PROPOSAL SKRIPSI PENGUJIAN PERFORMA PANE

PROPOSAL SKRIPSI

PENGUJIAN PERFORMA PANEL SURYA DINAMIK
BERBASIS SAKLAR OTOMATIS

Oleh:

Eko Jatmiko
NIM : 1207121292

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU
2018

HALAMAN PENGESAHAN
Proposal Skripsi dengan judul:
“Pengujian Performa Panel Surya Dinamik Berbasis Saklar Otomatis”
Yang dipersiapkan dan disusun oleh:
Eko Jatmiko
NIM.1207121292

Program studi Teknik Mesin S1, Fakultas Teknik Universitas Riau
Telah diaseminarkan di hadapan Tim pembanding pada 4 Mai 2018
SUSUNAN TIM PEMBANDING
NAMA/NIP
Dinni Agustina, ST,.MT
NIP. 19720812 199702 2 001
Dodi Sofyan Arief, ST,.MT
NIP. 19781202 200801 1 001

PARAF

Menyetujui,
Pembimbing Utama

Dr. Adhy Prayitno, M.Sc
NIP.19560930 198811 1 001
Mengetahui,
Program Studi Teknik Mesin S1
Ketua,


Asral, ST., M.Eng., Ph.D
NIP. 19720305 199802 1 001

i

RINGKASAN
Matahari merupakan sumber energi yang potensial bagi kebutuhan manusia,
dimana energi tersebut bisa didapat dari panas yang merambat sampai permukaan
bumi. Dari beberapa penelitian menyatakan bahwa dengan mengubah cahaya
matahari terutama intensitas matahari dengan solar sel dapat dibuat sumber energi
listrik untuk konsumsi manusia. Pemilihan sumber energi terbarukan ini sangat
beralasan mengingat suplai energi surya dari sinar matahari yang di terima oleh
permukaan bumi mencapai mencapai 3 x 10²⁴ joule pertahun. Jumlah energi
sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Di
Indonesia melimpahnya cahaya matahari yang merata dan dapat ditangkap di
seluruh kepulauan Indonesia, hampir sepanjang tahun merupakan sumber energi
listrik yang sangat potensial untuk dikembangkan.
Penggunaan panel surya sebagai daya pembangkit listrik tenaga matahari semakin
dikembangkan. Efesiensi dari panel Surya dapat ditingkatkan melalui performa
desain struktur rangka panel surya yang dapat bergerak mengikuti arah matahari.

Rancangan struktur seperti ini memungkinkan sinar matahari dapat dipertahankan
tetap jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya. Dengan demikian dapat di
hasilkan efisiensi energi yang masuk pada panel surya dapat mencapai maksimal.
Pada penelitian ini ingin diketahui peningkatan peforma system panel surya saklar
otomatais (dianamik) dengan peforma panel surya statik.

ii

DAFTAR ISI

1
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................i
RINGKASAN.........................................................................................................ii
DAFTAR ISI.........................................................................................................iii
DAFTAR TABEL.................................................................................................iv
1.

Judul..................................................................................................................1

2.


Latar Belakang..................................................................................................1

3.

Rumusan Masalah.............................................................................................2

4.

Tujuan...............................................................................................................2

5.

Batasan Masalah...............................................................................................2

6.

Tinjauan Pustaka...............................................................................................2
6.1.


Sel Surya (Photovoltaic)...........................................................................2

6.2

Modul Surya..............................................................................................8

6.3

Potensi Energi Surya Yang Ada di Indonesia...........................................9

6.4

Priode Jatuh Cahaya Matahari.................................................................11

6.5

Sensor LDR (Light Dependent Resistor).................................................12

6.6


Motor Stepper..........................................................................................13

6.7

Baterai.....................................................................................................14

7.

Metodologi......................................................................................................15

8.

Jadwal Kegiatan..............................................................................................18

9.

Daftar Pustaka.................................................................................................19

iii


DAFTAR GAMBAR
Gambar 6. 1 Proses pengubah energi matahari.......................................................3
Gambar 6. 2 Karakteristik temperatur sel surya terhadap tegangan keluaran........4
Gambar 6. 3 Jenis semikonduktor..........................................................................4
Gambar 6. 4 Prinsip Kerja Sel Surya......................................................................5
Gambar 6. 5 Mono-crystalline................................................................................6
Gambar 6. 6 Poly-crystalline..................................................................................7
Gambar 6. 7 thin Film.............................................................................................7
Gambar 6. 8 Modul Surya......................................................................................9
Gambar 6. 9 Peta Potensi Energi Surya di Indonesia..........................................10
Gambar 6. 10 Potensi Energi Surya Indinesia......................................................11
Gambar 6. 11 Pelepasan Energy Radiasi Matahari Yang Sampai Kebumi..........12
Gambar 6. 12 Sensor LDR (Light Dependent Resistor).......................................13
Gambar 6. 13 Motor Stepper................................................................................14
Gambar 6. 14 Baterai / Aki Sebagai Penyimpan Energi Listrik...........................15
Gambar 7. 1 Bagan Alir........................................................................................16
Gambar 7. 2 Multimeter.......................................................................................18

iv


DAFTAR TABEL
Tabel 6. 1 Jenis-Jenis Panel Surya...........................................................................6
Tabel 6. 2 Jadwal Kegiatan Penelitian..................................................................18

v

vi

1

1.

Judul
Pengujian Performa Panel Surya Dinamik Berbasis Saklar Otomatis

2.

Latar Belakang
Energi tampaknya akan tetap menjadi topik penelitian yang menarik


sepanjang peradaban umat manusia dimana upaya untuk mencari sumber energi
alternatif sebagai pengganti bahan bakar fosil masih tetap ramai di bicarakan.
Terdapat beberapa energi alam yang tersedia sebagai energi alternatif yang bersih,
tidak berpolusi, aman serta tidak terbatas persediaannya (Wilson,1996) yaitu salah
satunya energi surya (matahari).
Pada masa yang akan datang, kebutuhan akan energi yang semakin besar
mendorong manusia melakukan penelitian terhadap pemanfaatan energi surya
untuk dikonversi menjadi energi listrik, salah satunya yaitu pengembangan
teknologi fotovoltaik dimana mampu mengkorversi langsung cahaya matahari
menjadi energi listrik dengan menggunakan bahan semikonduktor yang disebut
sel surya (Wahyu Fajaryanto, 2017)
Permasalahan yang kemudian timbul adalah bagaimana menggunakan panel
surya untuk mendapatkan serapan energi dan keluaran listrik yang optimal. Panel
surya dapat menghantarkan daya maksimalnya jika posisi panel sel surya tegak
lurus dengan arah datangnya sinar matahari. Sehingga untuk mengoptimalkan
daya yang dihasilkan oleh panel surya, maka perlu dirancang alat yang
memposisikan agar panel surya selalu berada pada posisi tegak lurus terhadap
arah datangnya sinar matahari. Pergerakan tahunan matahari juga mempengaruhi
terhadap posisi datangnya sinar menuju panel surya. Maka dibutuhkan sebuah
rangkaian alat yang dapat mengikuti arah gerak matahari.

Dengan mengunakan saklar otomatias (dinamik) yang mampu mengikuti
arah gerak matahari agar dapat tegak lurus dengan arah datangnya sinar cahaya
matahari maka akan didapatkan daya yang optimal. Sedangkan saat ini masih
banyak panel surya yang terpasang masih bersifat statik (tidak mengikuti
pergerakan matahari). Keterbatasan pada panel surya yang statis tersebut dapat
diatasi, maka pada penelitian ini akan di uji sebuah panel surya yang dapat
mengikuti arah pergerakan matahari. Selanjutnya akan dianalisis unjuk kerjanya
dan dibandingkan dengan unjuk kerja panel surya statis.

2

3.

Rumusan Masalah
Pada pengujian performa panel Surya dinamik ini dirumuskan beberapa

masalah, diantaranya adalah:
1. Berapakah nilai daya output dari panel surya dinamik dan statik saat pada
keadaan cuaca yang berbeda.
2. Berapa lama waktu yang dibutuhkan dalam peroses pengujian panel surya

dinamik
4.

Tujuan
Adapun tujuan dari pelaksanaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui performa panel surya dinamik.
2. Mengetahui perbandingan output daya panel surya antara panel surya
dinamik dan panel surya satik.

5.

Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada uji performa panel surya saklar otomatis dengan

acuan panel surya statik, menggunakan jenis panel sutya yang sama.
6.

Tinjauan Pustaka

6.1. Sel Surya (Photovoltaic)
Sel surya (Photovoltaic) adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah energi
matahari menjadi energi listrik. Konversi yang bekerja di dalam sel surya
didasarkan efek fotovoltaik, yaitu ketika sinar matahari yang mengandung foton
menyentuh

permukaan

bahan

fotovoltaik

(semikonduktor)

diserap

lalu

menyebabkan adanya semburan elektron sehingga dapat menghasilkan energi
listrik. Proses pengubahan energi matahari menjadi energi listrik ditunjukkan
dalam Gambar 6.1

Gambar 6. 1 Proses pengubah energi matahari
Sumber: (Ahmad Fauzan, 2016)

3

Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat
dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negative, secara konstan
akan menghasilkan energi berkisar ± 0.5 volt – max 600 mV pada 2 amp, dengan
kekuatan radiasi sinar matahari 1000 W/m2 = ‘1 sun’ akan menghasilkan arus
listrik (I) sekitar 30 mA/cm2 per sel surya (Mintorogo, 2000). Pada sel surya
terdapat sambungan (function) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan
semikonduktor yang masing - masing yang diketahui sebagai semikonduktor jenis
“P” (positif) dan semikonduktor jenis “N” (Negatif). Silikon jenis P merupakan
lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat
menembus langsung mencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang
berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positif . Dibawah bagian P terdapat
bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatif.
(Wahyu Fajaryanto, 2017).
Pada kondisi suhu panel tetap normal di 25º C panel surya akan dapat
menghasilkan listrik secara maksimum, ketika suhu pada panel mengalami
kenaikan dari suhu normal, maka akan mempengaruhi kinerja panel surya itu
sendiri dengan melemahnya tegangan yang didapat . Setiap kenaikan suhu panel
surya 1º C dari 25º C akan berkurang sekitar 0.4% total tenaga yang dihasilkan
atau akan melemah dua kali lipat untuk kenaikan suhu panel surya per 10º C,
dapat dilihat pada Gambar 6.2 Kecepatan angin di sekitar lokasi panel surya dapat
membantu mendinginkan suhu permukaan kaca panel surya. (Mintorogo, 2000).

Gambar 6. 2 Karakteristik temperatur sel surya terhadap tegangan keluaran
Sumber: (Mintorogo, 2000)

4

6.1.1 Prinsip dan Kerja Sel-sel Surya (Photovoltaic)
Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini
dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa
semikonduktor. Lebih tepatnya tersusun atas dua jenis semikonduktor yakni
jenis n dan jenis p.
Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki kelebihan
elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, (n = negatif). Sedangkan
semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p =
positif) karena kelebihan muatan positif. Caranya, dengan menambahkan unsur
lain ke dalam semkonduktor, maka akan dapat mengontrol jenis semikonduktor
tersebut, sebagaimana diilustrasikan pada gambar di bawah ini.

Gambar 6. 3 Jenis semikonduktor
Sumber: (Brian,2017)
Pada awalnya, pembuatan dua jenis semikonduktor ini dimaksudkan untuk
meningkatkan tingkat konduktifitas atau tingkat kemampuan daya hantar listrik
dan panas semikonduktor alami. Di dalam semikonduktor alami (disebut dengan
semikonduktor intrinsik) ini, elektron maupun hole memiliki jumlah yang sama.
Kelebihan elektron atau hole dapat meningkatkan daya hantar listrik maupun
panas dari sebuah semikoduktor.
Secara sederhana proses pembentukan gerak listrik pada sebuah sel surya
adalah sebagai berikuat:
1. Foton dari cahaya matahari menekan panel surya kemudian diserap oleh
material semikonduktor seperti silikon.

5

2. Elektron (muatan negatif) terlempar keluar dari atomya, sehingga mengalir
melalui material semikonduktor untuk menghasilkan listrik. Mengalir
dengan arah yang berlawanan dengan elektron pada panel surya silikon.
3. Gabungan / susunan beberapa panel surya mengubah energi surya menjadi
sumber daya listrik DC, yang nantinya akan disimpan dalam suatu wadah
yang dinamakan baterai.
4. Daya listrik dc tidak dapat langsung digunakan pada rangkaian listrik rumah
atau bangunan sehingga harus mengubah daya listriknya menjadi daya
listrik AC. Dengan menggunakan konverter maka daya listrik dc dapat
berubah menjadi daya listrik AC sehingga dapat digunakan untuk memenuhi
kebutuhan listrik. (Brian, 2017)

Gambar 6. 4 Prinsip Kerja Sel Surya
Sumber: (Brian, 2017)
6.1.2 Perkembangan Sel Surya
Ada beberapa jenis sel solar yang sudah berkembang saat ini sesuai riset dan
pengembangannya. Adapun beberapa jenis sel surya diantaranya:
a.

Mono-crystalline (Si)
Teknologi pertama yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti adalah

teknologi yang menggunakan bahan silikon kristal tunggal. Mono-crystalline
terbuat dari batang silikon tunggal silinder, yang kemudian diiris tipis menjadi
bentuk wafers dengan ketebalan sekotar 250-300 micrometer, pada permukaan
atasnya dibuat alur alur micro (microgrooves) yang bertujuan untuk meminimalkan
rugi-rugi refleksi atau pantulan. Selain itu merupakan sel surya yang paling efisien,
menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi dan memiliki efisiensi

6

antara 15-20 %. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi dengan
baik ditempat cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun darstis
dalam cuaca berawan. ( Pahlevi, 2014)

Gambar 6. 5 Mono-crystalline
Sumber : www.es-static-prod.s3.amazonaws.com
b.

Poly-crystalline/Multi-crystalline (Si)
Terbuat dari batang silikon yang dihasilkan dengan cara dilelehkan dan

dicetak oleh pipa paralel, lalu wafers sel surya dengan ketebalan 200-350
mikrometer. Polycrystalline dibuat dengan tujuan untuk menurunkan harga
produksi, sehinga memperoleh sel surya dengan harga yang lebih murah, namun
tingkat efesiensi antara 14 – 16 %. Ciri fisik yang mudah dikenali jenis
polycrystalline adalah warna yang kebiruan, bentuknya bisa kotak atau persegi
dengan pola – pola guratan kebiruan. Bila disusun pada solar panel terlihat lebih
rapat. Policrystalline memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan
dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi
dapat menghasilkan listrik pada saat mendung. ( Pahlevi, 2014)

7

Gambar 6. 6 Poly-crystalline
Sumber: www.es-static-prod.s3.amazonaws.com
c.

Lapisan tipis (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). Bahan baku silikon yang digunakan tidak
lebih dari 1% jika di bandingkan dengan bahan baku tipe silicon wafer. Metode
yang

sering

digunakan

pembuatan

jenis

ini

adalah

dengan

plasma-

enhancedchemical vapour deposition (PEVCD) dari gas saline dan hydrogen.
Lapisan mengunakan metode ini menghasilkan silikon yang tidak memiliki arah
oretansi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon (non kristal). Sel
surya lapisan tipis juga dibuat dari bahan semikonduktor lainnya yang memiliki
efisiensi sel solar tinggi seperti Cadmium Telluride (Cd Te), Amorphous Silikon
(a-Si), Cadmium Sulfide (CdS), Gallium Arsenide (GaAs), Copper Indium
Selenide (CIS), dan Copper Indium Gallium Selenede. Efesiensi tertinggi saat ini
yang bisa dihasilkan oleh jesni sel surya lapisan tipis ini adalah sebesar 25 % yang
berasal dari sel surya CIGS. ( Pahlevi, 2014)

Gambar 6. 7 thin Film

8

Sumbe: www.es-static-prod.s3.amazonaws.com
Berikut adalah table perbandingan beberapa panel surya:
Tabel 6. 1 Jenis-Jenis Panel Surya
Jenis Panel Efesiensi
Daya
Biaya Keterangan
Perubaha

Tahan

Mono

n Daya
Sangat

Sangat

Poly

Baik
Baik

Penggunaan

Baik

Kegunaan

Sehari-hari

Baik
Sangat

Sanga

Pemakaian Luas
Cocok untu

Sehari-hari

Baik

t Baik

produksi masal

Baik

di masa depan
Bekerja baik

Sehari-hari

dalam

perangkat

pencahayaan

komersial

Amorphou

Cukup

Cukup

s

Baik

Baik

Gallium

Sangat

Sangat

Fluerescent
Cukup Berat dan rapuh

Arsenide

Baik

Baik

Baik

(kalkulator)
Pemakaian
diluar angkasa

(GaAs)
Sumber : www.RoyalPV.com/jenis/panel/surya/
6.2

Modul Surya
Modul surya (fotovoltaic) adalah sejumlah sel surya yang dirangkai secara

seri dan paralel, untuk meningkatkan tegangan dan arus yang dihasilkan sehingga
cukup untuk pemakaian sistem catu daya beban. Untuk mendapatkan keluaran
energi listrik yang maksimum maka permukaan modul surya harus selalu
mengarah ke matahari. Komponen utama sistem surya photovoltaic adalah modul
yang
merupakan unit rakitan beberapa sel surya photovoltaic. Untuk membuat modul
photovoltaic secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film.
Modul photovoltaic kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana,
sedangkan untuk membuat sel photovoltaic diperlukan teknologi tinggi. Modul
photovoltaic tersusun dari beberapa sel photovoltaic yang dihubungkan secara seri
dan parallel. (Togar, 2015)

9

Gambar 6. 8 Modul Surya
Sumber: (Togar, 2015)
6.3

Potensi Energi Surya Yang Ada di Indonesia
Kebutuhan energi dunia akhir-akhir ini sangat meningkat tajam, terutama

dengan munculnya negara-negara industri raksasa. Peningkatan ini akan sangat
terasa pada dekade-dekade awal abad ke-21. Sebagai contoh, pada tahun 2000
kebutuhan energi listrik dunia mencapai 7-8 triliyun KWh dan diprediksikan pada
tahun 2020 kebutuhan akan mencapai 14,5 triliyun KWh. Untuk memenuhi
kebutuhan yang semakin hari semakin tinggi, pemerintah mengeluarkan Peraturan
Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 17/2013 Pasal 2 Ayat 1 yang
menyatakan bahwa dalam rangka memenuhi kebutuhan tenaga listrik nasional
melalui pemanfaatan energi surya yang ramah lingkungan, pemerintah
menugaskan PT Perusahaan Listrik Negara (Persero) untuk membeli tenaga listrik
dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) karena seperti yang kita ketahui
bahwa PLTS akan sangat cocok di kembangkan di Indonesia dengan iklim tropis.
(Firdaus, 2014)
Dikarenakan Indonesia merupakan daerah surplus radiasi matahari, maka
energi surya diyakini sangat potensial untuk dikembangkan. Dalam hal ini, energi
surya merupakan alternatif energi terbarukan yang mampu menjadi salah satu
solusi untuk menjadi pengganti energi fosil. Selain itu, energi surya juga adalah
salah satu sumber energi bersih yang memberikan dampak negatif minimal bagi
lingkungan. Diproyeksikan di masa yang akan datang, energi surya akan menjadi
salah satu energi yang dapat mengakomodir kebutuhan manusia dan paling
banyak digunakan di banyak negara termasuk Indonesia.

10

Gambar 6. 9 Peta Potensi Energi Surya di Indonesia
Sumber : (Kementrian ESDM, 2013)
Berdasarkan letak geografis yang strategis, hampir seluruh daerah di
Indonesia berpotensi untuk dikembangkan PLTS dengan daya rata-rata mencapai
4kWh/m2. Kawasan barat Indonesia memiliki distribusi penyinaran sekitar 4,5
kWh/m2/hari dengan variasi bulanan 10% sementara kawasan timur Indonesia
berpotensi penyinaran sekitar 5,1 kWh/m2/hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.
Hal ini perlu dimanfaatkan dengan baik dengan percepatan pembangunan
pembangkit listrik tenaga surya di berbagai daerah yang berpotensi di seluruh
kawasan Indonesia. (Firdaus, 2014)

11

Gambar 6. 10 Potensi Energi Surya Indinesia
Sumber : (Kementrian ESDM,2013)
6.4

Priode Jatuh Cahaya Matahari
Cahaya mamiliki sifat-sifat yang pasti dan terukur. Sinar dating sama

dengan sudut pantulnya dan cahaya mengandung sprectrum warna dan
kemampuan mata untuk melihat suatu objek tergantung dari sprectrum warna
yang dipantulkan suatu benda
Menurut teori radiasi matahari, bahwa radiasi matahari yang masuk ke bumi
tidak semuanya diserap. Hanya 15% yang diserap oleh permukaan bumi. Ada juga
yang dipantulkan dan diteruskan. Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari
sebenarnya hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar 69 % dari total energi
pancaran matahari. Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh
permukaan bumi sebernaya sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 10²⁴
joule pertahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi
energi di seluruh dunia saat ini. (Rizal, 2008)

12

Gambar 6. 11 Pelepasan Energy Radiasi Matahari Yang Sampai Kebumi
Sumber:(Rizal, 2008)
Pada poros bumi memiliki kemiringan 23,5°selama mengitari matahari,
maka matahari tidak selalu jatuh tegak lurus dengan garis khatulistiwa, akan tetapi
pada waktu tertentu sinar matahari akan jatuh tegak lurus dengan garis
khatulistiwa. (Burhanuddin 2006). Maka jumlah sinar persatuan luas (m²) dapat
mencapai angka yang besar pula. Pada tanggal 20 maret dan 23 september secara
teoritis jumlah tersebut mencapai maksimal, karena pada hari-hari tersebut
matahari sedang melintasi khatulistiwa. Pada tanggal 21 juni (utara) dan 22
desember (selatan) jumlah tersebut mencapai minimum atau jugak maksimumnya.
Akibat jatunya sinar matahari ini, sangat sanggat berguna sekali untuk
pemamfaatan energi matahari secara aktif yaitu penggunaan solar sell atau
fotovoltaik. (Rizal, 2008)
6.5 Sensor LDR (Light Dependent Resistor)

LDR(Light Dependent Resistor)

merupakan salah satu komponen

elektronika yang dapat berubah resistansinya ketika mendeteksi perubahan
intensitas cahaya yang diterimanya sehungga LDR dapat juga dikatakan sebagai
sensor cahaya, karakteristik dari LDR ini ialah LDR akan berubah resistansinya /
tahanannya ketika terjadi perubahan cahaya yang dideteksinya.(Firmansah,2012)
Bila sebuah Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dibawa dari
suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang
gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera

13

berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut
hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu
tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai
resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe
arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari
level
cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu
pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10
ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
(Firmansyah, 2012)

Gambar 6. 12 Sensor LDR (Light Dependent Resistor)
Sumber: (Firmansyah, 2012)
6.6

Motor Stepper
Motor stepper merupakan salah satu jenis motor yang banyak digunakan

saat
ini sebagai actuator, Sebenarnya yang membedakan motor stepper dengan jenis
motor lainnya misalnya pada motor AC dan motor DC salah satunya adalah dari
segi putarannya. Motor stepper merupakan motor DC yang, tidak mempunyai
komutator. Umumnya motor stepper hanya mempunyai kumparan pada bagian
stator sedangkan pada bagian rotor merupakan magnet permanen (bahan
ferromagnetic). Karena konstruksi inilah maka motor stepper dapat diatur
posisinya
pada posisi tertentu dan/atau berputar ke arah yang diinginkan, apakah searah
jarum jam atau sebaliknya. Ada tiga jenis motor stepper: motor stepper Magnet
Permanen,
Variable Reluctance dan Hybrid. Semua jenis tersebut melakukan fungsi dasar

14

yang
sama, penggunaan motor stepper memiliki beberapa keunggulan dibandingkan
dengan penggunaan motor DC biasa. Keunggulannya antara lain adalah :
(Syahrul, 2011)
 Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak
 Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi
 Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik
(perputaran)
 Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor
seperti pada motor DC
 Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel
langsung ke porosnya
 Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Gambar 6. 13 Motor Stepper
Sumber: www.omc-stepperonline.com
6.7

Baterai
Baterai pembangkit listrik tenaga matahari pada umumnya hanya aktif pada

saat siang hari (pada saat sinar matahari ada). Sehingga untuk keperluan malam
hari solar cell tidak dapat digunakan. Untuk mengatasi hal tersebut, maka energi
yang dihasilkan solar cell pada siang hari disimpan sebagai energi cadangan pada
saat matahari tidak tampak. Untuk menyimpan energi tersebut dipakai suatu
baterai sebagai penyimpanan muatan energi. Baterai digunakan untuk sistem
pembangkit tenaga listrik matahari mempunyai fungsi yang ganda. Suatu sisi
baterai berfungsi sebagai penyimpanan energi, sedang disisi lain baterai harus
dapat berfungsi sebagai satu daya dengan tegangan yang konstan untuk menyuplai

15

beban. Menurut penggunaan baterai dapat diklasifikasikan menjadi: (Hasnawiya
Hasan, 2012)
a. Baterai Primer
Baterai primer hanya digunakan dalam pemakaian sekali saja. Pada waktu
baterai

dipakai,

material

dari

salah

satu

elektroda

menjadi

larut

dalam elektrolik dan tidak dapat dikembalikan dalam keadaan semula.
b. Baterai Sekunder
Baterai sekunder adalah baterai yang dapat digunakan kembali dan kembali
dimuati. Pada waktu pengisian baterai elektroda dan elektrolik mengalami
perubahan kimia, setelah baterai dipakai, elektroda dan elektrolit dapat dimuati
kembali, kondisi semula setelah kekuatannya melemah yaitu dengan
melewatkan arus dengan arah yang berlawanan dengan pada saat baterai
digunakan. Pada saat dimuati energi listrik diubah dalam energi kimia. Jadi,
dapat kita ketahui bahwa fungsi baterai pada rancangan pembangkit tenaga
surya ini adalah untuk menyimpan energi yang dihasilkan solar cell pada siang
hari, tujuannya adalah untuk menyimpan energi listrik cadangan ketika cuaca
mendung atau hujan serta pada malam hari. Dengan demikian dapat bekerja
sesuai dengan kebutuhan. Baterai yang digunakan adalah jenis asam timbal
(baterai basah) yang dapat diisi ulang cairan kimia dan energi listrik.

Gambar 6. 14 Baterai / Aki Sebagai Penyimpan Energi Listrik
Sumber: (Hasnawiya Hasan, 2012)
7. Metodologi
Penelitian ini dilakukan dilakukan dengan menggunakan metode komparasi
(perbandingan) antara antara dua tipe system kerja panel surya yaitu dengan
melakukan pengambilan data ukur system panel surya dinamik dan statik untuk

16

mengetahui efisiensi dari keduanya. Penelitian ini berupa studi khasus untuk
kawasan Universitas Riau.
Proses tahapan penelitian dilakukan mengikuti bagan alir berikut:
7.1. Diagram Alir

17

Mulai

Identifikasi Masalah

Tinjauan Pustaka

Data Cuaca

Syste
m

Sytem saklar
Otomatis
Waktu
pengambilan setiap
30 menit

Sytem Statik
Waktu pengambilan di
sesuikan dengan
waktu dinamik

Selesai

Analisa Data

Penyusunan Tugas
Akhir

Selesai

Gambar 7. 1 Bagan Alir

18

a.

Studi Literatur
Studi literatur dan pendalaman pemahamaan terhadap teori, pengujian

performa dari panel surya dinamik, serta membandingkan panel surya dinamik
dan panel surya statik untuk melihat efisiensi. Studi literature dilakukan dengan
mempelajari buku-buku, jurnal dan artikel ilmiah terbaru yang relevan.
b.

Mekanisme Penelitian
Adapun mekanisme penelitian ini yang dilakukan dengan variabel cuaca

yang berbeda, seperti cuaca cerah, hujan, mendung dan cuaca yang berubah ubah.
Mekanisme yang dilakukan antara lain:
1. Panel Surya Dinamik
Langkah awal yang dilakukan dengan alat dan meihat proses kerjanya,
dilakukan pengujian dengan menempatkan alat dibawah sinar matahari dimulai
dari pukul 08.00 WIB sampai pukul 17.00 WIB. System kerja panel surya
dinamik yaitu panel surya bergerak mengikuti arah sinar matahari, pengambilan
data akan dilakukan setiap 30 menit sekali dengan mengukur besar arus yang
dihasilkan dan mencatatnya. Selama 9 jam pengambilan data berupa arus listrik
dan disimpan oleh batrai.
2. Panel Surya Statik
Pada pengambilan data ini menggunakan alat yang sama yaitu
menggunakan panel surya yang dibuat ketangkanya memiliki sudut tertentu
yang sesuai setandar yang sisarankan seperti yang digunakan secara umum.
Waktu pengambilan data dilakukan pada pukul 08.00 WIB dan 17.00 WIB,
pengukurannya bersamaan dengan panel surya Dinamik berupa arus listrik yang
dihasilkan dan disimpan dibatrai.
c.

Pengolahan Data
Data yang diambil adalah V = tegangan listrik dengan satuan Volt (V) dan I

= arus listrik dengan satuan Amper (A). Selanjutnya akan dilakukan perhitungan P
= I.V dengan P = daya listrik dengan satuan Watt (W)
dengan melakukan perbandingan arus yang dihasilkan oleh panel surya
dinamik dan panel surya statik yang ditunjukan oleh grafik untuk selanjutnya akan
dilakukan analisa hasil pengolahan data.

19

7.2 Alat
Dalam melakukan pengukuran alat yang digukan adalah multimeter.
Multimeter adalah alat pengukur listrik yang juga sering disebut sebagai VOM
(Volt-Ohm Meter), dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Volt meter),
hambatan (Ohm meter) maupun arus (Ampere meter). Terdapat dua jenis
multimeter, yaitu multimeter non elektronis dan multimeter elektronis.

Gambar 7. 2 Multimeter
8. Jadwal Kegiatan
Tabel 6. 2 Jadwal Kegiatan Penelitian
N
o
1
2

Kegiatan

Lokasi

Pengumpulan data
Perancangan Model

3

Pembuatan Model

Kampus UR
Lab. Metrologi Industri
Lab. Metrologi Industri

4
5
4

Perakitan

dan Lab. Produksi
Lab. Metrologi Industri

Komponen
Pemasangan Alat
Pembuatan Laporan

dan Lab. Produksi
Lab. Metrologi Industri
Lab. Metrologi Industri

9. Daftar Pustaka

1

Bulan ke2 3 4 5

6

20

Wilson Walery Wenas, 1996 “Elektro Indonesia” Edisi 4 Laboraturium
Semikonduktor,Fisika ITB
Mintorogo, Santoso D, 2000 ” Strategi Aplikasi Sel Surya (Photovoltaic Cells)
Pada Perumahan Dan Bangunan Komersial” Teknik Sipil, Universitas
Kristen Petra, Surabaya.
Fajaryanto, wahyu, 2017 “Pengujian Peforma Panel Surya Dinamik dan Statik
Dengan Melakukan Daya Autput” sekripsi, Teknik Mesin, Universitas
Riau, Pekanbaru
Palevi, Reza, 2014 “Pengujian Karakteristik Panel Surya Berdasarkan Intensitas
Tenaga

Surya”

Naskah

Publikasi,

Teknik

Elektro,

Universitas

Muhammadiyah, Surakarta
Hasan H, 2012 “Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Suryadi Pulau Saugi”
Jurnal Riset dan Teknologi Kelautan (JRTK) Volume 10, Teknik
Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makasar
Firmansyah, 2012“Rancang Bangun Sistem Kontrol Penggerak Panel Sel Surya
Berbasis Program Mable Logic Controller” Jurnal Swateknologi Vol. 2
No. 2, Politeknik Swadharma
Rizal Fiqi.M., 2008,” Penerapan Panel Fotovoltaik Terintegrasi Pada Fasade
dan Atap”, Skripsi Sarjana, Univertas Indonesia, Depok
Jansen, T.J., 1995 “Teknologi Rekayasa Sel Surya”, PT Pradnya Paramita, Jakarta
Syahrul, 2011 “ Motor Stepper: Teknologi, Metoda dan Rangkaian Kontrol”
Majalah Ilmiah UNIKOM Vol. 6 No. 2, Teknik Komputer, Universitas
Komputer Indonesia.
G Timotheus Togar, 2015 “Pemanfaatan Photovoltaic Sebagai Pembangkit Listrik
Tenaga Surya” Jurnal, Sekolah Tinggi Teknologi Immanuel, Medan.
Yuliarto Brian, 2017 “Manajemen Energi Matahari” ITB , Bandung
Ahmad Fauzan, 2016 “Solar Tracking System Untuk Mengoptimalkan
Penyerapan

Energi

Matahari

Pada

Panel

Surya

Mikrokontroler Atmega 16” Universitas Negri Jember.

Menggunakan

21

Lampiran 1 Tabel Data
Nama

:

Hari/Tanggal :
Cuaca
Waktu (WIB)
No
1

08.00-08.30

2

08.00-09.00

3

09.00-09.30

4

09.30-10.00

5

10.00-10.30

6

10.30-11.00

7

11.00-11.30

8

11.30-12.00

9

12.00-12.30

10

12.30-13.00

11

13.00-13.30

12

13.30-14.00

13

14.00-14.30

14

14.30-15.00

15

15.00-15.30

16

15.30-16.00

17

16.00-16.30

18

16.30-17.00

:
I
(Arus)

Dinamik
V
(voltage)

Daya

I

Statik
V

(Arus)

(Voltage)

Daya

ket