solar sel berbasis mikrokontroller, inverter dc to ac
Post on 23-Jun-2015
404 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN TUGAS AKHIR
PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM ENERGI
MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK PANEL
SURYA SECARA OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI
DISUSUN DAN DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI
SYARAT - SYARAT MEMPEROLEH GELAR DIPLOMA III
POLITEKNIK
DIUSULKAN OLEH :
IWAN RUHIYANA 3206120306
JANUAR FIRMANSYAH 320612032Z
SELDI BUDIARTA 3206120501
JURUSAN TEKNIK MESIN
PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
DEPOK
2009
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM
TEKNIK ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI
PENGGERAK OTOMATIS DENGAN SISTEM
KOMPUTERISASI
Disusun oleh :
Seldi Budiarta 3206120501
Januar Firmansyah 320612032Z
Iwan Ruhiyana 3206120306
Tugas Akhir ini telah disetujui untuk diujikan
Pembimbing
Indra Silanegara, ST, MTI
NIP. 196906051 198911 1 001
iii
LEMBAR PENGESAHAN
PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM TEKNIK
ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK
OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI
Disusun oleh :
Seldi Budiarta 3206120501
Januar Firmansyah 320612032Z
Iwan Ruhiyana 3206120306
Diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta
Agustus 2009
Penguji :
1. Tatun H Nufus , MSI 1. ....................................
NIP.19660416 199512 2 001
2. P. Jannus ST, MT 2. ....................................
NIP.19630426 198803 1 004
3. Gungun Ramdlan Gunadi, MT 3. ....................................
NIP.19630426 198903 1 001
Disahkan oleh
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta
Ketua Jurusan
Fachruddin, ST, MT
NIP. 19560201 198603 1 002
iv
LEMBAR PERNYATAAN PLAGIASI
Kami yang bertanda tangan dibawah ini :
1. Seldi Budiarta 3206120501
2. Januar Firmansyah 320612032Z
3. Iwan Ruhiyana 3206120306
Menyatakan bahwa judul dan isi laporan tugas akhir ini bebas dari plagiasi.
Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya.
Depok, Agustus 2009
a.n Kelompok TA
Seldi Budiarta
NIM. 3206120501
v
ABSTRAK
Rancang bangun alat peningkatan kinerja solar sel dengan menggunakan
sistem komputerisasi merupakan suatu alat yang dirancang untuk meningkatkan
kinerja solar sel berupa intensitas dan tegangan yang tinggi, karena dalam proses
konversi energinya intensitas cahaya matahari sangat berpengaruh terhadap
tegangan yang dihasilkan solar sel. Semakin besar intensitas yang diterima solar
sel, maka semakin besar juga tegangan yang dihasilkan solar sel tersebut. Agar
intensitas yang diterima solar sel besar maka panel surya hendaknya dihadapkan
tepat ke arah matahari (intensitas tertinggi). Maka daripada itulah penggerak
secara otomatis dibuat.
Dalam pengerjaan alat ini hal yang perlu diperhatikan adalah
menentukan besarnya tegangan maksimal dari solar sel tersebut, sehingga
dengan itu kita dapat menentukan motor DC apa yang tepat digunakan untuk
penggerak panel solar sel tersebut. Setelah mengetahui spesifikasi motor DC
tersebut, maka dilanjutkan dengan pembuatan konstruksi dan rangkaian
mikrokontroller.
Untuk memerintahkan motor menggerakkan panel ke arah intensitas
tertinggi dengan pedoman pada sensor cahaya yang dipasang pada panel surya
tersebut.
Sehingga dengan penggerak panel secara otomatis ini nantinya solar sel
mampu menghasilkan tegangan yang maksimal yang mana setelah diberi beban
AC ataupun DC akan diketahui intensitas, arus dan tegangannya melalui
komputer berupa grafik.
Intensitas,solar sel,gerak panel,tegangan DC-AC
vi
ABSTRAK
For using higher solar cell, with use the DC motor as otomatis system,
could be doping by computerize thing which build for solar cell high level. In
proccesing for energy conversed insiden solar cell, the intense of sight is very
impacted to output voltage. When the intense keeping on higher ,to output voltage
on that solar cell. For intensity more keep on higher, the solar cell, has to
directing to the sun, thets why the otomatis system made it.
For the proccesing made it ouput voltage on the solar sel is very impacted
for search DC motor, after that next to made a konstruction of solar cell panel.
The microcontroller use for move solar cell as otomatis system to the high intense,
with injfluence to the light sensor.
With use the motor DC as otomatis system, the solar sel can result to
maksimum output voltage, Direct Curent or Alternating Curent, and the graph of
intenze, voltage can you see on the computerize.
Intensity, solar cell, DC-AC,Voltage.
vii
KATA PENGANTAR
Bismillahhirrahmanirrahim
Segala pujian dan syukur hanya ditujukan kepada Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat, nikmat, hidayah dan karunia-Nya, sehingga dengan seizin-
Nya penulis mampu menyelesaikan penulisan dan pembuatan Tugas Akhir ini
yang berjudul “Peningkatan kinerja solar sel laboratorium teknik energi dengan
menggunakan motor DC sebagai penggerak panel secara otomatis dengan sistem
komputerisasi”. Tugas akhir ini disusun dan dibuat untuk melengkapi persyaratan
memperoleh gelar Diploma III Politeknik Negeri Jakarta Jurusan Teknik Mesin
Program Studi Teknik Energi.
Sehubungan dengan penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Indra Silanegara, ST, MTI selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
2. Tatun Hayatun Nufus, ST, MT selaku Dosen Energi Alternatif 3. Rekan kelompok tugas akhir penulis, yaitu : Januar Firmansyah, Iwan
Ruhiyana, dan Seldi Budiarta, serta rekan-rekan mahasiswa Politeknik
Negeri Jakarta Program Studi Teknik Energi, khususnya kelas 6 i.
Penulis mengharapkan apa yang telah disusun dalam penulisan ini dapat
berguna bagi penulis dan rekan-rekan mahasiswa pada umumnya. Penulis
menyadari masih ada kekurangan-kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini,
tentu saja saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat diharapkan agar
di lain waktu Tugas Akhir ini dapat dikembangkan secara lebih baik.
Depok, Agustus 2009
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................ i
Lembar Persetujuan .................................................................................... ii
Lembar Pengesahan ................................................................................ iii
Lembar Pernyataan Bebas Plagiasi.............................................................. iv
Abstrak ...................................................................................................... v
Kata Pengatar ............................................................................................ vii
Daftar Isi .................................................................................................... viii
Daftar Tabel .............................................................................................. x
Daftar Gambar ........................................................................................... xi
Daftar Lampiran ......................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 1 1.2 Permasalahan ................................................................................... 2 1.3 Pembatasan Masalah ....................................................................... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat ........................................................................ 2 1.5 Gambar 3 (tiga) Dimensi ................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi Surya ............................................................................................. 4
2.2 Radiasi Surya ................................................................................... 5 2.3 Sel Surya (solar sel) ......................................................................... 6
2.3.1 Prinsip Kerja Sel Surya Konvensional Silikon .................... 7 2.3.2 Pengaruh Suhu pada Sel Surya ............................................ 9 2.3.3 Pemasangan Sel Surya ......................................................... 9
2.4 Penyimpanan Arus Listrik ............................................................... 10 2.4.1 Pengisian Baterai .................................................................. 10 2.4.2 Cara-cara Pengisian Baterai ( Aki ) ..................................... 11 2.4.3 Alat Pengatur Energi Baterai ( BCR ) .................................. 14 2.4.4 Beban ................................................................................... 15
2.5 Motor DC ......................................................................................... 15 2.5.1 Prinsip Dasar Membangkitkan Tenaga Putaran .................. 17 2.5.2 Prinsip-prinsip dari Motor DC ............................................. 18 2.5.3 Hubungan Antara Tenaga Putaran dan Kecepatan .............. 18
2.6 LDR ................................................................................................. 20 2.7 Inverter ............................................................................................. 20
ix
2.8 Seperangkat Mikrokontroller ........................................................... 21
BAB III PERANCANGAN PRODUK
3.1 Perhitungan ...................................................................................... 22 3.1.1 Metode Pembuatan dan Ukuran per Bagian ....................... 22 3.1.2 Analisa Perhitungan Daya Motor ................................... 24 3.1.3 Spesifikasi Komponen ............................................... 25
3.2 Gambar per Bagian ....................................................................... 28
BAB IV REALISASI RANCANG BANGUN
4.1 Gambar Lengkap dan Spesifikasinya ............................................... 30 4.2 Jadwal Pelaksanaan ....................................................................... 32 4.3 Biaya ............................................................................................... 33
BAB V PENGUJIAN HASIL
5.1 Deskripsi Pengujian ....................................................................... 34 5.2 Prosedur Pengujian ....................................................................... 35 5.3 Data Hasil Pengujian dan Analisa ................................................... 37
BAB VI PENUTUP
6.1 KESIMPULAN ............................................................................. 50 6.2 SARAN .......................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 52
LAMPIRAN .............................................................................................. 53
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 5.1 Pengujian Daya DC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°). 37
Tabel 5.2 Pengujian Daya AC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°). 38
Tabel 5.3 Pengujian Daya DC Panel Mengarah pada Matahari 39
Tabel 5.4 Pengujian Daya AC Panel Mengarah pada Matahari 40
Tabel 5.5 Nilai Rata-rata pada semua Pengujian pada Beban DC 41
Tabel 5.6 Nilai Rata-rata pada semua Pengujian pada Beban AC 45
xi
DAFTAR GAMBAR
HALAMAN
2.1 Gambar 3 Dimensi PLTS 4
2.2 Standar Spektrum Radiasi Surya 5
2.3 Struktur Sel Surya Silikon pn-junction 7
2.4 Cara Kerja Sel Surya Silikon 7
2.5 Karakteristik Kurva I-V pada Sel Surya 8
2.6 Bagian-bagian Motor DC 15
2.7 Struktur Motor DC 18
2.8 Sirkuit Ekuivalen untuk Motor DC 18
2.9 Motor DC dengan Kecepatan Karakteristik 19
2.10 Inverter 20
2.11 Skema Mikrokontroller 21
5.1 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua Pengujian
Untuk Beban DC 41
5.2 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua Pengujian
untuk Beban AC 45
5.3 Perbandingan Tegangan pada Output Solar Sel terhadap Waktu
pada Kondisi Konstan dan Otomatis 47
5.3 Penurunan Tegangan terhadap Beban dan Waktu 48
xii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Skema Pemakaian Beban Langsung dari Solar Sel
2. Flowchart
3. Blok Diagram
4. Skema Charger AKI dan Suplay Arus Mikrokontroller
5. Data Sheet AVR 8535
6. Skematic AVR 8535
7. LDR
8. Gambar Asli (beban)
9. Gambar Asli (tampak samping)
10. Gambar Asli (tampak depan)
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Solar sel (sel surya) merupakan suatu komponen elektronika yang terbuat
dari bahan semikonduktor berupa silikon atau germanium yang digunakan untuk
mengubah energi surya menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah DC.
Energi surya ini sangat potensial digunakan karena dapat diterima hampir di
seluruh permukaan bumi. Di samping itu energi surya merupakan alternatif bagi
cadangan sumber energi yang hampir habis dengan konsumsi energi yang
semakin besar.
Energi yang dihasilkan sel surya bergantung pada intensitas matahari
yang diterima oleh sel surya tersebut, semakin besar intensitas yang diterima oleh
sel surya maka semakin besar energi yang dihasilkan oleh sel surya tersebut,
begitu juga sebaliknya semakin kecil intensitas yang diterima oleh sel surya
tersebut maka semakin kecil energi yang dihasilkan.
Maka dari itu agar sel surya dapat menerima intensitas matahari dengan
maksimal, sel surya tersebut sebaiknya difokuskan ke arah intensitas matahari
yang tertinggi dengan menggerakkan panel surya dengan sistem kontrol.
Dengan memperhatikan hal di atas maka kami mencoba untuk
mengembangkan pemanfaatan energi ini melalui tugas akhir yang berjudul
“Peningkatan kinerja solar sel laboratorium teknik energi menggunakan motor DC
untuk menggerakkan panel surya secara otomatis dengan sistem komputerisasi”
dan sekaligus menerapkan ilmu teknik energi yang didapat untuk hal yang
bermanfaat dan memiliki maslahat yang tinggi untuk pengembangan ilmu
pengetahuan, masyarakat, bangsa dan negara.
2
1.2 Permasalahan
Dalam rancang bangun tugas akhir ini, permasalahan yang harus
diperhatikan adalah:
1. Bagaimana kinerja dari sel surya setelah diberi penggerak panel dengan
sebelum diberi penggerak panel dan faktor yang mempengaruhi tegangan
yang dihasilkan solar sel?
2. Komponen apa saja yang digunakan untuk meningkatkan kinerja dari solar
sel dan apa peranan komponen tersebut?
1.3 Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah pada penulisan tugas akhir ini diprioritaskan pada:
1. Diprioritaskan pada bagaimana agar solar sel dapat bekerja secara
maksimal dan energinya dapat digunakan dalam bentuk beban DC maupun
beban AC.
2. Perbandingan kinerja dari solar sel setelah menggunakan penggerak motor
dengan tanpa menggunakan motor (posisi panel konstan 1800).
1.4 Tujuan dan Manfaat
Kegunaan alat ini adalah sebagai aplikasi atau perwujudan dalam bentuk
realisasi mata kuliah yang telah diterima oleh penulis. Rancangan bangun ini
bertujuan untuk :
1. Meningkatkan kinerja dari solar sel laboratorium teknik energi dengan
menggunakan motor DC sebagai penggerak panel surya.
2. Pemanfaatan sumber energi surya sebagai energi alternatif.
3. Untuk mengetahui perbandingan nilai tegangan keluaran dari solar sel
sebelum dan setelah menggunakan motor penggerak panel.
4. Sebagai sarana praktikum di Laboratorium Teknik Energi dan untuk
pengembangan program mata kuliah energi alternatif Politeknik Negeri
Jakarta.
3
1.5 Gambar 3 (tiga) Dimensi
Spesifikasi Rancang Bangun Panel Surya
Spesifikasi dari rancangan yang kami buat adalah sebagai berikut :
1. Kerangka tempat solar sel
2. Rumah - rumah LDR
3. Poros gear penggerak panel
4. Besi berbentuk pipa penyangga solar sel
5. Pondasi panel
1
2
3
4
5
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Cahaya matahari diserap oleh sel surya dan diubah menjadi energi listrik.
Energi listrik yang dihasilkan dapat disimpan kedalam baterai kering. Setelah
penuh, energi yang disimpan dikeluarkan kembali menjadi tegangan DC.
Kemudian tegangan DC tersebut dapat digunakan dalam beban DC dan dapat
dikonversikan menjadi tegangan AC 220 V oleh alat yang disebut “Inverter”.
Tegangan yang telah dihasilkan dapat digunakan langsung kebeban (Lampu).
Agar sel surya dapat menyerap sinar matahari dengan baik, maka digunakan
motor DC sebagai pengaturan pada sel surya dengan mengikuti ke mana arah
matahari bergerak.
Gambar 2.1. Gambar 3 Dimensi PLTS
2.1 Energi Surya
Energi surya adalah suatu radiasi yang terjadi karena reaksi fusi nuklir
pada inti matahari. Energi surya sampai ke bumi dalam bentuk paket-paket energi
yang disebut photon.
5
Dalam kaitannya dengan sel surya, perangkat yang mengkonversi radiasi
sinar matahari menjadi energi listrik, terdapat dua paramater dalam energi surya
yang paling penting : Pertama adalah intensitas radiasi, yaitu jumlah daya
matahari yang datang kepada permukaan per luas area, kedua adalah karakteristik
spektrum cahaya matahari. Intensitas radiasi matahari di luar atmosfer bumi
disebut konstanta surya, yaitu sebesar 1365 W/m2. Setelah disaring oleh atmosfer
bumi, beberapa spektrum cahaya hilang dan intensitas puncak radiasi menjadi
1000 W/m2. Nilai ini adalah tipikal intensitas radiasi pada keadaan permukaan
tegak lurus terhadap sinar matahari dan pada keadaan cerah. Sebagai contoh
apabila seseorang mengikuti pergerakan matahari dalam delapan jam, maka rata-
rata intensitas radiasi surya yang diterima per hari sekitar 1000 x (8/24) = 333
W/m2. Pada permukaan yang diam, nilai tipikal pada keadaan cerah yaitu antara
180 W/m2 sampai dengan 270 W/m2 [1].
Dengan melalui atmosfer bumi, radiasi surya diatenuasikan oleh berbagai
partikel diantaranya seperti : molekul udara, aerosol, partikel debu dan lain-lain.
Sehingga menghasilkan spektrum seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2
Gambar 2.2. Standar Spektrum Radiasi Surya [1].
2.2 Radiasi Surya
Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan
pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di
atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek (ultraviolet)
sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang
6
gelombang yang lebih panjang (infra merah). Selain pengurangan radiasi bumi
langsung (sorotan) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan
oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer.
Ada tiga macam cara radiasi matahari/surya hingga sampai ke permukaan
bumi yaitu :
a. Radiasi Langsung
Radiasi langsung adalah radiasi yang diterima langsung dari matahari
tanpa perubahan arah.
b. Radiasi Baur (Difuse) Radiasi ini merupakan radiasi matahari yang datang ke permukaan bumi
setelah terjadi perubahan arah.
c. Radiasi Global
Radiasi ini merupakan penjumlahan radiasi langsung dan radiasi
difuse[1].
2.3 Sel Surya (solar sel)
Sel surya adalah suatu alat yang mampu menyerap sinar matahari untuk
diubah menjadi energi listrik berupa tegangan DC. Sel surya umumnya terbuat
dari potongan silikon dan germanium karena kedua unsur ini dapat menyerap
photon dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel
surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang
terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan kutub negatif.
Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 Volt. Sel surya merupakan
elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fhotovoltage untuk
mengubah energi surya menjadi energi listrik.
Sel surya memiliki keunggulan di antaranya adalah tidak membutuhkan
bahan bakar kecuali intensitas matahari, mampu menghasilkan energi berupa
tegangan DC dan “umur“ penggunaannya relatif panjang.
Sel surya sangat efisien digunakan pada daerah terpencil, pedesaan
maupun perkotaan. Hal ini dikarenakan intensitas matahari dapat diterima di
sebagian besar wilayah Indonesia.
7
2.3.1 Prinsip Kerja Sel Surya Konvensional Silikon
Prinsip kerja sel surya silikon adalah berdasarkan konsep semikonduktor
p-n junction. Sel terdiri dari lapisan semikonduktor doping-n dan doping-p yang
membentuk p-n junction, lapisan antirefleksi, dan substrat logam sebagai tempat
mengalirnya arus dari lapisan tipe- n (elektron) dan tipe-p (hole).
Gambar 2.3. Struktur Sel Surya Silikon pn-junction
Semikonduktor tipe-n didapat dengan mendoping silikon dengan unsur
dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron valensi dibanding atom
sekitar. Pada sisi lain semikonduktor tipe-p didapat dengan doping oleh golongan
III sehingga elektron valensinya deficit satu dibanding atom sekitar. Ketika dua
tipe material tersebut mengalami kontak maka kelebihan elektron dari tipe-n
berdifusi pada tipe-p. Sehingga area doping-n akan bermuatan positif sedangkan
area doping-p akan bermuatan negatif. Medan elektrik yang terjadi antara
keduanya mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p. Pada
proses ini telah terbentuk p-n junction. Dengan menambahkan kontak logam pada
area-p dan area-n maka telah terbentuk dioda.
Gambar 2.4. Cara kerja Sel Surya Silikon.
8
Ketika junction disinari, photon yang mempunyai energi sama atau lebih
besar dari lebar pita energi akan menyebabkan eksitasi elektron dari pita valensi
ke pita konduksi dan akan meninggalkan hole pada pita valensi. Elektron dan hole
ini dapat bergerak dalam material sehingga menghasilkan pasangan elektron hole.
Apabila ditempatkan hambatan pada terminal sel surya, maka elektron dari area-n
akan kembali ke area-p sehingga menyebabkan perbedaan potensial sehingga arus
akan mengalir. Skema cara kerja sel surya silikon ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.5. Karakteristik Kurva I-V pada Sel Surya
Ketika sel dalam kondisi short circuit, arus maksimum atau arus short
circuit (ISC) dihasilkan, sedangkan pada kondisi open circuit tidak ada arus yang
dapat mengalir sehingga tegangannya maksimum disebut tegangan open-circuit
(VOC). Titik pada kurva I-V yang menghasilkan arus dan tegangan maksimum
disebut titik daya maksimum (MPP). Karakteristik penting lainnya dari sel surya
yaitu fill factor (FF), dengan persamaan :
�� ����� .����
�.�� Atau �� �
���
�.�� (2.1)
9
Dengan menggunakan fill factor maka maksimum daya dari sel surya didapat dari
persamaan :
PMAX = V OC .I SC .FF (2.2)
Sehingga efisiensi sel surya yang didefinisikan sebagai daya yang dihasilkan dari
sel (P max) dibagi dengan daya dari cahaya yang datang (PCahaya)
η �� ��
� ������ (2.3)
Nilai efisiensi ini yang menjadi ukuran umum dalam menentukan kualitas
performansi suatu sel surya.
2.3.2 Pengaruh Suhu Pada Sel Surya
Sel surya pada kondisi normal dalam penggunaanya memiliki batasan
ukuran suhu ( rating ) yaitu antara -65°C hingga +125°C (-85°F hingga +257°F).
Yang dimaksud dengan kondisi normal disini adalah bila digunakan sebagaimana
mestinya, yaitu untuk kehidupan sehari-hari.
Sel surya masih dapat bertahan hingga suhu +250°C, untuk periode
penggunaan yang tidak lebih dari 30 menit dan sel surya masih mampu untuk
bertahan hingga suhu +300°C, untuk periode penggunaan kurang dari 20 menit.
Sel surya akan bekerja dengan baik pada suhu yang rendah yaitu mencapai
suhu -100°C (-148°F). Suhu dari sel surya sangat mempengaruhi kondisi kerja
atau nilai keluaran dari sel surya.
2.3.3 Pemasangan Sel Surya
Pada dasarnya hal utama yang harus selalu diperhatikan dalam
pemasangan sel surya adalah polaritas sel surya. Pada saat penginstalan sel surya
antara polaritas positif dengan polaritas negatif tidak boleh terbalik. Hal ini
dilakukan untuk menghindari terjadinya short circuit pada rangkaian.
Untuk mendapatkan hasil tegangan output yang maksimal dari sel surya,
maka harus dipasang atau diletakan ditempat yang cukup tinggi dan diruangan
atau ditempat yang terbuka serta tidak boleh ada sesuatu apapun yang
10
menghalangi jatuhnya sinar matahari secara langsung ke modul sel surya, baik itu
pohon ataupun jatuh bayangan benda yang tepat menghalangi modul sel surya.
Hal ini dilakukan untuk mencegah menurunnya nilai tegangan output yang
dihasilkan oleh sel surya.
2.4 Penyimpanan Arus Listrik
Setelah mendapatkan output dari solar sel yang berupa arus listrik dan
tegangan dapat langsung digunakan untuk beban yang dimanfaatkan, namun arus
dan tegangan yang dihasilkan tersebut tidak konstan sehingga tidak maksimal jika
secara langsung digunakan untuk beban (lampu dan motor). Tetapi arus listrik
tersebut dapat digunakan sebagai pengisian dengan cara disimpan ke dalam
baterai agar dapat dipergunakan pada saat yang diperlukan khususnya pada malam
hari sehingga dalam pemanfaatan energinya lebih efisien.
Apabila solar sel tersebut digunakan untuk penyimpanan ke baterai, maka
besarnya tegangan yang dihasilkan harus di atas spesifikasi baterai tersebut.
Misalnya baterai yang digunakan adalah 12 Volt, maka tegangan yang dihasilkan
solar sel harus di atas 12 Volt untuk dapat melakukan pengisian minimal 13,8
Volt.
Sebaiknya sebelum melaksanakan pengisian sebaiknya baterai dalam
keadaan kosong karena arus yang masuk akan dapat terisi dengan maksimal.
Satuan kapasitas suatu baterai adalah Ampere jam (Ah) dan biasanya karakteristik
ini terdapat pada label baterai. Misalnya suatu baterai dengan kapasitas 10 Ah
akan terisi penuh selama 10 jam dengan arus output solar sel sebesar 1 A.
2.4.1 Pengisian Baterai
Pengisian baterai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengisian secara
cepat dan pengisian secara lambat. Untuk itu perlu diperhatikan peringatan-
peringatan pada saat pengisian di antaranya sebagai berikut :
11
Peringatan dalam pengisian baterai :
1. Karena baterai mengeluarkan gas hidrogen yang mudah meledak,
maka hindarkan baterai dari sumber api atau percikan api.
2. Selama pengisian, jangan melepas kabel pengisi dari terminal ke
baterai dan matikan terlebih dahulu sekelar utama pengisi baterai
sebelum kabel dilepaskan.
3. Temperatur elektrolit jangan sampai melebihi 45℃. Bila batas nilai
ini terlebihi, maka kurangi arus atau segera hentikan proses
pengisian.
2.4.2 Cara-cara Pengisian Baterai ( Aki )
Pengisian baterai/aki secara umum dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :
1. Pengisian cepat
Pengisian cepat dipakai bila diperlukan pengisian baterai dengan waktu
yang singkat pada amper yang besar. Hal ini akan memperpendek umur baterai.
Bila waktu yang tersedia cukup, lebih baik menggunakan pengisian lambat.
a. Bersihkan terminal dari debu, karat, kotoran dengan amplas.
b. Lepaskan sumbat ventilasi.
c. Check elektrolit dan tambahkan seperlunya.
d. Tentukan arus dan lamanya pengisian yang diizinkan.
Pada umumnya alat pengisi mempunyai alat tes untuk menentukan arus
pengisian dan lamanya pengisian, karena itu ikutilah instruksi pada pengisian cara
cepat. Apabila tidak terdapat alat ukur pengisian, maka dapat digunakan metode
sebagai berikut :
Arus Pengisian yang Benar = ������� ����������� � ! "
#$%�&��'� ��������� � ! "
12
Contoh perhitungan :
Kapasitas baterai = 65 Ah
Berat jenis hasil ukur pada 200℃ ( 680℉ ) = 1,18. Dari sini didapat
pengeluaran 40 % sehingga perlu pengisian 26 Ah ( 40% dari baterai berkapasitas
65 Ah ). Bila mana pengisian 30 menit ( 0,5 jam ), maka arus pengisian ( A ) yang
benar adalah :
26 Ah
1 . 0,5 � 16 A
Untuk melindungi baterai, arus pengisian maksimum tidak boleh melebihi
dari ½ kapasitas baterai. Contoh, arus pengisian maksimum baterai 65 Ah ialah
32,5 A atau kurang.
e. Setelah pengisian, ukur berat jenis elektrolit untuk memastikan
bahwa sudah sesuai standar.
f. Pasang sumbat ventilasi dan cuci kotak baterai untuk
membersihkan asam dan kotoran lainnya.
2. Pengisian lambat
Merupakan metode yang sangat dianjurkan dan lebih baik daripada
pengisian cepat karena mampu mengisi dengan amper yang rendah dengan
kondisi baterai terisi penuh atau pengisian yang benar-benar kosong. Prosedurnya
adalah sebagai berikut :
a. Syarat arus pengisian maksimum harus kurang dari 1/10 kapasitas baterai.
Contoh :
Kapasitas baterai = 65 Ah
65 x 1/10 = 6,5 A atau kurang.
Lamanya pengisian secara lambat dapat dihitung dengan rumusan berikut :
Lamanya pengisian ( h ) = 2345676 289876:87 9;4<;=>8?84 � @ A "
@?>7 B;4<67684 � @ " x (1,25 s/d 1,5)
13
Contoh perhitungan :
Kapasitas baterai = 65 Ah
Berat jenis = 1,16
Kondisi pengeluaran ialah kira-kira 50 % dari kapasitas baterai, karena itu baterai
membutuhkan pengisian
CD @A
C,D @ x (1,2 s/d 1,5) = 12 h s/d 15 h
b. Posisikan switch pengisian baterai ke posisi lambat ( bila
disediakan ).
c. Atur kembali switch control arus bila arus pengisian menjadi lebih
rendah.
d. Ketika baterai hampir terisi penuh, pengeluaran gas hidrogen
menjadi banyak. Bila tidak ada lagi kenaikan berat jenis atau
tegangan selama lebih dari satu jam, baterai telah terisi penuh.
Selain itu, terdapat pula beberapa cara lain yang digunakan untuk
melakukan pengisian baterai dan biasanya dipilih untuk kondisi-kondisi tertentu
saja sesuai kebutuhan, yaitu :
1. Pengisian dengan tegangan konstan
Pada saat pengisian dengan tegangan konstan ini, maka pada awal
proses pengisian baterai arus akan besar dan kemudian berangsur-
angsur akan turun.
2. Pengisian dengan arus konstan
Pada saat pengisian dengan arus konstan, hendaknya harus selalu
mengubah besaran tegangan sehingga didapatkan arus yang besar dan
nilainya konstan yang sesuai dengan karakteristik baterai.
3. Pengisian dengan arus dan tegangan konstan
Pengisian dengan cara ini umumnya dilakukan pertama kali dengan
memberikan konstanta dan setelah mencapai tegangan tertentu,
kemudian dilanjutkan dengan memberikan tegangan konstan. Cara
seperti ini umumnya dilakukan karena terbatasnya kemampuan
rectifier untuk mencatu beban.
14
2.4.3 Alat Pengatur Energi Baterai ( BCR )
Alat pengatur energi baterai atau Battery Charge Regulator (BCR)
digunakan untuk menjaga kesetimbangan energi pada baterai dengan mengatur
tegangan maksimal dan minimal dari baterai tersebut. Alat ini berfungsi sebagai
pengaman terhadap sistem, yaitu: proteksi terhadap pengisian berlebih (over
charged) pada baterai, proteksi pemakaian berlebihan (over discharged) oleh
beban, mencegah arus berbalik ke modul fhotovoltage, melindungi terjadinya
hubung-singkat pada beban listrik dan sebagai interkoneksi pada komponen–
komponen lainnya. Hal ini dilakukan untuk menjaga usia pakai dari sistem
fotovoltaik dan baterai itu sendiri. Untuk proteksi terjadinya arus balik kembali
dari baterai ke modul fhotovoltage biasanya dipasang dioda penghambat (blocking
diode) baik pada modul atau pada BCR itu sendiri.
BCR yang digunakan pada sistem fhotovoltage dapat dibagi menjadi dua
tipe yaitu tipe linier (hampir tidak pernah digunakan) dan tipe diskrit (on-off).
Dari kedua tipe tersebut, masing – masing tipe mempunyai dua jenis lagi yaitu
BCR dengan prinsip regulator shunt yang saklar pemutus elektronik antara baterai
dan modul fotovoltaiknya dipasang paralel dengan modul fhotovoltage dan BCR
dengan prinsip regulator seri dimana saklar pemutus elektronik antara baterai
dengan modul fhotovoltage dipasang seri dengan modul fhotovoltage.
Keuntungan dan kerugian dari masing-masing jenis BCR diatas adalah :
• BCR dengan prinsip regulator shunt mempunyai saklar pemutus elektronik
dengan karaktersitik arus dan tegangan maksimumnya harus lebih besar
dari arus hubung singkat dan tegangan terbuka modul fhotovoltage, selain
itu daya yang hilang pada saklar elektronik pada saat pengisian hampir
tidak ada.
• BCR dengan prinsip regulator seri mempunyai saklar pemutus elektronik
dengan karakteristik arus harus lebih besar dari arus maksimum pengisian.
Selain itu, ada disipasi daya di saklar elektronik pada saat pengisian dan
harganya lebih besar dari pada regulator shunt.
15
2.4.4 Beban
Beban yang digunakan harus dirancang dengan perhitungan yang
seimbang antara energi listrik yang dihasilkan dari modul fotovoltaik, rugi-rugi
sistem dan energi listrik yang dapat dimanfaatkan. Beban yang digunakan adalah
lampu hemat energi, motor DC dan kipas.
2.5 Motor DC
Motor DC terdiri dari dua bagian dasar stationary (sisi luar) porsi dari
mesin disebut stator. Rotating (di dalam) porsi dari mesin disebut rotor antara
stator dan rotor adalah celah udara (air gap). Rotornya terpasang pada batang baja
yang disebut poros (shaft).
Gambar 2.6 Bagian-bagian motor DC
Poros dihubungkan langsung dengan ke rotor .kecepatan putar dari mesin
dengan istilah “machine speed”, ”rotor speed” dan “shaft speed” adalah
synonymous. Setiap rotor dan stator terdiri dari tiga komponen
Komponen Rotor/Stator
1. Inti (core)
2. Belitan (winding)
3. Isolasi (insulation)
Air gap
Rotor
Shatf
16
Inti dari rotor atau stator adalah bahan ferromagnetic yang digunakan
untuk penghantar efektif medan magnit melalui belitan (kumparan). Arus belitan
adalah sumber dari medan magnit pada motor. Disini ada dua type arus belitan
dan tiga type belitan.
Arus Belitan
1. Arus Beban - suatu arus belitan dengan variasi beban
2. Arus Magnitisasi (exciting) - suatu arus belitan penyedia medan magnit
Type-type Belitan
1. Jangkar (Armature) - hanya membawa arus beban
2. Belitan Medan - hanya membawa arus magnitisasi
3. Belitan Primer - membawa kedua arus beban dan magnitisasi
Daya yang diperlukan dari suatu belitan medan relatif kecil dibandingkan
belitan yang harus membawa arus beban. Typical daya input untuk belitan medan
antara 0,5% sampai 2% dari rating daya mesin. Konduktor belitan adalah typical
tembaga atau alumunium dan bisa terdiri dari kumparan atau batang (heavy bars),
tergantung dari arus yang diperlukan.
Sistem isolasi dari mesin putar terdiri dari tiga komponen :
Komponen Isolasi
1. Isolasi penghantar – mengisolasi konduktor belitan, typical natural atau
synthetic varnish.
2. Isolasi kumparan (coil insulation) – mengisolasi belitan kumparan dari
penghantar inti, biasanya disebut tape.
3. Slot linier – untuk mesin dengan lokasi kumparan dalam slot.
17
Berikut informasi basic operasi sekitar typical mesin putar yang dilengkapi pada
name plate alat :
1. Device Type ( Induction Motor, DC Motor , etc)
2. Name of Manufacturer
3. Rated Voltages and Frequency
4. Rated Currents and VA
5. Rated Speed and Horse Power
2.5.1 Prinsip Dasar membangkitkan Tenaga Putaran
Motor DC berputar dengan gaya elektronik yang dibangkitkan melalui
interaksi listrik dan magnetik, di mana gaya elektronik ini memiliki arah yang
mengikuti kaidah aturan tangan kiri, ketika arus melewati konduksi atau
penghantar dengan membentuk sudut yang tepat dengan arah medan, konduktor
akan menerima gaya pada setiap sudut arus dan medan gaya magnet. Besarnya
gaya yang diterima konduktor didefinisikan sebagai F dan dirumuskan sebagai
berikut :
F = B I L
Di mana ;
B = Kepadatan Perubahan Magnetika [ Tesla ]
I = Arus [ Ampere ]
L = Panjang Efektif dari Konduktor [ Meter ]
Pada saat magnet dan satu gulungan kawat diposisikan sesuai dengan
gambar di bawah ini, maka sisi kiri dari gulungan akan menerima gaya BIL yang
cenderung naik sementara sisi kanan akan menerima gaya BIL yang cenderung
turun, jadi seluruh gulungan akan menghasilkan tenaga putaran yang melawan
bagian tengah gulungan.
Besarnya tenaga putaran disebut F dan dapat dirumuskan :
F = 2RBIL
Di mana : R = Jarak dari titik tengah konduktor ( meter )
18
2.5.2 Prinsip-prinsip dari Motor DC
Ketika medan ditetapkan sebagai N dan S, yang keduanya adalah magnet
permanen, arus yang lewat melalui brush dan komutator di dalam konduktor.
Kemudian tenaga putaran terjadi pada arah yang sama ditunjukkan tanda panah
mengikuti flaming’s left hand rule. Ketika motor berputar sekitar 90° arah arus
yang dibalik oleh komutator dan rotor berputar kembali.
Gambar. 2.7 Struktur Motor DC
2.5.3 Hubungan antara tenaga Putaran dan kecepatan
Sebuah motor DC dengan magnet permanen dapat digambarkan dengan
sirkuit ekuivalen sederhana seperti di bawah ini :
ωKEE =
Gambar 2.8 Sirkuit Ekuivalen untuk Motor DC
19
Ketika tegangan berhenti pada brush diabaikan, formula berikut untuk
tegangan didapat :
V = RaIa + KEω
Dimana :
Ra = Hambatan Armature
Ia = Arus Armature ( A )
Dengan demikian,
Ia = � H I 2J K "
L8
Maka tenaga putaran ( T ) adalah :
T = KT Ia
Melihat fakta di atas, hubungan antara tenaga putaran ( T ) dan kecepatan
perputaran ( N ) pada tegangan dengan berbagai ukuran yang diaplikasikan pada
motor dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.9 Motor DC dengan Kecepatan Karakteristik
Untuk menjaga kecepatan pada N secara konstan pada beban tenaga
putaran T1 atau T2, maka harus mengubah tegangan yang digunakan dari V1 dan
V2.
20
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa tenaga putaran menurun secara
vertikal ketika kecepatan bertambah, dengan kata lain beban tenaga putaran
menjadi lebih besar ketika beban lebih berat sehingga kecepatan motor berkurang.
Dengan demikian untuk mengontrol kecepatan agar konstan pada tenaga putaran
yang berubah-ubah secara tidak tetap, perlu mengubah tegangan yang dipakai. Ini
adalah prinsip dari kontrol kecepatan pada motor DC.
2.6 LDR (Light Dioda Resistor)
LDR adalah suatu komponen yang mempunyai perubahan resistansi
besarnya tergantung pada cahaya. Bilamana sebuah LDR dibawa dari suatu
ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap
sekali, maka resistansi pada LDR tidak akan segera berubah pada ruangan gelap
tersebut, tetapi ia akan mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang
waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan
nilai resistansi dalam waktu tertentu. Nilai ini ditulis dalam KΩ/detik.
Untuk LDR tipe arus, nilainya lebih besar dari 200 KΩ/detik ( selama 20
menit pertama mulai level cahaya 1000 Lux ). Kecepatan ini akan lebih tinggi
pada arah sebaliknya, yaitu dari tempat gelap ke tempat terang sekitar 300 lux,
akan membutuhkan waktu kurang dari 10 detik untuk mencapai nilai resistansi
yang sesuai dengan level cahaya 400 Lux.
2.7 Inverter
Pada sistem fotovoltaik, inverter berfungsi untuk merubah arus listrik
DC menjadi AC.
Gambar 2.10 Inverter
21
Bekerjanya inverter pada solar sel 20 Volt (nominal) atau AKI 12 Volt,
kinerjanya tergantung pada tegangan yang masuk pada inverter tersebut, jika
tegangannya melebihi batas mampu inverter (DC-AC) atau kurang dari batas
mampunya tersebut maka inverter bekerja tidak maksimal. Dalam penggunaan
solar sel 50 Watt dan AKI 12 Volt, maka inverter yang digunakan adalah inverter
12 Volt DC – 220 Volt AC yang mana batas kerja maksimal inverter tersebut
umumnya berkisar antara 12 Volt - 15 Volt. Ketika input satu tinggi, maka output
tinggi, oleh sebab itu input satu disebut non-inverting input atau masukan tak
membalik dan dalam skema rangkaian biasanya ditandai dengan tanda “ + “.
2.8 Separangkat mikrokontroller
Dalam penggerak panel surya ini digunakan IC ADC 8535 dengan input
sensor cahaya, tegangan dan arus dari solar sel. sehingga keluarannya berupa
perintah motor dengan indikasi pada sensor cahaya, melalui perintah program
maka motor bergerak kerah intensitas tertinggi, akibat pembacaan perbedaan
tegangan pada sensor cahaya. Dengan skema sebagai berikut :
Gambar 2.11. Skema Mikrokontroller
22
BAB III
PERANCANGAN PRODUK DAN PROSES
3.1 Perhitungan
Dalam hal ini kami melakukan perhitungan terhadap spesifikasi alat yang
pantas digunakan untuk menggerakkan panel secara otomatis dan penyimpanan
energinya yang berpedoman pada tegangan yang dikeluarkan oleh solar sel.
3.1.1 Metode pembuatan dan ukuran perbagian dari panel solar sel
Pada rancang bangun solar sel ini dibagi kedalam 3 bagian utama yaitu:
1. Konstruksi Bagian Atas
2. Konstruksi Tiang Penyangga
3. Konstruksi Bagian Bawah
Cara Pembuatan :
1. Konstruksi Bagian Atas ( dudukan solar sel )
Dalam proses rancang bangun ini konstruksi bagian atas merupakan alat yang
berfungsi sebagai tempat kedudukan solar sel yang dapat mengarahkan datangnya
sinar matahari yang memiliki intensitas tertinggi. Konstruksi ini dapat bergerak
sekitar -450 hingga +450.
Dimensi : Panjang 136 cm
Lebar 110,5 cm
Tinggi 5,5 cm
23
Maka luas dari dudukan tersebut adalah
Luas = panjang . lebar
Luas = 136 cm . 110,5 cm
Luas = 1502,8 cm
Material yang digunakan : Besi hollo uk. 3cm x 3cm dan Besi Siku uk. 3cm x 3cm
2. Konstruksi Tiang Penyangga
Untuk penentuan ukuran tiang penyangga ini dibuat dengan asumsi total seluruh konstruksi tidak terlalu melebihi tinggi ukuran tubuh orang dewasa. Untuk ruang gerak bebas dari kontruksi atas kami mengikuti tebal dari penyangga tersebut.
Dimensi : Panjang 120 cm
Tebal 4 mm
Material yang digunakan adalah Besi Pipa Ø 3 ½ "
3. Konstruksi Bawah
Penentuan panjang dari konstuksi ini dengan asumsi tidak kurang dari setengah panjang konstuksi atas dan dengan berat melebihi dari konstruksi atas agar konstruksi bawah mampu menahan beban dari panel tersebut.
Dimensi : Panjang 77 cm
Lebar 77 cm
Tinggi 5 cm
Material yang digunakan adalah Besi hollo uk. 5 cm x 5 cm
24
3.1.2 Analisa Perhitungan Daya Motor
Perlu diketahui bahwa lengan penggerak panel yang kami buat adalah ½
(setengah) lingkaran roda gigi yang besar dan menempel pada dudukan solar sel
dengan diameter terluar dari roda gigi tersebut adalah 248 mm (24,8 cm). Gaya
terbesar yang akan terjadi ditentukan sebesar 50 Kg sehingga torsi yang
dibutuhkan sebesar ?
Di mana :
Gaya terbesar 50 Kg diambil dari beban keseluruhan dari
Beban dudukan panel surya + beban dari solar sel
T = F . r
r = ½ . Diameter terluar roda gigi
r = ½ . 24,8 cm
r = 12,4 cm
maka,
T = 50 Kg . 12,4 cm
T = 620 ( Kg.cm)
Dengan demikian daya motor yang dibutuhkan adalah sebesar :
Dimana :
n = 50 rpm
P rencana = P panel
P panel = N O P 4
CQ
25
P panel = COQ . O P . DQ
CQ
P panel = 3246.312 (R< . ST
5;:6R)
P panel = 0,4328 ( HP)
Sehingga dapat dihitung daya motor
Daya motor = U8V8 ?;4S848
;WX676;476
Daya motor = 3,YZO[
Q.[D
Daya motor = 0.509 (HP)
Maka dari perhitungan yang didapat, maka digunakan motor yang memiliki daya
sebesar 1 (HP).
3.1.3 Spesifikasi komponen
a. Solar sel Merk : SOLARINDO TYPE : C x C Tegangan nominal : 14,8 V Arus nominal : 2,3 A Produksi : Indonesia Terdiri atas 3 panel surya yang terbuat dari bahan silikon dengan
spesifikasi masing-masing solar sel tersebut sama, jadi dalam
perangkaiannya solar sel dipasang secara paralel, agar tegangan
yang dihasilkan nantinya sama dan arus yang dihasilkan besar.
26
b. AKI kering
Jumlah : 1 pcs
Tegangan : 12 Volt
Arus : 3 Ampere
Dalam proses penyimpanan energi dari solar sel ini digunakan AKI
kering dengan tegangan 12 V dan arusnya sebesar 3 A.
Angka 18 V tersebut didapat setelah melakukan pengambilan data
di saat intensitas matahari cukup tinggi yaitu berkisar antara 500
W/m2 sampai dengan 700 W/m2.
Namun dalam proses recharger tegangan yang masuk ke dalam
AKI haruslah lebih besar daripada tegangan nominal AKI tersebut
yaitu :
Tegangan Input ( keluaran solar sel nominal ) : ± 18 V
Tegangan Aki : 12 V
Arus keluaran solar sel nominal : 6,9 A
Sementara dalam percobaan pengisian AKI kering, minimal tegangan yang
masuk sebesar 13,8 V sedangkan tegangan AKI 12 V.
c. Motor DC
Tegangan ( nominal ) : 18 V
Range volt : 12 V sampai dengan 24 V
Arus : 2,3 A
Produksi : Made in China
d. Inverter
Inverter merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah Tegangan DC ketegangan AC. Alat ini digunakan untuk pengujian beban AC
Jumlah : 2 pcs
1. Type : Power Inverter
Daya maksimal output : 300 Watt
27
Tegangan input : 10-15 volt DC
Tegangan output : 220 volt AC
Low baterai (nominal) : 10 - 11 volt
Low baterai shut down point (nominal) : 14 – 15 volt
2. Type : Fitting Inverter
Output : 9 – 20 watt
V input : 12 volt DC
V output : 220 volt AC
e. Beban
Beban DC
1. Motor DC 12 volt,2,3 amper : 1 pcs
2. Kipas DC 12 volt,0,15 amper : 4 pcs paralel
Beban AC
1. Lampu AC 8 Watt : 3 pcs paralel
2. Lampu 10 Watt : 1 pcs
f. Ampere meter
AC DC 5 A : 1 pcs
g. Volt meter
AC 220 V : 1 pcs
28
3.2 Gambar per bagian
29
30
BAB IV
REALISASI RANCANG BANGUN
4.1 Gambar Lengkap dan Spesifikasinya
31
32
4.2 Jadwal Pelaksanaan
Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Pengumpulan
data
2 Analisa Data
3 Analisa
Perhitungan
4 Pengajuan
Proposal
5 Perakitan
6 Uji Coba
7 Analisa Hasil
8 Pembuatan
Laporan
9 Ujian Tugas
akhir
Kegiatan / BulanMaret April Mei Juni Juli
No
33
4.3 Biaya
Tabel 4.3 Anggaran Biaya
No Uraian Biaya Satuan (Rp) Biaya Yang Diperlukan (Rp)
1 Besi Hollo 3 cm x 3 cm 1 Batang 135.000 135.000
2 Besi Hollo 5 cm x 5 cm 1 Batang 225.000 225.000
3 Besi Siku 3 cm x 3 cm 1 Batang 85.000 85.000
4 Besi Pipa Ø 3 ½ " 1 Batang 150.000 150.000
5 Plat 4 mm 30 Kg 12.000 360.000
6 Poros ST 60 5 Kg 8.000 40.000
7 Bearing 35 mm 2 Buah 10.000 20.000
8 Roda Trolly Ø 4" 4 Buah 35.000 140.000
9 Gear Transmisi
› 35 mm 1 Buah 15.000 15.000
› 60 mm & 90 mm 1 Buah 50.000 50.000
› 180 mm 1 Buah 60.000 60.000
10 Mur & Baut
› M14 16 Buah 1.500 24.000
› M12 8 Buah 1.200 9.600
11 Motor DC 18 Volt 1 Unit 250.000 250.000
12 Lampu 8 watt AC 4 unit 10.000 40.000
13 Accu 12 Volt 1 Unit 200.000 200.000
14 Lampu AC 15 Watt 4 Buah 7.500 30.000
15 Inverter 1 Unit 200.000 200.000
16 Kabel Listrik 8 meter 1.500 12.000
17 Mikrocontroller 1 Unit 2.000.000 2.000.000
18 Panel Solar Sel 3 Unit
19 Gear Box 1 Unit
20 Dan lain-lain 100.000
Unit
4.145.600 JUMLAH
34
BAB V
PENGUJIAN HASIL
5.1 Deskripsi Pengujian
Dalam pengujian rancang bangun ini bertujuan untuk membandingkan dan
menganalisa antara tegangan yang dihasilkan solar sel dalam posisi tetap
(konstan) 180° dengan posisi panel bergerak ke arah matahari.
Data yang penulis ambil selama 7 jam tiap satu kali pengambilan data
dengan rata-rata intensitas 500 W/m2 - 600 W/m2, data diambil setiap 15 menit
sekali, bertujuan untuk :
1. Mengukur tegangan keluaran solar sel secara posisi konstan dan
bergerak ke arah matahari.
2. Mengukur tegangan keluaran inverter sebelum diberi beban dan
sesudah diberi beban.
3. Mengukur arus keluaran solar sel terhadap beban AC, beban DC
dan gabungan.
4. Mengamati kinerja beban AC maupun DC melalui indikasi pada
lampu hemat energi dan kipas.
5. Mengamati faktor cuaca terhadap tegangan keluaran solar sel dan
kinerja beban.
6. Mengamati grafik intensitas, tegangan dan arus yang di keluarkan
solar sel dari display komputer.
Adapun target dari pengujian ini adalah untuk membuktikan bahwa
dengan diberikannya penggerak panel maka tegangan dan arus yang dikeluarkan
dari solar sel tersebut lebih baik dibandingkan dengan panel konstan.
35
5.2 Prosedur Pengujian
Gambar 2.11 Rangkaian solar sel pengujian beban langsung dari solar sel
Prosedur dari pengujian alat ini adalah :
1. Mempersiapkan peralatan untuk memperoleh data dari panel konstan dan bergerak.
Adapun peralatan yang dipersiapkan adalah
a. Solar sel yang dirangkai secara paralel pada panel surya
b. Ampere meter AC dan DC
c. Volt meter AC dan DC
d. PC
e. Beban AC ( lampu hemat energi 8 Watt sebanyak 3 pcs
dan 10 Watt sebanyak 1 pcs )
f. Beban DC ( Kipas 12 V 1,5 A sebanyak 4 pcs )
g. Inverter ( inverter 300 Watt dan inverter fitting )
h. Multi tester
i. Solari meter
36
2. Merangkai solar sel secara paralel.
3. Merangkai beban DC secara paralel ( kipas sebanyak 3 pcs dan
inverter sebanyak 2 pcs ).
4. Merangkai beban AC secara paralel.
5. Melakukan pengujian dimulai pada jam 0 9.00 WIB – 16.00 WIB.
Data diambil setiap 15 menit.
6. Mencatat data yang dibutuhkan, arus dan tegangan DC, arus dan
tegangan AC, mengamati beban DC dan beban AC, mencatat
perubahan tegangan setelah diberi beban DC ataupun AC.
7. Mempersiapkan peralatan untuk memperoleh data panel bergerak.
8. Memasang komponen mikrokontroller pada panel surya.
9. Menentukan letak sensor cahaya untuk pembacaan grafik
intensitas.
10. Pengambilan data secara komputerisasi.
11. Mengamati grafik intensitas, tegangan dan arus keluaran solar sel.
12. Melakukan penganalisaan data antara posisi panel konstan 180°
dengan posisi bergerak dengan bantuan motor DC.
37
5.3 Data Hasil Pengujian dan Analisa
Tabel 5.1 Pengujian Daya DC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°)
Tanggal 11 Agustus 2009, Depok.
Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
Cerah Berawan Cepat Sedang Lambat
1 √ 09.00 16 0,73 12 √
2 √ 09.15 13 0,5 9 √
3 √ 09.30 15 0,73 11 √
4 √ 09.45 17 0,9 13 √
5 √ 10.00 16 0,75 13 √
6 √ 10.15 17 0,9 14 √
7 √ 10.30 18 1,3 15 √
8 √ 10.45 18 1 14 √
9 √ 11.00 17 1 14 √
10 √ 11.15 18 1,25 15 √
11 √ 11.30 18 1,3 16 √
12 √ 11.45 19 1,45 17 √
13 √ 12.00 19 1,65 18 √
14 √ 12.15 19 1,6 19 √
15 √ 12.30 18 1,55 18 √
16 √ 12.45 19 1,4 17 √
17 √ 13.00 18 1,2 15 √
18 √ 13.15 19 1,3 16 √
19 √ 13.30 18 1,35 15 √
20 √ 13.45 18 1 14 √
21 √ 14.00 18 1,2 13 √
22 √ 14.15 18 1,2 13 √
23 √ 14.30 16 0,75 13 √
24 √ 14.45 17 1 14 √
25 √ 15.00 15 0,7 12 √
26 √ 15.15 14 0,65 11 √
27 √ 15.30 14 0,5 9 √
28 √ 15.45 14 0,45 9 √
29 √ 16.00 13 0,4 9 √
30 √ 16.15 11 0,36 8 √
No
Keterangan
Kipas DCJam V [Volt] I [Amp]Turun
Tegangan
Kondisi Matahari
38
Tabel 5.2 Pengujian Daya AC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°)
Tanggal 11 Agustus 2009, Depok.
Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
Cerah Berawan Terang Redup Kedip
1 √ 09.00 190 1,5 175 √
2 √ 09.15 140 0,5 125 √
3 √ 09.30 160 0.7 140 √
4 √ 09.45 180 0,75 160 √
5 √ 10.00 180 0,75 155 √
6 √ 10.15 180 0,75 155 √
7 √ 10.30 200 1,4 180 √
8 √ 10.45 200 1,45 180 √
9 √ 11.00 200 1,5 180 √
10 √ 11.15 200 1,5 175 √
11 √ 11.30 200 1,5 180 √
12 √ 11.45 200 1,45 180 √
13 √ 12.00 210 1,6 190 √
14 √ 12.15 210 1,6 185 √
15 √ 12.30 220 1,45 210 √
16 √ 12.45 220 1,45 210 √
17 √ 13.00 200 1,5 180 √
18 √ 13.15 200 0,8 175 √
19 √ 13.30 200 0,8 175 √
20 √ 13.45 200 0,8 175 √
21 √ 14.00 180 0,65 160 √
22 √ 14.15 190 0,7 165 √
23 √ 14.30 120 0,35 100 √
24 √ 14.45 120 0,34 100 √
25 √ 15.00 140 0,44 110 √
26 √ 15.15 120 0,36 100 √
27 √ 15.30 110 0,3 100 √
28 √ 15.45 100 0,29 90 √
29 √ 16.00 100 0,28 80 √
30 √ 16.15 110 0,27 90 √
No
Keterangan
Lampu ACJam V [Volt] I [Amp]Turun
Tegangan
Kondisi
Matahari
39
Tabel 5.3 Pengujian Daya DC dengan Panel Mengarah pada Matahari
Tanggal 12 Agustus 2009, Depok
Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
Cerah Berawan Cepat Sedang Lambat
1 √ 09.00 19 1,35 17 √
2 √ 09.15 20 1,5 18 √
3 √ 09.30 18 1,25 16 √
4 √ 09.45 13 0,75 9 √
5 √ 10.00 18 1,23 17 √
6 √ 10.15 18 1,3 16 √
7 √ 10.30 17 1,2 16 √
8 √ 10.45 18 1,3 16 √
9 √ 11.00 18 1,25 17 √
10 √ 11.15 18 1,25 17 √
11 √ 11.30 19 1,4 18 √
12 √ 11.45 19 1,55 18 √
13 √ 12.00 20 1,6 19 √
14 √ 12.15 20 1,97 20 √
15 √ 12.30 20 1,95 19 √
16 √ 12.45 18 1,25 17 √
17 √ 13.00 18 1,25 16 √
18 √ 13.15 18 1,25 16 √
19 √ 13.30 17 1,25 15 √
20 √ 13.45 18 1,35 16 √
21 √ 14.00 15 0,8 10 √
22 √ 14.15 15 0,8 10 √
23 √ 14.30 17 1,15 14 √
24 √ 14.45 18 1,2 15 √
25 √ 15.00 16 0,9 11 √
26 √ 15.15 18 1,15 15 √
27 √ 15.30 15 0,85 10 √
28 √ 15.45 14 0,85 9 √
29 √ 16.00 14 0,7 8 √
30 √ 16.15 13 0,9 9 √
No
Keterangan
Kipas DCJam V [Volt] I [Amp]Turun
Tegangan
Kondisi Matahari
40
Tabel 5.4 Pengujian Daya AC dengan Panel Mengarah pada Matahari
Tanggal 12 Agustus 2009, Depok
Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2
Cerah Berawan Terang Redup Kedip
1 √ 09.00 220 1,6 210 √
2 √ 09.15 200 1,35 180 √
3 √ 09.30 220 1,82 220 √
4 √ 09.45 200 1 170 √
5 √ 10.00 200 1,4 190 √
6 √ 10.15 200 1,36 190 √
7 √ 10.30 220 1,6 210 √
8 √ 10.45 220 1,6 210 √
9 √ 11.00 220 1,8 220 √
10 √ 11.15 220 1,65 210 √
11 √ 11.30 220 1,55 210 √
12 √ 11.45 220 1,6 210 √
13 √ 12.00 220 1,83 220 √
14 √ 12.15 220 1,85 220 √
15 √ 12.30 220 1,85 220 √
16 √ 12.45 220 1,6 210 √
17 √ 13.00 210 1,5 200 √
18 √ 13.15 210 1,5 200 √
19 √ 13.30 200 1,4 190 √
20 √ √ 13.45 200 1,35 180 √
21 √ 14.00 200 1,35 190 √
22 √ 14.15 210 1,5 200 √
23 √ 14.30 220 1,65 210 √
24 √ 14.45 210 1,5 200 √
25 √ 15.00 190 1 175 √
26 √ 15.15 200 1,3 185 √
27 √ √ 15.30 200 1,2 175 √
28 √ 15.45 180 0,8 160 √
29 √ 16.00 180 0,9 160 √
30 √ 16.15 170 0,75 160 √
No
Keterangan
Lampu ACJam V [Volt] I [Amp]Turun
Tegangan
Kondisi Matahari
Tabel 5.5 Nilai Rata
beban DC
No Cara Pengujian
1 Diam Penuh
2 Panel bergerak kearah
matahari
Diagram 5.1 Nilai Rata
Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (
Tegangan DC panel bergerak) didapat nilai rata
Pada panel konstan diam penuh 180
Tegangan rata-rata
Arus rata-rata
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1816,7 17,36
Tabel 5.5 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua pengujian
Cara Pengujian Nilai Rata-rata
Tegangan Arus
16,7 1,1
Panel bergerak kearah 17,36 1,39
Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban DC
Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (
panel bergerak) didapat nilai rata-rata sebagai berikut :
ada panel konstan diam penuh 180°°°°
= 16,26 V
= 0,93 A
1,19
17,36
1,39
Diam Penuh
Panel bergerak kearah
matahari
41
semua pengujian untuk
rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban DC
Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (Pengujian
rata sebagai berikut :
Panel bergerak kearah
42
Dengan perhitungan :
Kipas DC = 12 volt, 0,5 ampere 4 pcs = 20 watt
Inverter = 12 volt, 1 ampere 2 pcs = 24 watt
Total beban DC = 44 watt
V = 16,26 Volt, dan I = 0,93 ampere
Maka,
P = V . I
= 16,26 Volt x 0,93 Ampere
= 15,12 Watt
Luas 1 panel surya = 102,8 cm x 40,7 cm
= 4183,96 cm2
= 0,4184 m2
Luas 3 panel surya = 0,4184 m2 x 3 panel surya
= 1,2552 m2
P in = Intensitas x Luas 3 Panel surya
= 500 W/m2 x 1,2552 m2
= 627,6 Watt
43
Sehingga,
Effisiensi 100%Pout
Pin= ×
= \D,\O
CO],C x 100 %
= 2,4 %
Panel bergerak kearah matahari
Tegangan rata-rata = 17,5 V
Arus rata-rata = 1,28 A
Perhitungan efisiensi Panel Konstan dengan hambatan 44 watt DC.
Dengan perhitungan :
Lampu Hemat Energi dengan range tegangan 160 volt – 260 volt
- Lampu 8 Watt 3 pcs = 24 Watt
- Lampu 11 Watt 1 pcs = 11 Watt
Daya total beban AC = 35 Watt
Maka,
P = V . I
= 17,5 Volt x 1,28 Ampere
= 22,4 Watt
44
Luas 1 panel surya = 102,8 cm x 40,7 cm
= 4183,96 cm2
= 0,4184 m2
Luas 3 panel surya = 0,4184 m2 x 3 panel surya
= 1,2552 m2
P in = Intensitas x Luas 3 Panel surya
= 500 W/m2 x 1,2552 m2
= 627,6 Watt
Sehingga,
Efisiensi 100%Pout
Pin= ×
= OO,Y
CO],C x 100 %
= 3,57 %
Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa kinerja solar sel setelah
diberi penggerak ke arah matahari lebih baik dibandingkan dengan kinerja solar
sel saat posisi konstan/diam. Dapat dilihat pada perhitungan efisiensi solar sel
dengan data hasil pengujian yang penulis lakukan :
Efisiensi posisi diam = 2,4 %
Efisiensi panel bergerak = 3,57 %
Tabel 5.6 Nilai Rata
Beban AC setelah diberi Inverter
No Cara Pengujian
1 Diam Penuh
2 Panel bergerak kearah matahari
Diagram 5.2 Nilai Rata
Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini
300 Watt, untuk memband
semua tegangan dan arus pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti
gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata
dibandingkan pada posisi diam penuh 180
secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses
konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari di setiap terjadi
pergerakkan matahari.
V = I .
V = Tegangan
I = Arus
0
50
100
150
200
250
Diam Penuh
160
Tabel 5.6 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian
Beban AC setelah diberi Inverter
Cara Pengujian Nilai Rata-rata
Tegangan Arus
160 0,8
Panel bergerak kearah matahari 207 1,44
Diagram 5.2 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban AC
Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini penulis menggunakan inverter
att, untuk membandingkan arus dan tegangannya penulis
semua tegangan dan arus pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti
gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata
dibandingkan pada posisi diam penuh 180° dan manual, hal ini disebabkan panel
secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses
konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari di setiap terjadi
pergerakkan matahari.
R
= Tegangan [Volt]
= Arus [Ampere]
Diam Penuh Panel bergerak
kearah matahari
160
208
0,8 1.44
45
rus pada Semua Pengujian untuk
rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban AC
menggunakan inverter
dan tegangannya penulis merata-ratakan
semua tegangan dan arus pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti
gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata-ratanya
disebabkan panel
secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses
konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari di setiap terjadi
Tegangan
Arus
46
Berdasarkan rumus di atas dapat diambil kesimpulan bahwa :
Jika R ( Resistansi/hambatan ) konstan
Maka I berbanding lurus dengan V.
Dapat kita bandingkan pada diagram 5.2 bahwa dengan hambatan yang sama
panel konstan mempunyai tegangan rata-rata dalam sekali pengujian adalah 160 V
dengan arus 0,8 A lebih kecil dari pada panel bergerak dengan tegangan 207 V
dan arus 1,44 A.
Dengan semakin kecilnya tegangan (posisi konstan) dan nilai beban yang sama
maka semakin kecil juga arusnya, begitu juga sebaliknya semakin besar tegangan
(posisi bergerak ke arah matahari) dan nilai beban yang sama, maka semakin
besar juga arusnya.
Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini menggunakan inverter 300
Watt, maka untuk membandingkannya nilai tegangan dan arus dirata-ratakan
semua pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti pada gambar diagram
5.1 bahwa dengan cara panel mengarah ke matahari tegangan rata-ratanya lebih
tinggi dibandingkan pada posisi diam penuh 180°, hal ini disebabkan karena panel
secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses
konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari mengikuti
pergerakkan matahari.
47
Penurunan Tegangan pada Beban DC
Perbandingan Tegangan panel posisi konstan dengan bergerak berdasarkan waktu
Line 1 : DC konstan
Line 2 : DC Manual
Graph Limited School Edition8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Waktu (Jam)
V (Volt)
Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa penurunan tegangan terjadi di
sore hari namun pada pukul 09.00 – 11.00 tegangan bisa dikatakan konstan, hal
ini disebabkan karena intensitas yang diterima matahari belum ditutupi polutan.
Pada pukul 11.00 - 14.00 tegangan tidak stabil terjadi naik turunnya
tegangan. Hal ini disebabkan pada waktu itu sudah mulai terjadi polutan,
pencemaran udara, yang mana polutan, asap kendaraan, pabrik sudah mulai naik
sehingga intensitas yang diterima bumi tidak stabil, pada waktu tertentu
intensitasnya besar tegangannya tidak besar hal ini dikarenakan proses naiknya
polutan ke atmosfer.
Pada pukul 14.00 WIB - 16.00 WIB tegangan yang dihasilkan solar sel
makin menurun di tiap waktunya, hal ini dikarenakan atmosfer bumi dalam
keadaan kotor karena polusi udara menghalangi intensitas matahari sampai ke
bumi.
48
Penurunan Tegangan pada Beban AC
Grafik 5.4 Perbandingan Tegangan terhadap Waktu pada Kondisi Konstan dan
Otomatis
Dari grafik 5.4 dapat dilihat bahwasanya tegangan yang dihasilkan secara
penggerakan panel secara otomatis lebih baik daripada posisi panel konstan
menghadap sudut 180 °. Hal ini disebabkan panel surya mampu mengikuti arah
intensitas tertinggi yang dalam hal ini matahari, namun penurunan tegangan pada
kedua pengujian terjadi pada sore hari pukul 13.00 WIB - 16.00 WIB. Hal ini
disebabkan karena faktor cuaca dan atmosfer telah ditutupi polutan yang berasal
dari bumi, sehingga intensitas yang diterima bumi menjadi terhalang oleh polutan
yang mengakibatkan solar sel bekerja tidak maksimal.
0
50
100
150
200
250 Tegangan
Turun Tegangan
Grafik 5.3 Penurunan Tegangan pada Sumber AC dengan Beban AC
Waktu [Jam]
Te
ga
ng
an
[V
olt
]
49
Pembahasan kondisi cuaca dan tegangan terhadap beban
Dalam percobaan ini digunakan beban kipas dan inverter untuk beban DC dan
lampu untuk beban AC dengan indikasi kipas (lambat, sedang dan cepat) dan
indikasi lampu (kedap-kedip, redup dan terang).
Ini menandakan bahwa ketika terjadi penutupan matahari oleh awan maka
intensitas yang diterima solar sel akan terhalang sehingga tegangan keluaran dari
solar sel kecil dan mengakibatkan kinerja beban berkurang ditandai dengan kipas
yang bekerja secara pelan, lampu yang nyalanya kedap-kedip, maka dari itulah
kondisi awan sangat perlu diperhatikan dalam percobaan ini, agar dapat
mengetahui bahwa intensitas yang masuk ke solar sel sangat berpengaruh
terhadap tegangan keluaran solar sel.
50
BAB VI
PENUTUP
6.1 Kesimpulan
1. Untuk meningkatkan kinerja dari solar sel tersebut, maka dibutuhkan panel
penggerak agar intensitas yang diterima solar sel tersebut maksimal dari
waktu ke waktunya dan cahaya matahari sangat mempengaruhi sensor.
2. Dalam pengujian yang dilakukan, panel surya laboratorium teknik energi
mampu menghasilkan tegangan per harinya 17 V - 18 V dengan panel
surya 50 Watt, arus 2,3 A dan tegangan nominal 14,3 V DC yang terdiri
dari 3 unit panel surya yang dipasang secara paralel.
3. Sedangkan pada kondisi konstan panel surya hanya mampu menghasilkan
tegangan rata-rata per harinya antara 15 V sampai dengan 16 V.
4. Pada proses konversi energi pada solar sel cuaca, kondisi matahari cukup
berpengaruh pada tegangan keluaran solar sel, karena jika intensitas yang
diradiasikan oleh matahari ke bumi terhalang oleh polutan, asap dari
kendaraan bermotor dan asap pabrik, maka tegangan yang dihasilkan oleh
solar sel akan berkurang.
5. Dalam karakteristik dari solar sel energi yang dihasilkan dari solar sel pada
pagi hari pukul 09.00 – 11.00 tegangan yang dihasilkan cukup konstan,
pada pukul 12.00 – 14.00 tidak stabil, pukul 14.00 – 16.00 tegangan yang
dihasilkan menurun dari waktu ke waktunya.
6. Pada pemakaian beban DC ataupun AC pada Inverter, kinerja beban
tergantung pada tegangan yang dihasilkan oleh solar sel dan pemakaian
beban itu sendiri.
7. Efisiensi yang didapat oleh panel surya yang mengarah pada matahari
meningkat dibandingkan dengan panel pada kondisi diam.
51
6.2 Saran
1. Penggerak panel dalam geraknya sangat berpengaruh pada intensitas yang
diterima oleh sensor tersebut, maka dari itu perlu ditambahkan lagi 3 unit
sensor cahaya, agar tegangan yang diterima sensor lebih mudah terbaca
oleh microcontroller.
2. Agar panel mampu menangkap intensitas akibat pantulan radiasi secara
baur maka hendaknya diberi penggerak ke semua arah, yaitu : timur, barat,
utara dan selatan.
3. Pada sistem mekanik ( pergerakan panel surya mengarah ke matahari )
harus dibuat lebih lambat agar nilai intensitas yang didapat lebih tepat.
Dalam hal ini mengganti sistem mekanik gear dan rantai dengan
menggunakan sistem hidrolik.
4. Karena dalam praktikum untuk membuktikan karakteristik solar sel
dengan intensitas matahari harus dipertahankan agar tetap konstan, maka
perlu adanya perintah/kontrol untuk menggerakkan panel pada intensitas
yang di inginkan.
5. Karena dalam era globalisasi sekarang ini sudah semakin hybrid, maka
perlu diadakannya penelitian penggabungan antara solar sel dengan
pembangkit tenaga angin.
6. Selain dengan menambahkan sensor cahaya untuk meningkatkan efisiensi
dari solar sel, perlu juga dengan menambahkan pembersih solar sel dengan
sistem otomatis. Agar partikel-partikel seperti debu dapat hilang dan agar
tidak menghalangi proses kinerja dari solar sel tersebut.
7. Penyebab utama dari LDR tidak bekerja maksimal karena pengaruh panas,
maka perlu penambahan kipas dan silikon untuk pendinginan LDR.
52
DAFTAR PUSTAKA
1. Deni Almanda, 2005. Prospek PLTS di Indonesia, Energi Indonesia
(Artikel-artikel Populer), Fisika LIPI, Jakarta.
2. Prof. Wiranto Arismunandar, 1995. Teknologi Rekayasa Surya, Cetakan
Pertama, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
3. J.A. Duffie and W.A. Beckman, 1980. Solar Engineeringof Thermal Processes, Second Edition, Wiley Interscience Publication, New York. [ serial Online ] 2000-maret ; URL : http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm accesed mei 20,2009.
4. Sp. Sukhatme, 1990. Solar Energy (Principle of Thermal Collection and Storage ), Tata Mc. Graw Hill Publishing Company Limited, New Delhi. [serial Online] 2006 –juni ; URL :http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell accesed juni 25, 2009.
5. Golsborough, Paul F. Microcomputer interfacing with the 8535 AVR chip. New delhi : Mc Graw- Hill.
6. Parangtopo, H. Poesposoetjipto, A.G Harsono. 1982. Review and Analysis
of the Global and Difuse Solar Radiation in Jakarta, Indonesia. Jakarta : UI.
7. Tim Fisika energi. 1990. Diktat Kuliah Energi 1 Fisika Unpad. Bandung: Jurusan Fisika Energi Unpad.
8. Overstaeten, RJ Van and RP Mertens. 1986. Physics, Teknology and use of Photovoltaics. England: Adam Hilger LTD.
9. Solarex Corp. Penuntun ke Teknik Listrik Tenaga Surya . Jakarta : PT Dwi Karya.
53
Lampiran
Gambar 2.11 Skema Pemakian Beban Langsung dari Solar Sel
54
2.12 Flowchart
ya
A
if ADC1
>ADC2dan3Motor putar arah
timur
Motor matiif ADC2
>ADC1dan3
Motor putar arah
barat
if ADC3
>ADC1dan2
ya
ya
ya
ya
ya
ya
Tidak
Tidak
Tidak
Tidak
C
C
C
B
if
V<10
Charger Off
Charger On
ya
ya
Tidak
Tidak
ya
ya
A
C
Jika sensor
Arus=1
ya
Tidak
Transfer Data
Ke ADC 4,5
Tampilkan data
ADC 4,5 pada VBB
ya
START
INISIALISASI
Jika sensor
LDR=1
Transfer Data
Ke ADC 1,2,3
ya
Tidak
ya
Jika sensor
Arus=1
Tidak
ya Transfer Data
Ke ADC 4,5
AyaTampilkan data
ADC 2, pada VB
Tampilkan data
ADC 4,5 pada VBB
ya
Catu daya =0End
ya
ya
Tidak
Tidak
if
V>13
Ket :
ADC 1 = LDR Timur
ADC 2 = LDR Atas
ADC 3 = LDR Barat
ADC 4 = Volt
ADC 5 = Arus
55
2.13 Blok Diagram
56
Gambar 2.14 Skema Supply Tegangan dan Arus pada Mikrokontroller
57
DATTA SSHEEEETT
AVR-P40-USB-8535 AVR MICROCONTROLLER PROTOTYPE BOARD WITH USB, JTAG and STKxx COMPATIBLE 10 PIN ICSP
Gambar 2.15 AVR-P40-USB-8535
FEATURES
• Supports all devices which are pin to pin compatible with AT90S8535 AVR microcontrollers
• ICSP 5x2 pin connector for in-circuit programming with AVR-PG1 or AVR-PG2
• JTAG port 5x2 for in-circuit debugging/programming with AVR-JTAG and AVR-JTAG-USB (ATJTAGICE)
• USB to RS232 FT232 converter • I2C EEPROM socket • Takes power from USB no need for external adapter • Power supply filtering capacitors • Quartz crystall oscilator circuit 8Mhz • Reset IC ZM33064 • Reset button • General purpose push button • Status LED connected to PB0 via removable jumper • DIL40 microcontroller socket • Extension pin headers for each uC pin • Four mounting holes 3.3 mm (0.13") • Grid 100 mils • GND bus • Vcc bus • FR-4, 1.5 mm (0,062"), green soldermask, white silkscreen component
print • Dimensions 100 mm x 80 mm (3.9 x 3.15")
58
Gambar 2.16 Skematic AVR 8535
59
Gambar 2.17 LDR
60
Gambar Asli ( beban )
61
Gambar Asli ( tampak samping)
62
Gambar Asli (tampak depan)
top related