TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIMULASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIMULASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

Oleh : PUTU YUDI ASTRAWAN PUTRA (0405.031.001)

JURUSAN DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2007

ii

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIMULASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

TUGAS AKHIR Diajukan kepada UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA Untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Syarat-Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya

Oleh : PUTU YUDI ASTRAWAN PUTRA (0405.031.001)

JURUSAN DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2007

iii

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING

TUGAS AKHIR

DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS-TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT-SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

Oleh : PUTU YUDI ASTRAWAN PUTRA (0405031001)

Menyetujui,

Pembimbing I

Pembimbing II

I Putu Suka Arsa, S.T., M.T

Nyoman Santiyadnya, S.Si., M.T.

NIP : 132 299 134369 698

NIP : 132 240 367

Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elekto

Nyoman Santiyadnya, S.Si., M.T. NIP : 132 240 367

iv

Tugas Akhir oleh Putu Yudi Astrawan Putra ini Telah dipertahankan di depan dewan penguji Pada tanggal 30 Juli 2007

Dewan Penguji

( I Putu Suka Arsa, S.T., M.T )

Moderator

NIP. 132 299 134

( Luh Krisnawati, S.T., M.T )

Penguji I

NIP. 132 233 816

( I Wayan Sutaya, S.T ) NIP. 132 320 118

Penguji II

v

LEMBAR PENGESAHAN

Di terima oleh Panitia Ujian Fakultas Teknik Dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja guna memenuhi Syarat – syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Pada

: Hari

: Senin

Tanggal

: 30 Juli 2007

Mengetahui,

Ketua Ujian

Sekretaris Ujian

I Gde Sudirtha, S.Pd., M.Pd.

Nyoman Santiyadnya, S.Si., M.T.

NIP : 132 148 639

NIP : 132 240 367

Mengesahkan, Dekan Fakultas Pendidikan Teknologi Dan Kejuruan UNDIKSHA Singaraja

Dra. I Dewa Ayu Made Budhyani, M.Pd. NIP. 132 018 667

vi

LEMBAR PERNYATAAN KARYA SENDIRI

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir yang berjudul Perancangan dan Pembuatan Simulasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) beserta seluruh isinya adalah benar karya sendiri, dan saya tidak melakukan penjiplakan / mengutip dengan cara yang tidak sesuai dengan etika yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan ini, saya siap menanggung resiko ataupun sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran atas etika keilmuan dalam pembuatan Tugas Akhir ini, atau ada klaim terhadap keaslian karya saya ini.

Singaraja, 30 Juli 2007 Yang membuat pernyataan

(Putu Yudi Astrawan Putra)

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nyalah penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudulkan Perancangan dan Pembuatan Simulasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya tepat pada waktunya. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan karena keterbatasan pengetahuan dan wawasan penulis miliki. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun bagi para pembaca. Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini bisa menjadi salah satu solusi alternatif dalam memanfaatkan seluruh energi yang murah dan bebas polusi yang ada di alam ini dan dalam mengatasi krisis ketenagalistrikan.

Singaraja,

Juli 2007

Penyusun

viii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan terselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis sangatlah perlu menyampaikan ucapan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya atas segala bantuan baik yang bersifat pikiran maupun tenaga, kepada : 1. Ibu Dra. I Dewa Ayu Made Budhyani, M.Pd, selaku Dekan FTK, UNDIKSHA Singaraja. 2. Bapak Nyoman Santiyadnya, S.Si, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro, sekaligus selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan dukungan guna terselesaikannya Tugas Akhir ini. 3. Bapak I Putu Suka Arsa, S.T, M.T. selaku Pembimbing Akademik penulis dan sekaligus selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan dukungan guna terselesaikannya Tugas Akhir ini. 4. Bapak I Ketut Partika, S.T., beserta keluarga terima kasih atas seluruh bantuan Panel Surya dan buku – buku tutorialnya. 5. Ibu Luh Krisnawati, S.T., M.T selaku dosen penguji I Tugas Akhir penulis. 6. Bapak I Wayan Sutaya, S.T selaku dosen penguji II Tugas Akhir penulis. 7. Bapak Siden Sudaryana, S.T terima kasih telah memberikan izin kepada penulis untuk menggunakan seluruh fasilitas LAB. 8. Seluruh staf Dosen dan Teknisi di Jurusan Teknik Elektro, UNDIKSHA, terima kasih telah membimbing penulis selama mengikuti perkuliahan selama tiga tahun terakhir ini. 9. Seluruh staf Guru dan Pegawai di Jurusan Elektronika Komunikasi SMKN 3 Singaraja, terima kasih atas seluruh bimbingan dan pengetahuan yang telah dilimpahkan kepada penulis sampai saat ini. 10. Bapak, Ibu dan Adikku di Srikandi / Durian I, I Love You All. 11. Seluruh keluarga besar penulis yang dimanapun berada terima kasih atas seluruh doa dan dukungannya.

ix

12. Papa, Mama dan Adik – adikku di W.K Singaraja trims atas seluruh doa dan dukungannya selama ini. 13. Lia Agustina Sapitri trims atas seluruh bantuan, perhatian, doa, dan dukungan yang telah diberikan selama ini. 14. Personil “PT. Hank Community. Tbk” Agoez Black, Wee – An, Otonk, MAN, Atep, B – nix, Thanks untuk semuanya ‘N’ salam “HANK” buat kalian semua. 15. Dian Pratiwi dan Juli Sri Antini trims atas, perhatian, doa, dan dukungannya 16. Agoez Black, trims atas pinjaman Handycam beserta seluruh asesorisnya. 17. Kadek trims atas pinjaman Video Card-nya. 18. Kertayasa trims atas pengecetan Panel Regulatornya. 19. Made Budiarta (Lotunduh – Gianyar), terima kasih atas brosur Panel Suryanya. 20. Agus Eka Putra di Klungkung, terima kasih atas bantuan ex.UPS-nya. 21. Teman – teman di Tinta Merah Band (TMB) semoga kita masuk “Major Reble”. 22. HIMATEKRO ‘04, “Inget yen nganten colling rage”. 23. Rekan – rekan di INFORMATIKA, PKK, BPH, dan dimanapun berada trims atas seluruh partisipasi dan semangatnya. 24. Ganesha Music Studio, Rewa Music Studio, terima kasih karena berkat kalian seluruh kepengatan hati selama pembuatan Tugas Akhir ini menjadi sirna. 25. Stevai, Paul Gilbert, Yngwei, and Joe Satriani terima kasih telah menemani disaat pembuatan alat dan penulisan Tugas Akhir ini. 26. Dan semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu jangan marah, bukanya pelit tapi kali ini memang lagi gerit, terima kasih atas semuanya. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas budi baik Bapak, Ibu dan teman – teman semuanya dengan imbalan yang setimpal. Singaraja, Juli 2007

Penulis

x

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIMULASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS) Oleh : Putu Yudi Astrawan Putra (0405031001) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Dan Kejuruan, Undiksha, Singaraja Jl. Udayana, Kampus Tengah, Singaraja - Bali, Telp: (0362) 25571 E-mail : [email protected]

ABSTRAK Kebutuhan akan listrik baik untuk kalangan industri, perkantoran, maupun masyarakat umum dan perorangan sangat meningkat. Tetapi, peningkatan kebutuhan listrik ini tidak diiringi oleh penambahan pasokan listrik. Berdasarkan permasalahan tersebut, energi surya dipilih sebagai energi alternatif untuk menghasilkan energi listrik. Alat yang digunakan disini adalah sel surya, karena dapat mengkonversikan langsung radiasi sinar matahari menjadi energi listrik (proses fotovoltaik). Agar energi surya dapat digunakan pada malam hari, maka pada siang hari energi listrik yang dihasilkan disimpan terlebih dahulu ke batere yang dikontrol oleh regulator. Keluaran regulator langsung dihubungkan dengan beban – beban DC. Dari simulasi PLTS yang dibuat, menghasilkan tegangan nominal sebesar 12 V dan daya maksimum sebesar 60 W. Kata kunci : Sel Surya, Fotovoltaik, Regulator

xi

DAFTAR ISI

HAL HALAMAN JUDUL ................................................................................

ii

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING .........................................

iii

LEMBAR PERSETUJUAN PENGUJI...................................................

iv

LEMBAR PENGESAHAN......................................................................

v

LEMBAR PERNYATAAN KARYA SENDIRI .....................................

vi

KATA PENGANTAR..............................................................................

vii

ABSTRAK................................................................................................

x

DAFTAR ISI ............................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR................................................................................

xiv

DAFTAR TABEL ....................................................................................

xvi

DAFTAR GRAFIK ..................................................................................

xvii

BAB I PENDAHULUAN .........................................................................

01

1.1. Latar Belakang ........................................................................

01

1.2. Rumusan Masalah ...................................................................

02

1.3. Batasan Masalah......................................................................

03

1.4. Tujuan .....................................................................................

03

1.5. Manfaat ...................................................................................

03

1.6. Sistematika Penulisan ..............................................................

04

BAB II KAJIAN PUSTAKA ...................................................................

06

2.1 Teori Dasar Dioda ....................................................................

06

2.1.1 Karakteristik Dioda..........................................................

08

2.2 Teori Dasar Sel Surya...............................................................

11

2.2.1 Karakteristik Sel Surya ....................................................

12

2.2.2 Cara Pemasangan Sel Surya .............................................

14

xii

2.2.2.c.1 Rangkaian Seri Dari Sel Surya .............................

15

2.2.2.c.2 Rangkaian Paralel Dari Sel Surya .........................

16

2.2.2.c.3 Rangkaian Seri dan Paralel (campuran) pada Sel Surya....................................................................

17

2.3 Komponen Elektronika .............................................................

19

2.3.1 Resistor............................................................................

19

2.3.1.1 Hubungan pada Resistor.........................................

22

2.3.1.2 Rangkaian Pembagi Tegangan (Voltage Devider)...

24

2.3.2 Transistor.........................................................................

25

2.3.3 IC (Intergrated Circuits) ..................................................

27

2.4 Media Penyimpanan Energi Listrik...........................................

31

2.5 Kabel........................................................................................

34

2.6 Bagian-bagian dari PLTS secara umum ....................................

35

2.6.1 Sub Sistem generator Fotovoltaik.....................................

35

2.6.2 Sub Sistem Pengaturan.....................................................

36

2.6.3 Sub Sistem Penyimpanan .................................................

40

2.6.4 Sub Sistem Beban ............................................................

40

BAB III METODOLOGI ........................................................................

42

3.1 Pengumpulan Data....................................................................

42

3.1.1 Studi Pustaka ( Literatur ) ................................................

42

3.1.2 Interview ( Wawancara ) ..................................................

42

3.2 Langkah – langkah Pengerjaan Alat..........................................

42

3.3 Perancangan Alat......................................................................

49

3.3.1 Prinsip Kerja PLTS Yang Dibuat .....................................

50

3.3.2 Penentuan Komponen ......................................................

53

3.3.2.1 Beban...................................................................

53

3.3.2.2 Batere...................................................................

53

3.3.2.3 Panel Surya ..........................................................

54

xiii

3.3.2.4 Trackers ...............................................................

56

3.3.2.5 Regulator..............................................................

57

3.3.2.6 Kabel....................................................................

67

3.4 Persiapan Alat dan Bahan .........................................................

67

3.5 Pembuatan Alat ........................................................................

71

3.6 Pengukuran Besaran Arus dan Tegangan ..................................

72

3.6.1 Pada Regulator dengan Power Supply Variabel Sebagai Sumber ............................................................................

72

3.6.2 Pengujian PLTS ...............................................................

75

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN .................................

77

4.1 Data dan Analisa Data .............................................................

77

4.2 Pembahasan.............................................................................

89

BAB V PENUTUP ...................................................................................

93

5.1 Simpulan ..................................................................................

93

5.2 Saran dan Harapan....................................................................

93

DAFTAR PUSTAKA...............................................................................

94

LAMPIRAN .............................................................................................

01

LAMPIRAN 1 Spesifikasi Bahan Semikonduktor Yang Digunakan

02

LAMPIRAN 2 Skema Rangkaian Regulator Simulasi PLTS ........

07

LAMPIRAN 3 Lay Out PCB / Jalur PRT Regulator .....................

08

LAMPIRAN 4 Spesifikasi Akumulator (Batere)...........................

09

LAMPIRAN 4 Foto – Foto Kegiatan............................................

10

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Simbol Dioda......................................................................

06

Gambar 2.2

Resistor pembatas arus pada LED .......................................

07

Gambar 2.3

Karakteristik Dioda Bias Maju ............................................

09

Gambar 2.4

Karakteristik Dioda Bias Balik............................................

09

Gambar 2.5

Freewheeling Dioda............................................................

10

Gambar 2.6

Struktur Sel Surya...............................................................

11

Gambar 2.7

Karakteristik Suatu Sel Surya dan Dioda.............................

12

Gambar 2.8

Karakteristik Suatu Sel Surya Monokristal dengan luas 40 cm2, pada penyinaran 1000 W/m2 dan temperatur Sel 25°C

14

Hubungan Seri Sel Surya ....................................................

15

Gambar 2.10 Hubungan Seri Sel Surya dengan Bypass Dioda..................

16

Gambar 2.11 Hubungan Paralel Sel Surya................................................

17

Gambar 2.12 Beberapa Panel Surya Paralel di Seri dengan Dioda ............

18

Gambar 2.13 Bentuk nyata dari Sel Surya dan Panel Surya ......................

18

Gambar 2.14 Simbol dan kode warna Resistor (untuk 4 gelang)...............

20

Gambar 2.15 Bentuk nyata dari Resistor. .................................................

20

Gambar 2.16 Resistor dirangkai secara Seri .............................................

22

Gambar 2.17 Resistor dirangkai secara Paralel.........................................

23

Gambar 2.18 Rangkaian Voltage Divider (pembagi tegangan).................

24

Gambar 2.19 Kontruksi dasar Transitor BJT ............................................

26

Gambar 2.20 Simbol skematis Transitor BJT ...........................................

26

Gambar 2.9

Gambar 2.21 Simbol IC LM317T (kiri)

dan

bentuk dari LM317T

(kanan) ...............................................................................

28

Gambar 2.22 Aplikasi IC LM317T sebagai Regulator variabel.................

29

Gambar 2.23 Aplikasi IC LM317T sebagai Pengisi Batere.......................

30

Gambar 2.24 Prinsip Pengosongan dan Pengisian Akumulator.................

32

xv

Gambar 2.25 Bentuk Nyata Dari Akumulator...........................................

34

Gambar 2.26 Letak Geografis Indonesia ..................................................

37

Gambar 2.27 Jenis Regulator ...................................................................

39

Gambar 2.28 Regulator Seri Digunakan Untuk Melindungi Batere...........

40

Gambar 3.1

Diagram alir pembuatan Simulasi PLTS .............................

43

Gambar 3.2

Gambar rangkaian Regulator yang dirancang ......................

45

Gambar 3.3

Tata letak komponen dari Regulator PLTS yang telah dibuat..................................................................................

46

Gambar 3.4

PRT dari Regulator PLTS yang telah Dibuat.......................

47

Gambar 3.5

Panel depan dan belakang dari Regulator ............................

48

Gambar 3.6

Blok Diagram PLTS yang dirancang...................................

50

Gambar 3.7

Pengarahan Panel Surya PV ke khatulistiwa / arah matahari untuk wilayah Singaraja......................................................

57

Gambar 3.8

Diagram blok dari Regulator yang dirancang ......................

57

Gambar 3.9

Rangkaian Indikator Panel ..................................................

58

Gambar 3.10 Rangkaian Regulator...........................................................

59

Gambar 3.11 Rangkaian Proteksi 1 ..........................................................

62

Gambar 3.12 Rangkaian Proteksi 2 .........................................................

64

Gambar 3.13 Rangkaian Proteksi 3 .........................................................

65

Gambar 3.14 Pengujian rangkaian Regulator dengan Power Supply .........

72

Gambar 3.15 Pengujian PLTS..................................................................

75

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Kode Warna Resistor ..........................................................

Tabel 3.1

Beban pemakaian dari simulasi PLTS yang dirancang per hari ....................................................................................

Tabel 4.1

Hasil

pengukuran

rangkaian

Regulator

21

53

dengan

menggunakan Power Supply sebagai sumber pada keadaan regulator tanpa terhubung dengan Batere dan Beban ........... Tabel 4.2

Hasil

pengukuran

rangkaian

Regulator

77

dengan

menggunakan Power Supply sebagai sumber dengan keadaan Batere terhubung pada keluaran Regulator ............ Tabel 4.3

Hasil

pengukuran

rangkaian

regulator

79

dengan

menggunakan Power Supply sebagai sumber dengan keadaan batere terhubung pada keluaran regulator dan dibebani dengan lampu pijar ...............................................

81

Tabel 4.4

Hasil Pengujian PLTS pada 8 Mei 2007..............................

83

Tabel 4.5

Hasil Pengujian PLTS pada 10 Mei 2007 ............................

84

Tabel 4.6

Hasil Pengujian PLTS pada 15 Mei 2007 ............................

85

xvii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1

Konsumsi Arus dari Regulator pada keadaan Regulator tanpa Batere........................................................................

78

Grafik 4.2

Arus Pengisian Batere.........................................................

80

Grafik 4.3

Konsumsi Arus dan Arus Keluaran dari Regulator saat terbebani.............................................................................

Grafik 4.4

Keluaran

Tegangan

Panel

Surya

terhadap

Waktu

Penyinaran.......................................................................... Grafik 4.5

86

Konsumsi Arus pada Regulator pada Beban 40W, terhadap Waktu Penyinaran...............................................................

Grafik 4.6

82

Keluaran Arus dari Regulator saat terbebani, terhadap Waktu Penyinaran

87

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Kebutuhan akan listrik baik untuk kalangan industri, perkantoran, maupun

masyarakat umum dan perorangan sangat meningkat. Listrik merupakan salah satu mata dunia yang tidak dapat dilihat dengan kasat mata, tetapi dapat dinikmati oleh pemakainya (manusia itu sendiri). Namun, peningkatan kebutuhan listrik ini tidak diiringi oleh penambahan pasokan listrik untuk konsumen sehingga perusahan listrik di Indonesia khususnya PLN (Perusahaan Listrik Negara) menghimbau kepada seluruh konsumennya agar melakukan penghematan listrik dari pukul 17.00 – 22.00. Dengan cara ini diharapkan krisis ketenagalistrikan tidak terjadi atau paling tidak dapat diminimalisir sedini mungkin. Selain itu krisis ketenagalistrikan terjadi karena pasokan bahan bakar utama

seperti batu bara pada PLTU (Pembangkit Listrik

Tenaga Uap) dan PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap) pasokannya sudah mulai menipis karena sudah terlalu sering ditambang dari perut bumi. Berdasarkan beberapa permasalahan diatas, penyusun memiliki alternatif lain agar terjadinya krisis ketenagalistrikan dapat diminimalisir. Atau paling tidak, bagi para konsumen yang ingin memasang saluran listrik baru yang daerahnya belum disambung aliran listrik dari PLN terutama di daerah – daerah terpencil bisa menikmati energi listrik. Dengan dasar inilah penyusun mencoba untuk merancang sebuah pembangkit listrik dengan memanfaatkan energi cahaya matahari (energi

2

surya). Dimana energi listrik tenaga surya ini dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif khususnya bagi perumahan di daerah daerah terpencil ataupun untuk keperluan lainnya. Pemanfaatan energi surya ini dipilih karena, di Indonesia merupakan negara tropis yang berada di jalur khatulistiwa. Didalam memanfaatkan energi surya ini penyusun mencoba untuk menggunakan proses fotovoltaik, yaitu dengan cara mengkonversikan secara langsung energi surya menjadi energi listrik. Dimana hal ini hanya bisa dilakukan dengan menggunakan suatu bahan yang umum dinamakan dengan nama sel surya (solar cell). Sel surya ini hanya dapat bekerja dengan optimal jika sel surya ini mendapat sinar matahari. Dengan dirancangnya Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini diharapkan bagi konsumen baik itu di daerah pedesaan / terpencil maupun bagi konsumen lainnya yang berminat, dapat menikmati energi listrik dengan cara membuat sendiri sebuah PLTS sesuai dengan perancangan yang penyusun berikan.

1.2

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka yang menjadi

permasalahan adalah bagaimana merancang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dengan menggunakan panel surya fotovoltaik sehingga dapat menghasilkan energi listrik.

3

1.3

Batasan Masalah Karena luasnya permasalahan yang dipaparkan di atas, maka Perancangan

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini dibatasi ruang lingkupnya sampai pembuatan simulasi yang dapat mengeluarkan listrik arus searah (DC) dengan tegangan sebesar 12V.

1.4

Tujuan Adapun tujuan dari perancangan dan pembuatan Pembangkit Listrik

Tenaga Surya (PLTS) ini adalah untuk memberikan gambaran tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) kepada masyarakat.

1.5 Manfaat Adapun beberapa manfaat dari penyusunan Tugas Akhir yang berjudulkan Perancangan dan Pembuatan Simulasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini, diantaranya : 1. Agar masyarakat memahami tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) serta dapat

memanfaatkan seluruh energi yang ada di alam ini,

khususnya energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik yang sangat mudah didapatkan secara gratis di kepulauan Indonesia. 2. Secara tidak langsung kita dapat membantu PLN dalam berhemat listrik, sehingga terjadinya krisis ketenagalistrikan dapat diminimalkan.

4

3. Apabila ada masyarakat yang berminat dengan PLTS ini, nantinya dapat menghubungi lembaga, sehingga dari lembaga dapat mensosialisasikan PLTS ini lebih lanjut kepada masyarakat

1.6

Sistematika Penulisan Agar tercapainya sasaran dari pembahasan Tugas Akhir ini sesuai dengan

yang diharapan, maka susunan dari sistematika pembahasan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I

:

PENDAHULUAN Pada bab I ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, manfaat, dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.

BAB II

:

TINJAUAN PUSTAKA Pada bab II ini menguraikan tentang teori dasar / kajian pustaka yang mendasari dari gagasan – gagasan tentang Perancangan Simulasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).

BAB III

:

METODOLOGI Pada bab III ini menguraikan tentang seluruh tahapan – tahapan yang dilakukan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

BAB IV

:

ANALISA DATA Pada BAB IV menguraikan tentang hasil yang diperoleh dari rancangan alat yang telah dibuat.

5

BAB V

:

PENUTUP Pada bab terakhir ini menguraikan tentang simpulan dan saran dari materi Tugas Akhir yang telah diuraikan dan dibahas diatas.

6

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.7

Teori Dasar Dioda Sumisjokartono (1985:29) menyatakan bahwa dioda merupakan suatu

semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan listrik pada satu arah saja. Dioda dibuat dari bahan Germanium dan Silikon. Woollard (1993:49) juga menyatakan bahwa dioda merupakan dua terminal dan terbentuk dari dua jenis semikonduktor (Silikon jenis N dan jenis P) yang tersambung. Alat ini mampu dialiri oleh arus secara selektif dalam satu arah, tetapi amat sukar dalam arah kebalikannya. Untuk simbol dari dioda secara umum diperlihatkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Simbol Dioda. (Sumber: Woollard. Elektronika Praktis,1993:49)

Jenis-jenis dari dioda diantaranya : Dioda Zener, LED, Infrared, Photodioda dan sebagainya. 1. Dioda zener, biasanya dipasang pada suatu rangkaian elektronika sebagai pembatas tegangan pada nilai tertentu.

7

2. LED (Light Emitting Diode), yaitu Dioda yang dapat memancarkan sinar, biasa digunakan sebagai lampu indikator dengan kelebihan yaitu umur aktifnya sangat lama jika dibandingkan dengan lampu pijar. Woollard (1993:60) LED akan aktif jika pada anoda dan katoda LED terdapat beda potensial sebesar 2 V dengan arus yang mengalir ke LED sebesar 20 mA. Jika kita tegangan sumber yang ada diatas 2 V, maka LED tersebut harus diserikan dengan sebuah resistor. Dimana resistor ini berfungsi sebagai pembatas arus. Rangkaian resistor pembatas arus pada LED dapat dilihat pada Gambar 2.2. Persamaan yang digunakan untuk mencari nilai Resistor tersebut adalah R=

Vs − 2 ..................................................................................... (2.1) I

Gambar 2.2 Resistor Pembatas Arus Pada LED (Sumber: Woollard. Elektronika Praktis,1993:60)

8

3. Infrared, bentuk fisiknya sama seperti LED, perbedaan terdapat pada keluaran / output – nya, dimana infrared hanya memancarkan sinar infra merah yang pancarannya tidak dapat terlihat oleh mata.

2.7.1 Karakteristik Dioda Warsito (1983:123) menyatakan bahwa karakteristik dioda ada 2 (dua) yaitu karakteristik bias maju (forward bias) dan karakteristik bias balik (reverse bias). Karakteristik bias maju dioda diperoleh jika elektroda – elektroda dioda diberi potensial sehingga arus dapat mengalir (jadi anoda diberi potensial positif, sedangkan katoda diberi potensial negatif). Karakteristik dioda bias maju ini dapat dilihat pada Gambar 2.3. Sebaliknya karakteristik bias balik (reverse bias) dioda diperoleh jika elektroda – elektroda diberi potensial – potensial yang menyebabkan arus tidak dapat mengalir (yaitu anoda diberi potensial negatif, sedangkan katoda diberi potensial positif atau katoda lebih positif terhadap anoda). Karakteristik dioda bias balik ini diperlihatkan pada Gambar 2.4.

9

Gambar 2.3 Karakteristik Dioda Bias Maju (Sumber: Warsito, Sirkit Arus Searah, 1983:123)

Gambar 2.4 Lengkung Karakteristik Dioda Bias Balik (Sumber: Warsito, Sirkit Arus Searah, 1983:131)

Dari Gambar 2.3 di atas, dapat diketahui bahwa : Tegangan mula (sama dengan tegangan antara anoda – katoda) yang kecil – kecil saja sudah akan membangkitkan arus. Di bawah 0,6V, arus naik dengan lambat sekali. Mulai dari

10

kira-kira 0,6V arus naik dengan cepat, dioda menghantar. Tegangan 0,6V itu dinamakan tegangan ambang. Pada dioda Silikon tegangan ambangnya adalah kirakira 0,6 – 0,7V, sedangkan pada dioda Germanium tegangan ambangnya itu ada kirakira 0,2 – 0,3V. Barmawi, Malvino (1987:33) menyatakan bahwa dalam banyak rangkaian, khususnya pada rangkaian penyearah dipasang dioda yang paralel dengan beban seperti terlihat pada Gambar 2.5. Dioda yang dipasang demikian disebut dengan ”freewheeling dioda” atau sering juga disebut ”bypass dioda”. Fungsi dari dioda freewheeling adalah untuk melakukan komutasi atau transfer arus beban ke dioda freewheeling ( Dm ) pada saat tegangan beban berubah polaritasnya dari positif ke negatif. Freewheeling dioda mempunyai dua fungsi yaitu : 1. Menghindari perubahan polaritas dari tegangan beban. 2. Mentransfer arus beban.

Gambar 2.5. Freewheeling Dioda (Sumber : Barmawi Malvino, Prinsip-prinsip Elektronika. 1987:33)

11

2.8

Teori Dasar Sel Surya Sigalingging (1994:1) menyatakan bahwa pada umumnya sel surya

memiliki ketebalan minimum 0.3 mm, yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub Positip dan Negatif. Wasito (1995:164) menyatakan bahwa dioda listrik surya / sel surya merupakan suatu dioda yang dapat mengubah energi surya / matahari secara langsung menjadi energi listrik (berdasarkan sifat foto elektrik yang ada pada setengah penghantar). Sel surya ini biasanya berbentuk dioda pertemuan P – N yang memiliki luas penampang tertentu. Semakin luas permukaan atau penampang sel, semakin besar arus yang akan diperoleh. Satu sel surya dapat menghasilkan beda potensial sebesar 0.5V DC (dalam keadaan cahaya penuh). Beberapa sel dapat dideretkan guna memperoleh tegangan 6, 9, 12, 24V, dan seterusnya. Sel surya dapat pula dijajarkan guna memperoleh arus keluaran lebih besar. Bahan dasar dari sel surya adalah Silikon, dimana Fosfor digunakan untuk menghasilkan Silikon tipe – N dan Boron digunakan sebagai pencemar untuk memperoleh bahan tipe – P. Untuk struktur dari sel surya dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Stuktur Sel Surya. (Sumber : Wasito, Vademekum Elektronika, 1995:165)

12

2.8.1 Karakteristik Sel Surya Sigalingging (1994:10) menyatakan bahwa sel surya pada keadaan tanpa penyinaran, mirip seperti permukaan penyearah setengah gelombang dioda. Ketika sel surya mendapat sinar akan mengalir arus konstan yang arahnya berlawanan dengan arus dioda seperti pada Gambar 2.7.

I KARAKTERISTIK DIODA KUADRAN II

KUADRAN I

TANPA PENYINARAN Uo

-U

U

ID

KUADRAN III IL

DENGAN PENYINARAN KUADRAN IV

IK

KARAKTERISTIK SOLAR CELL

ID

-I

Gambar 2.7 Karakteristik Suatu Sel Surya dan Dioda. (Sumber : Sigalingging, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1999:10)

Dari Gambar 2.7 dapat dilihat bahwa grafik sel surya tidak tergantung dari sifat – sifat dioda. Jika diselidiki pada kuadran IV akan ditemukan tiga titik penting, yaitu : Ø Tegangan beban nol U0 diukur tanpa beban tanpa dipengaruhi penyinaran.

13

Ø Arus hubungsingkat IK diukur saat sel hubungsingkat dan disini arus hubungsingkat berbanding lurus dengan kuat penyinaran. Ø Titik daya maksimum (Maximum Power Point = MPP) dari sel surya didapatkan dari hasil arus dan tegangan yang dibuat pada setiap titik.

Dalam hal U0 dan IK maksimum, daya yang dihasilkan oleh suatu sel surya sama dengan nol. Pada suatu titik tertentu daya sel surya mencapai titik maksimum dan titik ini disebut dengan titik MPP (Maximum Power Point), yang pada prakteknya selalu diusahakan agar pemakaian berpatokan dari titik MPP ini. Keadaan ini dapat dilihat pada Gambar 2.8. Konversi energi dari sel surya ke konsumen akan maksimum apabila tahanan pemakai (RL) dan tahanan sel surya memenuhi persamaan, berikut : RL = Ri ....................................................................................... (2.2) Keadaan ini pada teknik listrik disebut dengan istilah beban pas. Dengan bantuan pengubah tegangan searah khusus atau sering disebut MPT (Maximum Power Tracker) memungkinkan beban pas ini tercapai.

14

Gambar 2.8 Karakteristik Suatu Sel Surya Monokristal dengan Luas 40 cm2, pada Penyinaran 1000 W/m2 dan Temperatur Sel 25° C (Sumber : Sigalingging Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1999:11)

2.8.2 Cara Pemasangan Sel Surya Untuk mendapatkan arus, tegangan, dan daya yang besar sesuai dengan yang dibutuhkan, maka beberapa sel surya harus dikombinasikan pemasangannya, diantaranya : 1. Dengan cara pemasangan Seri, 2. Dengan cara pemasangan Paralel, dan 3. Dengan cara pemasangan secara seri dan palalel.

15

2.2.2.1

Rangkaian Seri Dari Sel Surya Sigalingging (1994:28) menyatakan bahwa, hubungan seri suatu sel surya

didapat apabila bagian depan (+) sel surya utama dihubungkan dengan bagian belakang (−) sel surya kedua. Hubungan seri dari sel surya dapat dilihat pada Gambar 2.9. Dari keadaan seri ini didapatkan : Ø

Tegangan sel surya dijumlahkan apabila dihubungkan seri satu sama lain U TOTAL = U 1 + U 2 + U 3 + U n . ....................................................... (2.3)

Ø

Arus sel surya sama apabila dihubungkan seri satu sama lain ITOTAL = I1 = I 2 = I 3 = I n ............................................................... (2.4)

Hal – hal yang perlu mendapatkan perhatian pada pelaksanaan pemasangan sel surya ini adalah, kemungkinan adanya daun – daunan yang menutupi sel – sel surya yang dapat berakibat daya menjadi nol.

Gambar 2.9 Hubungan Seri Sel Surya (Sumber : Sigalingging , Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1994:29)

16

Sigalingging (1994:29) menyatakan bahwa, kejadian yang kemungkinan muncul adalah apabila panel tertutupi atau pada malam hari hal dimana efek penyinaran kecil sekali, maka arus dapat mengalir dari beban Panel Surya, misalnya dari batere kembali ke panel yang dapat mengakibatkan sel surya panas. Ø Semua sel surya (panel) yang dihubungkan seri, arusnya harus sama pada titik kerjanya. Ø Paralel pada sejumlah hubungan seri sel / panel surya haruslah dipasang suatu bypass dioda. Satu bypass dioda dapat melayani antara 12 – 14 sel surya. Gambar pemasangan bypass dioda ini dapat dilihat pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10 Hubungan Seri Sel Surya dengan Bypass Dioda (Sumber : Sigalingging, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1994:30)

2.2.2.2 Rangkaian Paralel Dari Sel Surya Sigalingging (1994:30) menyatakan bahwa, rangkaian paralel sel surya di dapat apabila terminal kutub positif dan negatif sel surya dihubungkan satu sama lain. Hubungan paralel dari sel surya dapat dilihat pada Gambar 2.11.

17

Ø Tegangan sel surya yang dihubungakan paralel sama dengan satu sel surya U TOTAL = U 1 = U 2 = U 3 = U n ....................................................... (2.5) Ø Arus

yang

timbul

dari

hubungan

ini

langsung

dijumlahkan

I TOTAL = I 1 + I 2 + I 3 + I n ............................................................. (2.6)

Gambar 2.11 Hubungan Paralel Sel Surya (Sumber : Sigalinging, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1994:31)

2.2.2.3 Rangkaian Seri dan Paralel (campuran) pada Sel Surya. Sigalingging (1994:31) menyatakan bahwa, dalam prakteknya kebanyakan sel surya dihubungkan secara gabungan / kombinasi dari seri dan paralel dan bersamaan dengan itu harus dipasangkan beberapa buah dioda. Rangkaian seri dan paralel (campuran) pada sel surya dapat dilihat pada Gambar 2.12.

18

Gambar 2.12 Beberapa Panel Surya Paralel di Seri dengan dioda (Sumber : Sigalingging, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, 1994:31)

Gambar 2.13 berikut ini merupakan bentuk nyata dari suatu sel surya dan panel surya fotovoltaik.

Sel Surya Panel Surya

Panel Surya

Gambar 2.13 Bentuk nyata dari sel surya dan panel surya (Sumber : http://id.wikipedia.org,)

19

2.9

Komponen Elektronika Secara umum komponen elektronika yang digunakan dalam pembuatan

PLTS ini antara lain : a. Resistor, b. Transistor, dan c. IC ( Integrated Circuit ).

2.9.1 Resistor Sumisjokartono (1985:6) menyatakan bahwa

fungsi resistor dapat

diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan untuk menahan aliran air yang deras di selokan / parit kecil. Dengan memakai tahanan papan ini, maka arus air bisa terhambat alirannya. Perumpamaan ini dapat diterapkan dalam tahanan listrik. Makin lebar / besar papan yang dipergunakan untuk menahan air got, makin kecil air yang mengalir. Begitu pula kejadian ini dapat diterapkan dalam pelajaran elektronika. Makin besar resistansi, makin kecil arus listrik dan tegangan yang melaluinya. Satuan dari resistansi resistor adalah Ohm dan dilambangkan dengan lambang

. Untuk

simbol skematis dari resistor dapat dilihat pada Gambar 2.14 sedangkan untuk bentuk nyata dari resistor dapat dilihat pada Gambar 2.15. Woollard (2003:16) menyatakan bahwa resistor yang digunakan dalam rangkaian elektronika dibagi dalam dua katagori utama, yaitu: 1. Resistor linear (resistor yang bekerja sesuai dengan hukum Ohm).

20

2. Resistor non-linear, yang biasa dipakai terdiri dari tiga jenis, yaitu: foto resistor (Peka terhadap sinar), thermistor (Peka terhadap perubahan suhu), dan resistor tergantung pada tegangan listrik

Gambar 2.14 Simbol dan Kode Warna Resistor (untuk 4 gelang) (Sumber: Woollard, Elektronika Praktis, 1993:17)

Gambar 2.15 Bentuk nyata dari Resistor. (Sumber : http://www.williamson-labs.com/,)

21

Tabel 2.1 Kode Warna Resistor Gelang Ke Warna Hitam Coklat Merah Jingga Kuning Hijau Biru Ungu Abu-abu Putih Emas Perak

Lingkaran Pertama Angka 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -

Lingkaran kedua Angka 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -

Lingkaran ketiga Faktor perkalian X 100 X 101 X 102 X 103 X 104 X 105 X 106 X 107 X 108 X 109 -

(Sumber: Soedjono,Merakit Elektronika,1990:16)

Contoh pembacaan kode warna pada resistor : Sebuah resistor memiliki gelang warna sebagai berikut : -

Gelang pertama berwarna merah

-

Gelang kedua berwarna hitam

-

Gelang ketiga berwarna kuning

-

Gelang keempat berwarna emas

Sehingga nilai resistansi tersebut sebesar : R = 20 x 104 dengan toleransi 5% = 200.000 ohm dengan toleransi 5% = 200 kΩ ± 5%

Lingkaran keempat Toleransi 5% 10%

22

2.3.1.1 Hubungan pada Resistor Kadang – kadang nilai resistansi suatu resistor sering sekali sulit didapatkan dipasaraan (dijual bebas dipasaran), untuk itu agar mendapatkan nilai resistor yang diinginkan, beberapa resistor harus dirangkai / dihubungkan menjadi sebuah rangkaian, biasanya rangkaian tersebut adalah Secara seri dan secara paralel.

a. Rangkaian Seri pada Resistor Bishop (2004:34) menyatakan apabila dua buah resistor atau lebih disambungkan pada ujung – ujungnya sehingga arus listrik mengalir melewati masing – masing resistor secara bergiliran, maka resistor – resistor ini dikatakan terhubung secara seri. Rangkaian seri dari resistor ini dapat dilihat pada Gambar 2.16.

Gambar 2.16 Resistor dirangkai secara seri (Sumber : Rusdianto, Penerapan Konsep Dasar Elektronika, 1999:19)

Perhitungan secara matematis yang digunakan, agar nilai suatu resistor diketahui adalah dengan menggunakan persamaan : RTotal = R1 + R2 + ... + R n ............................................................................... (2.7)

23

b. Rangkaian Paralel pada Resistor Rusdianto (1999:23) meyatakan bahwa suatu rangkaian dinyatakan paralel jika dua buah komponennya atau lebih dihubungkan pada sumber tegangan yang sama. Rangkaian paralel menyediakan lebih dari satu jalur bagi arus untuk mengalir. Setiap jalur yang mengalir disebut cabang. Rangkaian paralel dari resistor ini dapat dilihat pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Resistor dirangkai secara paralel (Sumber : Rusdianto, Penerapan Konsep Dasar Elektronika, 1999:23)

Perhitungan secara matematis yang digunakan, agar nilai suatu resistor diketahui adalah dengan menggunakan persamaan :

1 RTotal

=

1 1 1 1 + + + R1 R2 R3 Rn

....................................................................... (2.8)

Untuk dua buah resistor yang dihubungkan paralel, persamaannya adalah

RTotal =

R1 × R2 ............................................................................................ (2.9) R1 + R2

24

Arus yang mengalir pada setiap resistor dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : I=

V ........................................................................................................... (2.10) R

2.3.1.2 Rangkaian Pembagi Tegangan (Voltage Divider) Gambar 2.18 dibawah ini merupakan rangkaian Voltage divider (pembagi tegangan) dengan menggunakan dua buah resistor.

Gambar 2.18 Rangkaian Voltage divider (pembagi tegangan) (Sumber : Bishop, Dasar – dasar Elektronika, 2004:35)

Bishop (2004:34), menyatakan bahwa rangkaian seperti Gambar 2.18 diatas disebut juga sebagai rangkaian pembagi potensial (potential divider / voltage divider). Input ke sebuah rangkaian pembagi tegangan adalah tegangan VIN. Tegangan ini menggerakkan arus I untuk mengalir melewati kedua resistor. Karena kedua resistor terhubung secara seri, arus yang sama besarnya mengalir melewati

25

tiap – tiap resistor. Tahanan efektif dari kedua resistor seri ini adalah R1 + R2 . Jatuh tegangan pada gabungan kedua resistor ini adalah VIN. Menurut Hukum Ohm, arus yang mengalir adalah :

I=

VIN .................................................................................................. (2.11) R1 + R2

Dengan sekali lagi menggunakan Hukum Ohm, tegangan pada resistor R2 adalah : V OUT = I × R2 ................................................................................................. (2.12) Mensubstitusikan I dengan persamaan pertama menghasilkan :

V OUT = VIN ×

R2 ..................................................................................... (2.13) R1 + R2

2.9.2 Transistor Sumisjokartono (1985:35) menyatakan bahwa transistor merupakan salah satu semikonduktor yang dapat dipergunakan untuk perataan arus, menahan sebagian arus, menguatkan arus, pensaklaran (switching), membangkitkan frekuensi rendah maupun frekuensi tinggi. Pada umumnya transistor terbuat dari bahan Silikon (Si) dan Germanium (Ge). Secara umum transistor dibedakan menjadi dua, yaitu BJT (Bipolar Junction Transistor) dan JFET (Junctions Field Effect Transistor / Transistor Efek Medan). Untuk transitor tipe BJT simbol skematisnya diperlihatkan pada Gambar 2.20. Chattopadhyay (1989:134) menyatakan bahwa transistor hubungan (junction transistor) merupakan salah satu alat semikonduktor yang paling penting.

26

Transistor ini terdiri dari semikonduktor kristal tunggal (yaitu Germanium atau Silikon) dimana lapisan tipis P diselipkan diantara dua lapisan N. Struktur yang terbentuk disebut transistor NPN. Transistor dapat pula terdiri dari lapisan jenis N yang diisipkan diantara dua lapisan jenis P, dan susunan yang terbentuk dinamakan transistor PNP. Reka Rio, Masamori (1982:101) juga menyatakan bahwa transistor tipe BJT dibedakan menjadi dua yaitu NPN dan PNP. Transistor NPN dan PNP pada umumnya memiliki 3 buah elektroda yaitu dapat dilihat pada Gambar 2.19 dibawah ini.

Gambar 2.19 Kontruksi dasar Transitor BJT (Sumber : Reka Rio, Masamori,Fisika dan Teknologi Semikonduktor, 1982:101)

Gambar 2.20 Simbol skematis Transitor BJT (Sumber : Reka Rio ,Masamori, Fisika dan Teknologi Semikonduktor, 1982:101)

27

Reka Rio, Masamori (1982:132) menyatakan bahwa daerah kerja transistor BJT dapat diklasifikasikan dalam empat macam dengan menggunakan tegangan bias yang berlainan polaritasnya : 1. Daerah Putus : bila diberikan tegangan bias mundur yang cukup besar pada kedua hubungan (junction) emitor dan kolektornya, arus pada terminal tetap konstan. 2. Daerah Aktif : bila hubungan emitor mendapat tegangan bias maju dan hubungan kolektor dengan tegangan bias mundur. 3. Daerah gandeng – mundur : bila hubungan emitor dengan tegangan bias mundur dan hubungan kolektor dengan tegangan bias maju. Sifatnya seperti pada daerah aktif hanya ada pertukaran fungsi emitor dengan kolektornya. 4. Daerah Jenuh : Bila hubungan emitor dan hubungan kolektor keduanya mendapat tegangan bias maju.

2.9.3 IC (Intergrated Circuits) Chattopadhyay (1989:229) menyatakan bahwa dari segi pabrikasi, rangkaian terpadu (Integrated Circuits disingkat IC) dapat dibagi menjadi dua kelas : monolitik dan hibrida. Rangkaian terpadu monolitik adalah rangkaian terpadu, dimana rangkaian lengkap, termasuk elemen aktif dan pasif dan sambungan – sambungannya, terbentuk atas atau di dalam lempengan tunggal kristalin silikon. Kata monolitik berasal dari dua kata Yunani, yaitu monos yang berarti tunggal dan

28

lithos yang berarti batu. Bagian dari wafer silikon yang berisi rangkaian terpadu dinamakan serpih (chip). Misal serpih yang kecil dengan ukuran 1.65 mm x 1.65 mm biasanya dapat menampung 35 transistor, 30 tahanan, beberapa kapasitor dan sambungan – sambungannya. Dalam rangkaian terpadu hibrida, komponen – komponen dipasang pada landasan keramik dan diantar hubungkan dengan kawat – kawat atau pola metalisasi. IC hibrida dapat berisi sejumlah IC monolitik. Dalam perancangan dan pembuatan regulator dari PLTS digunakan komponen IC LM317T yang dikonfigurasikan sedemikian rupa, sehingga dapat menghasilkan sebuah rangkaian pengontrol PLTS. National Semiconductor (1997:1) menyatakan bahwa IC LM317T beserta serinya merupakan suatu IC yang berfungsi sebagai regulator positif yang terdiri dari tiga buah terminal yang dapat diatur tegangan keluarannya dan IC ini dapat melewati arus sebesar 1.5 A dengan rating tegangan dari 1.2 V sampai 37 V DC serta dengan daya maksimum sebesar 20 W. Simbol dan bentuk dari IC ini diperlihatkan pada Gambar 2.21.

Gambar 2.21 Simbol IC LM317T (kiri) dan bentuk dari LM317T (kanan) (Sumber : ST, LM117/LM317A/LM317,1999:1)

29

Gambar 2.22 dibawah ini merupakan salah satu bentuk aplikasi penggunaan IC LM317T sebagai regulator variabel.

Gambar 2.22 Aplikasi IC LM317T sebagai Regulator variabel. (Sumber : ST, LM117/LM317A/LM317,1999:3)

Berdasarkan Gambar 2.22 maka untuk mencari besarnya tegangan keluaran (Vout) dari reguator tersebut adalah sebagai berikut : VOut = VREF (1 +

R2 =

R2 ) + I adj R 2 ......................................................................... (2.14) R1

(VOUT − VREF ) R1 .................................................................................. (2.15) VREF

30

Gambar 2.23 dibawah ini merupakan salah satu bentuk aplikasi penggunaan IC LM317T sebagai pengisi batere.

Gambar 2.23 Aplikasi IC LM317T sebagai pengisi batere. (Sumber : ST, LM117/LM317A/LM317,1999:11)

Berdasarkan Gambar 2.23 maka untuk mencari besarnya resistansi R2 dan R3 dari rangkaian diatas adalah sebagai berikut : V + 0. 6  − 1 R1 ............................................................................... (2.16) R 2 =  OUT V   REF

R3 =

0. 6 ...................................................................................................... (2.17) I

Untuk nilai R1 berdasarkan spesifikasi IC LM317T adalah 240 besarnya R4 adalah 100

dan

, sedangkan untuk nilai arus ( I ) maksimumnya adalah

1.5A. Sedangkan tipe transistor yang dipakai adalah transistor BJT yang mampu

31

melewatkan arus sebesar I (I maksimum disesuaikan dengan spesifikasi IC yang digunakan).

2.10 Media Penyimpanan Energi Listrik Media penyimpanan energi listrik yang dimaksud disini adalah Accumulator / Akumulator yang sering disingkat dengan Aki. Rusdianto (1999:11) menyatakan bahwa akumulator atau aki adalah salah satu elemen sumber arus listrik searah. Akumulator termasuk elemen elektrokimia yang dapat diperbarui bahan pereaksinya setelah dialiri arus dari sumber lain yang arahnya berlawanan dengan arus yang dihasilkan elemen tersebut. Yang dimaksud dengan elemen elektrokimia adalah sistem sumber arus yang pada dasarnya mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Di dalam sumber ini terjadi reaksi oksidasi reduksi sehingga menimbulkan elektron bebas yang dapat terus-menerus mengalir selama jangka waktu tertentu jika kutub – kutub sumber ini berada dalam keadaan tertutup. Pada akumulator, digunakan larutan H2SO4 sebagai elektrolit. Sebagai elektroda positif digunakan PbO2 dan elektroda negatif digunakan Pb. Akumulator dikatakan habis atau tidak dapat menjadi sumber arus lagi jika elektroda – elektrodanya berubah menjadi PbSO4. Proses saat akumulator berfungsi sebagai sumber arus dikatakan pengosongan akumulator. Prinsip pengosongan dan pengisian akumulator dapat dilihat pada Gambar 2.24.

32

Pengosongan

Pengisian

Gambar 2.24 Prinsip pengosongan dan pengisian akumulator (Sumber : www.google.com/ )

Sigalingging (1994:38) menyatakan bahwa ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dari peralatan batere ini, diantaranya : a. Kapasitas Satuan kapasitas suatu batere adalah Ampere Hour (Ah). Biasanya informasi ini terdapat pada label suatu batere, misalnya suatu batere dengan kapasitas 100 Ah akan penuh terisi dengan arus 1 A selama seratus (100) jam. Waktu pengisian ini ditandai dengan kode K 100 atau C 100, pada temperatur 25°C. Umumnya arus pengisian yang diijinkan maksimum 1/10 dari kapasitas. Oleh karena itu waktu pengisian yang baik tidak kurang dari 10 jam dan dalam kenyataannya dengan maktu tersebut pengisian baru mencapai 80%. Dan standar tegangan pengisi batere (charger) yang digunakan untuk mengisi batere 12V adalah 12.5 V (min) – 14 V DC (maks).

33

b. Kepadatan Energi Pada pemakaian tertentu (model pesawat, mobil surya, dan sebagainya) kepadatan energi sangat penting. Nilainya terletak pada 30 Wh/Kg untuk C/10 dan temperatur 20°C. c. Penerimaan arus pengisian yang kecil Batere harus dapat diisi dengan arus pengisian yang agak kecil pada cuaca yang jelek sekalipun), sehingga tidak ada energi surya yang terbuang begitu saja. d. Efisiensi A h (ηAh) Batere menyimpan dengan jumlah Amper Jam, dengan suatu efesiensi Ah (ηAh) di bawah 100% (biasanya 90%). Efesiensi ini disebut juga dengan istilah efisiensi Coulombseher. e. Efesiensi Wh (ηWh) Efesiensi Wh adalah perbandingan energi yang ada dan yang dapat dikeluarkan. ηWh selalu lebih rendah dengan ηAh dan biasanya ±80%. Hal – hal yang perlu mendapat perhatian dalam memilih batere adalah : − Tegangan yang dipersyaratkan. − Jadwal waktu pengoperasian. − Suhu pengoperasian. − Arus yang dipersyaratkan

34

− Kapasitas (Ah) − Ukuran, bobot, dan Umur.

Gambar 2.25 berikut ini merupakan bentuk nyata dari akumulator yang paling sering digunakan oleh konsumen.

Gambar 2.25 Bentuk nyata dari akumulator (Sumber : www.google.com/ )

2.11 Kabel Sigalingging, (1994:38) menyatakan bahwa kabel – kabel yang digunakan untuk PLTS penampangnya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut ini : I=

P .................................................................................................. (2.18) V

35

Dimana : P

: Daya yang melewati kabel (Watt)

V

: Tegangan yang melewati kabel (Volt)

I

: Arus yang melewati kabel (Amper)

2.12 Bagian-bagian dari PLTS secara umum 2.12.1 Sub sistem generator Fotovoltaik Budiono (2001:2) menyatakan bahwa komponen utama didalam suatu SESF (Sistem Energi Surya Fotovoltaik) dikenal dengan istilah generator fotovoltaik yang berfungsi mengubah rediasi matahari menjadi listrik secara langsung (direct conversion). Besar energi listrik yang dihasilkan oleh SESF tergantung pada intensitas rediasi matahari setempat merupakan suatu sub sistem yang berfungsi mengubah intensitas matahari menjadi listrik. Sub sistem generator fotovoltaik pada umumnya terdiri dari serangkaian modul – modul fotovoltaik yang terpasang secara kombinasi seri dan paralel tergantung pada tegangan dan daya kerja yang dibutuhkan. Modul fotovoltaik terdiri atas susunan sel surya atau sel fotovoltaik yang dirangkai secara seri, paralel, ataupun gabungan seri dan paralel. Sel fotovoltaik yang banyak digunakan dewasa ini pada umumnya jenis teknologi kristal dan berbasis Silikon.

36

2.12.2 Sub Sistem Pengaturan Budiono (2001:2) menyatakan bahwa sub sistem pengaturan berfungsi memberikan pengaturan dan pengamanan dalam suatu PLTS sedemikian rupa sehingga sistem pembangkit tersebut dapat bekerja secara efisien dan handal. Peralatan pengaturan didalam Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya ini dapat dibuat secara manual, yaitu dengan cara selalu menepatkan kearah matahari, atau dapat juga dibuat secara otomatis, mengingat sistem ini banyak dipergunakan untuk daerah terpencil. Otomatis ini dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian elektronik. Adapun beberapa peralatan pengatur yang biasanya digunakan, diantaranya : a. Trackers Trackers berguna untuk membenarkan posisi penghadapan panel surya ke matahari. Naibaho (1994:4) menyatakan bahwa pemasangan panel surya yang mudah dan murah adalah dengan memasang panel surya dengan posisi tetap dengan sudut kemiringan tertentu. Untuk menentukan arah sudut kemiringan panel surya harus disesuaikan dengan letak geografis lokasi pemasangan panel tersebut. Letak geografis Indonesia berada antara 0° sampai 10° terhadap LU (lintang Utara) dan LS (Lintang Selatan), hal ini dapat kita lihat pada Gambar 2.26.

37

Gambar 2.26 Letak Geografis Indonesia (Sumber : Naibaho,Teknik Tenaga Listrik Tenaga Surya,1994:4)

Dilihat dari letak geografis Indonesia (Gambar 2.26) maka peletakan dan sudut kemiringan panel surya yang paling banyak menyerap sinar matahari adalah mengarah ke posisi khatulistiwa. Untuk sudut kemiringan rata – rata pemasangan panel surya di wilayah Indonesia bagian utara khatulistiwa adalah sebesar 10° LU. Dan untuk sudut kemiringan rata – rata pemasangan panel surya diwilayah Indonesia bagian selatan khatulistiwa adalah sebesar 10° LS.

38

b. Regulator Sigalingging, (1994:37) menyatakan bahwa regulator merupakan suatu peralatan yang dilengkapi dengan rangkaian elektronik yang berfungsi untuk pengaturan arus pengisian batere (penyimpanan) secara otomatis. Primantara (1994:1) juga menyatakan bahwa pekerjaan pengaturan kapan batere harus diisi, kapan pengisiannya harus dihentikan dan kapan hubungan ke beban harus diputus ini dikerjakan secara otomatis dengan menggunakan alat yang disebut regulator. Primantara (1994:1) menyatakan bahwa pada dasarnya ada dua jenis regulator yang digunakan pada sistem PLTS, yaitu : 1. Regulator Paralel. 2. Regulator Seri. Prinsip regulator tipe paralel mempunyai saklar pemutus elektronik pada proses pengisian dipasang secara paralel diantara modul dan baterai. Cara kerjanya adalah jika tegangan pada batere lebih kecil dari tegangan panel surya, maka arus listrik dari panel surya akan mengalir menuju batere (mengisi batere). Jika muatan batere telah penuh atau tegangan pada dioda Schottky nol / seimbang, maka proses pengisian batere selesai. Karena muatan pada batere telah penuh maka regulator akan bekerja untuk menghidupkan sakelar elektronik. Dimana jika sakelar elektronik pada rangkaian ON maka aliran listrik tidak akan mengalir ke batere. Untuk regulator tipe seri saklar elektronik dipasang secara seri antara modul dan batere. Cara kerjanya adalah saat muatan pada batere lemah / kosong maka rangkaian regulator akan bekerja untuk menggerakkan sakelar elektronik yang

39

dipasang seri antara panel, dioda Schottky dan batere. Jika muatan pada batere penuh, maka regulator akan bekerja untuk memutuskan sakelar elektronik. Regulator tipe paralel dan seri ini dapat dilihat pada Gambar 2.27. Pada umumnya regulator tipe seri banyak digunakan pada rangkaian keluaran untuk melindungi agar batere tidak digunakan melebihi batas yang telah ditentukan, yaitu batas terendah pengosongan yang diijinkan (sebesar 10.5 Volt untuk batere 12 Volt). Regulator seri digunakan untuk melindungi batere diperlihatkan pada Gambar 2.28.

Gambar 2.27 Jenis Regulator (Sumber : Primantara,Teknik Tenaga Listrik Tenaga Surya,1994:3)

40

Gambar 2.28 Regulator seri digunakan untuk melindungi batere (Sumber : Primantara,Teknik Tenaga Listrik Tenaga Surya,1994:4)

c. Inverter Budiman (2003:127) menyatakan bahwa inverter adalah rangkaian / alat yang dapat membalikkan harga input atau output dan Sigalingging (1994:42) menyatakan bahwa inverter adalah peralatan listrik yang dapat mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak – balik (AC).

2.12.3 Sub Sistem Penyimpanan Budiono (2001:2) menyatakan bahwa sub sistem penyimpanan ini merupakan bagian dari PLTS yang berfungsi sebagai penyimpanan energi yang diperlukan pada malam hari atau pada saat intensitas cahaya matahari rendah. Sub sistem penyimpanan pada dasarnya hanya diperlukan untuk PLTS yang dirancang

41

untuk operasi pada malam hari atau PLTS yang harus memiliki kesetabilan daya keluaran yang tinggi.

2.12.4 Sub Sistem Beban Merupakan bagian akhir dari suatu PLTS Fotovoltaik yang berfungsi untuk mengkonversi listrik yang dibangkitkan menjadi bentuk energi akhir, seperti : mekanikal, penerangan dan termal / pendingin. Pada perencanaan sistem pembangkitan ini perlu diperhitungkan kebutuhan energi dari konsumen / beban sehingga dapat diperkirakan kapasitas beban harian guna penentuan besarnya kapasitas dari Panel Surya Fotovoltaik.

42

BAB III METODOLOGI

3.7

Pengumpulan Data

3.7.1 Studi Pustaka ( Literatur ) Adalah suatu teknik pengumpulan data dengan cara mengumpulkan, mempelajari berkas – berkas, dokumen dan arsip yang ada di perpustakaan serta buku – buku penunjang tentang Sistem Pembangkit Tenaga Surya. Selanjutnya data – data tersebut menjadi referensi dan sekaligus mencoba mengaplikasikan teori – teori yang ada menjadi suatu rancangan alat.

3.7.2 Interview ( Wawancara ) Adalah suatu teknik pengumpulan data melalui tanya jawab atau berdiskusi dengan pihak yang mengetahui serta menguasai segala permasalahan yang dihadapi dalam hal Perancangan dan Pembuatan Simulasi Pembangkit Tenaga Surya (PLTS) ini. Dalam metode ini penulis melakukan diskusi dengan dosen pembimbing.

3.8

Langkah – langkah Pengerjaan Alat Adapun langkah – langkah dalam pengerjaan alat secara terurut adalah

sebagai berikut :

43

Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan Simulasi PLTS

44

a. Perancangan dan desain rangkaian Dalam perancangan dan desain rangkaian dilakukan beberapa tahapan – tahapan, diantaranya : -

Penentuan panel surya yang digunakan, sehingga dalam penggunaannya tidak terjadi kerusakan pada panel surya itu sendiri.

-

Penentuan komponen Regulator yang akan digunakan, sehingga dalam aplikasinya tidak terjadi kesalahan penggunaan yang berakibat kurang baik atau dapat merusak panel surya maupun peralatan listrik yang dicatu nantinya.

-

Dari segi penggunaan komponen, juga dipertimbangkan segi ekonomis dan kondisi yang ada dipasaran, sehingga dalam pencarian komponen tidak mengalami kesulitan.

-

Dari segi estetika, desain alat agar dapat dibuat sedemikian rupa sehingga rapi, menarik dan aman dalam penggunaannya.

45

Pada Gambar 3.2 berikut ini merupakan desain awal dari rangkaian regulator Simulasi PLTS yang dirancang.

Gambar 3.2 Gambar Rangkaian Regulator yang dirancang.

b. Pengujian Awal pada Bread Board -

Pengoperasian dan pengujian rangkaian pada Bread Board dilakukan per blok rangkaian. Apabila satu blok rangkaian dinyatakan bagus, maka dilanjutkan dengan pembuatan blok rangkaian selanjutnya.

-

Setelah perakitan selesai kemudian rangkaian diuji kebenarannya, apakah rangkaian yang telah dibuat bekerja seperti yang diinginkan, apabila tidak perangkaian pada bread board diulangi kembali. Bila telah bekerja sesuai dengan yang diinginkan maka perangkaian alat yang sebenarnya dapat dilakukan.

46

c. Pembuatan PRT Dalam pembuatan PRT (Papan Rangkaian Tercetak) atau dalam bahasa Inggris disebut dengan PCB (Printed Circuit Board) ini mengikuti pertimbangan – pertimbangan seperti : -

Penentuan tata letak komponen dan pembuatan jalur PRT yang baik agar memenuhi nilai estetika pemasangan.

Gambar 3.3 Tata letak komponen dari Regulator PLTS yang telah dibuat.

-

Dalam pelarutan / pencucian PRT harus menggunakan pelarut yang takarannya sesuai, dan jangan sampai cairan pelarut tersebut kelebihan air.

-

Dalam melakukan pengeboran, perlu memperhatikan jenis mesin bor yang akan dipakai dan ukuran mata bor yang dipakai.

47

Gambar 3.4 PRT dari Regulator PLTS yang telah dibuat.

d. Pemasangan dan pematrian komponen pada PRT. -

Pemasangan dan pematrian / penyolderan komponen harus cermat / teliti, bersih dan rapi sehingga tidak terjadi kesalahan dan kerusakan pada alat dan bahan.

-

Sebaiknya dalam mematri kita menggunakan arpus solder dan juga menggunakan solder yang memiliki daya rendah.

-

Setelah perakitan rangkaian selesai, maka rangkaian yang sebelumnya dirakit tersebut dicuci terlebih dahulu dengan menggunakan Tinner A Spesial, agar bekas timbal yang melekat pada jalur PRT dapat dihilangkan.

-

Setelah perangkaian secara permanen selesai dilakukan kemudian diadakan pengecekan kembali, apakah rangkaian bekerja seperti percobaan sebelumnya

48

atau tidak.

Setelah rangkaian

bekerja

normal kemudian dilakukan

pengoperasian terhadap beban berupa Lampu DC 12 V. -

Setelah semua uji coba dilakukan, selanjutnya pemasangan rangkaian pada chasing / box dapat dilakukan.

Gambar 3.5 Panel depan dan belakang dari Regulator.

e. Pengujian Alat Pengujian alat / permodul dilakukan di Jl. Srikandi Gg. Durian 1/25, Singaraja

Bali, 2

4 Mei 2007 dan demonstrasi alat PLTS dilakukan di Lantai IV

Asrama W.K, Jl. Wijaya Kusuma, V/IA, Singaraja

Bali

pada 5 Mei 2007.

Sedangkan pengukuran dari simulasi PLTS dilakukan secara acak sebanyak 3 kali yang dilakukan di Jl. Srikandi Gg. Durian 1/25, Singaraja

Bali mulai dari 6 - 31

Mei 2007. Jika pada pengujiannya terdapat beberapa kejanggalan – kejanggalan, seperti alat tidak bekerja dengan normal, maka alat yang dibuat tersebut harus

49

dilakukan perbaikan terlebih dahulu. Seperti mengecek bagian blok rangkaian yang di curigai bermasalah. Jika alat telah bekerja dengan normal dan sesuai dengan apa yang diharapkan, maka pengambilan data dapat dilaksanakan.

f. Pembuatan Laporan Setelah alat dapat beroperasi dan seluruh pengambilan data telah selesai dilaksanakan, maka tahapan selanjutnya adalah pembuatan analisa data dan pembuatan laporan, yang isinya adalah untuk melaporkan langkah – langkah dalam pembuatan alat mulai dari merancang sampai alat tersebut bekerja, serta menganalisa permasalahan yang mungkin terjadi pada alat yang dibuat.

3.9

Perancangan Alat Dalam membuat suatu alat agar kegunaannya tepat dan bisa melayani

kebutuhan beban dengan baik harus melalui tahap – tahap perencanaan / perancangan. Secara garis besarnya, alat atau proto type yang dibuat tentu memiliki bagian – bagian atau blok – blok rangkaian yang saling mendukung dan terkait antara blok rangkaian yang satu dengan blok rangkaian yang lain seperti pada diagram blok dari Simulasi PLTS yang dibuat berikut ini.

50

3.9.1 Prinsip Kerja PLTS Yang Dibuat Gambar 3.6 dibawah ini merupakan diagram blok dari Simulasi PLTS yang dibuat.

Gambar 3.6 Diagram Blok PLTS yang dirancang.

Berdasarkan diagram blok PLTS yang dirancang (Gambar 3.6) maka prinsip kerja dari Simulasi PLTS yang dibuat adalah sebagai berikut : Matahari bersinar, radiasi yang dihasilkan dari cahaya matahari ini kemudian ditangkap oleh panel surya fotovoltaik. Panel surya ini merupakan suatu pengkombinasian dari beberapa sel surya yang ukurannya sangat kecil dan tipis baik secara seri, paralel ataupun campuran (seri dan paralel), sehingga menjadi sebuah panel surya yang cukup besar dan dapat menghasilkan arus dan tegangan yang besar pula. Prinsip kerja dari panel surya adalah jika cahaya matahari mengenai panel surya, maka elektron – elektron yang ada pada sel surya akan bergerak dari N ke P,

51

sehingga pada terminal keluaran dari panel surya akan menghasilkan energi listrik. Besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya berbeda – beda tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan didalam panel surya tersebut. Keluaran dari panel surya ini adalah berupa listrik arus searah (DC) yang besar tegangan keluarnya tergantung dengan jumlah sel surya yang dipasang didalam panel surya dan banyaknya sinar matahari yang menyinari panel surya tersebut. Keluaran dari panel surya ini sudah dapat digunakan langsung ke beban yang memerlukan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Agar energi listrik yang dihasilkan juga dapat digunakan pada kondisi – kondisi seperti pada malam hari (kondisi saat panel surya tidak disinari cahaya matahari), maka keluaran dari panel surya ini harus di hubungkan ke sebuah media penyimpanan (storage). Dalam hal ini adalah batere. Tetapi ini tidak langsung dihubungkan begitu saja dari panel surya ke batere, tetapi harus dihubungkan ke rangkaian Regulator, dimana didalam rangkaian tersebut terdapat rangkaian pengisi Batere otomatis (Automatic charger). Fungsi dari Regulator ini adalah untuk meregulasi tegangan keluaran dari panel surya dan mengatur arus yang masuk ke Batere secara otomatis. Selain itu Regulator berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari Panel Surya ke Batere secara otomatis dan juga berfungsi untuk memutuskan aliran arus dari batere kebeban bila terjadi hubungsingkat ataupun beban yang berlebihan. Tipe regulator yang dirancang disini adalah tipe modifikasi atau gabungan antara seri dan paralel.

52

Panel Surya sebenarnya dapat langsung digunakan tanpa diberi rangkaian regulator ataupun batere, tetapi ini tidak dilakukan karena dapat membebani kinerja dari panel (akibat adanya beban yang berlebihan) sehingga tidak akan terjadi kerusakan yang fatal pada panel surya tersebut. Selain itu regulator ini juga berfungsi untuk mengamankan dari terjadinya kelebihan beban dari panel surya sehingga panel surya tidak cepat rusak. Hubungan batere dengan beban adalah dihubungkan paralel langsung ke beban. Jika batere tersebut telah terisi dengan penuh. Untuk melindungi batere akibat adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban, maka sebelum batere dihubungkan langsung harus melewati rangkaian proteksi. Dimana fungsinya sudah cukup jelas, yaitu untuk memproteksi ataupun melindungi batere akibat adanya beban yang berlebihan (over load) ataupun hubungsingkat pada beban. Jika kita menginginkan hasil keluaran listrik dari PLTS ini berupa listrik arus bolak-balik (AC) maka PLTS yang sudah dapat mengeluarkan listrik arus searah (DC) ini harus dihubungkan ke sebuah rangkaian elektronik / modul elektronik yang bernama Inverter DC – AC. Dimana Inverter DC – AC. berfungsi untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak – balik (AC). Setelah arus listrik searah diubah menjadi arus listrik bolak – balik, selanjutnya keluaran dari inverter ini yang telah berupa arus bolak – balik ini dapat langsung digunakan untuk mencatu peralatan listrik dan elektronika yang membutuhkan arus bolak-balik. Besarnya tegangan dan daya keluaran yang dapat dihubungkan kebeban nantinya harus sesuai

53

dengan kemampuan inverter yang dipakai dan besarnya sistem penyimpanan yang digunakan (besarnya ampere hour (AH) atau amper jam dari batere).

3.9.2 Penentuan Komponen Dalam pembuatan alat ini diperlukan ketepatan pemilihan komponen. Bila pemilihan komponen kurang tepat akan terjadi permasalahan pada kerja alat yang akan dibuat. Ketelitian dan toleransi dari komponen sangat mempengaruhi dari pada ketepatan kerja alat tersebut. Biasanya, penentuan komponen yang akan digunakan adalah jenis komponen yang mudah didapatkan di pasaran. Selain mudah juga memiliki nilai ekonomis sehingga pembuatan peralatan tersebut tidak membutuhkan biaya yang mahal.

3.9.2.1

Beban

Tabel 3.1, Beban pemakaian dari simulasi PLTS yang dirancang Jenis Beban Lampu Pijar TOTAL

perhari.

Jumlah

Tegangan (Volt)

Daya (Watt)

Arus (Amp)

Waktu (H/Jam)

Watt Jam (WH)

Amp (Ah)

1

12

40

3.33

2

80

6.66

-

-

-

-

-

80

6.66

Dengan konfigurasi pemakaian seperti di atas, maka keperluan daya perhari adalah sebesar 80 Wh atau 6.66 Ah.

54

3.9.2.2

Batere Karena dalam pemilihan batere harus memperhitungkan keadaan –

keadaan darurat (emergency) seperti pada suatu keadaan tertentu terjadi hujan ataupun langit berawan selama 3 hari berturut – turut, maka kapasitas batere haruslah tiga kali lipat dari kapasitas yang diperlukan. Jadi kapasitas batere yang digunakan agar sistem dapat bekerja selama 3 hari adalah sebesar 3 × 6.66 Ah = 19,98 Ah Berdasarkan kajian pustaka pada Bab II, dalam memilih batere harus memperhatikan efisiensi dari batere yang digunakan. Biasanya efisiensinya adalah 90% dari kapasitas (Amper Jam / Ah) maksimum batere. Atau dengan kata lain, batere yang digunakan haruslah lebih besar 10% dari kebutuhan daya pemakaian. Maka kapasitas batere yang harus digunakan adalah : Ah Batere = 19,98 Ah + (19,98 Ah × 10%) Ah Batere = 19,98 Ah + 1,998 Ah Ah Batere = 21,978 Ah

Jadi kapasitas batere yang harus digunakan bila terjadi hujan ataupun langit berawan selama 3 hari berturut – turut adalah sebesar 21,978 Ah. Karena ukuran batere sebesar 21,978 Ah tidak dijual dipasaran, maka kapasitas batere yang digunakan adalah kapasitas batere yang ukurannya paling mendekati yaitu sebesar 20 Ah. Atau 3 buah batere 7 Ah yang diparalel, sehingga didapatkan kapasitas batere sebesar 21 Ah.

55

3.9.2.3

Panel Surya Sub sistem panel surya fotovoltaik berfungsi mengubah radiasi matahari

menjadi listrik secara langsung (direct conversion). Panel surya fotovoltaik merupakan suatu integrasi dari rangkaian sel – sel surya yang disusun secara seri dan paralel untuk mendapatkan besaran arus dan tegangan tertentu. Didalam penggunaannya beberapa modul digabungkan secara seri atau paralel lagi untuk memenuhi kapasitas pembangkitan. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya disipasi (saling membebani) dari sel yang baik terhadap sel yang kurang baik, selanjutnya daya hasilan akan berkurang dan timbul panas karena disipasi tersebut. Sebelum menggabungkan modul – modul sel surya perlu dilakukan adanya pengetesan, dengan cara memilih modul yang mempunyai karakteristik elektris yang sama. Sebagai contoh modul yang akan dihubungkan secara paralel harus mempunyai tegangan hubungan terbuka (VOC), dan daya hasilan maksimum (PMP) yang sama, demikian juga untuk hubungan seri harus mempunyai arus hubungsingkat (ISC) dan daya hasilan maksimum yang sama juga. Tetapi disini tidak dilakukan penggabungan modul, karena modul yang digunakan adalah 1 buah dengan tegangan nominal 17 Volt. Berikut adalah spesifikasi panel surya yang digunakan dalam perancangan PLTS ini, adalah panel surya merek Handal model Lyfranc. •

Daya Nominal 15 W

•

Tegangan Nominal 17 Volt

•

Arus Nominal 0.8 A

56

•

Tegangan tanpa beban 21.60 Volt

•

Arus hubungsingkat 1.5 A

Bagi Indonesia rata – rata penyinaran per harinya adalah 5 – 6 jam. Untuk wilayah Indonesia bagian timur dan pada musim kemarau dapat mencapai 5 – 7 jam / hari. Maka didapatkan perhari dengan faktor pengali 6 untuk Ah dan Wh. Amper jam perhari

: 6 × 0. 8 A = 4. 8 A

Watt jam perhari ( P )

: V × I = 17 × 4.8 A = 81.6 Wh.

Dari perhitungan diatas didapatkan kemampuan satu panel surya seperti diatas adalah 81.6 Wh/hari.

3.9.2.4

Trackers Trackers berguna untuk membenarkan posisi penghadapan Panel Surya ke

matahari. Tracker yang dipakai adalah tracker manual dan permanen. Dimana Panel Surya diarahkan ke garis khatulistiwa. Khusus untuk daerah sekitar kota Singaraja, Kabupaten Buleleng, Provinsi Bali dimana berada berkisaran 115° - 115°30 BT dan 8° - 8°30 LS arah kemiringan Panel Suryanya adalah 8° ke arah khatulistiwa. Pemasangan Panel Serya kearah khatulistiwa ini dimaksudkan agar Panel Surya ini mendapatkan penyinaran yang optimal dari jam 10.00 – 16.00. Pengarahan panel surya PV ke matahari untuk wilayah Singaraja dapat dilihat pada gambar 3.7.

57

8o

Gambar 3.7 Pengarahan panel surya PV ke khatulistiwa / arah matahari untuk wilayah Singaraja.

3.9.2.5

Regulator Gambar 3.8 berikut ini merupakan diagram blok dari regulator simulasi

PLTS yang dirancang

Gambar 3.8 Diagram blok dari regulator yang dirancang

58

a. Penentuan Indikator Panel

Gambar 3.9 Rangkaian Indikator Panel

Disini nilai R1 belum diketahui, berdasarkan spesifikasi panel surya keluaran nominal yang dihasilkan oleh panel surya adalah 17V. Sedangkan berdasarkan teori dasar dioda pada bab II, LED akan ON jika terdapat beda potensial pada kaki anoda dan katodanya (VD) rata – rata sebesar 2V dengan arus yang mengalir (ID) sebesar 20 mA. Jadi untuk mencari nilai R1 dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.1. maka perhitungannya adalah sebagai berikut : R1 =

(VS − 2) I

R1 =

(17V − 2) 20mA

R1 = 750Ω Karena ukuran resistor 750 Ω tidak ada dipasaran, maka akan digunakan resistor pengganti, yaitu resistor yang paling dekat nilai resistansinya. Resistor penggantinya dapat bernilai 820

.

59

b. Penentuan komponen pengatur tegangan dan arus pengisian Batere (Regulator) Komponen utama yang digunakan sebagai power regulator disini adalah IC LM317T, karena sesuai dengan karakteristiknya, IC ini memiliki tegangan keluaran yang bisa diatur mulai dari 1.2 – 37 V.

Gambar 3.10 Rangkaian Regulator

Dari Gambar 3.10 dapat dilihat bahwa nilai R2 dan R3 sudah ditetapkan berdasarkan manual book / data sheet IC LM317T, Karena nilai R2 sebesar 240 sulit ditemukan dipasaran, maka digunakan resistor pengganti yang resistansinya paling mendekati, yaitu sebesar 220 . Maka nilai R3 (yang difungsikan untuk mengatur besarnya VOUT regulator) dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.23, maka nilai R3-nya adalah :

60

V + 0. 6  − 1 R 2 R3 =  OUT   V REF

 14 + 0.6  R3 =  − 1220  1.25  R3 = 10.68 × 220 R3 = 2349Ω

Karena nilai R3 yang didapat adalah 2349 Ω dan ini tidak ada dipasaran, maka resistor penggantinya adalah dengan mengkombinasikan 2 buah resistor 4700 secara paralel yang nilai RTotal-nya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9, sehingga didapatkan harga resistansi sebesar : RTotal =

R1 × R 2 R1 + R 2

RTotal =

4700 × 4700 4700 + 4700

RTotal = 2350Ω Jadi nilai resistansi yang didapatkan untuk mengganti resistor 2349 Ω adalah sebesar 2350 Ω. Dari gambar rangkaian regulator diatas, nilai R5 (yang difungsikan untuk mengatur besarnya Arus output regulator)

dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan 2.17, seperti dibawah ini : a. Nilai R5 jika diinginkan arus yang mengalir maksimum sebesar 1 A R5 =

0.6 I

61

R5 =

0.6 1

R5 = 0.6Ω b. Nilai R5 jika diinginkan arus yang mengalir maksimum sebesar 120 mA R5 =

0.6 I

R5 =

0. 6 0.12

R5 = 5Ω Jadi nilai masing – masing R5-nya adalah 0.6 dan 5

Berdasarkan kajian pustaka pada bab II, maka tipe transistor Q1 (yang difungsikan untuk pensaklaran kaki Adj ke ground) harus memiliki IC MAX Sebesar 1 A, maka transistor yang digunakan adalah transistor tipe 2SD438 dimana transistor ini memiliki spesifikasi sebagai berikut : VCB

:

100 V

VCE

:

80 V

VBE

:

5V

IC

:

0.7 A

IC MAX

:

1A

PC

:

0.9 W

Temperatur

:

- 55 sampai + 150 º C

62

c. Penentuan Rangkaian Proteksi Gambar 3.11 berikut ini merupakan gambar rangkaian Proteksi 1 yang dirancang. Dimana rangkaian ini akan berfungsi untuk melindungi panel surya dari terjadinya hubungsingkat pada pemasangan kawat – kawat penghantar dari panel surya ke regulator dan juga sebagai pemroteksi jika arus bilamana terjadi kesalahan pemasangan polaritas panel surya ke regulator.

Gambar 3.11 Rangkaian Proteksi 1

Pada rangkaian proteksi 1 digunakan dua buah komponen diantaranya sekering (fuse) dan dioda. Ukuran pengaman / sekering yang digunakan adalah 1 A, karena arus yang dirancang ke rangkaian regulator untuk mengisi batere adalah maksimum 1 A. Ukuran dioda (D3) adalah 2 A karena arus hubungsingkat dari panel surya yang digunakan adalah sebesar 1.5 A. Fungsi dari dioda ini adalah untuk memblokir / memproteksi arus listrik yang masuk ke rangkaian regulator bila terjadi kesalahan pemasangan polaritas dari panel surya ke regulator.

63

Fungsi dari indikator (LED D2) adalah untuk menberikan peringatan kepada konsumen kalau sekering pengamannya putus. Ukuran dari R2 dapat dihitung, dengan menggunakan persamaan 2.1, dimana dimana tegangan sumbernya (Vs) sebesar 17V (sama dengan tegangan nominal yang dihasilkan oleh panel surya), maka perhitungannya adalah sebagai berikut : R2 =

(V S − 2) I

R2 =

(17V − 2) 20mA


.

Gambar 3.12 berikut merupakan rangkaian dari proteksi 2, dimana rangkaian ini berfungsi untuk memproteksi arus balik dari batere ke regulator jika panel surya tidak tersinari oleh cahaya matahari dan pada saat pengisian muatan batere tersebut telah penuh. Selain itu rangkaian proteksi 2 ini digunakan untuk memproteksi batere dari terjadinya kesalahan pemasangan polaritas.

64

Gambar 3.12 Rangkaian proteksi 2

Fungsi dari dioda D4 adalah untuk memproteksi arus balik ke regulator dan ke panel surya pada saat panel surya tidak tersinari oleh sinar matahari. Ukuran dari dioda D4 adalah 1 A (tipe 1N4002) karena arus yang melewati dioda ini dari rangkaian regulatornya hanya sebesar 1 A. Sedangkan fungsi dari dioda D5 adalah untuk memproteksi beban dari kesalahan pemasangan polaritas batere atau dengan kata lain dioda ini berfungsi untuk mem-bypass aliran arus dari batere ke beban bilamana terjadi kesalah pemasang polaritas batere. Ukuran dioda D5 disini digunakan dioda 6 A. Karena adanya dioda D4 maka tegangan keluaran dari regulator akan berkurang sebesar tegangan ambang yang ada pada dioda D4. Berdasarkan kajian putaka pada bab II, besarnya tegangan ambang dari dioda Silikon adalah 0.6 V. Jadi tegangan keluaran dari rangkaian regulator yang dirancang adalah sebagai berikut : VOUT = VREG − VD VOUT = 14V − 0.6V VOUT = 13.4V

65

Gambar 3.12 berikut merupakan rangkaian dari proteksi 3, dimana rangkaian ini akan berfungsi untuk memproteksi hubungan batere terhadap beban jika terjadi kelebihan beban (over load) ataupun hubungsingkat pada beban.

Gambar 3.13 Rangkaian proteksi 3

Pada rangkaian proteksi (3) sebuah komponen sekering (fuse) sebagai pengamannya. Sekering disini dapat digunakan tipe pengaman lebur maupun tipe saklar metal (metal switch) akan OFF jika terjadi panas yang berlebihan pada lempengan metal yang ada di dalammnya, panas ini diakibatkan karena adanya arus yang berlebihan yang mengalir ke lempengan metal tersebut). Karena pada keluaran regulator ini dirancang maksimum 60 W, maka ukuran sekering ataupun metal switch yang digunakan untuk membatasi arus keluarannya dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.18, maka ukuran sekering (fuse) ataupun saklar metal (metal switch) yang dipasang ukurannya adalah :

66

I=

P V

I=

60 12

I = 5A

Dari perhitungan diatas didapatkan bahwa sekering (F2) yang digunakan agar membatasi arus yang mengalir dari beban regulator adalah 5 A. Fungsi dari indikator (LED D6) adalah untuk memberikan peringatan kepada konsumen kalau sekering pengamannya (overload) putus karena terjadi kelebihan beban. Karena besarnya tegangan keluaran dari batere adalah sebesar 12V, maka nilai resistansi dari R7 dapat dihitung, dengan menggunakan persamaan 2.1 maka perhitungannya adalah sebagai berikut : R7 =

(V S − 2) I

R7 =

(12V − 2V ) 20mA


.

67

3.9.2.6

Kabel Kabel – kabel yang digunakan penampangnya dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan 2.18, maka ukuran kabel yang digunakan untuk menghubungkan dari batere ke beban adalah : P beban

:

40 W

V beban

:

12 V

I=

P V

I=

40 12

I = 3,33 A Karena arus yang mengalir dari batere ke beban sebesar 3,33 A maka kabel yang digunakan adalah NYAF 2 × 0.75 mm2.

3.10Persiapan Alat dan Bahan Sebelum kita merangkai alat, ada baiknya seluruh alat dan bahan yang akan dipakai disiapkan terlebih dahulu, diantaranya : a. Alat 1. Tool Set a. Tang Kombinasi .................................................................

1 Buah

b. Tang Potong .......................................................................

1 Buah

c. Tang Lancip .......................................................................

1 Buah

68

d. Cutter Kecil........................................................................

1 Buah

e. Gun Soldering 20 – 200 W .................................................

1 Buah

f. Soldering Push ...................................................................

1 Buah

g. Arpus Solder.......................................................................

1 Buah

h. Timah merek Pancing .........................................................

10 Meter

i.

Obeng Minus......................................................................

1 Buah

j.

Kikir Halus Kecil................................................................

1 Buah

k. Amplas Halus .....................................................................

1 Buah

l.

Kuas Kecil..........................................................................

1 Buah

m. Penggaris Siku – siku .........................................................

1 Buah

n. Penggaris Plastik ................................................................

1 Buah

2. Multimeter Analog ...................................................................

1 Buah

3. Multimeter Digital....................................................................

1 Buah

4. Ampere Meter DC ....................................................................

1 Buah

5. Power Supplay Variable terregulasi 1 A ...................................

1 Buah

6. Mesin Bor ................................................................................

1 Buah

7. Mata Bor 1 mm ........................................................................

1 Buah

8. Mata Bor 3 mm ........................................................................

1 Buah

9. Spidol Permanen Snowman M ..................................................

1 Buah

10. Pensil Mekanik 2B ...................................................................

1 Buah

11. Penghapus karet .......................................................................

1 Buah

69

b. Bahan 1. Panel Surya PV Handal Lyfranc ...................................................................................... 1 Buah 2. Accumulator / Batere Kering 12 V ...........................................

1 Buah

3. Lampu Pijar DC 12 V / 20 W.............................................................................. 4 Buah 4. Lampu Pijar DC 12 V / 40 W ............................................................................. 1 Buah 5. Kabel NYAF 0.75 mm2 (Hitam) ...............................................

4 Meter

6. Kabel NYAF 0.75 mm2 (Merah)...............................................

4 Meter

7. Penjepit Buaya .........................................................................

3 Pasang

8. Skun kabel 1.5 mm2 ..................................................................

10 Pasang

9. Fuse Holder .............................................................................

2 Buah

10. PRT Polos (PCB Polos)............................................................

1 Lembar

11. Kertas Millimeter Block............................................................

1 Buku

12. Tinner A Special.......................................................................

½ Liter

13. Fuse 3 A...................................................................................

1 Buah

14. Fuse 1 A...................................................................................

1 Buah

15. Ferrycloride .............................................................................

1 Bungkus

16. Talam Plastik ...........................................................................

1 Buah

17. Air Bersih.................................................................................

1 Liter

18. Dudukan PCB ..........................................................................

4 Buah

19. Baut Ulir 0.5 cm.......................................................................

10 Biji

20. Baut Mur 1 cm .........................................................................

1 Buah

70

21. Baut Mur 5 cm .........................................................................

1 Buah

22. Mur kecil..................................................................................

4 Buah

23. Ring Kecil................................................................................

6 Buah

24. Heat Sink Sirip 4 x 4 cm...........................................................

1 Buah

25. Isolator Baut.............................................................................

2 Buah

26. Silicon Grease ..........................................................................

1 Buah

27. Saklar DPDT............................................................................

1 Buah

28. BOX / Chasing ukuran 100 x 80 x 200 mm ..............................

1 Buah

29. Karet kaki penyangga BOX......................................................

4 Buah

30. Karet Isolator Kabel .................................................................

4 Buah

31. Metal Switch DC 5 A / MCB DC 5 A .......................................

1 Buah

32. Resistor a. 560 Ω .................................................................................

3 Buah

b. 820 Ω .................................................................................

2 Buah

c. 470 Ω .................................................................................

1 Buah

d. 4K7 ....................................................................................

2 Buah

e. 220 Ω .................................................................................

1 Buah

33. Dioda a. 1 A (1N4002) .....................................................................

1 Buah

b. 2 A .....................................................................................

1 Buah

c. 6 A .....................................................................................

1 Buah

71

d. LED Merah Kecil ...............................................................

2 Buah

e. LED Kuning Kecil..............................................................

2 Buah

f. LED Hijau Kecil.................................................................

2 Buah

34. Integrated Circuits (IC) LM317T .............................................

1 Buah

35. Transistor 2SD438....................................................................

2 Buah

3.11Pembuatan Alat Dalam tahap pembuatan alat harus memenuhi ketentuan / estetika dan mengacu pada perancangan. 1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam perancangan. 2. Membuat / mendesain tata letak komponen dan jalur lay out (jalur hubung) pada kertas milimeter blok sebelum digambar ke Papan Rangkaian Tercetak (PRT) atau mendesain pada komputer dengan Perangkat Lunak PCB Designer. 3. Pembuatan jalur hubung (lay out) pada PRT dengan cara menempelkan sketsa yang ada pada kertas milimeter blok / hasil print out, kemudian membuat titik-titik kaki komponen yang sekaligus menjadi sketsa. Setelah itu PRT digambar ulang dengan menggunakan spidol permanen. Setelah selesai, PRT siap untuk dilarutkan pada larutan ferrychloride (FeCl3). Setelah selesai dilarutkan PRT tersebut dilarutkan kembali ke cairan Tinner A Spesial, sampai seluruh tinta yang menempel pada PRT luntur. Setelah bersih PRT siap untuk

72

dibor pada setiap daerah ataupun titik yang akan dibor untuk penempatan kaki komponen. 4. Memeriksa / mengetes keadaan seluruh lay out (jalur hubung) PRT. 5. Memeriksa / mengetes keadaan seluruh komponen yang digunakan sebelum dirangkai pada PRT. 6. Memasang komponen ke PRT. Dimana, penempatan komponen ini harus sesuai dengan tata letak komponen yang telah dirancang sebelumnya. Setelah selesai dipasang, kaki – kaki komponen ini siap untuk dipatri / disolder, setelah selesai kaki komponen yang lebih dapat dipotong agar terlihat rapi.

3.12Pengukuran Besaran Arus dan Tegangan 3.12.1 Pada Regulator Dengan Power Supply Variabel Sebagai Sumber Pengukuran

besaran arus dan tegangan

pada regulator

dengan

menggunakan Power Supply Variabel ini dilakukan untuk menguji kinerja dari regulator. Gambar 3.14 merupakan gambar rangkaian pengujian regulator.

Gambar 3.14 Pengujian rangkaian regulator dengan Power Supply

73

a. Pengukuran Tegangan dan Arus pada Rangkaian Regulator Tanpa Batere dan Tanpa Beban. Adapun langkah – langkah pengukuran yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1

Memasang alat ukur volt meter (pada TP 1, TP2, dan TP 3) dan amper meter (pada TP A, TP B dan TP C) seperti gambar percobaan 3.14, tanpa memasang batere dan beban.

2

Setelah selesai memasang alat ukur dilanjutkan dengan pemasangan Power Supply ke regulator, dan kemudian sistem diaktifkan.

3

Setelah sistem aktif (rangkaian ON) dilanjutkan dengan mengukur tegangan di TP 1 sampai dengan TP 3 dan kemudian mencatatnya pada tabel 4.1.

4

Selanjutnya dilanjutkan dengan mengukur arus yang mengalir pada TP A sampai dengan TP C, kemudian mencatatnya pada tabel 4.1.

5

Setelah selesai dilanjutkan dengan mematikan tombol daya pada power supply.

b. Pengukuran Tegangan dan Arus pada Rangkaian Regulator dengan Batere dan Tanpa Beban. Adapun langkah – langkah pengukuran yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1

Dari rangkaian pengukuran yang pertama, dilanjutkan dengan memasang batere ke rangkaian regulator sedangkan beban masih tetap terlepaskan.

2

Setelah batere terpasang, selanjutnya sistem diaktifkan.

74

3

Setelah sistem aktif, dilanjutkan dengan mengukur tegangan di TP 1 sampai dengan TP 3 dan kemudian mencatatnya pada tabel 4.2.

4

Selanjutnya dilanjutkan dengan mengukur arus yang mengalir pada TP A sampai dengan TP C, kemudian mencatatnya pada tabel 4.2.

5


c. Pengukuran Tegangan dan Arus pada Rangkaian Regulator dengan Batere dan dengan beban lampu 12V. Adapun langkah – langkah pengukuran yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1

Dari pengukuran yang kedua, dilanjutkan dengan memasang beban seperti gambar 3.14.

2

Setelah beban terpasang, selanjutnya sistem diaktifkan.

3

Mengukur Tegangan di TP 1 sampai dengan TP 3 dan kemudian mencatatnya pada tabel 4.3.

4

Mengukur Arus yang mengalir pada TP A sampai dengan TP C, kemudian mencatatnya pada tabel 4.3.

5


6

Seluruh pengukuran regulator dengan menggunakan power supply sebagai sumbernya telah selesai dilakukan.

75

3.12.2 Pengujian PLTS Sebelum pengujian PLTS dilakukan ada beberapa kreteria yang perlu diketahui terlebih dahulu, diantaranya : 1. Kesiapan Panel Surya, dimana dalam keadaan cerah, tegangan keluaran Panel Surya sebesar 17 Volt (nominal) sesuai dengan spesifikasi modul. 2. Kesiapan Regulator, tegangan keluaran dari regulator sebesar 14V. Agar regulator ini dapat digunakan untuk mengisi batere, maka batere yang digunakan harus memiliki tegangan nominal sebesar 12V DC. 3. Seluruh proteksi yang ada didalam regulator harus bekerja bila terjadi hubung singkat / kelebihan beban pada keluaran regulator ataupun pada keluaran beban.

Gambar 3.15 dibawah ini merupakan gambar rangkaian pengujian PLTS yang dilakukan beberapa hari dalam keadaan cuaca cerah.

Gambar 3.15 Pengujian PLTS

76

Adapun langkah – langkah pengukuran yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Memasang panel surya kearah khatulistiwa dengan sudut kemiringan 8º. 2. Memasang alat ukur volt meter (pada TP 1, TP2, dan TP 3) dan amper meter (pada TP A, TP B dan TP C) seperti gambar percobaan 3.15. 3. Setelah selesai memasang alat ukur dilanjutkan dengan pemasangan kabel penghantar dari panel surya ke regulator, dan kemudian sistem diaktifkan. 4. Setelah sistem PLTS aktif, maka dilanjutkan dengan mengukur tegangan di TP 1 sampai dengan TP 3 dan kemudian mencatatnya pada tabel 4.4, dengan beban masing – masing sebagai berikut : Lampu DC 12 V dengan daya 20W, 40W, 60W, dan 80W. 5. Mengukur Arus yang mengalir pada TP A sampai dengan TP C, kemudian mencatatnya pada tabel 4.4, dengan beban masing – masing sebagai berikut : Lampu DC 12V dengan daya 20W, 40W, 60W, dan 80W. 6. Setelah selesai, pengukuran dilanjutkan pada hari berikutnya dan hasilnya dicatat pada tabel 4.5 dan 4.6. 7. Setelah semuanya selesai dilakukan, lepaskan seluruh rangkaian.

77

BAB IV ANALISA DATA

4.1

Data dan Analisa Data

Tabel 4.1 Hasil pengukuran rangkaian regulator dengan menggunakan power supply sebagai sumber pada keadaan regulator tanpa terhubung dengan batere dan beban. Tegangan (Volt) Power Supply 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Arus (mA)

TP 1

TP 2

TP 3

TP A

TP B

TP C

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0 0.2 1 1.8 1.8 3.6 4.5 5.5 6.4 7.3 8.2 9.6 10.25 11.25 12.25 13.25 14 14 14

0 0.2 1 1.8 1.8 3.6 4.5 5.5 6.4 7.3 8.2 9.6 10.25 11.25 12.25 13.25 14 14 14

0 0 0 0 0 5 6 8 10 10 15 20 20 20 20 25 25 30 30

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Berdasarkan data hasil pengukuran pada tabel 4.1, pada saat tegangan sumbernya 0 V, tegangan keluaran / output dari regulator (TP 2) adalah 0 V, dan konsumsi arus dari regulator adalah 0 mA, pada saat tegangan sumber 1 V, tegangan

78

keluaran regulator adalah 0.2 V sedangkan konsumsi arusnya adalah 0 mA, begitu seterusnya regulator mendapat tegangan sumber sebesar 5 V dengan tegangan keluaran regulator sebesar 3.6 V dan dengan konsumsi arus sebesar 5 mA. Pada saat tegangan sumber 6 V, tegangan keluaran dari regulator masih tetap rendah, yaitu sebesar 4.5 V, sedangkan konsumsi arusnya mulai naik menjadi 6 mA. Begitu seterusnya sampai pada tegangan sumber 16 V, tegangan keluaran dari regulator akan mencapai sebesar 14 V dengan konsumsi arus sebesar 30 mA. Konsumsi arus regulator dan tegangan keluaran dari regulator akan tetap sama sampai maksimum tegangan sumber yang diukur maksimum (sebesar 18 V).

Berikut adalah grafik konsumsi arus dari regulator pada keadaan regulator tanpa terhubung dengan batere dan beban Grafik Konsumsi Arus Regulator 35

Arus Regulator (mA)

30 25 20 Arus Regulator 15 10 5 0 0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

Tegangan Sumber (Volt)

Grafik 4.1 Konsumsi Arus dari Regulator pada keadaan Regulator tanpa Batere.

79

Tabel 4.2 Hasil pengukuran rangkaian regulator dengan menggunakan power supply sebagai sumber dengan keadaan batere terhubung pada keluaran regulator. Tegangan (Volt) Power Supply 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Arus (mA)

TP 1

TP 2

TP 3

TP A

TP B

TP C

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 11 11 11 11 11.25 11.25

0 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 11 11 11 11 11.25 11.25

0 0 0 0 0 5 5 10 10 10 10 20 20 25 220 240 480 640 760

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.7 150 170 440 600 720

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

*) Keadaan batere yang digunakan disini adalah muatan batere dalam keadaan kosong (low batt). Berdasarkan data hasil pengukuran pada tabel 4.2, pada saat tegangan sumbernya 0 V, tegangan keluaran / output dari regulator (TP2) adalah 0 V, dan konsumsi arus dari regulator adalah 0 mA, pada saat tegangan sumber 1 V, tegangan keluaran regulator adalah 10.5 V (karena adanya batere, maka tegangan yang terukur disini adalah tegangan batere) sedangkan konsumsi arusnya adalah 0 mA, begitu

80

seterusnya. Pada saat regulator mendapatkan tegangan sumber sebesar 5 V, tegangan keluaran yang terukur masih tetap sama sebesar 10.5 V tetapi disini regulator sudah mulai mengkonsumsi arus. Arus yang dikonsumsi regulator sebesar 5 mA. Begitu seterusnya sampai tegangan sumber mencapai 12 V. Pada saat tegangan sumber mencapai 13 V, tegangan keluaran regulator (TP 2) mulai naik yaitu sebesar 11 V, dan pada kondisi ini terukur arus yang mengalir dari regulator ke batere sebesar 7 mA. Pada kondisi ini regulator akan bekerja untuk mengisi muatan pada batere (charging). Keadaan ini terus berlanjut sampa dengan tegangan sumber maksimum dan sampai seluruh muatan pada batere tersebut penuh.

Grafik berikut ini adalah grafik dari arus regulator saat batere terhubung dengan keluaran regulator. Grafik Arus Pada Regulator saat terpasang Batere 800 Arus Terukur (mA)

700 600 500 TP A

400

TP B

300 200 100 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18


Grafik 4.2 Arus Pengisian Batere

20

81

Keterangan Gambar : TP A

: Grafik konsumsi arus (arus total) pada regulator.

TP B

: Grafik arus keluaran / output dari regulator / arus pengisian batere.

Tabel 4.3 Hasil pengukuran rangkaian regulator dengan menggunakan power supply sebagai sumber dengan keadaan batere terhubung pada keluaran regulator dan dibebani dengan lampu pijar.

Tegangan (Volt) Power Supply 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Arus (mA)

TP 1

TP 2

TP 3

TP A

TP B

TP C

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

0 0 0 0 0 5 10 20 20 20 20 22.5 22.5 22.5 30 150 450 650 760

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 75 300 600 700

1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670 1670

*) Keadaan muatan batere yang digunakan disini adalah dalam keadaan penuh (Full)

82

Berdasarkan data hasil pengukuran pada tabel 4.3, dapat dilihat bahwa tegangan 0 – 14 V arus pengisian muatan batere (TP B) masih tetap 0 (Nol), sedangkan arus beban tetap sebesar 1670 mA. Pada saaat tegangan sumber naik menjadi 15 V, arus pengisian batere akan menjadi 75 mA begitu seterusnya sampai tegangan sumber maksimum, arus pengisiannya akan menjadi 700 mA.

Berikut adalah grafik arus konsumsi regulator yang dibebani dengan beban lampu pijar. Grafik Konsumsi Arus Regulator Saat Terbebani 800 700

Arus (mA)

600 500 TP A

400

TP B

300 200 100 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


Grafik 4.3 Konsumsi Arus dan arus keluaran dari regulator saat terbebani.

Keterangan Gambar : TP A

:

Grafik konsumsi arus (arus total) pada regulator.

TP B

:

Grafik arus keluaran / output dari regulator.

83

Tabel 4.4 Hasil Pengujian PLTS pada 8 Mei 2007 Besaran yang diukur No

Waktu

TP 1 / Vs (Volt)

1

08.00

12.5

2

09.00

13

3

10.00

13.5

4

11.00

17

5

12.00

17

6

13.00

17

7

14.00

17

8

15.00

15.8

9

16.00

15

10

17.00

12.8

Jumlah Lampu 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

Tegangan (Volt)

Arus (mA)

TP 2

TP 3

TP A

TP B

TP C

12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12 12 12 11.5 11.5 12 12 12 11.5 11.5 12 12 12 11.5 11.25

12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12 12 12 11.5 11.5 12 12 12 11.5 11.5 12 12 12 11.5 11.25

40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 200 240 280 310 360 120 140 160 190 220 40 40 40 40 40

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 150 180 240 270 290 70 95 120 140 160 0 0 0 0 0

0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700

84


Waktu

TP 1 / Vs (Volt)

1

08.00

12

2

09.00

12.8

3

10.00

14

4

11.00

17

5

12.00

17

6

13.00

17

7

14.00

17

8

15.00

17

9

16.00

14.25

10

17.00

12

Jumlah Lampu 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

Tegangan (Volt)

Arus (mA)

TP 2

TP 3

TP A

TP B

TP C

12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12 12 12 11.5 11.5 12 12 12 11.5 11.25

12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12 12 12 11.5 11.5 12 12 12 11.5 11.25

40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 45 50 60 70 90 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 45 50 60 70 90 40 40 40 40 40

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 10 15 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 0 5 5 10 15 0 0 0 0 0

0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700

85


Waktu

TP 1 / Vs (Volt)

1

08.00

12.5

2

09.00

12.8

3

10.00

13.5

4

11.00

14

5

12.00

17

6

13.00

17

7

14.00

17

8

15.00

17

9

16.00

13.5

10

17.00

12

Jumlah Lampu 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

Tegangan (Volt)

Arus (mA)

TP 2

TP 3

TP A

TP B

TP C

12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25

12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12.5 12.5 12.5 12 11.8 12 12 12 11.5 11.25 12 12 12 11.5 11.25

40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 45 50 60 70 90 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 490 490 500 505 510 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 10 15 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 430 430 450 460 460 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700 0 1670 3400 5000 6700

86

Tabel 4.4 – 4.6 diatas merupakan tabel hasil pengujian PLTS yang dibuat dari pukul 08.00 – 17.00 pada hari yang berbeda – beda yang dipilih secara acak pada bulan Mei 2007. Pada grafik 4.4 dibawah ini memperlihatkan grafik keluaran tegangan panel surya terhadap waktu penyinaran.

Grafik Keluaran Panel Surya Terhadap Waktu Penyinaran 18

Tegangan Panel (V)

17 16 15

8 Mei 2007

14

10 Mei 2007

13

15 Mei 2007

12 11 10 7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 Waktu Penyinaran

Grafik 4.4 Keluaran Tegangan Panel Surya Terhadap Waktu Penyinaran

Grafik 4.4 diatas merupakan grafik tegangan keluaran Panel Surya terhadap waktu penyinaran. Dimana Panel Surya dalam keadaan terbebani oleh regulator dan batere (tanpa beban lampu), yang dibuat dari pukul 08.00 – 17.00 pada hari yang berbeda – beda (pada bulan Mei 2007) yang dipilih secara acak dengan keadaan cuaca cerah. Dari grafik 4.4 diatas dapat dilihat bahwa walaupun hari pada saat pengukuran sama – sama cerah, ternyata didapatkan bahwa selama melakukan

87

pengukuran tegangan keluaran panel surya pada melakukan pengukuran dari pukul 08.00 – 11.00 Wita dan 15.00 – 17.00 Wita tidak sama (ini dikarenakan adanya perbedaan intensitas cahaya yang ditangkap oleh panel surya). Dan pada saat panel surya mendapatkan penyinaran yang optimal, tegangan keluaran dari panel surya menjadi optimal juga (sebesar 17V). Pada grafik 4.5 dibawah ini memperlihatkan grafik konsumsi arus pada regulator pada beban 40W, terhadap waktu penyinaran.

Grafik Konsumsi Arus Pada Regulator Pada Beban 40W, Terhadap Waktu Penyinaran 600

Arus (mA)

500 400

8 Mei 2007 10 Mei 2007

300

15 Mei 2007

200 100 0 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Waktu Penyinaran

Grafik 4.5 Konsumsi Arus Pada Regulator Pada Beban 40W, Terhadap Waktu Penyinaran.

Grafik 4.5 diatas merupakan grafik konsumsi arus regulator pada beban lampu pijar 40W terhadap waktu penyinaran. Dari grafik 4.5 diatas dapat dilihat bahwa walaupun beban dan waktu pengukurannya sama, ternyata didapatkan hasil

88

pengukuran yang berbeda – beda pada setiap harinya (ini dikarenakan adanya perbedaan intensitas cahaya yang ditangkap oleh panel surya). Grafik 4.6 berikut ini merupakan grafik keluaran arus dari regulator saat terbebani terhadap waktu penyinaran.

Grafik Keluaran Arus Dari Regulator Saat Terbebani Terhadap Waktu Penyinaran 500

Arus (mA)

400 300

8 Mei 2007 10 Mei 2007

200

15 Mei 2007

100 0 7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

-100 Waktu Penyinaran

Grafik 4.6 Keluaran Arus Dari Regulator Saat Terbebani, Terhadap Waktu Penyinaran.

Pada grafik 4.6 diatas merupakan grafik keluaran dari regulator saat terbebani dengan beban 40W, terhadap waktu penyinaran. Dari grafik 4.6 diatas dapat dilihat bahwa walaupun beban dan waktu pengukurannya sama, ternyata didapatkan hasil pengukuran yang berbeda – beda pada setiap harinya (ini dikarenakan adanya perbedaan intensitas cahaya yang ditangkap oleh panel surya).

89

4.2

Pembahasan Berdasarkan data pengukuran tabel 4.1, regulator akan bekerja secara

optimal (menghasilkan tegangan keluaran stabil sebesar 14V) jika tegangan sumbernya berada pada rating tegangan sama ataupun lebih besar dari 16V. Dari tabel 4.1 dan grafik 4.1 dapat dilihat bahwa, konsumsi arus dari regulator akan terus naik seiring dengan kenaikan tegangan sumbernya sampai keluaran / output dari regulator mencapai tegangan nominal (sebesar 14V). Ini berarti pada saat tegangan keluaran telah mencapai tegangan nominal (14V) maka arus konsumsi dari regulator (tanpa beban dan batere) ini adalah 30 mA. Berdasarkan perancangan (pada bab III), besarnya keluaran / output regulator yang dirancang (saat tegangan panel nominal) adalah sebesar : 13.4V, dimana besarnya R3 sebesar 220 ,

R4 sebesar 2349 ,

R5 sebesar 0.6 , maka

VOUT –nya sebagai berikut : VOUT = VREG − VR 5 − VD 4     ( R 3 + R 5)  VOUT = V REF 1 +  + I adj ( R 3 + R 5)  − ( I R 5 R5 ) − V D 4  R2          (2349 + 0.6)  VOUT = 1.251 +  + 100 µA(2349 + 0.6)  − (1 • 0.6) − 0.6 220          (2349.6)  VOUT = 1.251 +  + (100 µA • 2349.6)  − 0.6 − 0.6 220     

VOUT = [(14.6 + 0.0235) − 1.2]

90

VOUT = 14.625 − 1.2 VOUT = 13.4235 VOUT = 13.4 (pembulatan) sedangkan hasil pengukuran dari keluaran regulator adalah 14V. Perbedaan ini disebabkan oleh mutu dari komponen yang kurang baik atau dengan kata lain komponen kelas utama (I) maupun kelas dua (II) tidak digunakan dalam pembuatan regulator ini karena jenis komponen kelas utama ini tidak dijual dipasaran melainkan hanya kelas III yang dijual bebas dipasaran sehingga komponen jenis ini yang digunakan. Selain itu disebabkan oleh adanya toleransi – toleransi dari penggunaan nilai komponen, misalnya pada nilai resistor. Berdasarkan data pengukuran pada tabel 4.2, regulator akan mulai bekerja untuk mengisi batere (charging) pada saat keluaran tegangan dari regulator ini lebih besar dari tegangan batere. Dilihat dari data tersebut keadaan tegangan batere adalah sebesar 10.5 V dari tegangan nominal batere yang digunakan yaitu sebesar 12V. Ini berarti muatan dari batere ini kosong (Low Batt). Sehingga dari keadaan batere yang low batt ini maka regulator akan bekerja secara otomatis untuk mengisi batere pada saat tegangan sumbernya mencapai 13V atau pada saat regulator mempunyai tegangan keluaran sebesar 11V. Berdasarkan tabel 4.2 dan grafik 4.2 dapat dilihat bahwa regulator akan mulai mengisi pada saat regulator mendapatkan tegangan sumber sebesar 13 V. Arus pengisian pada kondisi saat ini sebesar 7 mA, dan ini akan terus meningkat seiring meningkatnya tegangan sumberyang masuk untuk mencatu

91

regulator tersebut. Jika tegangan pada batere sudah mencapai tegangan maksimum, yaitu sebesar 14 V maka secara otomatis arus yang mengalir ke batere akan berhenti sehingga kemungkinan terjadinya pengisian yang berlebihan (over charging) tidak akan terjadi. Dari data pengujian PLTS (Tabel 4.4 – 4.6) dapat dilihat bahwa konsumsi arus dari regulator saat mengisi muatan batere (charging) pada tegangan Panel Surya nominal (17 V) didapatkan bahwa arus konsumsi regulator tetap stabil yaitu sebesar 490 mA dan arus yang mengalir ke batere sebesar 430 mA (dalam keadaan tanpa beban) dan dalam keadaan terbebani maksimum (saat lampu berjumlah empat buah) konsumsi arus regulatornya adalah 400 mA dan arus yang mengalir ke batere adalah 460 mA. Keadaan ini sama setiap harinya, ini terjadi karena didalam modul regulator PLTS yang dirancang dan dibuat, terdapat rangkaian pengatur tegangan dan arus. Sehingga pengisian batere pada setiap harinya akan selalu stabil sehingga pengisian muatan yang berlebihan (over charging) tidak akan terjadi. Karena keluaran dari batere diatur arus maksimumnya sebesar 5A. Maka daya keluaran maksimumnya adalah : P =V ×I P = 12 × 5 P = 60W

Jadi keluaran maksimum dari batere adalah 60 W pada tegangan nominal.

92

Dari seluruh data pengukuran PLTS diatas didapatkan bahwa, pada saat arus beban melebihi 5A, rangkaian proteksi bekerja untuk memutuskan aliran listrik dari batere ke beban. Sehingga kelebihan beban (over load) tidak terjadi.

93

BAB V PENUTUP

5.1

Simpulan Adapun kesimpulan yang dapat penulis berikan dari Pembuatan Simulasi

PLTS ini, adalah dengan telah dibuatnya Simulasi PLTS ini, penulis dapat memberikan gambaran tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) kepada masyarakat. Selain itu dengan adanya rangkaian regulator pada PLTS, pengisian batere pada PLTS pada setiap harinya selalu stabil sehingga tidak terjadi pengisian yang berlebihan (over charging). Dan dari Simulasi PLTS yang telah dibuat, dapat menghasilkan tegangan nominal sebesar 12V dengan daya maksimum 60W.

5.2

Saran dan Harapan Adapun saran yang penulis dapat sampaikan sehubungan dengan

perancangan dan pembuatan Simulasi PLTS ini adalah agar pengembangan selanjutnya dapat dibuat PLTS dengan menggunakan regulator dengan sistem Microcontroller yang mempunyai kehandalan sistem yang sangat baik. Selain itu PLTS yang dibuat untuk kedepannya agar dicoba dengan menggunakan beban induktif yang dayanya besar. Harapan terbesar dari penulis, semoga sebagian ataupun seluruh isi dari Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis, lembaga, maupun masyarakat lainnya.

94

DAFTAR PUSTAKA

Barmawi, Malvino. 1987. Prinsip-prinsip Elektronika, Jakarta : Erlangga. Bishop, Owen. 2004, Dasar – Dasar Elektronika, Jakarta, Erlangga Budiman, Arif, 2003, Kamus Istilah Teknik Elektronika, Bandung, M2S Budiono, Chayun. 2001, Tantangan dan Peluang Usaha Pengembangan Sistem Energi Fotovoltaik di Indonesia, Seminar Nasional Sel Surya I dan Workshop, Surabaya, 19 – 20 September 2001 Chattopadhyay, D. et al, Sutanto (Penerj.), 1989, Dasar Elektronika, Jakarta, UI Press. National Semiconductor. 1997, LM117/217/LM317 3-Terminal Adjustable Regulator : National Semiconductor Corporation. Naibaho, 1994, Teknik Tenaga Listrik Tenaga Surya, Malang, PPPGT VEDC Primantara, Agus, 1994, Teknik Tenaga Listrik Tebaga Surya, Malang, PPPGT VEDC Reka Rio, S & Masamori Iida. 1982, Fisika dan Teknologi Semikonduktor, Jakarta, PT. Pradnya Paramita. Rusdianto, Eduard. 1999, Penerapan Konsep Dasar Listrik dan Elektronika, Yogjakarta, Kanisius. Sigalingging, Karmon. 1994, PLTSurya, Bandung, Tarsito. Soedjono, Hartanto. 1990, Merakit Elektronika, Semarang, Dahara Prize Sumisjokartono. 1985, Elektronika Praktis, Jakarta, PT. Multi Media. ST. 1999, Data Sheet LM117/217/LM317, ST Corporation Warsito, S. 1983, Sirkit Arus Searah, Jakarta, Karya Utama. Warsito, S. 1995, Vademekum Elektronika, Jakarta, PT. Gramedia Pustaka Utama. Woolard, Barry. 1993. Elektronika Praktis, Jakarta, PT. Pradnya Paramita. ________, Akumulator, http://www.google.com/, 12/12/2006 ________, Capacitor, http://www.uoguelph.ca/~antoon/, 25/03/2006

95

________, Resistor, http://www.williamson-labs.com/, 23/12/2006 ________, Solar Cell, http://micro.magnet.fsu.edu/, 21/12/2006 ________,Solar Panel Photovoltaic, http://id.wikipedia.org/, 7/08/ 2006

1

LAMPIRAN

2

LAMPIRAN 1 SPESIFIKASI BAHAN SEMIKONDUKTOR YANG DIGUNAKAN

1

SPESIFIKASI DIODA 6A

3

2

SPESIFIKASI IC LM317T

4

3

SPESIFIKASI DIODA 1N4002

5

4

SPESIFIKASI TRANSISTOR 2SD438

6

5

SPESIFIKASI PANEL SURYA

Panel Surya merek Handal model Lyfranc.

•

Daya Nominal 15 W

•

Tegangan Nominal 17 Volt

•

Arus Nominal 0.8 A

•

Tegangan tanpa beban 21.60Volt

•

Arus hubungsingkat 1.5 A

7

LAMPIRAN 2 SKEMA RANGKAIAN REGULATOR SIMULASI PLTS

Skema rangkaian lengkap dari Regulator yang di buat

Spesifikasi Regulator : Ø Fungsi Utama Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

Tipe Regulator Tegangan Sumber Arus Sumber Maksimum Arus Maksimum Pengisian Arus Maksimum Pembebanan Konsumsi Arus Regulator (Tanpa Batere dan Tanpa Beban) Tegangan Pengisian Jenis Batere yang dapat digunakan Rating Batere Fasilitas Alat

: Over Charging and Over Discharging Protection. : Gambungan Seri dan Paralel : 17 V (Nominal). : 1.5 A. : 1.5 A. : 5 A. : 40 mA (Nominal). : : : :

13.4 V. Lead Acid, Ni – Cad, Ni – MH. 12 V, 0.5 – 20 AH. PV Indicator (PVI), Charger Over Load (COL), Over Load and Short Circuit Protections (OSP), Revese Polarity Protection (RPP).

8

LAMPIRAN 3 LAY OUT PCB / JALUR PRT REGULATOR

Tata Letak Komponen

Jalur PRT

9

LAMPIRAN 4 SPESIFIKASI ACCUMULATOR (BATERE)

Foto Accumulator yang digunakan

Spesifikasi Batere : Ø Merek Batere Ø Model Batere Ø Jenis Batere Ø Ø Ø

Tegangan Nominal Amper Jam (AH) Produk

: BB Batere : BP7 - 12 : Lead Acid, sealed maintenance and free rechargeable battery. : 12 V : 7 AH : China

10

LAMPIRAN 5 FOTO – FOTO KEGIATAN

Foto Uji Coba Simulasi PLTS

11

Foto Ujian Tugas Akhir 30 Juli 2007, Waktu Pukul 10.00 – 12.15 Wita

TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SIMULASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

Recommend Documents