Studi Perencanaan Sistem Penerangan Jalan Dan Taman Dengan Menggunakan Teknologi Surya Chapter III V
BAB III
3
BAB
METODE PENELITIAN
3.1
Pengambilan Data
a) Studi lapangan
Dilakukan di Taman Departemen Teknik Elektro dan Halaman Gedung
Administrasi FT USU, yaitu mengukur lokasi yang akan dipasangi
penerangan serta meninjau penerangan yang sudah ada.
b) Pengambilan data Klimatologi lokasi penelitian
Data-data tersebut diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan
Geofisika Stasiun Klimatologi Deli Serdang, yang meliputi data rata-rata
intensitas radiasi matahari bulanan dan temperatur udara.
3.2
Analisis Teknis
Setelah data terkumpul, data tersebut dianalisis dengan teori-teori dari
literatur. Analisis ini meliputi :
a. Menghitung jumlah tiang yang akan dipasang.
b. Menghitung daya yang akan terpasang.
c. Menghitung daya panel surya yang diperlukan.
d. Menghitung baterai yang digunakan
e. Menentukan arus rating solar charge controller.
f. Menghitung luas penampang kabel.
g. Menentukan sudut tiang dan stang ornamen
h. Analisis biaya.
22
Universitas Sumatera Utara
Berikut flowchart dalam melakukan perencanaan ini :
Mulai
Hitung Kapasitas Baterai
Ukur Lapangan
Hitung arus rating solar charge controller
Hitung Jumlah Lampu
Hitung Luas Penampang konduktor
Hitung Daya per Hari
Hitung Sudut Kemiringan Stang Ornamen
Pengambilan Data dari
BMKG
Hitung Daya Panel Surya yang
Diperlukan
Analisa Biaya
(Investasi, Operasional, dan Perawatan)
Selesai
Gambar 3-1 Flowchart penelitian
23
Universitas Sumatera Utara
3.2.1
Teori Analisis Data
Analisis teknis dilakukan untuk mendapatkan sistem penerangan yang
baik, aman, handal, tahan lama, dan sesuai dengan spesifikasi pabrikasinya dan
terlebih sesuai SNI. Adapun analisa teknik dilakukan terhadap komponenkomponen yang meliputi lampu penerangan, tiang, dan lain lain.
Dalam merencanakan instalasi penerangan, ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan untuk mendapatkan penerangan yang baik, yang memenuhi
fungsinya agar mata dapat melihat dengan jelas dan nyaman. Maka dari itu
diperlukan beberapa perhitungan penerangan, diantaranya adalah:
1. Intensitas cahaya
Intensitas cahaya adalah fluks cahaya per satuan sudut ruang yang
dipancarkan ke suatu arah tertentu, dapat ditulis dengan Persamaan 3.1 berikut :
dimana :
I = intensitas cahaya (candela)
∅ = fluks cahaya dalam lumen (lm)
w = sudut ruang dalam steradian (sr)
2. Luminansi
Luminansi ialah suatu ukuran untuk terang suatu benda, atau intensitas
cahaya dari suatu permukaan persatuan luas hasil proyeksi dari arah yang
diberikan. Luminansi yang terlalu besar akan menyilaukan mata. Persamaan 3.2
adalah untuk menunjukkan besarnya Luminansi cahaya pada suatu bidang :
Dimana :
L = luminansi (cd/cm2)
I = Intensitas cahaya (cd)
As = Luas semu permukaan (cm2)
24
Universitas Sumatera Utara
3. Intensitas Penerangan (Iluminansi)
Intensitas penerangan atau iluminansi adalah kerapatan fluks cahaya yang
mengenai suatu permukaaan, secara matematis dirumuskan pada Persamaan 3.3 :
Dimana :
E = Iluminansi atau intensitas penerangan ( lux atau lm/m2)
= flux cahaya (lm)
A = Luas bidang (m2)
Intensitas penerangan pada suatu titik umumnya tidak sama untuk setiap
titik pada bidang tersebut. Intensitas penerangan suatu bidang karena suatu
sumber cahaya dengan intensitas (I), berkurang dengan kuadrat dari jarak antara
sumber cahaya dan bidang itu (hukum kuadrat)[3].
4. Efisiensi Penerangan
Efisiensi penerangan adalah perbandingan antaran fluks cahaya yang
dipancarkan oleh armatur atau dapat juga diartikan sebagai fluks cahaya yang
sampai ke objek dengan fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya atau
fluks cahaya awal, secara matematis dirumuskan pada Persamaan 3.4 :
Dan :
Dalam melakukan suatu perencanaan fluks cahaya yang diperlukan dapat
dihitung dengan Persamaan 3.6 berikut :
25
Universitas Sumatera Utara
Jumlah armatur yang diperlukan agar mendapat kualitas pencahayaan yang
baik dapat dihitung dengan Persamaan 3.7 :
Dimana :
= efisiensi cahaya penerangan
g
= fluks cahaya yang dipancarkan oleh armatur (lm)
= fluks cahaya yang dipancarkan sumber cahaya (lm)
d = faktor depresiasi
Efisiensi penerangan juga dapat dihitung melalui perhitungan indeks ruang
atau indeks bentuk, yang dinyatakan dalam bentuk Persamaan 3.8 :
Dimana :
k = indeks ruang atau bentuk
p = panjang permukaan jalan(m)
l = lebar permukaan jalan (m)
Tabel 3.1 Menunjukkan berbagai indeks bentuk dan efisiensi penerangan
maksimum dan minimumnya.
Tabel 3-1 Efisiensi Penerangan untuk berbagai indeks ruang
%
0
72
72
rp
rw
rm
k
0,5
0,6
0,8
1,0
1,2
1,5
2,0
2,5
3
4
5
0.5
0,28
0,33
0,42
0,48
0,52
0,56
0,61
0,64
0,66
0,69
0,71
0.7
0.3
0.1
0,23
0,28
0,36
0,43
0,48
0,52
0,58
0,61
0,64
0,67
0,69
0.1
0.5
0,19
0,24
0,33
0,40
0,44
0,49
0,55
0,59
0,61
0,65
0,67
0,27
0,32
0,41
0,47
0,51
0,55
0,60
0,63
0,65
0,68
0,69
0.5
0.3
0.1
0,23
0,28
0,36
0,43
0,47
0,52
0,57
0,60
0,63
0,66
0,68
0.1
0.5
0,19
0,24
0,32
0,39
0,44
0,49
0,54
0,58
0,61
0,64
0,66
0,27
0,32
0,40
0,46
0,50
0,54
0,59
0,62
0,64
0,66
0,68
0.3
0.3
0.1
0,22
0,27
0,36
0,42
0,46
0,51
0,56
0,59
0,62
0,65
0,66
0.1
0,19
0,24
0,32
0,39
0,43
0,48
0,54
0,57
0,60
0,63
0,65
26
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
rp = faktor refleksi dinding
rm = faktor refleksi bidang pengukurannya
rw = faktor refleksi langit-langit
Dimana :
0.1 = warna gelap
0.3 = warna sedang
0.5 = warna muda
0.7 = warna putih dan warna sangat muda
Jika nilai k sesuai perhitungan berada diantara dua nilai k yang terdapat
pada Tabel 3-1. Efisiensi penerangan dapat dihitung dengan menggunakan rumus
interpolasi, yang dinyatakan dalam Persamaan 3.9 berikut :
(
Dimana :
)
= efisiensi penerangan
maks
min
= efisiensi maksimum
= efisiensi minimum
k = nilai k sesuai perhitungan
kmin = nilai k minimum
kmaks = nilai k makasimum
5. Panel Surya
Panel surya adalah gabungan sel surya yang fungsinya mengubah energi
cahaya menjadi menjadi energi listrik. Efisiensi dari panel surya merupakan
perbandingan antara daya keluaran (Pout) dan daya masukannya (Pin). Daya
keluaran (Pout) adalah perkalian antara tegangan waktu open circuit(Voc) dengan
arus short circuit (Isc) dan faktor pengisian (fill factor, FF) dari sebuah modul
surya.
Besar fill factor sel surya :
27
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi panel surya :
Atau
Dimana :
FF = faktor pengisian / fill factor
Vm = tegangan nominal panel surya (volt)
Im = arusnominal panel surya (volt)
Voc = tegangan open circuit panel surya (volt)
Isc = arus short circuit panel surya (volt)
F
= intensitas radiasi matahari yang diterima (watt/m2)
S
= luas permukaan panel surya (m2)
Daya nominal pada panel surya tidak dapat diperbesar lagi, kecuali panel
surya diganti dengan panel surya lain yang spesifikasi daya nominalnya lebih
besar. Untuk mendapatkan energi yang besar yang dihasilkan oleh panel surya
tergantung
pada
lamanya
penyinaran
matahari.
Lamanya
panel
surya
mendapatkan sinar dinyatakan dengan Persamaan 3.14 :
Energi yang dihasilkan panel surya adalah daya nominal panel surya
dikalikan dengan lamanya panel surya mendapatkan sinar matahari, yang
dinyatakan dengan Persamaan 3.15 atau 3.16 berikut :
Atau
:
Jumlah minimum panel yang digunakan untuk dapat melayani energi pada
beban (lampu) yang dibutuhkan ialah dengan menggunakan Persamaan 3.17 atau
3.18 :
28
Universitas Sumatera Utara
Banyak panel surya:
Atau
Dimana : tpanel = lamanya panel surya mendapatkan sinar global (hour)
Epanel = energi yang dihasilkan modul (Wh/hari)
Pnom = daya nominal panel surya (watt)
nmin = jumlah minimum panel per tiang
ɳbaterai = efisiensi baterai (%)
6. Lampu LED
Secara sederhana LED dapat didefinisikan sebagai salah satu semikonduktor
yang mengubah energi listrik menjadi cahaya. LED merupakan perangkat keras
dan padat (solid-state component) sehingga unggul dalam hal ketahanan
(durability).
LED hanya memiliki 4 macam warna yang tampak oleh mata, yakni warna
merah, kuning, hijau, dan biru. Untuk menghasilkan sinar putih yang sempurna,
spektrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan. Hal paling umum
adalah penggabungan antara warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB.
Sampai saat ini, pengembangan terus dilakukan untuk menghasilkan lampu LED
dengan komposisi warna seimbang dan berdaya tahan lama. Satu buah lampu
LED dapat bertahan lebih dari 30 ribu jam, bahkan ada yang mencapai 100 ribu
jam.
29
Universitas Sumatera Utara
7. Solar Charge Controller
Merupakan peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah
yang diisi dan diambil dari baterai ke beban. Solar charge controller mengatur
overcharging (kelebihan pengisian – karena baterai sudah penuh) dan kelebihan
tegangan dari panel surya.
Ukuran atau rating untuk alat pengontrol aliran masuk dan keluar dari aki
ditentukan dalam satuan Ampere, yakni dengan Persamaan 3.19 atau 3.20 :
(
Atau
Dimana :
(
)
)
icc = arus rating solar charge controller (ampere)
Pmaks = banyak panel surya x Pnom (watt)
8. Baterai
Baterai adalah alat penyimpanan tenaga lsitrik arus searah (DC) yang
dibangkitkan oleh panel surya. Tipe baterai Lead Acid adalah tipe baterai yang
sesuai untuk sistem panel surya. Hal ini jelas karena dengan menggunakan tipe
baterai Lead Acid, pengguna dapat memanfaatkan energi listrik yang tersimpan
pada baterai (discharge) saat panel surya tidak mendapatkan sinar matahari.
Sebaliknya saat ada matahari, baterai akan diisi (charge) oleh panel surya. Jenis
Baterai Lead Acid terbagi menjadi:
a. Aki Otomotif (Starting Battery)
Merupakan jenis baterai yang dirancang agar menghasilkan arus listrik
tinggi dalam waktu singkat, sehingga dapat menyalakan mesin kendaraan. Kerena
penggunaan pelat tipis secara paralel, resistensi rendah dan permukaan luas,
baterai ini tidak cocok digunakan dengan panel surya. Walaupun secara aplikasi
masih dapat digunakan.
30
Universitas Sumatera Utara
b. Baterai Deep Cycle (Baterai Industri)
Merupakan jenis baterai yang dirancang untuk menghasilkan arus listrik
stabil dan dalam waktu lama. Baterai jenis Deep Cycle memiliki ketahanan
terhadap siklus pengisian (charge) – pelepasan (discharge) berulang-ulang dan
konstan.
Baterai jenis Deep Cycle dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Baterai FLA (Flooded Lead Acid). Secara umum dikenal sebagai baterai / aki /
accu basah. Karena sel-sel di dalam aki terendam oleh cairan elektrolit agar
berfungsi optimal. Ciri khasnya adalah katup pengisian cairan elektrolit di setiap
katup.
2. Baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid). Disebut juga baterai SLA (Sealed
Lead Acid) atau baterai MF (Maintenance Free) atau baterai SMF (Sealed
Maintenance Free). Secara fisik baterai ini hanya nampak terminal (+) positif dan
terminal (-) negatif. Dirancang khusus agar cairan elektrolit tidak tumpah atau
bocor atau menguap. Baterai ini memiliki katup ventilasi yang terbuka pada
tekanan ekstrim untuk pembuangan gas hasil reaksi kimia. Baterai ini sering
disebut batereai Maintenance Free karena tidak ada katup pengisian cairan
elektrolit.
Baterai VRLA dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan konstruksi internalnya, yaitu :
a) Baterai VRLA AGM (Absorbent Glass Mat). Baterai VRLA AGM memiliki
pemisah / separator yang terdiri dari fiberglass yang terletak di antara pelat-pelat
sel. Tujuan peletakan ini untuk menyerap cairan elektrolit agar tersimpan di poripori fiberglass. Fungsi fiberglass ini seperti handuk yang menyerap air ketika
salah satu ujung handuk dicelupkan ke dalam cairan
b) Baterai VRLA Gel (Gel Cells). Baterai VRLA Gel memiliki cairan elektrolit
kental seperti agar-agar atau puding atau gel.
31
Universitas Sumatera Utara
Baterai Deep Cycle jenis VRLA AGM atau VRLA Gel merupakan jenis
baterai yang paling cocok dan paling banyak digunakan untuk sistem panel surya.
Karena memiliki ketahanan siklus pengisian, ketahanan penggunaan, anti tumpah
/ bocor, dan bebas perawatan.
Dalam sistem listrik tenaga surya pemilihan baterai adalah hal yang sangat
penting mengingat pembangkitan yang hanya bisa dilakukan pada siang hari
sementara energi yang dibangkitkan baru digunakan pada malam hari. Oleh
karena itu perlu diperhitungkan antara energi yang dibangkitkan sel surya dengan
energi yang dibutuhkan beban.
Kapasitas baterai yang tertulis dalam satuan Ah (ampere hour), yang
menyatakan kekuatan baterai, seberapa lama baterai dapat bertahan mensuplai
arus untuk beban (lampu). Dalam pemilihan baterai juga harus diperhatikan faktor
efisiensi baterai dan pada saat pemakaian tidak disarankan untuk menggunakan
baterai hingga daya baterai habis. Pada sistem penerangan Jalan yang sumber
energinya hanya dari sel surya, ketika radiasi matahari tidak ada maka lampu akan
mati. Baterai akan tahan lebih lama jika siklus pengisiannya tidak sampai kurang
dari 20%. Sehingga perlu dibuat cadangan beban, yaitu cadangan daya untuk
beban (lampu) apabila panel surya tidak dapat menerima sinar matahari atau
dalam satu hari cuaca dalam keadaan mendung, biasanya dibuat cadangan untuk
beban dalam satu hari. Cadangan beban dalam satu hari merupakan rasio antara
energi yang dibutuhkan dalam satu hari dengan tegangan baterai yang digunakan.
Secara matematis dirumuskan dengan Persamaan 3.21 :
Total kapasitas baterai berdasarkan periode penyimpanan yang diinginkan
didapat dengan menggunakan Persamaan 3.22 berikut :
32
Universitas Sumatera Utara
Dimana:
ib = kapasitas baterai (Ah/Ampere.hour)
Vb = tegangan baterai (volt)
DOD = deep of discharge (%)
Emaks = banyak panel surya x Emodul
Eload = energi yang dibutuhkan lampu (Wh)
9. Kabel Distribusi
Untuk mendistribusikan energi listrik yang dihasilkan panel surya ke beban,
dubutuhkan media perantara yang berupa kabel. Kabel ini mempunyai hambatan
atau resistansi. Oleh karena itu akan terjadi rugi tegangan pada kabel distribusi ini.
Agar sistem dapat bekerja secara optimal, maka rugi tegangan ini harus dijaga
agar tidak terlalu besar dengan menggunakan ukuran dan jenis bahan yang
digunakan, sehingga dengan ukuran tersebut arus listrik masih dapat mengalir
dengan aman.
Ukuran kabel dinyatakan sebagai total luas penampang kawat pada tiap
konduktor. Satuan umum yang digunakan adalah milimeter persegi (mm2).
Tingkat arus dari suatu kabel adalah besarnya arus maksimum yang dapat
dialirkan melalui kabel tersebut tanpa menyebabkan kabel menjadi panas.
Ukuran minimal kabel dapat ditentukan berdasarkan nilai arus yang
diperlukan oleh beban. Dengan menggunakan tegangan kerja sistem, nilai arus ke
beban dapat ditentukan dengan Persamaan 3.23 berikut :
Sesuai dengan PUIL 2011 kerugian daya pada setiap pemasangan instalasi
maksimal adalah 6% dari kebutuhan seluruhnya [8]. Untuk memenuhi standard
ini, maka perlu dilakukan perhitungan luas penampang kabel yang ditentukan
dengan Persamaan 3.24 atau 3.25 berikut :
Atau
33
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
P = Total daya beban (Watt)
V = Tegangan sistem (volt)
IL
= Arus beban ( A )
∆P = kerugian daya sepanjang kabel (Watt)
l
= Panjang kabel (m)
A = Luas penampang kabel ( m2 atau mm2 )
ρ
= tahanan jenis kabel (Ωm)
10. Tiang dan Stang Ornamen
Tiang merupakan salah satu dari komponen penting pada penerangan jalan
umum. Fungsinya sebagai tempat untuk meletakkan lampu (beserta armaturnya),
stang ornament, panel surya, baterai, dan lain sebagainya. Untuk menentukan
sudut kemiringan stangornamen, agar titik penerangan mengarah ke tengah –
tengah jalan seperti pada Gambar 3-2 berikut :
Gambar 3-2 Tiang Penerangan Jalan
Oleh karena itu, agar titik penerangan mengarah ketengah – tengah jalan
sudut kemiringan stang ornamen dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
3.26 dan 3.27 berikut :
34
Universitas Sumatera Utara
√
Dimana :
h
= tinggi tiang (m)
T
= jarak lampu ke tengah jalan (m)
c
= jarak horizontal lampu ke tengah jalan (m)
w1
= jarak tiang ke horizontal lampu (m)
w2
= jarak horizontal lampu ke ujung jalan (m)
b
= lebar batu jalan (m)
o
= jarak batu jalan ke horizontal lampu (m)
= sudut kemiringan stang ornamen
11. Biaya
Dalam suatu perencanaan, hubungan antara perencanaan, penganalisa,
dengan ongkos begitu penting, segala keputusan dievaluasi dari segi keuangan
sehingga suatu proyek yang akan dilaksanakan tidak mengalami kerugian [2].
Parameter dasar yang mempengaruhi perkiraan ekonomi sistem sel surya adalah :
a)
Biaya Investasi
Biaya ini merupakan biaya yang paling besar dalam sistem penerangan
dengan teknologi surya yang meliputi pembelian material beserta instalasinya.
b) Biaya Operasi dan Perawatan
Biaya perawatan merupakan biaya yang digunakan untuk penggantian
komponen sesudah melewati masa umur pakai. Total biaya perawatan dengan
menggunakan metode nilai sekarang adalah dengan menggunakan Persamaan 2.28
:
35
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
P = Nilai sekarang
F = Nilai mendatang (Future Worth)
N = Jumlah periode
i = tingkat bunga efektif per periode
c)
Biaya per Kwh
Biaya per kWh merupakan rasio antara total biaya yang dikeluarkan
dengan total energi yang dihasilkan. Dinyatakan dengan Persamaan 3.29 berikut :
36
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
4
PERENCANAAN DAN PEMBAHASAN
4.1
Perhitungan Jumlah dan Daya Lampu
Dilihat dari Tabel 2.1 Lampu LED memiliki banyak keunggulan
dibandingkan jenis lampu lain, antara lain dengan daya yang sama lampu LED
bisa menghasilkan lumen yang lebih tinggi daripada jenis lampu yang lain, umur
lampu LED juga lebih lama dibanding jenis lampu yang lainnya. Selain itu arus
yang dihasilkan panel surya juga merupakan arus DC. Oleh karena itu, Lampu
yang digunakan pada penelitian ini ialah lampu LED, sehingga sistem penerangan
ini tidak memerlukan inverter lagi. Tabel 4.1 berikut ini menunjukkan spesifikasi
lampu LED yang direncanakan.
Tabel 4-1 Data Lampu yang digunakan
Spesifikasi Lampu LED
Lamp wattage
Nominal Voltage
Current consumption at 12V
Type tube
Tube lumen output (up to)
Colour of light emitted
inverter eficiency
Operating temperatur range ( C )
Open Circuit Protect
Short circuit protect
Reverse polarity protect
Packed dimension (mm)
20 W
12 or 24 VDC
1.95 A
LED
2000
white
>90%
"-10 to +50"
Yes
Yes
Yes
880 x 310 x 210
Dari data-data pada Tabel 4-1 direncanakan lampu dipasang pada tiang
lengan tunggal dengan tinggi tiang 6 m, banyaknya jumlah lampu yang
dibutuhkan untuk masing-masing lokasi penelitian adalah sebagai berikut :
37
Universitas Sumatera Utara
1.
Halaman Gedung Administrasi Fakultas Teknik USU
Dari hasil pengukuruan luas halaman gedung administrasi fakultas teknik
USU ialah 60 m x 40 m = 2400 m2.
a) Untuk menentukan indeks bentuknya digunakan Persamaan 3.8,
sehingga :
b) Faktor – faktor refleksi :
Sistem penerangan yang dipakai untuk penerangan jalan adalah sistem
penerangan langsung. Pengaruh dinding dan langit – langit pada sistem
penerangan langsung jauh lebih kecil daripada pengaruhnya pada sistem
– sistem penerangan lainnya. Faktor – faktor refleksi untuk lokasi ini
adalah :
Faktor refleksi dinding (rp) = 0,3, karena dinding hanya terdapat pada
sebagian sisi lokasi perencanaan.
Sehingga dianggap memiliki warna
sedang.
Faktor refleksi langit – langit (rw)= 0,3, karena tidak memiliki langitlangit dianggap warna sedang
Faktor refleksi bidang (rm) = 0,1. Karena warna bidang perencanaan
cenderung berwarna gelap
c) Dari Tabel 3.1 untuk k = 4, rp = 0.3, rw = 0.3, rm = 0.1. Efisiensi
penerangannya ialah 0.65
d) Sesuai Tabel 2.2 dan 2.3 intensitas penerangan yang direncanakan ialah 3
lux. Sehingga flux cahaya yang diperlukan sesuai Persamaan 3.6 adalah :
38
Universitas Sumatera Utara
Jumlah armatur yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.7 :
Sehingga bisa dibuat 8 tiang dengan jarak antara tiang 20 m.
2.
Taman Departemen Teknik Elektro
Dari hasil pengukuran luas taman departemen teknik elektro ialah 60 m x 30
m = 1800 m2.
b) Untuk menentukan indeks bentuknya digunakan Persamaan 3.8 :
c) Faktor refleksi :
Sistem penerangan yang dipakai untuk penerangan jalan adalah sistem
penerangan langsung. Pengaruh dinding dan langit – langit pada sistem
penerangan langsung jauh lebih kecil daripada pengaruhnya pada sistem
– sistem penerangan lainnya. Faktor – faktor refleksi untuk lokasi ini
adalah :
Faktor refleksi dinding (rp) = 0,3, karena dinding hanya terdapat pada
sebagian sisi lokasi perencanaan.
Sehingga dianggap memiliki warna
sedang.
Faktor refleksi langit – langit (rw)= 0,3, karena tidak memiliki langitlangit dianggap warna sedang
Faktor refleksi bidang (rm) = 0,1. Karena warna bidang perencanaan
cenderung berwarna gelap.
d) Untuk k = 3,33, rp = 0.3, rw = 0.3, rm = 0.1. Dengan menggunakan
Persamaan 3.9. Efisiensi penerangannya ialah :
39
Universitas Sumatera Utara
e) Sesuai Tabel 2.2 dan 2.3 ditentukan intensitas penerangan yang
direncanakan ialah 3 lux. Flux cahaya yang diperlukan dihitung dengan
menggunakan Persamaan 3.6 :
Jumlah armatur yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.7 :
Sehingga bisa dibuat 6 tiang, dengan jarak antara tiang 20 m.
Jumlah tiang total untuk Taman Departemen Teknik Elektro dan Halaman
Gedung Administrasi FT USU adalah 14 unit tiang.
4.2
Menghitung Total Daya yang Diperlukan per Hari
Pada sub bab sebelumnya telah dibahas bahwa lampu yang digunakan ialah
lampu LED 20 watt, dan penyalaannya menggunakan saklar otomatis (timer)
dimana akan hidup mulai pukul 18.00 dan padam pukul 06.00 sehingga lampu
menyala selama 12 jam.
Jadi daya yang diperlukan per tiang setiap hari ialah :
Sementara total daya yang diperlukan untuk 14 unit tiang per hari ialah :
40
Universitas Sumatera Utara
4.3
Menghitung Daya Panel Surya yang Dibutuhkan
Jumlah energi listrik yang diberikan kepada lampu itu harus sesuai dengan
kapasitas (kekuatan) dari lampu itu sendiri [6]. Oleh karena itu, perlu dihitung dan
daya yang dihasilkan panel surya itu sendiri. Untuk menentukan daya panel surya
yang dibutuhkan pertama-tama harus diketahui intensitas radiasi matahari dimana
lokasi panel surya tersebut dipasang. Pada perencanaan ini data tersebut diperoleh
dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Klimatologi Deli
Serdang. Data intensitas radiasi matahari untuk wilayah Kota Medan dapat dilihat
pada Tabel 4.2 :
Tabel 4-2 Intensitas radiasi matahari wilayah Medan Tahun 2016
Bulan
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Rata- rata Intensitas
Radiasi Matahari (W/m²)
3391
3317
3688
4271
3725
3644
3990
3940
4061
2919
2196
2308
Rata-rata Suhu
Maksimum (°C)
32,4
31,9
33,6
34,2
33,6
33,3
32,6
32,9
32,6
31,7
31,1
31,6
Lama Penyinaran
Matahari (%)
56
46
60
52
44
61
63
58
60
35
23
39
Sumber : BMKG Stasiun Klimatologi Deli Serdang
Jumlah panel surya yang digunakan pada penelitian ini ditetapkan satu unit
per tiang. Sehingga energi yang seharusnya dihasilkan panel surya agar dapat
melayani beban lampu 20 Watt dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
3.18 :
Dimana nmin = 1, persamaan dapat disederhanakan menjadi :
41
Universitas Sumatera Utara
Untuk menentukan daya nominal panel surya perlu diketahui lamanya panel
surya mendapatkan radiasi matahari. Dilihat dari Tabel 4.2 intensitas radiasi
matahari terendah adalah pada bulan November yaitu sebesar 2196 W/m2/hari.
Lamanya panel surya mendapatkan radiasi matahari sesuai Persamaan 3.14 adalah
:
Daya nominal panel dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.15 :
Sehingga bisa dibuat panel surya dengan daya 120 WP, dengan data-data
pada Tabel 4.3 berikut :
Tabel 4-3 Data panel surya 120 WP
Spesifikasi sel surya 120 WP
Maximum Power (Pmax)
120 W
Type cell
Monocrystalline
Voltage at Pmax (Vmp)
17,8 V
Current at Pmax (Imp)
7,51 A
Short circuit current (Isc)
6,74 A
Open circuit voltage (Voc)
21,6 V
Number of cells
54 cells
Dimension (mm)
1209 x 808 x 50
Weight ( Kg)
12,4
42
Universitas Sumatera Utara
Untuk mencari efisiensi sel surya maka kita harus mencari terlebih dahulu
faktor pengisian (fill factor) dengan menggunakan persamaan 3.10, yaitu :
Luas permukaan panel surya : 1209 x 808 = 976.872 mm2 = 0,976872 m2.
Efisiensi panel surya diperoleh dengan menggunakan Persamaan 3.8 :
Besar intensitas sinar global matahari yang diterima ketika radiasi dalam
keadaan maksimum adalah sebesar 1000 Watt/m2.
Jadi efisiensi maksimum panel surya yang digunakan ialah 13,71 %
4.4
Menghitung Kapasitas Baterai
Sebelum menentukan total kapasitas baterai, terlebih dahulu dihitung
cadangan beban dalam satu hari yang dinyatakan dengan Persamaan 3. 21 :
Total kapasitas baterai berdasarkan periode penyimpanan yang diinginkan
sesuai Persamaan 3.22 adalah :
Kapasitas minimal baterai sesuai perhitungan adalah 75,75 Ah. Dari katalog
Sollatek kapasitas baterai yang memungkinakan adalah 84 Ah. Dengan data
sebagai berikut :
43
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4-4 Spesifikasi baterai Flat Plate Gel 84 Ah
Spesifikasi baterai SFG (bloc)
Type range
Standards
gel
IEC 896-21/22
MH25860
84 Ah
12 V
PP or ABS
Grid/flat
Grid/flat
Gel
8 - 10 years
700
"-20 to 60"
Capacity Range (C100)
Nominal Voltage
Container Material
Positive Plate Tech
Negative Plate Tech
Electrolite
Design life
Cycle Life (80% DOD)
Operating Temp range C
4.5
Solar Charge Controller
Arus rating solar charge controller dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.20 berikut :
(
)
Dari Katalog Sollatek arus rating solar charge controller yang tersedia
ialah 16 A, dengan spesifikasi pada Tabel 4-5.
Tabel 4-5 Spesifikasi Solar Charge Controller
Spesifikasi Solar Charge Controllers SPCC 10E
Version
12 V
Solar current
16 Amp
Load Current
16 Amp
Nominal Voltage
12 V
Maximum current consumption
12 mA
Temperatur compensation
optional
Timer (Dusk/dawn or 2-10 hours
no
Enclosure protection rating
IP 54
operating temperature range
"-10 C to 50 C
44
Universitas Sumatera Utara
4.6
Perhitungan Luas Penampang Kabel
Sesuai PUIL 2011 kerugian daya pada setiap pemasangan instalasi untuk
pencahayaan dengan sumber energi tersendiri maksimal 6% dari kebutuhan daya
seluruhnya [8]. Supaya tidak terjadi kerugian daya yang berlebih maka perlu
dilakukan perhitungan luas penampang kabel.
Karena panel surya diletakkan pada tiang lampu penerangan jalan tersebut
maka panjang kabelnya hanya 5 meter dan bebannya adalah lampu LED 20 Watt
maka besar arus beban sesuai Persamaan 3.23 adalah:
Kerugian daya maksimal pada kabel penghantar adalah :
Luas penampang kabel yang digunakan sesuai Persamaan 3.25 :
Namun karena luas penampang konduktor tembaga sesuai PUIL 2011 tidak
boleh kurang dari 1,5 mm2 dan luas penampang sesuai perhitungan tidak melebihi
1,5 mm2 maka luas penampang konduktor yang digunakan adalah 1,5 mm2.
45
Universitas Sumatera Utara
4.7
Tiang dan Stang Ornamen
Tinggi tiang yang direncanakan 6 m dan jarak horizontal lampu ke tengah
jalan 5 m, jarak vertikal lampu ke tengah jalan dengan menggunakan Persamaan
3.26 :
√
√
Sudut kemiringan stang ornamen dengan menggunakan Persamaan 3.27
adalah :
4.8
Analisis Biaya
Pada skripsi ini biaya yang diperhitungkan berupa biaya investasi, biaya
perawatan dan biaya operasional selama 25 tahun dengan perkiraan kenaikan
harga 10% per tahun.
4.8.1
Biaya Investasi
Biaya investasi meliputi biaya pembelian keseluruhan material dan
pemasangan material.
Tabel 4-6 Daftar harga material beserta instalasi
Jenis Material
Harga
Tiang lengkap dengan klem dan baut
Rp 4.500.000
Panel Surya 120 WP
Rp 1.812.500
Lampu LED 20 Watt + armatur
Rp 450.000
Baterai 84 Ah
Rp 1.850.000
Solar charge controller
Rp 400.000
Box(Baterai, Solar Charge Controller) Rp 1.700.000
Biaya instalasi material
Rp 1.000.000
2
Kabel NYY 2 x 1,5 mm ( 50 m )
Rp 332.000
Total biaya investasi
Sumber : Diperoleh dari berbagai sumber
Jumlah
14
2
Harga Total
Rp 63.000.000
Rp 25.375.000
Rp 6.300.000
Rp 25.900.000
Rp 5.600.000
Rp 23.800.000
Rp 14.000.000
Rp
664.000
Rp 164.639.000
46
Universitas Sumatera Utara
4.8.2
Biaya Perawatan
Biaya perawatan pada sistem penerangan jalan dan taman dengan
menggunakan teknologi surya ialah berupa penggantian komponen sebelum 25
tahun. Semua komponen diganti sesuai umur pakai standard pabrikannya. Dimana
lampu LED harus diganti 11 tahun sekali dan baterai diganti 15 tahun sekali.
Harga masing-masing komponen diasumsikan mengalami kenaikan bunga bank
sebesar 10% per tahun.
Biaya perawatan untuk penggantian lampu LED dan baterai menggunakan
Persamaan 3.28 adalah :
1. Untuk Lampu LED
2. Untuk Baterai
Sehingga Total biaya perawatan berupa penggantian komponen ialah
sebesar Rp 812.905.
4.8.3
Biaya Operasional
Biaya operasional sistem penerangan jalan dengan menggunakan panel
surya tergolong murah. Karena penyalaannya dilakukan secara otomatis dan
sumber energinya berupa radiasi matahari juga diperoleh secara gratis. Biaya
operasional disini ialah hanya untuk pembersihan panel surya dari debu dimana
untuk daerah yang tidak terlalu berdebu misalnya pada lokasi perencanaan ini,
pembersihan panel surya tersebut bisa dilakukan setahun sekali. Biaya
pembersihan per panel surya per tahun ialah Rp 50.000, dan biaya untuk
pembersihan 14 panel surya per tahun adalah sebesar Rp 700.000 sehingga total
biaya pembersihan panel surya selama 25 tahun adalah Rp 17.500.000.
47
Universitas Sumatera Utara
4.8.4
Harga Listrik Sistem Penerangan dengan Sel Surya
Untuk perhitungan biaya per kWH kita melakukan perhitungan total energi
yang dibangkitkan panel surya selama 25 tahun dengan mengambil nilai radiasi
rata-rata yang dibahas pada subbab sebelumnya yaitu sebesar 3454 Wh/m2/hari.
Rata-rata energi yang dihasilkan panel surya per hari ialah :
Energi untuk 14 panel surya :
Dan total energi yang dihasilkan selama 25 tahun = 9.125 hari adalah :
Sehingga biaya per kWH sesuai persamaan 3. 29 didapat :
Jadi harga tarif daya listrik jika menggunakan sel surya sebagai sumber
energinya ialah Rp 3.455,19 per kWh.
48
Universitas Sumatera Utara
BAB V
5
BAB
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Untuk Taman Depertemen Teknik Elektro dan Halaman Gedung
Administrasi Fakultas Teknik USU diperlukan masing-masing 6 tiang
dan 8 tiang lampu penerangan. Jarak antara tiang 20 meter dan tinggi
tiang 6 meter serta lampu LED 20 Watt sehingga didapat kualitas
pencahayaan sesuai standard penerangan jalan.
2. Energi yang dapat dibangkitkan oleh sel surya 120 WP dengan intensitas
radiasi matahari rata-rata untuk wilayah Kota Medan sebesar 3.454,17
Wh/m2/hari adalah sebesar 414,48 Wh.
3. Harga listrik per kWh menggunakan sumber energi sel surya didapat
sebesar Rp 3.455,19 per kWh. Harga ini masih tergolong mahal
dibandingkan dengan harga listrik konvesional yang harganya sekitar Rp
2.000 per kWh.
49
Universitas Sumatera Utara
5.2
Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari skripsi ini adalah
sebagai berikut:
1. Melakukan penelitian dengan analisis menggunakan simulasi Homer
Program.
2. Melakukan penelitian dengan pengukuran langsung dengan temperatur
yang berbeda-beda dan dengan pengaturan posisi sudut panel surya.
3. Melakukan penelitian pada aplikasi beban yang beragam (AC dan DC).
50
Universitas Sumatera Utara
3
BAB
METODE PENELITIAN
3.1
Pengambilan Data
a) Studi lapangan
Dilakukan di Taman Departemen Teknik Elektro dan Halaman Gedung
Administrasi FT USU, yaitu mengukur lokasi yang akan dipasangi
penerangan serta meninjau penerangan yang sudah ada.
b) Pengambilan data Klimatologi lokasi penelitian
Data-data tersebut diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan
Geofisika Stasiun Klimatologi Deli Serdang, yang meliputi data rata-rata
intensitas radiasi matahari bulanan dan temperatur udara.
3.2
Analisis Teknis
Setelah data terkumpul, data tersebut dianalisis dengan teori-teori dari
literatur. Analisis ini meliputi :
a. Menghitung jumlah tiang yang akan dipasang.
b. Menghitung daya yang akan terpasang.
c. Menghitung daya panel surya yang diperlukan.
d. Menghitung baterai yang digunakan
e. Menentukan arus rating solar charge controller.
f. Menghitung luas penampang kabel.
g. Menentukan sudut tiang dan stang ornamen
h. Analisis biaya.
22
Universitas Sumatera Utara
Berikut flowchart dalam melakukan perencanaan ini :
Mulai
Hitung Kapasitas Baterai
Ukur Lapangan
Hitung arus rating solar charge controller
Hitung Jumlah Lampu
Hitung Luas Penampang konduktor
Hitung Daya per Hari
Hitung Sudut Kemiringan Stang Ornamen
Pengambilan Data dari
BMKG
Hitung Daya Panel Surya yang
Diperlukan
Analisa Biaya
(Investasi, Operasional, dan Perawatan)
Selesai
Gambar 3-1 Flowchart penelitian
23
Universitas Sumatera Utara
3.2.1
Teori Analisis Data
Analisis teknis dilakukan untuk mendapatkan sistem penerangan yang
baik, aman, handal, tahan lama, dan sesuai dengan spesifikasi pabrikasinya dan
terlebih sesuai SNI. Adapun analisa teknik dilakukan terhadap komponenkomponen yang meliputi lampu penerangan, tiang, dan lain lain.
Dalam merencanakan instalasi penerangan, ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan untuk mendapatkan penerangan yang baik, yang memenuhi
fungsinya agar mata dapat melihat dengan jelas dan nyaman. Maka dari itu
diperlukan beberapa perhitungan penerangan, diantaranya adalah:
1. Intensitas cahaya
Intensitas cahaya adalah fluks cahaya per satuan sudut ruang yang
dipancarkan ke suatu arah tertentu, dapat ditulis dengan Persamaan 3.1 berikut :
dimana :
I = intensitas cahaya (candela)
∅ = fluks cahaya dalam lumen (lm)
w = sudut ruang dalam steradian (sr)
2. Luminansi
Luminansi ialah suatu ukuran untuk terang suatu benda, atau intensitas
cahaya dari suatu permukaan persatuan luas hasil proyeksi dari arah yang
diberikan. Luminansi yang terlalu besar akan menyilaukan mata. Persamaan 3.2
adalah untuk menunjukkan besarnya Luminansi cahaya pada suatu bidang :
Dimana :
L = luminansi (cd/cm2)
I = Intensitas cahaya (cd)
As = Luas semu permukaan (cm2)
24
Universitas Sumatera Utara
3. Intensitas Penerangan (Iluminansi)
Intensitas penerangan atau iluminansi adalah kerapatan fluks cahaya yang
mengenai suatu permukaaan, secara matematis dirumuskan pada Persamaan 3.3 :
Dimana :
E = Iluminansi atau intensitas penerangan ( lux atau lm/m2)
= flux cahaya (lm)
A = Luas bidang (m2)
Intensitas penerangan pada suatu titik umumnya tidak sama untuk setiap
titik pada bidang tersebut. Intensitas penerangan suatu bidang karena suatu
sumber cahaya dengan intensitas (I), berkurang dengan kuadrat dari jarak antara
sumber cahaya dan bidang itu (hukum kuadrat)[3].
4. Efisiensi Penerangan
Efisiensi penerangan adalah perbandingan antaran fluks cahaya yang
dipancarkan oleh armatur atau dapat juga diartikan sebagai fluks cahaya yang
sampai ke objek dengan fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya atau
fluks cahaya awal, secara matematis dirumuskan pada Persamaan 3.4 :
Dan :
Dalam melakukan suatu perencanaan fluks cahaya yang diperlukan dapat
dihitung dengan Persamaan 3.6 berikut :
25
Universitas Sumatera Utara
Jumlah armatur yang diperlukan agar mendapat kualitas pencahayaan yang
baik dapat dihitung dengan Persamaan 3.7 :
Dimana :
= efisiensi cahaya penerangan
g
= fluks cahaya yang dipancarkan oleh armatur (lm)
= fluks cahaya yang dipancarkan sumber cahaya (lm)
d = faktor depresiasi
Efisiensi penerangan juga dapat dihitung melalui perhitungan indeks ruang
atau indeks bentuk, yang dinyatakan dalam bentuk Persamaan 3.8 :
Dimana :
k = indeks ruang atau bentuk
p = panjang permukaan jalan(m)
l = lebar permukaan jalan (m)
Tabel 3.1 Menunjukkan berbagai indeks bentuk dan efisiensi penerangan
maksimum dan minimumnya.
Tabel 3-1 Efisiensi Penerangan untuk berbagai indeks ruang
%
0
72
72
rp
rw
rm
k
0,5
0,6
0,8
1,0
1,2
1,5
2,0
2,5
3
4
5
0.5
0,28
0,33
0,42
0,48
0,52
0,56
0,61
0,64
0,66
0,69
0,71
0.7
0.3
0.1
0,23
0,28
0,36
0,43
0,48
0,52
0,58
0,61
0,64
0,67
0,69
0.1
0.5
0,19
0,24
0,33
0,40
0,44
0,49
0,55
0,59
0,61
0,65
0,67
0,27
0,32
0,41
0,47
0,51
0,55
0,60
0,63
0,65
0,68
0,69
0.5
0.3
0.1
0,23
0,28
0,36
0,43
0,47
0,52
0,57
0,60
0,63
0,66
0,68
0.1
0.5
0,19
0,24
0,32
0,39
0,44
0,49
0,54
0,58
0,61
0,64
0,66
0,27
0,32
0,40
0,46
0,50
0,54
0,59
0,62
0,64
0,66
0,68
0.3
0.3
0.1
0,22
0,27
0,36
0,42
0,46
0,51
0,56
0,59
0,62
0,65
0,66
0.1
0,19
0,24
0,32
0,39
0,43
0,48
0,54
0,57
0,60
0,63
0,65
26
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
rp = faktor refleksi dinding
rm = faktor refleksi bidang pengukurannya
rw = faktor refleksi langit-langit
Dimana :
0.1 = warna gelap
0.3 = warna sedang
0.5 = warna muda
0.7 = warna putih dan warna sangat muda
Jika nilai k sesuai perhitungan berada diantara dua nilai k yang terdapat
pada Tabel 3-1. Efisiensi penerangan dapat dihitung dengan menggunakan rumus
interpolasi, yang dinyatakan dalam Persamaan 3.9 berikut :
(
Dimana :
)
= efisiensi penerangan
maks
min
= efisiensi maksimum
= efisiensi minimum
k = nilai k sesuai perhitungan
kmin = nilai k minimum
kmaks = nilai k makasimum
5. Panel Surya
Panel surya adalah gabungan sel surya yang fungsinya mengubah energi
cahaya menjadi menjadi energi listrik. Efisiensi dari panel surya merupakan
perbandingan antara daya keluaran (Pout) dan daya masukannya (Pin). Daya
keluaran (Pout) adalah perkalian antara tegangan waktu open circuit(Voc) dengan
arus short circuit (Isc) dan faktor pengisian (fill factor, FF) dari sebuah modul
surya.
Besar fill factor sel surya :
27
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi panel surya :
Atau
Dimana :
FF = faktor pengisian / fill factor
Vm = tegangan nominal panel surya (volt)
Im = arusnominal panel surya (volt)
Voc = tegangan open circuit panel surya (volt)
Isc = arus short circuit panel surya (volt)
F
= intensitas radiasi matahari yang diterima (watt/m2)
S
= luas permukaan panel surya (m2)
Daya nominal pada panel surya tidak dapat diperbesar lagi, kecuali panel
surya diganti dengan panel surya lain yang spesifikasi daya nominalnya lebih
besar. Untuk mendapatkan energi yang besar yang dihasilkan oleh panel surya
tergantung
pada
lamanya
penyinaran
matahari.
Lamanya
panel
surya
mendapatkan sinar dinyatakan dengan Persamaan 3.14 :
Energi yang dihasilkan panel surya adalah daya nominal panel surya
dikalikan dengan lamanya panel surya mendapatkan sinar matahari, yang
dinyatakan dengan Persamaan 3.15 atau 3.16 berikut :
Atau
:
Jumlah minimum panel yang digunakan untuk dapat melayani energi pada
beban (lampu) yang dibutuhkan ialah dengan menggunakan Persamaan 3.17 atau
3.18 :
28
Universitas Sumatera Utara
Banyak panel surya:
Atau
Dimana : tpanel = lamanya panel surya mendapatkan sinar global (hour)
Epanel = energi yang dihasilkan modul (Wh/hari)
Pnom = daya nominal panel surya (watt)
nmin = jumlah minimum panel per tiang
ɳbaterai = efisiensi baterai (%)
6. Lampu LED
Secara sederhana LED dapat didefinisikan sebagai salah satu semikonduktor
yang mengubah energi listrik menjadi cahaya. LED merupakan perangkat keras
dan padat (solid-state component) sehingga unggul dalam hal ketahanan
(durability).
LED hanya memiliki 4 macam warna yang tampak oleh mata, yakni warna
merah, kuning, hijau, dan biru. Untuk menghasilkan sinar putih yang sempurna,
spektrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan. Hal paling umum
adalah penggabungan antara warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB.
Sampai saat ini, pengembangan terus dilakukan untuk menghasilkan lampu LED
dengan komposisi warna seimbang dan berdaya tahan lama. Satu buah lampu
LED dapat bertahan lebih dari 30 ribu jam, bahkan ada yang mencapai 100 ribu
jam.
29
Universitas Sumatera Utara
7. Solar Charge Controller
Merupakan peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah
yang diisi dan diambil dari baterai ke beban. Solar charge controller mengatur
overcharging (kelebihan pengisian – karena baterai sudah penuh) dan kelebihan
tegangan dari panel surya.
Ukuran atau rating untuk alat pengontrol aliran masuk dan keluar dari aki
ditentukan dalam satuan Ampere, yakni dengan Persamaan 3.19 atau 3.20 :
(
Atau
Dimana :
(
)
)
icc = arus rating solar charge controller (ampere)
Pmaks = banyak panel surya x Pnom (watt)
8. Baterai
Baterai adalah alat penyimpanan tenaga lsitrik arus searah (DC) yang
dibangkitkan oleh panel surya. Tipe baterai Lead Acid adalah tipe baterai yang
sesuai untuk sistem panel surya. Hal ini jelas karena dengan menggunakan tipe
baterai Lead Acid, pengguna dapat memanfaatkan energi listrik yang tersimpan
pada baterai (discharge) saat panel surya tidak mendapatkan sinar matahari.
Sebaliknya saat ada matahari, baterai akan diisi (charge) oleh panel surya. Jenis
Baterai Lead Acid terbagi menjadi:
a. Aki Otomotif (Starting Battery)
Merupakan jenis baterai yang dirancang agar menghasilkan arus listrik
tinggi dalam waktu singkat, sehingga dapat menyalakan mesin kendaraan. Kerena
penggunaan pelat tipis secara paralel, resistensi rendah dan permukaan luas,
baterai ini tidak cocok digunakan dengan panel surya. Walaupun secara aplikasi
masih dapat digunakan.
30
Universitas Sumatera Utara
b. Baterai Deep Cycle (Baterai Industri)
Merupakan jenis baterai yang dirancang untuk menghasilkan arus listrik
stabil dan dalam waktu lama. Baterai jenis Deep Cycle memiliki ketahanan
terhadap siklus pengisian (charge) – pelepasan (discharge) berulang-ulang dan
konstan.
Baterai jenis Deep Cycle dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Baterai FLA (Flooded Lead Acid). Secara umum dikenal sebagai baterai / aki /
accu basah. Karena sel-sel di dalam aki terendam oleh cairan elektrolit agar
berfungsi optimal. Ciri khasnya adalah katup pengisian cairan elektrolit di setiap
katup.
2. Baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid). Disebut juga baterai SLA (Sealed
Lead Acid) atau baterai MF (Maintenance Free) atau baterai SMF (Sealed
Maintenance Free). Secara fisik baterai ini hanya nampak terminal (+) positif dan
terminal (-) negatif. Dirancang khusus agar cairan elektrolit tidak tumpah atau
bocor atau menguap. Baterai ini memiliki katup ventilasi yang terbuka pada
tekanan ekstrim untuk pembuangan gas hasil reaksi kimia. Baterai ini sering
disebut batereai Maintenance Free karena tidak ada katup pengisian cairan
elektrolit.
Baterai VRLA dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan konstruksi internalnya, yaitu :
a) Baterai VRLA AGM (Absorbent Glass Mat). Baterai VRLA AGM memiliki
pemisah / separator yang terdiri dari fiberglass yang terletak di antara pelat-pelat
sel. Tujuan peletakan ini untuk menyerap cairan elektrolit agar tersimpan di poripori fiberglass. Fungsi fiberglass ini seperti handuk yang menyerap air ketika
salah satu ujung handuk dicelupkan ke dalam cairan
b) Baterai VRLA Gel (Gel Cells). Baterai VRLA Gel memiliki cairan elektrolit
kental seperti agar-agar atau puding atau gel.
31
Universitas Sumatera Utara
Baterai Deep Cycle jenis VRLA AGM atau VRLA Gel merupakan jenis
baterai yang paling cocok dan paling banyak digunakan untuk sistem panel surya.
Karena memiliki ketahanan siklus pengisian, ketahanan penggunaan, anti tumpah
/ bocor, dan bebas perawatan.
Dalam sistem listrik tenaga surya pemilihan baterai adalah hal yang sangat
penting mengingat pembangkitan yang hanya bisa dilakukan pada siang hari
sementara energi yang dibangkitkan baru digunakan pada malam hari. Oleh
karena itu perlu diperhitungkan antara energi yang dibangkitkan sel surya dengan
energi yang dibutuhkan beban.
Kapasitas baterai yang tertulis dalam satuan Ah (ampere hour), yang
menyatakan kekuatan baterai, seberapa lama baterai dapat bertahan mensuplai
arus untuk beban (lampu). Dalam pemilihan baterai juga harus diperhatikan faktor
efisiensi baterai dan pada saat pemakaian tidak disarankan untuk menggunakan
baterai hingga daya baterai habis. Pada sistem penerangan Jalan yang sumber
energinya hanya dari sel surya, ketika radiasi matahari tidak ada maka lampu akan
mati. Baterai akan tahan lebih lama jika siklus pengisiannya tidak sampai kurang
dari 20%. Sehingga perlu dibuat cadangan beban, yaitu cadangan daya untuk
beban (lampu) apabila panel surya tidak dapat menerima sinar matahari atau
dalam satu hari cuaca dalam keadaan mendung, biasanya dibuat cadangan untuk
beban dalam satu hari. Cadangan beban dalam satu hari merupakan rasio antara
energi yang dibutuhkan dalam satu hari dengan tegangan baterai yang digunakan.
Secara matematis dirumuskan dengan Persamaan 3.21 :
Total kapasitas baterai berdasarkan periode penyimpanan yang diinginkan
didapat dengan menggunakan Persamaan 3.22 berikut :
32
Universitas Sumatera Utara
Dimana:
ib = kapasitas baterai (Ah/Ampere.hour)
Vb = tegangan baterai (volt)
DOD = deep of discharge (%)
Emaks = banyak panel surya x Emodul
Eload = energi yang dibutuhkan lampu (Wh)
9. Kabel Distribusi
Untuk mendistribusikan energi listrik yang dihasilkan panel surya ke beban,
dubutuhkan media perantara yang berupa kabel. Kabel ini mempunyai hambatan
atau resistansi. Oleh karena itu akan terjadi rugi tegangan pada kabel distribusi ini.
Agar sistem dapat bekerja secara optimal, maka rugi tegangan ini harus dijaga
agar tidak terlalu besar dengan menggunakan ukuran dan jenis bahan yang
digunakan, sehingga dengan ukuran tersebut arus listrik masih dapat mengalir
dengan aman.
Ukuran kabel dinyatakan sebagai total luas penampang kawat pada tiap
konduktor. Satuan umum yang digunakan adalah milimeter persegi (mm2).
Tingkat arus dari suatu kabel adalah besarnya arus maksimum yang dapat
dialirkan melalui kabel tersebut tanpa menyebabkan kabel menjadi panas.
Ukuran minimal kabel dapat ditentukan berdasarkan nilai arus yang
diperlukan oleh beban. Dengan menggunakan tegangan kerja sistem, nilai arus ke
beban dapat ditentukan dengan Persamaan 3.23 berikut :
Sesuai dengan PUIL 2011 kerugian daya pada setiap pemasangan instalasi
maksimal adalah 6% dari kebutuhan seluruhnya [8]. Untuk memenuhi standard
ini, maka perlu dilakukan perhitungan luas penampang kabel yang ditentukan
dengan Persamaan 3.24 atau 3.25 berikut :
Atau
33
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
P = Total daya beban (Watt)
V = Tegangan sistem (volt)
IL
= Arus beban ( A )
∆P = kerugian daya sepanjang kabel (Watt)
l
= Panjang kabel (m)
A = Luas penampang kabel ( m2 atau mm2 )
ρ
= tahanan jenis kabel (Ωm)
10. Tiang dan Stang Ornamen
Tiang merupakan salah satu dari komponen penting pada penerangan jalan
umum. Fungsinya sebagai tempat untuk meletakkan lampu (beserta armaturnya),
stang ornament, panel surya, baterai, dan lain sebagainya. Untuk menentukan
sudut kemiringan stangornamen, agar titik penerangan mengarah ke tengah –
tengah jalan seperti pada Gambar 3-2 berikut :
Gambar 3-2 Tiang Penerangan Jalan
Oleh karena itu, agar titik penerangan mengarah ketengah – tengah jalan
sudut kemiringan stang ornamen dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
3.26 dan 3.27 berikut :
34
Universitas Sumatera Utara
√
Dimana :
h
= tinggi tiang (m)
T
= jarak lampu ke tengah jalan (m)
c
= jarak horizontal lampu ke tengah jalan (m)
w1
= jarak tiang ke horizontal lampu (m)
w2
= jarak horizontal lampu ke ujung jalan (m)
b
= lebar batu jalan (m)
o
= jarak batu jalan ke horizontal lampu (m)
= sudut kemiringan stang ornamen
11. Biaya
Dalam suatu perencanaan, hubungan antara perencanaan, penganalisa,
dengan ongkos begitu penting, segala keputusan dievaluasi dari segi keuangan
sehingga suatu proyek yang akan dilaksanakan tidak mengalami kerugian [2].
Parameter dasar yang mempengaruhi perkiraan ekonomi sistem sel surya adalah :
a)
Biaya Investasi
Biaya ini merupakan biaya yang paling besar dalam sistem penerangan
dengan teknologi surya yang meliputi pembelian material beserta instalasinya.
b) Biaya Operasi dan Perawatan
Biaya perawatan merupakan biaya yang digunakan untuk penggantian
komponen sesudah melewati masa umur pakai. Total biaya perawatan dengan
menggunakan metode nilai sekarang adalah dengan menggunakan Persamaan 2.28
:
35
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
P = Nilai sekarang
F = Nilai mendatang (Future Worth)
N = Jumlah periode
i = tingkat bunga efektif per periode
c)
Biaya per Kwh
Biaya per kWh merupakan rasio antara total biaya yang dikeluarkan
dengan total energi yang dihasilkan. Dinyatakan dengan Persamaan 3.29 berikut :
36
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
4
PERENCANAAN DAN PEMBAHASAN
4.1
Perhitungan Jumlah dan Daya Lampu
Dilihat dari Tabel 2.1 Lampu LED memiliki banyak keunggulan
dibandingkan jenis lampu lain, antara lain dengan daya yang sama lampu LED
bisa menghasilkan lumen yang lebih tinggi daripada jenis lampu yang lain, umur
lampu LED juga lebih lama dibanding jenis lampu yang lainnya. Selain itu arus
yang dihasilkan panel surya juga merupakan arus DC. Oleh karena itu, Lampu
yang digunakan pada penelitian ini ialah lampu LED, sehingga sistem penerangan
ini tidak memerlukan inverter lagi. Tabel 4.1 berikut ini menunjukkan spesifikasi
lampu LED yang direncanakan.
Tabel 4-1 Data Lampu yang digunakan
Spesifikasi Lampu LED
Lamp wattage
Nominal Voltage
Current consumption at 12V
Type tube
Tube lumen output (up to)
Colour of light emitted
inverter eficiency
Operating temperatur range ( C )
Open Circuit Protect
Short circuit protect
Reverse polarity protect
Packed dimension (mm)
20 W
12 or 24 VDC
1.95 A
LED
2000
white
>90%
"-10 to +50"
Yes
Yes
Yes
880 x 310 x 210
Dari data-data pada Tabel 4-1 direncanakan lampu dipasang pada tiang
lengan tunggal dengan tinggi tiang 6 m, banyaknya jumlah lampu yang
dibutuhkan untuk masing-masing lokasi penelitian adalah sebagai berikut :
37
Universitas Sumatera Utara
1.
Halaman Gedung Administrasi Fakultas Teknik USU
Dari hasil pengukuruan luas halaman gedung administrasi fakultas teknik
USU ialah 60 m x 40 m = 2400 m2.
a) Untuk menentukan indeks bentuknya digunakan Persamaan 3.8,
sehingga :
b) Faktor – faktor refleksi :
Sistem penerangan yang dipakai untuk penerangan jalan adalah sistem
penerangan langsung. Pengaruh dinding dan langit – langit pada sistem
penerangan langsung jauh lebih kecil daripada pengaruhnya pada sistem
– sistem penerangan lainnya. Faktor – faktor refleksi untuk lokasi ini
adalah :
Faktor refleksi dinding (rp) = 0,3, karena dinding hanya terdapat pada
sebagian sisi lokasi perencanaan.
Sehingga dianggap memiliki warna
sedang.
Faktor refleksi langit – langit (rw)= 0,3, karena tidak memiliki langitlangit dianggap warna sedang
Faktor refleksi bidang (rm) = 0,1. Karena warna bidang perencanaan
cenderung berwarna gelap
c) Dari Tabel 3.1 untuk k = 4, rp = 0.3, rw = 0.3, rm = 0.1. Efisiensi
penerangannya ialah 0.65
d) Sesuai Tabel 2.2 dan 2.3 intensitas penerangan yang direncanakan ialah 3
lux. Sehingga flux cahaya yang diperlukan sesuai Persamaan 3.6 adalah :
38
Universitas Sumatera Utara
Jumlah armatur yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.7 :
Sehingga bisa dibuat 8 tiang dengan jarak antara tiang 20 m.
2.
Taman Departemen Teknik Elektro
Dari hasil pengukuran luas taman departemen teknik elektro ialah 60 m x 30
m = 1800 m2.
b) Untuk menentukan indeks bentuknya digunakan Persamaan 3.8 :
c) Faktor refleksi :
Sistem penerangan yang dipakai untuk penerangan jalan adalah sistem
penerangan langsung. Pengaruh dinding dan langit – langit pada sistem
penerangan langsung jauh lebih kecil daripada pengaruhnya pada sistem
– sistem penerangan lainnya. Faktor – faktor refleksi untuk lokasi ini
adalah :
Faktor refleksi dinding (rp) = 0,3, karena dinding hanya terdapat pada
sebagian sisi lokasi perencanaan.
Sehingga dianggap memiliki warna
sedang.
Faktor refleksi langit – langit (rw)= 0,3, karena tidak memiliki langitlangit dianggap warna sedang
Faktor refleksi bidang (rm) = 0,1. Karena warna bidang perencanaan
cenderung berwarna gelap.
d) Untuk k = 3,33, rp = 0.3, rw = 0.3, rm = 0.1. Dengan menggunakan
Persamaan 3.9. Efisiensi penerangannya ialah :
39
Universitas Sumatera Utara
e) Sesuai Tabel 2.2 dan 2.3 ditentukan intensitas penerangan yang
direncanakan ialah 3 lux. Flux cahaya yang diperlukan dihitung dengan
menggunakan Persamaan 3.6 :
Jumlah armatur yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.7 :
Sehingga bisa dibuat 6 tiang, dengan jarak antara tiang 20 m.
Jumlah tiang total untuk Taman Departemen Teknik Elektro dan Halaman
Gedung Administrasi FT USU adalah 14 unit tiang.
4.2
Menghitung Total Daya yang Diperlukan per Hari
Pada sub bab sebelumnya telah dibahas bahwa lampu yang digunakan ialah
lampu LED 20 watt, dan penyalaannya menggunakan saklar otomatis (timer)
dimana akan hidup mulai pukul 18.00 dan padam pukul 06.00 sehingga lampu
menyala selama 12 jam.
Jadi daya yang diperlukan per tiang setiap hari ialah :
Sementara total daya yang diperlukan untuk 14 unit tiang per hari ialah :
40
Universitas Sumatera Utara
4.3
Menghitung Daya Panel Surya yang Dibutuhkan
Jumlah energi listrik yang diberikan kepada lampu itu harus sesuai dengan
kapasitas (kekuatan) dari lampu itu sendiri [6]. Oleh karena itu, perlu dihitung dan
daya yang dihasilkan panel surya itu sendiri. Untuk menentukan daya panel surya
yang dibutuhkan pertama-tama harus diketahui intensitas radiasi matahari dimana
lokasi panel surya tersebut dipasang. Pada perencanaan ini data tersebut diperoleh
dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Klimatologi Deli
Serdang. Data intensitas radiasi matahari untuk wilayah Kota Medan dapat dilihat
pada Tabel 4.2 :
Tabel 4-2 Intensitas radiasi matahari wilayah Medan Tahun 2016
Bulan
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Rata- rata Intensitas
Radiasi Matahari (W/m²)
3391
3317
3688
4271
3725
3644
3990
3940
4061
2919
2196
2308
Rata-rata Suhu
Maksimum (°C)
32,4
31,9
33,6
34,2
33,6
33,3
32,6
32,9
32,6
31,7
31,1
31,6
Lama Penyinaran
Matahari (%)
56
46
60
52
44
61
63
58
60
35
23
39
Sumber : BMKG Stasiun Klimatologi Deli Serdang
Jumlah panel surya yang digunakan pada penelitian ini ditetapkan satu unit
per tiang. Sehingga energi yang seharusnya dihasilkan panel surya agar dapat
melayani beban lampu 20 Watt dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
3.18 :
Dimana nmin = 1, persamaan dapat disederhanakan menjadi :
41
Universitas Sumatera Utara
Untuk menentukan daya nominal panel surya perlu diketahui lamanya panel
surya mendapatkan radiasi matahari. Dilihat dari Tabel 4.2 intensitas radiasi
matahari terendah adalah pada bulan November yaitu sebesar 2196 W/m2/hari.
Lamanya panel surya mendapatkan radiasi matahari sesuai Persamaan 3.14 adalah
:
Daya nominal panel dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.15 :
Sehingga bisa dibuat panel surya dengan daya 120 WP, dengan data-data
pada Tabel 4.3 berikut :
Tabel 4-3 Data panel surya 120 WP
Spesifikasi sel surya 120 WP
Maximum Power (Pmax)
120 W
Type cell
Monocrystalline
Voltage at Pmax (Vmp)
17,8 V
Current at Pmax (Imp)
7,51 A
Short circuit current (Isc)
6,74 A
Open circuit voltage (Voc)
21,6 V
Number of cells
54 cells
Dimension (mm)
1209 x 808 x 50
Weight ( Kg)
12,4
42
Universitas Sumatera Utara
Untuk mencari efisiensi sel surya maka kita harus mencari terlebih dahulu
faktor pengisian (fill factor) dengan menggunakan persamaan 3.10, yaitu :
Luas permukaan panel surya : 1209 x 808 = 976.872 mm2 = 0,976872 m2.
Efisiensi panel surya diperoleh dengan menggunakan Persamaan 3.8 :
Besar intensitas sinar global matahari yang diterima ketika radiasi dalam
keadaan maksimum adalah sebesar 1000 Watt/m2.
Jadi efisiensi maksimum panel surya yang digunakan ialah 13,71 %
4.4
Menghitung Kapasitas Baterai
Sebelum menentukan total kapasitas baterai, terlebih dahulu dihitung
cadangan beban dalam satu hari yang dinyatakan dengan Persamaan 3. 21 :
Total kapasitas baterai berdasarkan periode penyimpanan yang diinginkan
sesuai Persamaan 3.22 adalah :
Kapasitas minimal baterai sesuai perhitungan adalah 75,75 Ah. Dari katalog
Sollatek kapasitas baterai yang memungkinakan adalah 84 Ah. Dengan data
sebagai berikut :
43
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4-4 Spesifikasi baterai Flat Plate Gel 84 Ah
Spesifikasi baterai SFG (bloc)
Type range
Standards
gel
IEC 896-21/22
MH25860
84 Ah
12 V
PP or ABS
Grid/flat
Grid/flat
Gel
8 - 10 years
700
"-20 to 60"
Capacity Range (C100)
Nominal Voltage
Container Material
Positive Plate Tech
Negative Plate Tech
Electrolite
Design life
Cycle Life (80% DOD)
Operating Temp range C
4.5
Solar Charge Controller
Arus rating solar charge controller dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 3.20 berikut :
(
)
Dari Katalog Sollatek arus rating solar charge controller yang tersedia
ialah 16 A, dengan spesifikasi pada Tabel 4-5.
Tabel 4-5 Spesifikasi Solar Charge Controller
Spesifikasi Solar Charge Controllers SPCC 10E
Version
12 V
Solar current
16 Amp
Load Current
16 Amp
Nominal Voltage
12 V
Maximum current consumption
12 mA
Temperatur compensation
optional
Timer (Dusk/dawn or 2-10 hours
no
Enclosure protection rating
IP 54
operating temperature range
"-10 C to 50 C
44
Universitas Sumatera Utara
4.6
Perhitungan Luas Penampang Kabel
Sesuai PUIL 2011 kerugian daya pada setiap pemasangan instalasi untuk
pencahayaan dengan sumber energi tersendiri maksimal 6% dari kebutuhan daya
seluruhnya [8]. Supaya tidak terjadi kerugian daya yang berlebih maka perlu
dilakukan perhitungan luas penampang kabel.
Karena panel surya diletakkan pada tiang lampu penerangan jalan tersebut
maka panjang kabelnya hanya 5 meter dan bebannya adalah lampu LED 20 Watt
maka besar arus beban sesuai Persamaan 3.23 adalah:
Kerugian daya maksimal pada kabel penghantar adalah :
Luas penampang kabel yang digunakan sesuai Persamaan 3.25 :
Namun karena luas penampang konduktor tembaga sesuai PUIL 2011 tidak
boleh kurang dari 1,5 mm2 dan luas penampang sesuai perhitungan tidak melebihi
1,5 mm2 maka luas penampang konduktor yang digunakan adalah 1,5 mm2.
45
Universitas Sumatera Utara
4.7
Tiang dan Stang Ornamen
Tinggi tiang yang direncanakan 6 m dan jarak horizontal lampu ke tengah
jalan 5 m, jarak vertikal lampu ke tengah jalan dengan menggunakan Persamaan
3.26 :
√
√
Sudut kemiringan stang ornamen dengan menggunakan Persamaan 3.27
adalah :
4.8
Analisis Biaya
Pada skripsi ini biaya yang diperhitungkan berupa biaya investasi, biaya
perawatan dan biaya operasional selama 25 tahun dengan perkiraan kenaikan
harga 10% per tahun.
4.8.1
Biaya Investasi
Biaya investasi meliputi biaya pembelian keseluruhan material dan
pemasangan material.
Tabel 4-6 Daftar harga material beserta instalasi
Jenis Material
Harga
Tiang lengkap dengan klem dan baut
Rp 4.500.000
Panel Surya 120 WP
Rp 1.812.500
Lampu LED 20 Watt + armatur
Rp 450.000
Baterai 84 Ah
Rp 1.850.000
Solar charge controller
Rp 400.000
Box(Baterai, Solar Charge Controller) Rp 1.700.000
Biaya instalasi material
Rp 1.000.000
2
Kabel NYY 2 x 1,5 mm ( 50 m )
Rp 332.000
Total biaya investasi
Sumber : Diperoleh dari berbagai sumber
Jumlah
14
2
Harga Total
Rp 63.000.000
Rp 25.375.000
Rp 6.300.000
Rp 25.900.000
Rp 5.600.000
Rp 23.800.000
Rp 14.000.000
Rp
664.000
Rp 164.639.000
46
Universitas Sumatera Utara
4.8.2
Biaya Perawatan
Biaya perawatan pada sistem penerangan jalan dan taman dengan
menggunakan teknologi surya ialah berupa penggantian komponen sebelum 25
tahun. Semua komponen diganti sesuai umur pakai standard pabrikannya. Dimana
lampu LED harus diganti 11 tahun sekali dan baterai diganti 15 tahun sekali.
Harga masing-masing komponen diasumsikan mengalami kenaikan bunga bank
sebesar 10% per tahun.
Biaya perawatan untuk penggantian lampu LED dan baterai menggunakan
Persamaan 3.28 adalah :
1. Untuk Lampu LED
2. Untuk Baterai
Sehingga Total biaya perawatan berupa penggantian komponen ialah
sebesar Rp 812.905.
4.8.3
Biaya Operasional
Biaya operasional sistem penerangan jalan dengan menggunakan panel
surya tergolong murah. Karena penyalaannya dilakukan secara otomatis dan
sumber energinya berupa radiasi matahari juga diperoleh secara gratis. Biaya
operasional disini ialah hanya untuk pembersihan panel surya dari debu dimana
untuk daerah yang tidak terlalu berdebu misalnya pada lokasi perencanaan ini,
pembersihan panel surya tersebut bisa dilakukan setahun sekali. Biaya
pembersihan per panel surya per tahun ialah Rp 50.000, dan biaya untuk
pembersihan 14 panel surya per tahun adalah sebesar Rp 700.000 sehingga total
biaya pembersihan panel surya selama 25 tahun adalah Rp 17.500.000.
47
Universitas Sumatera Utara
4.8.4
Harga Listrik Sistem Penerangan dengan Sel Surya
Untuk perhitungan biaya per kWH kita melakukan perhitungan total energi
yang dibangkitkan panel surya selama 25 tahun dengan mengambil nilai radiasi
rata-rata yang dibahas pada subbab sebelumnya yaitu sebesar 3454 Wh/m2/hari.
Rata-rata energi yang dihasilkan panel surya per hari ialah :
Energi untuk 14 panel surya :
Dan total energi yang dihasilkan selama 25 tahun = 9.125 hari adalah :
Sehingga biaya per kWH sesuai persamaan 3. 29 didapat :
Jadi harga tarif daya listrik jika menggunakan sel surya sebagai sumber
energinya ialah Rp 3.455,19 per kWh.
48
Universitas Sumatera Utara
BAB V
5
BAB
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Untuk Taman Depertemen Teknik Elektro dan Halaman Gedung
Administrasi Fakultas Teknik USU diperlukan masing-masing 6 tiang
dan 8 tiang lampu penerangan. Jarak antara tiang 20 meter dan tinggi
tiang 6 meter serta lampu LED 20 Watt sehingga didapat kualitas
pencahayaan sesuai standard penerangan jalan.
2. Energi yang dapat dibangkitkan oleh sel surya 120 WP dengan intensitas
radiasi matahari rata-rata untuk wilayah Kota Medan sebesar 3.454,17
Wh/m2/hari adalah sebesar 414,48 Wh.
3. Harga listrik per kWh menggunakan sumber energi sel surya didapat
sebesar Rp 3.455,19 per kWh. Harga ini masih tergolong mahal
dibandingkan dengan harga listrik konvesional yang harganya sekitar Rp
2.000 per kWh.
49
Universitas Sumatera Utara
5.2
Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari skripsi ini adalah
sebagai berikut:
1. Melakukan penelitian dengan analisis menggunakan simulasi Homer
Program.
2. Melakukan penelitian dengan pengukuran langsung dengan temperatur
yang berbeda-beda dan dengan pengaturan posisi sudut panel surya.
3. Melakukan penelitian pada aplikasi beban yang beragam (AC dan DC).
50
Universitas Sumatera Utara