang lalu
tipe ini ditinggalkan para pemakainya karena ketidakstabilan outputnya apabila terkena matahari
langsung. Belakangan beberapa produsen meng-claim bahwa teknologi amorphous telah diperbaiki
dan dapat menghasilkan listrik yang lebih stabil. Tipe ini paling murah di antara dua tipe lainnya.
Output standar setiap modul surya umumnya dicantumkan pada label yang di lekatkan di bagian
belakang dari modul surya. Output tersebut di ukur pada STC (Standard Test Condition 1 kW/m2
pada distribusi spectral AM 1,5 dan Temperatur cell 25°C). Sedangkan output harian yang dihasilkan
oleh modul surya sangat tergantung pada tingkat radiasi matahari yang menyinari modul surya.
2.2.3 Prinsip Kerja Solar Cell
Secara sederhana solar cell terdiri dari persambungan bahan semikonduktor bertipe p dan n (p-n
junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan terjadi aliran electron, aliran
electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. Bagian utama perubah energi sinar matahari
menjadi listrik adalah absorber (penyerap), meskipun demikian, masing-masing lapisan juga sangat
berpengaruh terhadap efisiensi dari solar cell. Sinar matahari terdiri dari bermacam-macam jenis
gelombang elektromagnetik yang secara spectrum dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Spektrum radiasi sinar matahari
Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon- photon, jika menimpa
permukaaan bahan solar sel (absorber) akan diserap, dipantulkan atau dilewatkan begitu saja dan
hanya foton dengan level energi tertentu yang akan membebaskan elektron dari ikatan atomnya,
sehingga mengalirlah arus listrik. Level energi tersebut disebut energi band-gap yang didefinisikan
sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan utk mengeluarkan electron dari ikatan kovalennya
sehingga terjadilah aliran arus listrik. Untuk membebaskan electron dari ikatan kovalennya, energi
foton (hc/v harus sedikit lebih besar atau diatas dari pada energi band-gap. Jika energi foton terlalu
besar dari pada energi band-gap, maka extra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk panas pada
solar sel. Karenanya sangatlah penting pada solar sel untuk mengatur bahan yang dipergunakan,
yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari semikonduktor yang dipergunakan. Tentu saja agar
efisiensi dari solar cell bisa tinggi maka foton yang berasaldari sinar matahari harus bisa diserap yang
sebanyak banyaknya, kemudian memperkecil refleksi dan rekombinasi serta memperbesar
konduktivitas dari bahannya.
Untuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya, maka absorber harus
memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga memungkinkan untuk bisa menyerap
sinar matahari yang mempunyai energi sangat bermacam-macam tersebut. Salah satu bahan yang
sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 yang dikenal merupakan salah satu dari direct semikonductor.
Sebuah Sel Surya dalam menghasilkan energi listrik (energi sinar matahari menjadi photon) tidak
tergantung pada besaran luas bidang Silikon, dan secara konstan akan menghasilkan energi berkisar
±0.5 volt — max. 600 mV pada 2 amp , dengan kekuata radiasi solar atahari
W/
= “u
akan menghasilkan arus listrik (I) sekitar 30 mA/cm2 per sel surya. Pada Gambar 2.5 grafik I-V Curve
di bawah yang menggambarkan keadaan sebuah Sel Surya beroperasi secara normal. Sel Surya akan
menghasilkan energi maximum jika nilai Vm dan Im juga maximum. Sedangkan Isc adalah arus listrik
maximum pada nilai volt = nol; Isc berbanding langsung dengan tersedianya sinar matahari. Voc
adalah volt maximum pada nilai arus nol; Voc naik secara logaritma dengan peningkatan sinar
matahari, karakter ini yang memungkinkan Sel Surya untuk mengisi accu.
Gambar 2.5 Grafik kurva I-V
Keterangan:
Isc = Short-circuit current
Voc = Open-circuit voltage
Vm = Voltage maximum power
Im = Current maximum power
Pm = Power maximum-output dari PV array (watt)
2.2.4 Faktor Pengoperasian Solar Cell
Pengoperasian maximum Sel Surya sangat tergantung pada :
Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secara maximum jika temperatur sel tetap normal (pada 25o C),
kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal pada PV sel akan melemahkan voltage
(Voc). Setiap kenaikan temperatur Sel Surya 1o C (dari 25o C) akan berkurang sekitar 0.4 % pada
total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah 2x lipat untuk kenaikkan temperatur Sel per 10o C.
Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung keadaan
spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada current (I) sedikit
pada volt. Kecepatan tiup angin disekitar lokasi PV array dapat membantu mendinginkan permukaan
temperatur kaca-kaca PV array. Keadaan atmosfir bumi — berawan, mendung, jenis partikel debu
udara, asap, uap air udara (Rh), kabut dan polusi sangat mementukan hasil maximum arus listrik dari
deretan PV.a. Ambient air temperature b. Radiasi solar matahari (insolation) c. Kecepatan angin
bertiup d. Keadaan atmosfir bumi e. Orientasi panel atau array PV .Orientasi dari rangkaian PV
(array) ke arah matahari secara optimum adalah penting agar panel/deretan PV dapat menghasilkan
energi maximum. Selain arah orientasi, sudut orientasi (tilt angle) dari panel/deretan PV juga sangat
mempengaruhi hasil energi maximum (lihat penjelasan tilt angle). Sebagai guidline: untuk lokasi
yang terletak di belahan Utara latitude, maka panel/deretan PV sebaiknya diorientasikan ke Selatan,
orientasi ke Timur—Barat, walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari panelpanel/deretan PV, tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum.
Mempertahankan sinar matahari jatuh ke sebuah permukaan panel PV secara tegak lurus akan
mendapatkan energi maximum 1000 W/m2 atau 1 kW/m2. Kalau sinar matahari dengan bidang PV
tidak tegak lurus, maka extra luasan bidang panel PV dibutuhkan (bidang panel PV terhadap sun
latitude yang berubah setiap jam dalam sehari).
Solar Panel PV pada Equator (latitude 0o) yang diletakkan mendatar (tilt angle = 0) akan
menghasilkan energi maximum, sedangkan untuk lokasi dengan latitude berbeda harus dicarikan tilt
angle yang optimum (maksimal).
2.3 Baterai (Battery)
Baterai adalah obyek kimia penyimpan arus listrik. Dalam sistem solar cell, energi listrik dalam
baterai digunakan pada malam hari dan hari mendung. Karena intensitas sinar matahari bervariasi
sepanjang hari, baterai memberikan energi yang konstan. Baterai tidak seratus persen efisien,
beberapa energi hilang seperti panas dari reaksi kimia, selama charging dan discharging. Charging
adalah saat energi listrik diberikan kepada baterai, discharging adalah pada saat energi f. Posisi letak
sel surya (array) terhadap sudut orientasi matahari (Tilt Angle) listrik diambil dari baterai. Satu cycle
adalah charging dan discharging. Dalam sistem solar cell, satu hari dapat merupakan contoh satu
cycle baterai (sepanjang hari charging, malam digunakan/ discharging). Baterai tersedia dalam
berbagai jenis dan ukuran. Ada dua jenis baterai yaitu "disposable" dan rechargeable. Baterai
rechargeable digunakan oleh sistem solar cell adalah aki/ baterai lead-acid seperti terlihat pada
Gambar 2.6 di bawah ini.
Gambar 2.6 Baterai
2.4 Battery Charger
Pengertian dari Battery Charger adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengisi battery dengan arus
konstan hingga mencapai tegangan yang ditentukan. Bila level tegangan yang ditentukan itu telah
tercapai, maka arus pengisian akan turun secara otomatis ke level yang aman tepatnya yang telah
ditentukan dan menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat sehingga indicator menyala
menandakan battery telah terisi penuh. Rangkaian baterai charger dapat dilihat pada Gambar 2.7 di
bawah ini.
Gambar 2.7 Rangkaian Baterai Charger
Didalam rangkaian battery charger terdapat rangkaian regulator dan rangkaian comparator.
Rangkaian regulator berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran agar tetap konstan, sedangkan
rangkaian comparator berfungsi untuk menurunkan arus pengisian secara otomatis pada battery
pada saat tegangan pada battery penuh ke level yang aman tentunya dan menahan arus pengisian
hingga menjadi lebih lambat sehingga menyebabkan indicator aktif menandakan battery telah terisi
penuh.
2.4.1 Metode Charge Discharge
Baterry (accumulator) merupakan salah satu komponen yangsangat penting untuk memberikan
supply tenaga terutama pada kendaraan bermotor, akan tetapi dalam tugas proyek akhir ini yang
berjudul Sistem Pengisian Battery Charger Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin ini, accumulator
digunakan untuk menyimpan energy listrik yang berasal dari generator dikarenakan kecepatan angin
yang berubah-ubah sehingga tegangan keluaran dari generator dc juga berubah-ubah. Penelitian
atau percobaan tentang Proses Charge dan Discharge telah menghasilkan banyak sekali metode
yaitu antara lain:
Proses Charge dan Proses Discharge dengan arus konstan yang ditunjukkan pada Gambar 2.8 dan
Gambar 2.9 dapat diambil kesimpulan bahwa, proses charge discharge akan berakhir ketikawaktu
yang telah diset terlampaui atau apabila kapasitas battery (accumulator) yang ditentukan telah
terpenuhi.
Gambar 2.8 Proses Charge dengan Arus Konstan
Gambar 2.9 Proses Discharge dengan Arus Konstan
Proses Charge dengan daya konstan yang ditunjukkan pada Gambar 2.10 dilakukan ketika tegangan
naik dan arus turun, proses ini berakhir ketika set time terpenuhi atau a. Proses Charge dan
Discharge dengan Arus Konstan. b. Proses Charge Discharge dengan Daya Konstan.
Tegangan pada battery terpenuhi. Sedangkan Proses Discharge dengan daya konstan yang
ditunjukkan pada Gambar 2.11 dilakukan ketika tegangan baterryturun dan arus naik dan discharge
berakhir saat set time terlampaui atau tegangan beban terpenuhi.
Gambar 2.10 Proses Charge dengan Daya Konstan
Gambar 2.11 Proses Discharge dengan Daya Konstan
Gambar 2.12 Proses Charge dengan arus konstan / tegangan konstanc. Gambar 2.12 menunjukkan
Proses Charge dengan arus konstan
ketika tegangan terminal lebih rendah dari pada tegangan charge. d. Gambar 2.13 menunjukkan
Proses Discharge dengan resistansi konstan ketika tegangan baterry turun dan arus juga turun.
Gambar 2.13 Proses Charge dengan resistansi konstan
Untuk mengetahui waktu dalam proses pengisian accumulator, dapat menggunakan perhitungan
pada persamaan (2.4.1) dan persamaan (2.4.2) berikut ini.
Lama pengisian Arus:
= (2.4.1)
Keterangan :
Ta = Lamanya pengisian arus (jam).
Ah = Besarnya kapasitet accumulator (Ampere hours).
A = Besarnya arus pengisian ke accumulator (Ampere).
Lama pengisian Daya:
= (2.4.2)
Keterangan :
Td = Lamanya pengisian Daya (jam).
Daya Ah = Besarnya daya yang didapat dari perkalian Ah dengan besar tegangan accumulator
(Watt hours).
Daya A = Besarnya daya yang didapat dari perkalian A dengan besar tegangan accumulator
(Watt).
2.5 Solar PV Controller
PV (Photovoltaic) Controller bekerja seperti alat pengatur tegangan. Fungsi utama dari PV controller
ini adalah untuk menghindari baterai dari pengisian ulang yang berlebihan (overcharged) dari solar
cells. Beberapa PV controller juga melindungi baterai dari kehabisan dini (overdrain) oleh beban (alat
listrik). Overcharge dan overdrain mengurangi umur baterai.
PV Controller menghindari overdischarging dengan:
PV controller secara konstan mengawasi tegangan baterai. Ketika baterai sudah terisi penuh,
pengontrol akan berhenti atau mengurangi jumlah arus yang mengalir dari solar cells ke dalam
baterai. Ketika baterai sudah habis sampai tingkat terendah, PV controller akan mematikan arus
yang mengalir dari baterai ke beban (alat listrik).
PV controller tersedia dalam berbagai ukuran, dari beberapa ampere sampai dengan 80amps. Untuk
arus yang tinggi, dua atau lebih pengontrol PV dapat digunakan. Saat menggunakan lebih dari satu
PV controller, diperlukan untuk membagi solar cells dalam beberapa kelompok. Berikut diagram
kerja controller seperti ditunjukkan pada Gambar 2.14.- Mengaktifkan indikator ataupun buzzer
untuk menyatakan tegangan baterai yang rendah - Mendiskonek beban pada nilai tegangan baterai
tertentu
Gambar 2.14 Diagram Kerja Controller
2.5.1 Jenis PV Controller
Ada 4 jenis controller :
Shunt PV controller diciptakan untuk sistem yang sangat kecil. Mereka menghindari pengisian ulang
yang berlebihan dengan shunting atau sirkuit/lingkaran pendek solar cells saat baterai sudah terisi
penuh. Shunt controller mengawasi tegangan baterai dan mengalihkan arus dari solar cells melalui
power transistor saat nilai pre-set tegangan tercapai. Transistor bertindak sebagai resistant dan
mengubah arus dari solar cells menjadi panas. Shunt controller memiliki heat sinks untuk membantu
menghilangkan produksi panas. Shunt controller juga memiliki blocking diode untuk menghindari
arus dari arus balik dari baterai ke solar cells pada malam hari.
Single stage controller menghindari pengisian baterai secara berlebihan dengan mematikan sakelar
dari solar cells ketika tegangan baterai mencapai nilai yang telah
a. Shunt PV Controller
b. Single Stage Controller
ditentukan. Di luar dari nilai tersebut, arus dari solar cells akan mengisi Controller ini otomatis
mengatur arus yang mengalir ke baterai dengan memonitor tegangan baterai yang sedang diisi, arus
yang berlebih dialihkan ke resistor load. Arus dari solar cells dapat mengalir ketika tegangan baterai
rendah. Saat baterai mendekati penuh, controller mengalihkan sebagaian arus ke muatan resistors.
PWM controller adalah pengontrol yang saat ini tersedia di pasaran. seperti namanya menggunakan
'lebar' pulse dari on dan off elektrikal, sehingga menciptakan seakan-akan sine wave electrical form.
Lamanya arus pulse yang sedang diisi ulang secara perlahan-lahan berkurang sebagaimana tegangan
baterai meningkat, mengurangi rata-rata arus ke dalam baterai.
2.6 Inverter
Inverter adalah perangkat elektrika yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi
arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere, accu, panel
surya / solar cell menjadi AC. Tujuan dasar dari sistem inverter panel surya adalah untuk mengubah
listrik arus searah dari modul PV (saat terhubung dengan utilitas grid) dan baterai (berdiri sendiri
atau diikat dengan baterai cadangan) untuk listrik arus alternating, baterai. Single stage controller
menggunakan relay atau transistor untuk memutuskan aliran arus pada saat pengisian baterai dan
menghindari arus balik pada malam hari, dari baterai ke solar cells. Single stage controller ini kecil
dan tidak mahal, dan mempunyai kapasitas muatan yang lebih besar dari tipe shunt. controller.
c. Diversion Controller
d. Pulse Width Modulation (PWM) Controller
dan untuk daya beban arus bolak balik. Berikut ini adalah skema rangkaian sederhana 12V DC to
220V AC seperti ditunjukkan pada Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Skema Rangkaian Inverter
LED (Light Emitting Diode) adalah dioda semi konduktor dan dapat menyala jika mendapat arus,
biasanya LED ditambahkan dengan reflektor yang berguna sebagai dari pantulan dari LED tersebut,
warna cahaya yang dipancarkan tergantung pada material semikondukting yang digunakan, dapat
kita lihat didalam dioda terdapat Anode dan katoda.
Lampu LED (Light Emitting Diode) pada saat ini tidak hanya ditemui sebagai lampu indikatorindikator peralatan elektronika. Karena lampu LED bisa seterang lampu pijar bahkan neon dapat saya
contohkan lampu Ostar Lighting LED buatan Osram yang siap dipasarkan dapat memancarkan
cahaya 1000 lumens sehingga cukup untuk menerangi ruangan dari ketinggian sekitar 2 meter.
Lumen merupakan satuan yang menunjukkan kekuatan cahaya yang dipancarkan. Sebagai
gambaran, sebuah lampu pijar 60 watt dapat memancarkan cahaya 730 lumen dan lampu halogen
50 watt memancarkan 900 lumen. Gambar 2.16 menunjukkan contoh lampu LED yang dipakai dalam
system penerangan tenaga surya.2.7 Lampu LED ( Light Emitting Diode)
Gambar 2.16 Lampu LED
Sebagai pengganti lampu, LED sangat potensial. Selain ukurannya kecil, LED juga hemat daya sebab
efisiensinya tinggi. Ostar Lighting LED saja menghasilkan 75 lumen per watt dengan arus kerja 350
miliampere. Rasio perubahan energi listrik menjadi cahaya jauh lebih besar daripada lampu pijar.
Selain itu, untuk membuat LED tidak dibutuhkan logam beracun timbal atau merkuri sehingga lebih
ramah lingkungan. Daya tahannya juga mencapai 10 kali lipat daripada lampu halogen dan 50 kali
lipat dibandingkan lampu pijar sehingga secara kesleuruhan lebih murah. Namun, selama bertahuntahun LED belum digunakan sebagai sumber penerangan ruangan karena tidak dapat menghasilkan
cahaya yang terang. Berbagai jenis LED telah dibuat dan dipakai sebagai lampu latar pada layar
ponsel, lampu indikator berbagai alat elektronik, atau lampu papan reklame.
Kami Perusahaan Pusat penjualan Solar Cell Indonesia Pemenang Tender Pemerintah LPSE dan
Swasta, Menyediakan Solar Cell Polycrystalline atau Solar Cell Monocrystalline.
**Jual Solar Cell, Agen Solar Cell, Distributor solar cell.
Aneka Surya Company PLTS Aneka Surya
Manager In Duty Aneka Surya Expert Solar Cell Company :
Teguh Mahameru, S.Pd. 081249021771
Jl. Mayjen Sungkono No 5 BC 7 Gresik - Indonesia
kunjungi web untuk info lebih lanjut : www.AnekaSurya.2fortune.com
Email : singomahameru@gmail.com
Also supported info on www.distributorplts.blogspot.com