analisa performansi dan monitoring solar …
TRANSCRIPT
vii
ANALISA PERFORMANSI DAN MONITORING
SOLAR PHOTOVOLTAIC SYSTEM (SPS) PADA
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DI TUBAN
JAWA TIMUR
Nama Mahasiswa : Rois Adhe Rohmana
NRP : 2410100071
Jurusan : Teknik Fisika FTI – ITS
Dosen Pembimbing : 1. Dr. Gunawan Nugroho, ST., MT
2. Ir. Chayun Budiono,M.Sc.rer. nat
ABSTRAK
Kebutuhan akan energi terbarukan pada masa energi fosil
mulai menipis saat ini menjadikan penggunaan energi surya untuk
memenuhi kebutuhan manusia akan energi menjadi pilihan yang
tepat. Penggunaan energi matahari menjadi pilihan karena sifat
sumber energi matahari yang tidak akan habis, serta penggunaan
dan pengaplikasiannya yang mudah dibanding sumber energi
terbarukan yang lain. Penunjang pemeliharaan PLTS menjadi
sangat penting ketika PLTS telah terpasang, maka dibutuhkan alat
monitoring dari jarak jauh untuk menunjang pemeliharaan PLTS
untuk mengetahui performa PLTS, pada penelitian ini dilakukan
perancangan hardware dan software untuk memantau performa
PLTS menggunakan website. PLTS yang digunakan berada di
Tuban Jawa Timur dengan kapasitas 1600 Wp. Dari hasil analisis
monitoring tersebut kemudian dilakukan perbandingan dengan
hasil simulasi menggunakan software, dari hasil perbandingan
tersebut diketahui effisiensi photovoltaik sebesar 5.20% dan
effisiensi inverter sebesar 53.71%. Dari analisa performansi
photovoltaik diketahui bahwa photovoltaik telah mengalami
penurunan sebesar 2.03% sampai 2.19 % jika dibandingkan
dengan analisa software.
Kata kunci : Performansi, PLTS, Monitoring, Solar Photovoltaic
System
viii
Halaman ini sengaja dikosongkan
ix
PERFORMANCE ANALYSIS AND MONITORING
SOLAR PHOTOVOLTAIC SYSTEM (SPS) ON SOLAR
POWER PLANT IN TUBAN EAST JAVA
Name : Rois Adhe Rohmana
NRP : 2410100071
Department : Teknik Fisika FTI – ITS
Supervisor : 1. Dr. Gunawan Nugroho, ST., MT
2. Ir. Chayun Budiono,M.Sc.rer. nat
ABSTRACT
The need for renewable energy in the future when fossil
energy currently makes use of solar energy for keep the energy
needs of humans would be the right choice. Using solar energy be
an option due to the nature of the source of solar energy that will
not run out, as well as the use and application is easy compared
to other renewable energy sources. Supporting maintenance
becomes very important when PLTS was installed, then the
required tools for the monitoring of remote maintenance support
PLTS to know about the performance, in this research, the design
of hardware and software to monitor the performance tools of
PLTS used by website. PLTS which used at Tuban East Java with
capacity is 1600 Wp. From the results of monitoring, the analysis
is carried out a comparison with the results of the simulation
using the software, from the results the efficiency of photovoltaic
is 5:20% and efficiency inverters is 53.71%. From the analysis it
is known that photovoltaic photovoltaic performance has declined
by 2:03% to 2:19% when compared with analysis software.
Keyword : Performance, PLTS, Monitoring, Solar Photovoltaic
System
x
Halaman ini sengaja dikosongkan
5
1. BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1 Energi Matahari
Matahari memasok energi ke bumi dalam bentuk radiasi.
Tanpa radiasi dari matahari, maka kehidupan di bumi tidak akan
berjalan. Setiap tahunnya ada sekitar 3.9 x 1024
Joule ~ 1.08 x
1018
kWh energi matahari yang mencapai permukaan bumi, ini
berarti energi yang diterima bumi dari matahari adalah 10.000
kali lebih banyak dari permintaan energi primer secara global tiap
tahunnya dan lebih banyak dari cadangan ketersediaan
keseluruhan energi yang ada di bumi (Muchammad,2010). Intensitas radiasi matahari diluar atmosfir bumi tergantung
pada jarak antara bumi dengan matahari. sepanjang tahun, jarak
antara matahari dengan bumi bervariasi antara 1,47 x 108 km
sampai 1,52 x 108 km. Akibatnya, irradiance E0 berfluktuasi
antara 1.325 W/m2 sampai 1412 W/m
2. Nilai rata-rata dari
irradiance ini disebut dengan solar constant ( Konstanta Surya,
E0 = 1.367 w/m2 )(Muchammad,2010).
Nilai konstan ini bukanlah besarnya radiasi yang sampai
dipermukaan bumi. Atmosfir bumi mereduksi mengurangi radiasi
matahari tersebut melalui proses pemantulan, penyerapan (oleh
ozon, uap air, oksigen dan karbondioksida) dan penghamburan
(oleh molekul-molekul udara, partikel debu atau polusi). Untuk
cuaca yang cerah pada siang hari, irradiance yang mencapai
permukaan bumi adalah 1.000 W/m2. Nilai ini relatif terhadap
lokasi. Insolasi (energi radiasi) maksimum terjadi pada hari yang
cerah namun berawan sebagian. Ini karena pemantulan radiasi
matahari oleh awan sehingga insolasi (energi radiasinya) dapat
mencapai 1.400 W/m2 untuk periode yang singkat
(Muchammad,2010).
6
2.2 Energi Surya Photovoltaic
Sel Photovoltaic merupakan sebuah semikonduktor yang
terdiri dari diode p-n junction, dimana ketika terkena cahaya
matahari akan menciptakan energi listrik yang mampu
dimanfaatkan, pengubahan energi ini disebut efek photoelectric.
Sel surya sudah banyak diaplikasikan, terutama untuk
wilayah atau daerah yang terpencil, yang tidak tersedia tenaga
lisrik dari grid, seperti satelit pengorbit (bumi), kalkulator
genggam, pompa air, dll. Pemasangan sel surya yang berbentuk
modul / pane surya dapat dipasang diatap gedung yang kemudian
disambungkan di inverter untuk mengubah tegangan dari PV
yang berbentuk DC menjadi tegangan AC untuk kebutuhan
rumahan yang bisa dikombinasikan ke grid listrik dalam sebuah
pengaturan net metering.
2.2.1 Prinsip Kerja Photovoltaic
Cahaya matahari mengandung energi dalam bentuk foton,
dimana foton inilah yang dikonversi menjadi energi listrik. Ketika
sinar matahari menerpa sel surya, sejumlah elektron dilepaskan
dan berpindah ke elektroda negatif (n-layer). Pada saat yang
sama, lubang (hole) terbentuk dan berkumpul di elektroda positif
(p-layer). Adanya elektron pada elektroda negatif dan hole pada
elektroda positif maka akan terbentuk arus listrik dari kedua
elektroda tersebut apabila dihubungkan ke beban
Gambar 2.1 Prinsip Kerja PV
7
2.2.2 Karakter Panel Photovoltaic
Kapasitas daya dari sel atau modul surya dilambangkan
dalam watt peak (Wp) dan diukur berdasarkan standar pengujian
Internasional yaitu Standard Test Condition (STC). Standar ini
mengacu pada intensitas radiasi sinar matahari sebesar 1000
W/m² yang tegak lurus sel surya pada suhu 25°C. Modul
photovoltaic memiliki hubungan antara arus dan tegangan yang
diwakili dalam kurva I-V. Pada saat tahanan variable bernilai tak
terhingga (open circuit) maka arus bernilai minimum (nol) dan
tegangan pada sel berada pada nilai maksimum, yang dikenal
sebagai tegangan open circuit (Voc). Pada keadaan yang lain,
ketika tahanan variable bernilai nol (short circuit) maka arus
bernilai maksimum, yang dikenal sebagai arus short circuit (Isc).
Jika tahanan variable memiliki nilai yang bervariasi antara nol
dan tak terhingga maka arus (I) dan tegangan (V) akan diperoleh
nilai yang bervariasi seperti ditunjukkan pada gambar 2.2, dikenal
sebagai kurva karakteristik I-V pada sel surya
Gambar 2.2 Kurva karakteristik I-V sel surya pada STC
8
Radiasi sinar matahari akan mempengaruhi arus yang
dihasilkan oleh sel surya. Semakin tinggi radiasi matahari maka
semakin tinggi pula arus yang dihasilkan.
Gambar 2.3 Pengaruh radiasi matahari pada kurva I-V
Gambar 2.4 Pengaruh radiasi matahari pada kurva P-V
Gambar 3 dan gambar 4 menunjukkan pengaruh radiasi
matahari pada modul photovoltaic yang berisi 36 sel mono
crystalline. Dari kedua gambar tersebut dapat dilihat bahwa
9
semakin besar intensitas radiasi matahari (mendekati 1000 W/m²)
maka daya yang dihasilkan oleh sel surya juga akan mendekati
maksimal. Semakin kecil intensitas radiasi matahari maka daya
yang dihasilkan oleh sel surya semakin kecil.
2.3 Analisa Energi Solar
Fotovoltaik pada umumnya mempunyai hambatan
parasitik seri dan hambatan shunt yang berpengaruh pada
penurunan efisiensi, seperti ditunjukkan pada gambar berikut
(hamdani,2011)
Gambar 2.5 Model dioda tunggal untuk rangkaian ekivalen PV
Persamaan model dioda tunggal yang digunakan untuk
menggambarkan arus operasional yang dihasilkan modul PV
dinyatakan dengan persamaan berikut:
( (
) )
( (
) )
(2.1)
Dengan IL arus yang dibangkitkan cahaya (A), I0 arus jenuh
balik pada sambungan diode p-n (A), R S hambatan seri pada sel
PV (ohm), RSh hambatan shunt se PV (ohm), Ns jumlah sel yang
tersusun seri, n1 aktor ideal diode, dan m=Nsn1 parameter tunggal
10
dan Vt tegangan termal (V) yang dinyatakan sebagai
(hamdani,2011):
(2.2)
Dengan Tc temperatur sel (K), k konstanta Boltzmann(JK-1
)
dan q muatan elektron (C), hambatan shunt atau hambatan
paralel Rs menunjukkan arus yang bocor (leakage) pada
sambungan p-n dioda, dimana nilainya untuk PV modul silikon
sekitar 0.1 – 10 Ωm2. Produksi energi dari sistem PV ditentukan
berdasarkan estimasi arus dan tegangan yang dihasilkan modul
PV, dimana daya keluaran PV tergantung pada karakteristik
teknis dan parameter lingkungan. Oleh karena itu, model PV
meliputi parameter listrik pada kondisi standar dan μI,SC
koefisien temperature short circuit current,ISC dan μV,OC Koefisien
open circuit voltage,VOC. Nilai ISC dan VOC ditentukan
berdasarkan pesamaan dengan meninjau parameter
lingkungannya, (hamdani,2011):
( )
(2.3)
(
) ( )
(2.4)
Berdasarkan definisi, efisiensi konversi PV dinyatakan
sebagai rasio antara energi keluaran yangdihasilkan (energi
listrik) terhadap energi matahari yang sampai dipermukaan
PV, sehingga efisiensi energi maksimum dinyatakan sebagai :
(2.5)
11
Dengan VOC (V) menyatakan open circuit voltage,ISC short
circuit current (A), ST radiasi global matahari jam-an (W/m2), dan
A luas permukaan modul PV (m2) .(hamdani,2011)
2.4 Analisa Efisiensi Energi
Analisa efisiensi energi adalah perbandingan terhadap
energi total (termal dan elektrik) terhadap energi matahari yang
diterima panel PV antara energi keluaran yang dihasilkan
(2.6)
Dengan menyatakan laju energi (W), TSEL suhu sel (0C)
serta hca koefisien transfer panas konvektif (hca=5.7+3.8v) dengan
v adalah kelajuan angin.
2.5 Perhitungan Masukan dan Keluaran
Sebelum mengetahui berapa nilai daya sesaat yang
dihasilkan kita harus mengetaui daya yang diterima (Input),
dimana daya tersebut adalah perkalian antara intensitas radiasi
matahari yang diterima dengan luas PV module dengan
persamaan berikut (Muchammad,2010):
Pin= Ir x A
(2.7)
Keterangan:
Pin : Daya Input akibat irradiance matahari
Ir : Intensitas radiasi matahari (Watt/m2)
A : Luasan area permukaan photovoltaic module (m2)
Sedangkan untuk besarnya daya solar cell (Pout) yaitu
perkalian tegangan rangkaian terbuka (Voc), Arus hubung singkat
12
(Isc), dan Fill Factor (FF) yang dihasilkan oleh sel Photovoltaic
dapat dihitung dengan rumus :
Pout = Voc x Isc x FF
(2.8)
Keterangan:
Pout : Daya yang dibangkitkan oleh solar cell (Watt),
Voc : Tegangan rangkaian terbuka pada solar cell (Volt)
Isc : Arus hubung singkat pada solar cell (Ampere)
FF : Fill Factor
Nilai FF dapat diperoleh dari rumus:
FF= Voc-ln(Voc+0.72)/Voc+1
(2.9)
Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan
perbandingan daya yang dapat dibangkitkan oleh sel surya
dengan energi input yang diperoleh dari irradiance matahari.
Efisiensi yang digunakan adalah efisiensi sesaat pada
pengambilan data (Muchammad,2010)
η= Output/input x 100%
(2.10)
2.6 Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Pembangkit listrik tenaga surya menghasilkan energi listrik
dengan mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik,
dengan energi yang dihasilkan PV adalah tegangan DC maka
untuk bisa digunakan sebagai kebutuhan sehari hari yang
menggunakan listrik AC maka dibutuhkan inverter sehingga
mampu untuk digunakan memenuhi kebutuhan listrik rumahan
sebagai tegangan AC, namun karena PLTS hanya menghasilkan
listrik jika ada radiasi matahari, sehingga energi listrik ini
disimpan didalam baterai terlebih dahulu agar bisa digunakan
ketika tidak ada radiasi matahari sesuai daya yang disimpan di
dalam baterai.
13
PLTS yang telah terpasang di Tuban adalah PLTS hybrid,
dimana energi PLTS ini hanya digunakan sebagai cadangan dari
listrik PLN, dan selama tidak dipakai, energi cahaya matahari
yang telah di konversi menjadi energi listrik oleh PV akan
disimpan didalam batrai, kemudian ketika dibutuhkan listrik akan
diambil dari baterai ini, atau berjalan bersama dengan listrik dari
sumber PLN.
Gambar 2.6 Diagram PLTS Tuban
2.7 Komponen PLTS
2.7.1 Modul Sel Surya
Modul sel surya adalah sekumpulan modul yang saling
dihubungkan secara seri, parallel atau kombinasi keduanya untuk
memperoleh suatu nilai tegangan , arus dan daya tertentu.
Jumlah modul yang dihubungkan seri ditentukan oleh nilai
tegangan yang dibutuhkan,sedangkan untuk menentukan nilai
arus dilakukan pemasangan paralel.
Pada pemasangan PLTS di Tuban yang menggunakan
delapan buah sel surya masing masing bernilai 200Wp dengan
peak voltage adalah 38.7 V dan peak current 5.17 A, dilakukan
dua pemasangan seri dengan masing masing empat sel surya,
14
kemudian kedua pasangan seri itu diparalel, dengan perhitungan
seri berikut (Isdawimah,2010) :
(2.11)
Keterangan:
JS = jumlah seri modul PV
VINV = tegangan masukan inverter (Volt)
VMF = tegangan maksimum modul PV (Volt)
Sehingga tegangan modul sel surya (VGPV) adalah:
VGPV=JS . VMF
(2.12)
Untuk memperoleh daya total sebesar PGPV , maka
dibutuhkan jumlah string, sebagai berikut :
(2.13)
Keteangan :
JP = Jumlah string modul PV
P’GPV = daya modul sel surya (Watt)
VGPV = tegangan modul sel surya (Volt)
IMF = Arus maksimum modul PV (Ampere)
Apabila diperoleh bilangan pecahan , JP dibulatkan keatas,
arus nominal (IGPV) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
IGPV=JP . IMF
(2.14)
Setelah ditentukan JS dan JP , maka daya modul sel surya
terpasang dihitung kembali menggunkana persamaan :
PGPV=VGPV . IGPV (watt Peak)
(2.15)
15
Sedangakan jumlah susunan modul sel surya (N) yang
terpasang adalah
N=JP . JS
(2.16)
2.7.2 String Inverter
Secara umum definisi dari inverter ini adalah sebuah
perangkat yang mengubah listrik dari DC (direct current) ke AC
(alternating current) untuk tegangan DC tinggi. Teknologi string
inverter ini muncul ketika dalam aplikasi PV yang mempunyai
banyak panel surya yang rata-rata dipertahankan pada tegangan
12V, 24V atau 48 V pada tegangan DC untuk kemudian
disalurkan ke baterai yang memiliki tegangan sama, namun ketika
sebuah sistem mempunyai 40 panel surya yang masing-masing
memiliki tegangan 12V dan 10A, sehingga total daya yang
dibangkitkan untuk 40 panel tersebut adalah 4800 Watt jika
dipasang secara parallel untuk mempertahankan tegangannya (12
x 400 = 4800), sehingga muncul masalah dengan
mempertahankan tegangan 12V maka dengan pemasangan
parallel akan dedapatkan arus sebesar 400A, maka akan
diperlukan begitu besar kabel , padahal jika dilihat dari hokum
Ohm bahwa P=I2R yang berarti R adalah loss dari kabel tersebut.
Oleh sebab itu teknolgi string inverter ini muncul untuk
mengubah tegangan tinggi DC menjadi AC, dengan pemasangan
secara seri untuk membuat kecil arus sehingga akan memperkecil
hambatan atau loss dari kabel
2.7.3 Inverter Baterai
Inverter baterai adalah alat yang berfungsi untuk mengubah
tegangan AC (alternating current) menjadi DC (direct current)
yang dimanfaatkan untuk mengisi baterai, selain itu juga
berfungsi untuk (Isdawimah,2010):
1. Membatasi dan menghentikan arus yang mengalir bila
kondisi baterai dalam keadaan penuh, sekaligus
16
melakukan pemindahan hubungan dari baterai yang
sudah penuh ke beban
2. Dilengkapi dengan indikator Low Voltage Disconnect,
dimana akan menghentikan suplai yang berasal dari sel
surya ke beban, bila tegangan baterai berada dibawah
harga tegangan pemutusan (cut-off Voltage). Hal ini
dapat mencegah baterai dari kerusakan.
3. Mengamankan baterai dari bahaya overcharge maupun
over discharge. Yang dimaksud dengan overcharge
adalah suatu kondisi dimana terjadi proses pemutusan
pengisian baterai pada tegangan batas atas dengan
tujuan untuk menghindari gassing yang dapat
menyebabkan penguapan gel baterai dan korosi pada
grid baterai, sehingga dapat mengurangi life time
baterai. Sedangkan over discharge adalah suatu kondisi
dimana terjadi proses pemutusan pengosongan baterai
pada tegangan batas bawah untuk menghindari
pembebanan berlebih yang dapat menyebabkan sulfasi.
4. Mencegah beban berlebih dan terjadinya hubung
singkat
5. Menghindari aliran balik arus listrik yang dapat
merusak modul sel surya di malam hari saat tegangan
lebih rendah dibanding tegangan baterai
2.7.4 Baterai
Baterai adalah salah satu komponen penyimpan energi
yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan
energi kimia menjadi energi listrik. Banyak jenis baterai yang
dapat dipakai pada sistem ini. Salah satunya adalah jenis asam
timbal (lead acid). Baterai ini tersusun dari beberapa sel
elektrokimia dan masing-masing sel bekerja dengan
mempergunakan elektroda positif (anoda) yang terbuat dari PbO2
(lead oxide) dan elektroda negatif (katoda) dari bahan Pb (lead),
sedangkan larutan elektrolit yang digunakan terdiri dari asam
sulfat (H2SO4) dan air (H2O). Untuk baterai 12 Volt nominal
biasanya terdiri dari 6 sel dengan masing-masing sel memiliki
17
tegangan 2 Volt Proses pengisian dan pengosongan baterai dapat
dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 2.7 Proses charger dan discharge pada baterai
Besarnya energi yang dapat disimpan dan dikeluarkan oleh
baterai disebut sebagai kapasitas baterai. Kapasitas energi suatu
baterai diukur dalam ampere jam (Ah). Misalkan, kapasitas
baterai 100 Ah 12 Volt artinya secara ideal arus yang dapat
dikeluarkan sebesar 5 Ampere selama 20 jam pemakaian
(septayudha,2008).
2.8 Monitoring
Menurut Calyton dan Petry (1983) definisi monitoring
adalah suatu proses mengukur, mencatat, mengumpulkan,
memproses dan mengkomunikasikan informasi untuk membantu
pengambilan keputusan dari manajemen program atau proyek.
Sehingga dalam penelitian ini bertujuan untuk memonitoring
yang melingkupi proses mengukur, mencatat, mengumpulkan dan
mengkomunikasikan secara jarak jauh hasil tersebut untuk
dianalisa kinerja dari PLTS secara real time dengan target yang
dimonitoring adalah hasil pengukuran sensor-sensor yang
terpasang pada setiap bagian dari PLTS berupa sensor tegangan,
sensor arus, sensor temperature dan kelembaban,.
Sensor-sensor tersebut adalah alat penunjang dari
variabel yang diukur untuk monitoring berupa tegangan, arus,
daya, temperature dan suhu. Hasil monitoring adalah data
penunjang penelitian untuk dianalisa performansi dari PLTS yang
adadi Kantor Dinas Pertambangan Dan Energi Kabupaten Tuban
Jawa Timur.
18
2.9 Performansi
Menurut Niven dalam bukunya Balanced Step By Step
Maximizing performance and Maintenance Result (2002)
mendefinisikan performansi adalah alat yang digunakan untuk
memastikan apakah kita berhasil mencapai tujuan dan bergerak
maju menuju kesuksesan penerapan strategi kita.
Dengan demikian tujuan dari performansi yang dilakukan
pada penelitian ini adalah proses pengukuran terhadap aktifitas
PLTS, hasil dari monitoring performansi ini adalah umpan balik
yang memberikan informasi mengenai pencapaian aktifitas dari
bagian-bagian PLTS yang memerlukan perencanaan dan kontrol.
19
1. BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Alur penelitian digunakan sebagai acuan dalam
penyelesaian permasalahan penelitian. Alur penelitian pada bab
ini mengacu pada flowchart berikut:
Mulai
Studi Literatur
Mendapatkan beberapa data :
Data kinerja PLTS dari datalogger, data irradiansi,
data temperatur dan kelembaban
Analisa performansi PLTS dengan data dari
datalogger,data Irradiansi, temperatur dan
kelembaban
Perancangan hardware dan
software untuk monitoring PLTS
Kalibrasi Hardware
Uji Sistem
Pemasangan
Hardware
Tampilkan data
pada Website
Analisa data dan
pembahasan
Penyusunan laporan
SelesaiBerhasil
Gagal
Gambar 3.1 Diagram alir Penelitian Tugas Akhir
20
Berikut adalah rincian metodolgi penelitian yang akan
dilakukan:
Studi literatur mengenai analisa performansi Solar
Photovoltaic System (SPS) dan studi mengenai sistem
PLTS yang akan di teliti, yaitu pada PLTS di Kantor
Dinas Pertambangan dan Energi Tuban Jawa Timur.
Pengambilan data cuaca berupa radiasi matahari selama
PLTS terpasang dan data rekam kinerja PLTS yang ada di
data logeer.
Analisa Performansi PLTS menggunakan data cuaca
berupa radiasi matahari dan data rekam dari datalogger.
Perancangan hardware berupa sensor-sensor untuk
menunjang pengamatan performa dari PLTS berupa
sensor arus, sensor tegangan, sensor temperature dan
kelembaban.
Perancangan software berupa website yang digunakan
untuk menampilkan data atau monitoring kinerja PLTS
yang dibaca oleh sensor sensor yang akan dipasang secara
real-time.
Analisa performansi PLTS dari data monitoring.
3.1 Studi Literatur
Pada penelitan ini dilakukan studi literatur terlebih dahulu
mengenai bagaimana sebuah PLTS bekerja dan bagaimana
menganalisa performansi dari PLTS tersebut yang di tunjang dari
beberapa buku-buku energi terbarukan dan jurnal-jurnal yang
berkaitan dengan analisa sistem PLTS sendiri. Setelah itu
dilakukan studi literatur terhadap sistem PLTS yang terpasang di
Kantor Dinas Pertambangan Dan Energi Di Tuban Jawa Timur
dengan mempelajari spesifikasi setiap hardware.
Studi literatur mengenai analisa performansi solar
photovoltaic system (SPS) pada PLTS yang ada di Kantor Dinas
Pertambangan dan Energi Di Tuban Jawa Timur ini dilakukan
selain untuk mengetahui spesifikasi setiap part dan modul yang
ada juga untuk mengetahui agar hardware yang akan dibuat dan
21
akan dipasang nantinya mampu bekerja dengan baik dan sesuai
spesifikasi datasheet dari masing–masing hardware yang ada.
Selain itu juga dilakukan studi tentang software yang akan
digunakan untuk menganalisa dan menampilkan hasil monitoring
yaitu agar mampu ditampilkan dalam website secara real-time
dengan didukung komunikasi hardware yang sesuai.
3.2 Pengambilan Data Irradiansi dan Data dari Datalogger
Tidak semua daerah di Jawa Timur mempunyai stasiun
pengamat cuaca, hanya ada lima stasiun pengamat yang aktif
mengamati cuaca, yaitu stasiun cuaca yang berada di Perak,
Juanda, Tretes, Banyuwangi, Malang, Nganjuk, dan Bali,
sedangkan untuk daeah Tuban tidak mempunyai stasiun
pengamatan sehingga pada penelitian ini digunakan data dari
satelit pengamat NASA dengan mengetahui garis lintang dan
garis bujur Kantor Dinas Pertambangan dan Energi.
Gambar 3.2 Letak koordinat pengambilan data cuaca
Titik yang ditandai adalah lokasi Kantor Dinas
Pertambangan dan Energi, dengan titik koordinat yang telah
diketahui data kemudian diambil dari satelit melalui situs NASA
22
dengan memasukkan koordinat-koordinat tadi, berikut adalah
tampilan beberapa data yang diambil dari NASA
Gambar 3.3 Contoh data dari NASA
Pada data tersebut diketahui titik koordinat dimana cuaca
diambil yang tidak begitu jauh dari titik yang diharapkan. Data
yang diambil sendiri yaitu radiasi (MJ/m2/d), Temperatur pada
dua meter diatas permukaan tanah (0C), kelembaban (%), curah
hujan (mm/day) dan kecepatan angin. Data ini digunakan untuk
menganalisa performansi selama PLTS terpasang.
Selain data cuaca berupa radiasi matahari juga diambil data
dari datalogger untuk mengetahui kinerja dari PLTS selama
terpasang yang data didownload dari modul inverter baterai
(sunny island) yang dari data itu diketahui data aktifitas masuk
dan keluar dari baterai sehingga data digunakan untuk
menganalisa karakter baterai, karakter beban yang keluar dari
baterai, dan karakter pengisian baterai.
3.3 Perancangan Hardware
Sistem PLTS di Tuban adalah PLTS yang tersambung oleh
grid line listrik dari PLN, sehingga PLTS ini adalah PLTS hybrid
namun sambungan listrik dari PLN ini adalah manual, yakni dapat
disambung atau diputus sesuai kebutuhan dan keinginan sehingga
ada waktu dimana beban digunakan listrik murni dari listrik yang
23
dibangkitkan oleh PLTS atau listrik hybrid antara PLTS dan PLN
atau beban dibangkitkan hanya dari listrik PLN, berikut adalah
diagram alur dari sistem PLTS di Kantor Dinas Pertambangan
dan Energi di Tuban Jawa Timur
kWh
PLN
kWh
MPPT
Beban Kantor
kWh Counter PLNkWh Counter
Beban
Panel Surya
String Inverter
Battery
Inverter
Battery Current
PWM
Baterai
NH Fuse
Gambar 3.4 Diagram Sistem PLTS Tuban
Pada penelitian ini dibatasi dalam analisa PLTS saklar
dari PLN atau listrik dari PLN dimatikan dengan penggunakan
beban yang diketahui.
3.3.1 Penentuan Pemasangan Sensor
Pemasangan sensor-sensor untuk menunjang pengambilan
data secara real-time dengan berbasis website harus disesuaikan
dengan spesiikasi hardware yang terpasang di PLTS, sensor-
sensor yang sangat berpengaruh dengan spesifikasi hardware
PLTS adalah sensor tegangan dan sensor arus untuk membaca
keluaran tegangan dan arus dari masing-masing bagian PLTS
mulai dari keluaran PV-array, keluaran string inverter (sunny
boy), battery inverter (sunny island), dan keluaran untuk beban.
Pada kondisi PLTS Tuban saat ini sudah dibaca mengenai
masukan dan keluaran dari tegangan dan arus namun hanya pada
battery inverter saja, oleh karena itu dibutuhkan sensor-sensor
tambahan untuk menunjang analisa performansi PLTS.
24
3.3.2 Pemasangan Sensor pada modul PV
Pemasangan sensor tegangan dan sensor arus pada keluaran
dari PV-array adalah sesuai dari spesifikasi PV yaitu terdapat
delapan buah PV, masing-masing modul PV memiliki daya
200Wp dengan jenis PV monokristal, kemudian dipasang secara
parallel dan seri dengan formasi sebagai berikut:
Gambar 3.5 Formasi pemasangan modul PV
Dengan pemasangan tersebut diketahui kapasitas total dari
PV adalah 1600Wp dengan keluaran tegangan DC maksimal
154.8 V dan 10.34 A, sehingga dibutuhkan sensor yang mampu
membaca tegangan dan arus sesuai spesifikasi hardware.
3.3.3 Pemasangan Sensor pada String Inverter (Sunny Boy
1600 TL-10)
String Inverter yang berfungsi mengubah tegangan dari
tegangan DC (Direct Current) ke AC (Alternatif Current) yang
merupakan masukan dari modul PV berupa DC kemudian iubah
menjadi AC agar dapat digunakan langsung ke beban AC.
25
Gambar 3.6 Sunny Boy 1600 TL-10
Spesifikasi dari string inverter ini memiliki keluaran
tegangan AC maksimal 230V dan 8.6A. sensor akan dipasang
tepat setelah modul string inverter sebelum ke beban maupun ke
baterai
3.3.4 Pemasangan Sensor pada Baterai Inverter (Sunny
Island 2224)
Baterai inverter pada PLTS menggunakan sunny island
2224 dengan spesifikasi kapasitas maksimal 2900 W, dengan
keluaran tegangan maksimal DC 31.5 V
Gambar 3.7 Sunny Island 2224
26
Batterai inverter ini mengubah tegangan AC keluaran dari
string inverter menjadi DC agar tegangan sisa yang tidak terpakai
untuk beban kantor dapat disimpan di dalam baterai
3.3.5 Pemasangan Sensor pada Beban Keluar
Pada sistem PLTS, untuk menghitung berapa daya yang
keluar dari beban adalah gabungan antara daya yang keluar dari
string inverter dan daya dari baterai inverter, berikut adalah
desain total pemasangan modul-modul PLTS sebagai berikut :
Gambar 3.8 Sistem PLTS Tuban
3.3.6 Desain Hardware Sehingga dari perencanaan ini dapat dibuat diagram
perencanaan pemasangan hardware sebagai berikut:
27
Gambar 3.9 Perencanaan Hardware
Selain menggunakan sensor tegangan dan arus, sebagai
alat penunjang untuk mengetahui cuaca yang berkaitan dengan
PLTS seperti mengetahui irradiansi, temperatur dan kelembaban
maka akan dipasang sensor-sensor tersebut, untuk mengetahui
irradiance digunakan sensor TSL235R yang berfungsi untuk
mengubah intensitas cahaya menjadi frekuensi yang kemudian
dibaca oleh ADC microkontroler, sedangkan untuk mendapatkan
temperature dan kelembaban digunakan sensor DHT11.
Gambar 3.10 Sensor Tegangan
28
Gambar 3.11 Sensor Arus
Semua sensor kemudian dihubungkan dan di kontrol
menggunakan mikrokontroller Arduino Uno dan sebagai
komunikasi ke server digunakan modul GSM, sehingga
pengiriman data dilakukan selayaknya SMS (Short Massage
Service).
Pada penerima data menggunakan sistem SMS Gateway
menggunakan hardware wavecomm M1306B, data yang diterima
oleh komputer server berupa database berbentuk SQL, data yang
masuk sebagai SQL tersebut kemudian dijalankan dengan script
PHP sehingga dapat ditampilkan sebagai sebuah website, berikut
adalah diagram bagaimana sistem komunikasi tersebut dijalankan
29
Website
ServerData Sensor
Gambar 3.12 Komunikasi data
3.3.7 Kalibrasi Hardware
Kalibrasi Hardware adalah kegiatan untuk mendapatkan
nilai kebenaran dari suatu alat ukur dalam mengukur suatu
besaran yang dibandingkan dengan standard pengukuran yang
dapat dipertanggungjawabkan,tujuan kalibrasi dari hardware yang
telah dibuat adalah sebagai uji sistem untuk menstandardkan alat
dengan standard yang ada.
3.4 Perancangan Perangkat Lunak
Peangkat lunak yang dimaksud pada penelitian ini
berkaitan dengan monitoring data hasil pembacaan sensor-sensor
yang dikirim dan diterima oleh server yang bisa ditampilkan pada
website, data dari MySql akan di jalankan dengan script PHP dan
HTML sehingga mampu menampilkan data seperti gambar
berikut:
30
Gambar 3.13 Tampilan website
Dari website ini dapat dimonitoring performansi PLTS
yang terdapat di kantor Dinas Pertambangan dan Energi di Tuban
Jawa Timur secara real-time.
31
1. BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai validasi dan analisa
performansi pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang ada
di Kantor Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban
Jawa Timur. Analisa dimulai dengan data yang telah diambil
pada saat observasi system PLTS yang terpasang dengan
memanfaatkan data dari datalogger dan data cuaca berupa
radiasi matahari di daerah tersebut, kemudian dilakukan
validasi terhadap analisa yang dilakukan menggunakan
software. Setelah dilakukan observasi dan analisa data serta
validasi, kemudian dilakukan validasi dan analisa terhadap
perancangan alat monitoring performa PLTS, alat yang
dipasang adalah alat pengamat cuaca (irradiansi, temperatur
dan kelembaban), pengukur daya pada setiap bagian dari
modul sistem PLTS di Dinas Pertambangan dan Energi
Kabupaten Tuban Jawa Timur.
4.1 Pengolahan data dari datalogger dan data Irradiansi
Setelah didapatkan data kinerja PLTS dari datalogger dan
data irradiansi selama 24 jam, kemudian data-data tersebut
dikelompokkan sesuai data yang dibutuhkan dan di ambil nilai
rata-rata perjamnya. Data yang dapat diambil dari datalogger
adalah data daya dari inverter yang digunakan untuk
mensuplai beban, data daya yang dihasilkan oleh photovoltaik,
dan daya untuk charging baterai, kemudian data cuaca adalah
data irradiansi yang diambil setiap 30 detik selama 24 jam dan
kemudian dirata-rata perjamnya. Adapun data dari datalogger
dapat dilihat pada Tabel 4.1
32
Tabel 4.1 Data dari datalogger rata-rata selama 24 jam
No
Waktu Beban
Keluaran
PV Charging
hh:mm Watt Watt Watt
1 0:00 138 0 0
2 1:00 138 0 0
3 2:00 138 0 0
4 3:00 138 0 0
5 4:00 151 0 0
6 5:00 203 0 0
7 6:00 218 99,5 0
8 7:00 200 164 29
9 8:00 495 688 140
10 9:00 520 889,5 297
11 10:00 528 830 189
12 11:00 527 867 182
13 12:00 451 764,5 215
14 13:00 371 540 47
15 14:00 247 447 0
16 15:00 202 216 13
17 16:00 225 87,5 0
18 17:00 191 16 0
19 18:00 148 0 0
20 19:00 138 0 0
21 20:00 139 0 0
22 21:00 138 0 0
23 22:00 139 0 0
24 23:00 139 0 0
TOTAL 5922 5609 1112
33
Dari data tersebut dapat diketahui, bahwa total beban
sehari selama 24 jam adalah 5.9 kW, dengan energi matahari
yang dikonversi oleh PLTS adalah 5.6 kW serta daya sisa hasil
konversi energi matahari menjadi listrik yang tidak digunakan
untuk menghidupkan beban adalah 1.1 kW. Sehingga karakter
beban dari kantor dinas pertambangan dan energi kabupaten
Tuban dapat dilihat pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Karakter beban PLTS
Beban PLTS adalah sebuah kantor pertemuan di Dinas
Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban, dari karakter
beban tersebut dapat disimpulkan bahwa kantor pertemuan
tersebut mulai aktif pada jam 08:00 untuk menghidupkan
beberapa peralatan kantor, kemudian pada sore hari mulai
pukul 18:00 beban cenderung konstan, ini dikarenakan
penggunaan listrik hanya digunakan untuk menghidupkan
lampu saja.
Untuk data cuaca berupa radiasi matahari hasil
monitoring selama 24 jam dapat dilihat pada tabel 4.2
0
100
200
300
400
500
600
DA
YA
(W
att)
JAM (WIB)
34
Tabel 4.2 data cuaca rata-rata 24 jam
No
Waktu Pin Rad
HH:MM Watt Watt/m2
1 0:00 0 0
2 1:00 0 0
3 2:00 0 0
4 3:00 0 0
5 4:00 0 0
6 5:00 330 33
7 6:00 2562 256
8 7:00 2876 288
9 8:00 9636 964
10 9:00 12380 1238
11 10:00 13200 1320
12 11:00 13120 1312
13 12:00 8357 836
14 13:00 7453 745
15 14:00 5413 541
16 15:00 3304 330
17 16:00 1040 104
18 17:00 315 32
19 18:00 1 0
20 19:00 0 0
21 20:00 0 0
22 21:00 0 0
23 22:00 0 0
24 23:00 0 0
TOTAL 79987 7999
Hasil tabel 4.2 dapat diketahui jumlah radiasi yang
sampai pada titik lokasi PLTS adalah 7.9 kW/m2 dan total
35
luasan photovoltaik dari delapan modul masing-masing
memiliki luas 1.25 m2 sehingga daya total pada semua luas
area photovoltaik sebesar 79 kW (Pin). Dari total radiasi yang
diterima kemudian daya yang berhasil dibangkitkan menjadi
energi listrik oleh photovoltaik, serta daya yang digunakan
untuk menghidupkan beban seerta daya yang disimpan
diperoleh hubungan bagaimana system PLTS ini bekerja,
hubungan kerja dari masing-masing tersebut dapat dilihat pada
neraca beban pada gambar 4.2
Gambar 4.2 Neraca beban
Sumbu X menunjukkan rata-rata data diambil dalam
fungsi waktu selama 24 jam, dan sumbu Y adalah daya dengan
satuan Watt, pada gambar grafik tersebut terdapat lima
variable, yaitu besarnya beban, kemudian grafik bar barwarna
biru adalah beban yang disuplai oleh daya yang dibangkitkan
photovoltaic, dan grafik bar yang kuning adalah daya dari
photovoltaic yang disimpan ke baterai, kemudian ada grafik
line yang hitam adalah grafik daya keluaran string inverter
yang dihasilkan oleh photovoltaic, dan grafik line orange
adalah radiasi matahari yang di terima oleh photovoltaic
(Watt/m2). Radiasi matahari mulai muncul pada jam 06:00
36
pada saat itu photovoltaic mulai menghasilkan daya, kemudian
beban mulai disuplai menggunakan daya hasil photovoltaic,
pada jam 09:00 radiasi matahari mulai meninggi, lebih besar
dibandingkan daya yang dibutuhkan oleh kantor sebagai
beban, sehingga daya berlebih yang telah dibangkitkan oleh
photovoltaic disimpan untuk charging baterai untuk digunakan
pada malam hari, karena pada malam hari tidak ada radiasi
matahari sehingga photovoltaik tidak bekerja ,dan beban pada
malam hari dibangkitkan menggunakan daya dari baterai saja,
untuk mengetahui analisa perbandingan masing-masing
variable dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 4.3 radiasi dan daya yang dibangkitkan PV
Daya yang dibangkitkan PV disini adalah daya AC yang
telah dikonversi dari DC oleh string inverter, pada gambar
grafik, besar radiasi matahari yang diterima oleh photovoltaic
ternyata tidak sebanding dengan besarnya daya yang
dibangkitkan, ini terlihat pada jam 08:00 bahwa radiasi
matahari mulai jauh lebih besar dibandingkan daya yang
mampu dibangkitkan, dan setelah radiasi pada titik tersebut
dikaliakan luasan delapan modul PV sebesar 10 m2 maka
didapatkan bahwa effisiensi dari PV dan Inverter sebesar 7%
37
saja, angka ini didapatkan dari perhitungan effisiensi yaitu
total daya yang dihasilkan PV sebesar 5.6 kW dibanding total
daya yang diterima oleh PV sebesar 79 kW hasil ini sesuai
dengan spesifikasi PV monocrystalline dengan merk iSolar-1
yang memiliki range effisiensi 5%-18%. Kemudian untuk
mengetahui pengisian baterai dapat dilihat pada gambar 4.4
Gambar 4.4 daya yang dibangkitkan PV
Daya yang dibangkitkan oleh photovoltaic digunakan
untuk mensuplai beban, kemudian sisa daya hasil photovoltaik
yang tidak digunakan untuk menghidupkan beban disimpan
kedalam baterai (charging) untuk digunakan apabila tidak ada
suplai radiasi matahari. Perbandingan daya yang telah
dibangkitkan dan daya yang tidak digunakan untuk
menghidupkan beban serta dengan daya yang masuk ke dalam
baterai, dapat dilihat pada tabel 4.3
38
Tabel 4.3 Perbandingan daya masuk baterai
No Waktu
Daya sisa
PV
Daya masuk
Baterai
HH:MM Watt Watt
1 0:00 0 0
2 1:00 0 0
3 2:00 0 0
4 3:00 0 0
5 4:00 0 0
6 5:00 0 0
7 6:00 0 0
8 7:00 0 29
9 8:00 193 140
10 9:00 370 297
11 10:00 302 189
12 11:00 340 182
13 12:00 313 215
14 13:00 169 47
15 14:00 200 0
16 15:00 14 13
17 16:00 0 0
18 17:00 0 0
19 18:00 0 0
20 19:00 0 0
21 20:00 0 0
22 21:00 0 0
23 22:00 0 0
24 23:00 0 0
TOTAL 1901 1112
39
Perbandingan daya yang seharusnya masuk ke baterai
sebesar 1.9 kW, dengan daya aktual yang masuk kebaterai
sebesar 1.1 kW, menunjukkan effisiensi dari baterai inverter
sebesar 58%, terdapat 42% daya loss dari pengisian baterai,
losses ini belum bisa diketahui hanya dengan data dari
datalogger saja, sehingga tujuan dari pembuatan alat pada
penelitian ini berguna untuk mengetahui performa dari semua
sistem PLTS dan diketahui letak-letak losses yang terjadi pada
PLTS.
4.2 Validasi data analisa dari datalogger dan data
irradiansi
Pada penelitian bagian analisa dari data pada datalogger
dan data irradiansi ini kemudian dibandingkan dengan analisa
menggunakan software, analisa software ini berdasarkan dari
spesifikasi setiap bagian dari PLTS yang terpasang di Kantor
Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban, dan data
irradiansi yang digunakan adalah data cuaca dari NASA,
dengan data cuaca pada gambar 4.5
Gambar 4.5 Data cuaca Tuban dari NASA
40
Sehingga dengan data cuaca berupa radiasi matahari
dari NASA dan data spesifikasi modul-modul pada PLTS
dapat dianalisa menggunakan software sebagai analisa
pembanding dari analisa datalogger, untuk melihat analisa
menggunakan software dapat dilihat pada gambar 4.6
Gambar 4.6 Radiasi dan daya yang dibangkitkan untuk beban
Pada grafik tersebut perbandingan radiasi yang diterima
oleh photovoltaic dan daya yang mampu dibangkitkan oleh
photovoltaic tidak jauh berbeda, perhitungan ini didasarkan
dengan spesifikasi dari masing-masing modul pada system
PLTS. Perbedaan antara data hasil analisa pada datalogger dan
analisa software ini dikarenakan cuaca (Irradiansi, Temperatur
dan kelembaban) pada kondisi sebenarnya tidaklah selalu
sama, dari waktu ke waktu, sedangkan dari analisa ini
digunakan data radiasi matahari harian dan juga pengaruh
keadaan lingkungan PLTS juga berpengaruh, seperi
temperature udara dan kelembaban udara, serta bentuk
bangunan dan kondisi sekitar bangunanlah yang
mempengaruhi perbedaan ini. Untuk melihat hasil analisa
41
software pada pengisian baterai terhadap daya yang
dibangkitkan oleh photovoltaic dapat dilihat pada gambar 4.7.
Gambar 4.7 Daya yang dibangkitkan PV dan Pengisian
baterai
Dari grafik tersebut dapat dilihat, bahwa daya yang
disimpan ke baterai dibandingkan daya PV yang tidak
digunakan ke beban juga terlihat menurun, hampir sama jika
dibandingkan dengan analisa sebelumnya dengan data pada
datalogger dan data irradiansi.
Analisa yang telah dilakukan menggunakan data dari
datalogger dan data irradiansi kemudian dibandingkan dengan
analisa software, belum sempurna untuk mengetahui
performansi dari PLTS, karena data hanya diambil dari
datalogger yang terdapat di baterai inverter saja, masih ada
data yang belum diketahui dari photovoltaik dan string
inverter untuk dapat mengetahui performa dari PLTS di
Kantor Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban
sehingga pada tujuan penelitian yang kedua adalah merancang
dan memasang hardware dan software untuk menunjang
42
analisa performansi PLTS sehingga tujuan ketiga dapat
dilakukan untuk analisa performansi dari PLTS.
4.3 Pengujian hardware dengan kalibrasi
Tujuan dari kalibrasi terhadap alat yang telah dirancang
adalah untuk mengetahui perbedaan (penyimpangan) antara
nilai ukur yang benar dengan nilai yang ditunjukkan oleh alat
ukur, alat ukur yang digunakan sebagai kalibrator adalah
multimeter merk fluke 115 dan clamp meter AC/DC Current
Clamp merk Fluke i410, untuk mengetahui hasil kalibrasi
terhadap empat sensor bias dilihat dalam tabel 4.4
Tabel 4.4 Perbandingan sensor 1 dengan kalibrator
No
Kalibrasi Sensor 1
ADC
Pembacaan
Sensor (A)
Pembacaan
Kalibrator
(A) Error
1 526 1.875 1.92 2.34%
2 524 1.625 1.71 4.97%
3 521 1.25 1.19 5.04%
4 520 1.125 1.07 5.14%
5 519 1 0.95 5.26%
6 518 0.875 0.83 5.42%
7 517 0.75 0.71 5.63%
8 516 0.625 0.59 5.93%
9 515 0.5 0.47 6.38%
10 514 0.375 0.35 7.14%
11 513 0.25 0.23 8.70%
43
Tabel 4.5 Perbandingan sensor 2 dengan kalibrator
No
Kalibrasi Sensor 2
ADC
Pembacaan
Sensor (A)
Pembacaan
Kalibrator
(A) Error
1 531 3.255 3.35 2.84%
2 531 3.255 3.33 2.25%
3 531 3.255 3.32 1.96%
4 531 3.255 3.31 1.66%
5 530 3.1 3.34 7.19%
6 527 2.635 2.58 2.13%
7 526 2.48 2.6 4.62%
8 526 2.48 2.57 3.50%
9 525 2.325 2.25 3.33%
10 525 2.325 2.26 2.88%
11 525 2.325 2.27 2.42%
12 521 1.705 1.58 7.91%
13 521 1.705 1.57 8.60%
14 521 1.705 1.59 7.23%
44
Tabel 4.6 Perbandingan sensor 3 dengan kalibrator
No
Kalibrasi Sensor 3
ADC
Pembacaan
Sensor (A)
Pembacaan
Kalibrator
(A) Error
1 166 3.225 3.22 0.16%
2 165 3.15 3.21 1.87%
3 164 3.075 3.2 3.91%
4 159 2.7 2.54 6.30%
5 158 2.625 2.53 3.75%
6 157 2.55 2.52 1.19%
7 153 2.25 2.2 2.27%
8 151 2.1 2.18 3.67%
9 150 2.025 2.17 6.68%
10 150 2.025 1.88 7.71%
11 149 1.95 1.88 3.72%
12 140 1.275 1.19 7.14%
13 135 0.9 0.85 5.88%
14 134 0.825 0.84 1.79%
15 133 0.75 0.83 9.64%
Tabel 4.7 perbandingan sensor 4 dengan kalibrator
No
Kalibrasi Sensor 4
ADC
Pembacaan
Sensor (A)
Pembacaan
Kalibrator
(A) Error
1 535 1.5525 1.7 8.68%
2 534 1.485 1.6 7.19%
3 534 1.485 1.5 1.00%
4 533 1.4175 1.4 1.25%
5 533 1.4175 1.3 9.04%
45
Dari semua hasil kalibrasi, error dari pembacaan sensor
adalah dibawah 10%.
4.4 Tampilkan data pada website
Tujuan dari tugas akhir ini adalah analisa kinerja PLTS
dan monitoring kerja PLTS secara real-time yang dapat dilihat
pada website. Perancangan hardware ditujukan agar sensor-
sensor dapat diintegrasikan dengan komunikasi GSM atau
SMS (Short Massage System), isi dari SMS tersebut berisi
data-data pembacaan sensor kemudian data SMS tersebut
diterima oleh server sebagai data SQL (Structure Query
Language), data SQL inilah kemudian dijalankan dengan
bahasa PHP sehingga dapat ditampilkan kedalam interface
website. Untuk alur pembacaan sensor dan dikirim sebagai
SMS dapat dilihat pada gambar 4.8, dan alur penerima data
kemudian tampil di website dapat dilihat pada gambar 4.9.
Gambar 4.8 Pembacaan Sensor dan Pengiriman Data SMS
46
Gambar 4.9 Penerimaan Data SMS menjadi Tampilan
Website
Pengiriman data dilakukan setiap 15 menit, sehingga
website akan update data monitoring setelah 15 menit secara
berkala dan real-time, untuk tampilan pada website dapat
dilihat pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Tampilan data pada website
47
4.5 Pengolahan data dari data hasil monitoring
Secara teknis pemasangan sensor-sensor untuk
memonitoring PLTS dapat dilihat pada gambar 4.11.
MPPT
Beban Kantor
Panel Surya String Inverter
Battery
InverterPWM
Baterai
A
B C D
E
Gambar 4.11 Pemasangan Sensor
Sensor A adalah sensor cuaca, meliputi sensor radiasi,
sensor temperatur dan kelembaban, kemudian sensor B,C ,D
dan E adalah sensor pembaca daya, Semua data hasil
pembacaan sensor dikirim menggunakan SMS yang kemudian
langsung terupload di SQL server website, data yang telah
diterima tersebut kemudian didownload dan dimbil rata-rata
perjamnya selama dua hari.
Dari data daya hasil monitoring diketahui bahwa data
tersebut diambil selama 2 x 24 jam setelah PLTS dipasang
hardware yang dirancang, dari data tersebut dapat diketahui
bahwa daya yang dihasilkan oleh PLTS adalah 7.8 kW,
dengan beban total 4.6 kW, serta string inverter dan baterai
inverter masing-masing 4.2 kW dan 7.1 kW.
Pada data daya hasil monitoring dapat diketahui
karakteristik beban yang ada dikantor Dinas Pertambangan
dan Energi dan dapat dilihat pada gambar 4.12.
48
Gambar 4.12 Karakteristik Beban
Pada gambar grafik dapat diketahui penggunaan
energi listrik, pada 24 jam pertama penggunakan energi listrik
mulai tinggi pada pukul 09:00 sampai pukul 15:00, ini
menunjukkan ruang kantor ini beroperasi maksimal kemudian
pada 24 jam kedua penggunakan daya cenderung fluktuatif
diantara 100 Watt, namun meninggi pada pukul 13:00-15:00
ini menunjukkan ruang kantor ini pada 24 jam kedua
pengambilan data digunakan dengan maksimal pada pukul
13:00-15:00, total daya yang digunakan selama 2x 24 jam data
diambil adalah 4.7 kW.
Selain data daya juga diambil data sensor cuaca
(Irradiansi, Temperatur dan kelembaban) selama dua hari yang
diambil rata-rata tiap jamnya, pada data yang diambil dapat
diketahui jumlah radiasi pada titik PLTS adalah 12.14 kW/m2
sehingga yang diterima oleh delapan panel PV sebesar 151.4
kW, dengan rata-rata temperature adalah 29o Celcius dan
kelembaban sebesar 72%, Dari tabel 4.6 dan tabel 4.7
diperoleh hubungan bagaimana system PLTS ini bekerja,
hubungan kerja dari masing-masing tersebut dapat dilihat pada
neraca beban data hasil monitoring pada gambar 4.13.
49
Gam
bar 4
.13
Neraca B
eban
hasil m
on
itorin
g
50
Sumbu X menunjukkan fungsi waktu yaitu waktu
pengambilan data selama 2x24 jam, dan sumbu Y adalah Daya
dengan satuan Watt, dari gambar grafik tersebut terdapat enam
variable, yaitu grafik beban, grafik beban yang disuplai oleh
hasil PLTS, grafik daya hasil PLTS yang di charging, grafik
daya yang dibangkitkan photovoltaic, grafik daya yang keluar
dari string inverter dan grafik radiasi matahari yang diterima
oleh PLTS.
Gambar grafik tersebut menunjukkan karakter persebaran
energi pada masing-masing variabel yang diukur dan
dimonitoring untuk analisa performansinya, diketahui bahwa
151.4 kW yang diterima oleh PV saat beroperasi, hanya
7.8 kW yang berhasil dimanfaatkan menjadi energi listrik yang
masing-masing digunakan untuk mensuplai beban, dan sisanya
untuk di charging ke baterai pada saat ada sumber radiasi
matahari, untuk lebih lengkapnya dijelaskan pada poin
berikutnya.
4.5.1 Performansi Photovoltaic
Pada desain hardware pemasangan sensor pada gambar
4.11 untuk mengetahui performa dan effisiensi dari
photovoltaic maka analisa dilakukan menggunakan sensor
pada titik A dan sensor pada titik B, sensor pada titik A yang
digunakan adalah sensor pembacaan irradiansi dan sensor pada
titik B yang digunakan adalah sensor pembacaan daya DC
(Direct Current) keluaran dari PV.
Dengn total radiasi yang diterima adalah 151.4 kW dan
daya yang dibangkitkan photovoltaic adalah 7.8 kW, maka
effisiensi total dari photovoltaic sebesar 5.2%, jika
dibandingkan dengan spesifikasi PV monocrystalline merk
iSolar-1 yang memiliki effisiensi 5%-18% maka nilai
effisiensi dari PV sendiri sudah rendah. Pada analisa
performansi photovoltaik disini setelah dihitung dan
dibandingkan dengan spesifikasi hardware, kemudian juga
dilakukan perbandingan dengan hasil analisa menggunakan
software yang pada prinsipnya adalah pengaplikasian dari
rumus-rumus perhitungan effisiensi photovoltaic yang ada
51
pada BAB II, sehingga hasil perhitungan dengan software ini
digunakan sebagai acuan atau set poin pada performansi
PLTS, dan hasil perhitungan lapangan ini adalah nilai aktual
yang terjadi pada photovoltaik untuk melihat performansi
PLTS, untuk melihat grafik karakteristik dari PLTS
menggunakan software pada 24 jam pertama dapat dilihat pada
gambar 4.14.
Gambar 4.14 Simulasi Software 24 jam pertama
Dengan aktual yang terjadi pada 24 jam pertama PLTS
bisa dilihat pada gambar 4.15
52
Gambar 4.15 Analisa real 24 jam pertama
Perbandingan effisiensi dari photovoltaik dari hasil
simulasi dan real dapat dilihat pada tabel 4.8
0
200
400
600
800
1000
0:0
0
2:0
0
4:0
0
6:0
0
8:0
0
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
Day
a (W
att)
Jam (WIB)
Radiasi PV Power Load charging
53
Tabel 4.8 Perbandingan effisiensi Real dan Simulasi
Photovoltaik 24 jam pertama
No
Time Effisiensi PV Hasil Simulasi
Effisiensi PV hasil perhitungan Aktual
hh:mm % %
1 0:00 0,00% 0,00%
2 1:00 0,00% 0,00%
3 2:00 0,00% 0,00%
4 3:00 0,00% 0,00%
5 4:00 0,00% 0,00%
6 5:00 0,00% 0,00%
7 6:00 7,19% 7,09%
8 7:00 7,84% 7,15%
9 8:00 7,88% 7,45%
10 9:00 7,88% 5,18%
11 10:00 7,89% 3,68%
12 11:00 7,90% 6,16%
13 12:00 7,90% 5,50%
14 13:00 7,91% 6,06%
15 14:00 7,88% 7,28%
16 15:00 7,89% 5,68%
17 16:00 7,83% 6,24%
18 17:00 7,83% 0,00%
19 18:00 0,00% 0,00%
20 19:00 0,00% 0,00%
21 20:00 0,00% 0,00%
22 21:00 0,00% 0,00%
23 22:00 0,00% 0,00%
24 23:00 0,00% 0,00%
54
Gambar 4.16 berikut adalah gambar grafik dari perbandingan
effisiensi PV dengan simulasi dan effisiensi PV dari
perhitungan aktual pada 24 jam pertama
Gambar 4.16 Perbandingan effisiensi PV hasil simulasi dan
aktual 24 jam pertama
Dari analisa 24 jam pertama dengan daya dari energi
matahari yang diterima oleh delapan panel PV sebesar
69.95 kW dan daya yang mampu dikonversi menjadi listrik
oleh PV sebesar 4.062 kW dapat disimpulkan bahwa selama
PV bekerja dari hasil simulasi rata-rata effisiensi dari PV
adalah 7.82% dan aktualnya 5.62%, sehingga dapat
disimpulkan pada 24 jam pertama ini effisiensi PV menurun
sebesar 2.19 % dari seharusnya seperti yang terhitung
menggunakan simulasi.
Untuk melihat karakteristik PLTS dari simulasi 24 jam
kedua, dapat dilihat pada gambar 4.17
0,00%
2,00%
4,00%
6,00%
8,00%
10,00%0
:00
2:0
0
4:0
0
6:0
0
8:0
0
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
Effi
sie
nsi
%
Jam (WIB)
Simulasi Aktual
55
Gambar 4.17 Simulasi Software 24 jam kedua
Dengan aktual yang terjadi pada 24 jam kedua PLTS
bisa dilihat pada gambar 4.18
Gambar 4.18 Analisa real 24 jam kedua
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0:0
0
2:0
0
4:0
0
6:0
0
8:0
0
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
Day
a (W
att)
Jam (WIB)
Radiasi PV Power Load charging
56
Perbandingan effisiensi pada 24 jam kedua dapat dilihat pada
tabel 4.9
Tabel 4.9 Perbandingan effisiensi Real dan Simulasi
Photovoltaik 24 jam kedua
No
Time Effisiensi PV Hasil Simulasi
Effisiensi PV hasil perhitungan Aktual
hh:mm % %
1 0:00 0,00% 0,00%
2 1:00 0,00% 0,00%
3 2:00 0,00% 0,00%
4 3:00 0,00% 0,00%
5 4:00 0,00% 0,00%
6 5:00 0,00% 0,00%
7 6:00 6,46% 2,13%
8 7:00 6,48% 5,94%
9 8:00 6,45% 4,81%
10 9:00 6,43% 5,23%
11 10:00 6,42% 4,73%
12 11:00 6,42% 3,78%
13 12:00 6,42% 4,89%
14 13:00 6,42% 3,91%
15 14:00 6,43% 4,71%
16 15:00 6,44% 5,85%
17 16:00 6,49% 5,40%
18 17:00 6,62% 1,73%
19 18:00 0,00% 0,00%
20 19:00 0,00% 0,00%
21 20:00 0,00% 0,00%
22 21:00 0,00% 0,00%
23 22:00 0,00% 0,00%
24 23:00 0,00% 0,00%
57
Pada simulasi 24 jam kedua effisinsi rata-rata dari PV
sebesar 6.46% sedangkan pada aktualnya effisiensi PV hanya
sebesar 4.43% selama PV beroperasi, jika dibandingkan
dengan hasil simulasi dan hasil aktual pada hari pertama,
effisiensi PV menurun, ini dikarenakan total radiasi yang
diterima PV pada hari kedua lebih besar yaitu 81.49 kW
dibanding daya total yang diterima PV pada hari pertama
sebesar 69.95 kW, terjadinya penurunan effisiensi PV ini
dikarenakan semua radiasi tersebut tidak semua diubah
menjadi energi listrik, namun justru menjadi energi panas yang
akan memperngaruhi kerja dari cell PV yang justru akan
menurunkan effisiensi dari PV sendiri[9].
Gambar 4.19 berikut adalah gambar grafik dari
perbandingan effisiensi PV dengan simulasi dan effisiensi PV
dari perhitungan aktual pada 24 jam kedua
Gambar 4.19 Perbandingan effisiensi PV hasil
simulasi dan aktual 24 jam kedua
Pada simulasi effisiensi rata-rata PV selama beroperasi
sebesar 6.46%, sedangkan nilai effisiensi aktualnya 4.43%,
sehingga pada analisa 24 jam kedua photovoltaik mengalami
penurunan effisiensi sebesar 2.03% dari kondisi seharusnya
dengan simulasi.
0,00%1,00%2,00%3,00%4,00%5,00%6,00%7,00%
0:0
0
2:0
0
4:0
0
6:0
0
8:0
0
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
Effi
sie
nsi
%
Jam(WIB)
Simulasi Aktual
58
Sehingga dalam penelitian ini, dari analisa
performansi photovoltaik bahwa photovoltaik yang digunakan
telah mengalami penurunan effisiensi sebesar 2.03%-2.19%
dari kondisi seharusnya yang dihitung dengan menggunakan
software.
4.5.2 Performansi String Inverter (Sunny Island 2224)
Performansi dari string inverter dapat diketahui dari
hasil pembacaan sensor dititik B dan di titik C (lihat gambar
4.11) sensor titik B adalah sensor pembacaan daya dalam DC
dan sensor titik C adalah sensor pembacaan daya dalam AC.
Masukan pada String inverter adalah daya Output PV
sebesar 7.88 kW dan keluaran inverter sebesar 4.23 kW,
sehingga effisiensi total dari String Inverter adalah 53.71%,
dan nilai dari P/P1 adalah persentase perbandingan daya yang
keluar dari string inverter dengan daya kapasitas total dari
string inverter sebesar 1.85 KW.
String inverter sendiri sudah memiliki teknologi MPPT
(max power point tracking) yang berarti sudah memiliki
kemampuan untuk mendapatkan nilai effisiensi maksimal,
sehingga dari tabel 4.11 diambil sampel yang mewakili P/P1
sebesar 5%, 10%, dan 20% yang diambil dari effisiensi
maksimal untuk dibandingkan dari hasil perhitungan dengan
datasheet inverter pada tabel 4.10
Tabel 4.10 Perbandingan effisiensi dari datasheet dan
aktual string inverter
No
P/P1 Datasheet %
Effisiensi datasheet %
P/P1 Aktual %
Effisiensi aktual %
1 5 74,3 6 64,53
2 10 82,6 10 85,65
3 20 88,3 22 82,02
Karena penggunakan inverter aktualnya maksimal 22%
maka dengan perbandingan dengan datasheet ini digunakan
kapasitas maksimal dari datasheet 20%.
59
4.6 Diagram sankey hasil analisa monitoring
Dari data analisa monitoring selama 2x24 jam dapat
dibuat diagram sankey yang dapat dilihat pada gambar 4.20
Gambar 4.20 Diagram Sankey hasil monitoring
Pada diagram sankey dapat dilihat besarnya daya loss,
hanya 4.33% saja yang diubah menjadi energi yang berguna,
loss terbesar terletak pada photovoltaic karena effisiensi PV
adalah 5.20%, dengan PV jenis monocristaline merk iSolar-
1yang memiliki effisiensi antara 5%-18%.
60
Halaman Ini Sengaja Dikosongkan
61
1. BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat
diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Setelah dilakukan analisa performansi menggunakan data
dari datalogger dan data irradiansi, diketahui bahwa radiasi
matahari yang dapat dimanfaatkan sebagai energi atau daya
dari keluaran PV dan Inverter adalah sebesar 7%.
2. Dari datalogger, daya yang telah dibangkitkan oleh
photovoltaik dan tidak digunakan untuk beban digunakan
untuk mengisi baterai, namun daya yang mampu disimpan
ke baterai dibandingkan daya sisa pembangkit PV yang
tidak digunakan untuk beban adalah 58%.
3. Setelah dilakukan simulasi menggunakan software, dapat
dibandingkan dengan data analisa dari datalogger bahwa
perbedaan radiasi matahari, beban, dan daya pengisian
baterai tidak jauh berbeda.
4. Dari hasil Pemasangan alat untuk menunjang analisa
performansi PLTS dengan monitoring menggunakan
website berfungsi dengan baik.
5. Dari hasil monitoring performansi PLTS dapat diketahui
effisiensi photovoltaic sebesar 5.20% sesuai dengan
datasheet photovoltaic yang memiliki effisiensi 5%-18%,
dan effisiensi string inverter sebesar 53.71%.
6. Dari analisa performansi photovoltaik bahwa photovoltaik
yang digunakan telah mengalami penurunan effisiensi
sebesar 2.03%-2.19%
5.2 Saran
Dari kesimpulan penelitian maka saran yang dapat diberikan
sehubungan dengan penelitian ini adalah:
1. Pada pengujian PLTS perlu diberikan beban yang
maksimal sesuai spesifikasi PLTS agar diketahui
effisiensinya apabila digunkan pada beban maksimal.
62
2. Pemilihan sensor dengan sensitifitas tinggi disesuaikan
dengan objek ukur agar didapat data yang lebih akurat.
LAMPIRAN A
DATA HASIL MONITORING
Data Daya Hasil Monitoring
N
o Time
DAYA(WATT)
String
Inverter
Battery
Inverter Load
PV Out
DC
1 0:00 0,00 110,40 86,25 0,00
2 1:00 0,00 98,13 92,00 0,00
3 2:00 0,00 98,13 80,50 0,00
4 3:00 0,00 98,13 86,25 0,00
5 4:00 0,00 110,40 74,75 0,00
6 5:00 0,00 110,40 86,25 0,00
7 6:00 57,50 119,60 86,25 75,60
8 7:00 201,25 239,20 69,00 230,80
9 8:00 201,25 266,80 81,94 405,00
10 9:00 201,25 248,40 90,56 410,40
11 10:00 143,75 211,60 125,06 340,20
12 11:00 230,00 220,80 185,44 572,40
13 12:00 201,25 159,47 132,25 439,20
14 13:00 201,25 176,64 144,90 535,68
15 14:00 230,00 174,80 228,56 550,80
16 15:00 143,75 202,40 237,19 324,00
17 16:00 115,00 156,40 25,88 178,20
18 17:00 0,00 128,80 43,13 0,00
19 18:00 0,00 98,13 80,50 0,00
20 19:00 0,00 73,60 86,25 0,00
21 20:00 0,00 73,60 81,94 0,00
22 21:00 0,00 73,60 69,00 0,00
23 22:00 0,00 64,40 73,31 0,00
24 23:00 0,00 73,60 99,19 0,00
25 0:00 0,00 49,07 103,50 0,00
26 1:00 0,00 36,80 80,50 0,00
27 2:00 0,00 92,00 94,88 0,00
28 3:00 0,00 101,20 99,19 0,00
29 4:00 0,00 101,20 81,94 0,00
30 5:00 0,00 92,00 99,19 0,00
31 6:00 15,69 119,60 90,56 21,60
32 7:00 185,00 220,80 64,69 216,00
33 8:00 285,00 634,80 69,00 324,00
34 9:00 407,50 469,20 43,13 496,80
35 10:00 277,75 285,20 94,88 556,20
36 11:00 217,50 174,80 90,56 410,40
37 12:00 172,50 239,20 86,25 523,80
38 13:00 246,25 193,20 142,31 356,40
39 14:00 201,25 202,40 288,94 388,80
40 15:00 172,50 184,00 207,00 313,20
41 16:00 115,00 138,00 8,63 194,40
42 17:00 10,56 82,80 60,38 16,20
43 18:00 0,00 110,40 86,25 0,00
44 19:00 0,00 92,00 86,25 0,00
45 20:00 0,00 101,20 86,25 0,00
46 21:00 0,00 92,00 94,88 0,00
47 22:00 0,00 92,00 60,38 0,00
48 23:00 0,00 110,40 86,25 0,00
TOTAL 4232,7475 7199,306667 4605,463 7880,08
Data Cuaca Hasil Monitoring
No Time Hummidity
(%)
Temp
(oc)
Irradiansi
(Watt/m2)
Pin
(Watt)
1 0:00 73 28 0 0
2 1:00 73 28 0 0
3 2:00 74 28 0 0
4 3:00 74 28 0 0
5 4:00 74 28 0 0
6 5:00 74 28 0.2 2
7 6:00 80 26 106.6 1066
8 7:00 80 26 322.8 3228
9 8:00 78 27 543.4 5434
10 9:00 73 29 792.3 7923
11 10:00 71 29 924.1 9241
12 11:00 67 31 929.8 9298
13 12:00 69 31 798.6 7986
14 13:00 66 31 883.6 8836
15 14:00 64 32 756.4 7564
16 15:00 64 32 570.3 5703
17 16:00 64 32 285.5 2855
18 17:00 65 31 81.4 814
19 18:00 66 31 0 0
20 19:00 67 31 0 0
21 20:00 69 30 0 0
22 21:00 70 30 0 0
23 22:00 70 29 0 0
24 23:00 71 29 0 0
25 0:00 72 29 0 0
26 1:00 73 28 0 0
27 2:00 74 28 0 0
28 3:00 76 28 0 0
29 4:00 77 28 0 0
30 5:00 78 28 0.1 1
31 6:00 78 27 101.4 1014
32 7:00 79 27 363.4 3634
33 8:00 75 29 673.9 6739
34 9:00 72 30 950.1 9501
35 10:00 69 30 1177.1 11771
36 11:00 66 31 1084.8 10848
37 12:00 65 31 1071.8 10718
38 13:00 66 32 911.2 9112
39 14:00 69 31 825.5 8255
40 15:00 69 31 535.5 5355
41 16:00 69 31 359.7 3597
42 17:00 71 30 93.9 939
43 18:00 73 30 0 0
44 19:00 74 29 0 0
45 20:00 78 29 0 0
46 21:00 80 29 0 0
47 22:00 84 28 0 0
48 23:00 85 28 0 0
TOTAL 15143.4 151434
Table Performansi Photovoltaic
no Time
PV Out
DC
(Watt)
Irradiansi
(Watt/m2)
Pin
(Watt)
Effisiensi
PV (%)
Load
(Watt)
1 0:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
2 1:00 0,00 0 0 0,00% 92,00
3 2:00 0,00 0 0 0,00% 80,50
4 3:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
5 4:00 0,00 0 0 0,00% 74,75
6 5:00 0,00 0,2 2 0,00% 86,25
7 6:00 75,60 106,6 1066 7,09% 86,25
8 7:00 230,80 322,8 3228 7,15% 69,00
9 8:00 405,00 543,4 5434 7,45% 81,94
10 9:00 410,40 792,3 7923 5,18% 90,56
11 10:00 340,20 924,1 9241 3,68% 125,06
12 11:00 572,40 929,8 9298 6,16% 185,44
13 12:00 439,20 798,6 7986 5,50% 132,25
14 13:00 535,68 883,6 8836 6,06% 144,90
15 14:00 550,80 756,4 7564 7,28% 228,56
16 15:00 324,00 570,3 5703 5,68% 237,19
17 16:00 178,20 285,5 2855 6,24% 25,88
18 17:00 0,00 81,4 814 0,00% 43,13
19 18:00 0,00 0 0 0,00% 80,50
20 19:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
21 20:00 0,00 0 0 0,00% 81,94
22 21:00 0,00 0 0 0,00% 69,00
23 22:00 0,00 0 0 0,00% 73,31
24 23:00 0,00 0 0 0,00% 99,19
25 0:00 0,00 0 0 0,00% 103,50
26 1:00 0,00 0 0 0,00% 80,50
27 2:00 0,00 0 0 0,00% 94,88
28 3:00 0,00 0 0 0,00% 99,19
29 4:00 0,00 0 0 0,00% 81,94
30 5:00 0,00 0,1 1 0,00% 99,19
31 6:00 21,60 101,4 1014 2,13% 90,56
32 7:00 216,00 363,4 3634 5,94% 64,69
33 8:00 324,00 673,9 6739 4,81% 69,00
34 9:00 496,80 950,1 9501 5,23% 43,13
35 10:00 556,20 1177,1 11771 4,73% 94,88
36 11:00 410,40 1084,8 10848 3,78% 90,56
37 12:00 523,80 1071,8 10718 4,89% 86,25
38 13:00 356,40 911,2 9112 3,91% 142,31
39 14:00 388,80 825,5 8255 4,71% 288,94
40 15:00 313,20 535,5 5355 5,85% 207,00
41 16:00 194,40 359,7 3597 5,40% 8,63
42 17:00 16,20 93,9 939 1,73% 60,38
43 18:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
44 19:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
45 20:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
46 21:00 0,00 0 0 0,00% 94,88
47 22:00 0,00 0 0 0,00% 60,38
48 23:00 0,00 0 0 0,00% 86,25
TOTAL 7880,08 15143,40 151434
5,20%
4752,09
RATA-
RATA 164,17 315,49 3154,875 99,00
Tabel Performansi String Inverter
no
Time
hh:mm
Load
(Watt)
PV Out
DC
(Watt)
String
Inverter
(Watt)
Effisiensi
%
P/P1
%
1 0:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
2 1:00 92,00 0,00 0,00 0,00% 0%
3 2:00 80,50 0,00 0,00 0,00% 0%
4 3:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
5 4:00 74,75 0,00 0,00 0,00% 0%
6 5:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
7 6:00 86,25 75,60 57,50 76,06% 3%
8 7:00 69,00 230,80 201,25 87,20% 11%
9 8:00 81,94 405,00 201,25 49,69% 11%
10 9:00 90,56 410,40 201,25 49,04% 11%
11 10:00 125,06 340,20 143,75 42,25% 8%
12 11:00 185,44 572,40 230,00 40,18% 12%
13 12:00 132,25 439,20 201,25 45,82% 11%
14 13:00 144,90 535,68 201,25 37,57% 11%
15 14:00 228,56 550,80 230,00 41,76% 12%
16 15:00 237,19 324,00 143,75 44,37% 8%
17 16:00 25,88 178,20 115,00 64,53% 6%
18 17:00 43,13 0,00 0,00 0,00% 0%
19 18:00 80,50 0,00 0,00 0,00% 0%
20 19:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
21 20:00 81,94 0,00 0,00 0,00% 0%
22 21:00 69,00 0,00 0,00 0,00% 0%
23 22:00 73,31 0,00 0,00 0,00% 0%
24 23:00 99,19 0,00 0,00 0,00% 0%
25 0:00 103,50 0,00 0,00 0,00% 0%
26 1:00 80,50 0,00 0,00 0,00% 0%
27 2:00 94,88 0,00 0,00 0,00% 0%
28 3:00 99,19 0,00 0,00 0,00% 0%
29 4:00 81,94 0,00 0,00 0,00% 0%
30 5:00 99,19 0,00 0,00 0,00% 0%
31 6:00 90,56 21,60 15,69 72,63% 1%
32 7:00 64,69 216,00 185,00 85,65% 10%
33 8:00 69,00 324,00 285,00 87,96% 15%
34 9:00 43,13 496,80 407,50 82,02% 22%
35 10:00 94,88 556,20 277,75 49,94% 15%
36 11:00 90,56 410,40 217,50 53,00% 12%
37 12:00 86,25 523,80 172,50 32,93% 9%
38 13:00 142,31 356,40 246,25 69,09% 13%
39 14:00 288,94 388,80 201,25 51,76% 11%
40 15:00 207,00 313,20 172,50 55,08% 9%
41 16:00 8,63 194,40 115,00 59,16% 6%
42 17:00 60,38 16,20 10,56 65,19% 1%
43 18:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
44 19:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
45 20:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
46 21:00 94,88 0,00 0,00 0,00% 0%
47 22:00 60,38 0,00 0,00 0,00% 0%
48 23:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%
TOTAL 4752,09 7880,08 4232,75 53,71%
RATA 99,00 164,17 88,18 5%
LAMPIRAN B
SPESIFIKASI PLTS
Photovoltaik
Baterai
Baterai Inverter
String Inverter
No. Item & Spesifikasi Jml
A SOLAR MODUL Isolar SPU - 180M 8
1 Kapasitas Total 1600 wp
2 Maximum series Fuse Rating
10A
3 Konstruksi cell pada
Solar panel
Monokristal/polikristal
4 Daya per modul 200 Wp
5 Garansi 20 tahun (<80% min. Pmax), 1 tahun (defect)
6 Sertifikat Sertifikat pengujian Solar cell dari B2TE DAN Test
Report
B BATTERY BSB 2
1 Kapasitas 250 Ah
2 Jumlah string 1
3 Tegangan per cell / Block
Nominal 12 Volt per cell
4 Cycle life at 20%
DOD
6000 cycle
5 Self discharge pada
25°C
1 tahun
6 Temperature operasi -15 s/d +60°C
7 Garansi 1 Tahun
C String Inverter SUNNY BOY 1700 1
1 Max. DC power 1850 W
2 Max. input voltage 400 V
3 MPP voltage range /
rated input voltage
147 V - 320 V / 180 V
4 Min. input voltage / 139 V / 180 V
initial input voltage
5 Max. input current 12,6 A
6 Max. input current
per string
12.6 A
7 Max Output Currrent 8,6 A
8 MPP tracker / string Per
MPP tracker
1./ 2
D Baterai Inverter SUNNY ISLAND 2224 1
1 Output Power 2900 W / 3800 W / 3900 W
2 Nominal battery voltage 24 V / 16,8 V - 31,5 V
3 Input voltage range 230 V / 172,5 V - 264,5 V
4 tipe Off Gride
5 Efficiency 94%
6 Output voltage 230 V / 202 V - 253 V
7 Harmonic distortion 4%
8 Overload and short-
circuit protection
Dc reverse polarity protection / DC Fuse
9 Overheat protection Ac short circuit/AC overload,overtemperature /
excessive battery distcarge
E Interface RS 485 SMA Introduces New Real-time Capable RS485
Piggyback with 8 Configurable Serial Interfaces 1
F Rangka support solar
panel steel galvanis
G COMBINER BOX
1 Tipe Outdoor
2 Tebal Plat Min. 2mm
3 Cat powder coating Yes
4 Dilengkapi arrester, fuse atau circuit breaker
yes
H KOMPONEN
PENDUKUNG
1 Tipe kabel Kabel NYYHY,NYAF
2 Kabel tray/conduit/duct yes
3 Grounding system yes, interkoneksi dengan existing
4 Dudukan baterai besi (yes)/Kayu
5 NH Fuse + Box Plat Besi Coating kapasitas 100A
6 Box Panel ACPDB (
Analog) Plat Besi Coating
LAMPIRAN C
SPESIFIKASI HARDWARE
No ITEM Spesifikasi
1
ARDUINO UNO
ATmega328 microcontroller
Input voltage - 7-12V
14 Digital I/O Pins (6 PWM
outputs)
6 Analog Inputs
32k Flash Memory
16Mhz Clock Speed
SUMBER:
http://www.famosastudio.com/
2 ACS756SCA-100B-
PFF-T
Sensor arus Hall Effect
yang mampu mendeteksi
arus sampai dengan 100A.
Catu daya : 3VDC - 5VDC
Output : tegangan DC (Arus
input 0A, output = VCC / 2)
Sensitivitas : 20mV/A
Noise : 6Mv
Input arus melalui pin IP+
dan IP- (arah arus bisa
bolak-balik / bidirectional).
Bisa digunakan untuk
pengukuran arus AC atau
DC.
Dapat bekerja pada suhu : -
20 derajat sampai 85
derajat.
SUMBER:
http://www.digiwarestore.com/
3 TSL235R High-resolution conversion
of light intensity to
frequency with no external
components
Communicates directly with
a microcontroller
Compact three-leaded clear-
plastic package
Single-supply operation
down to 2.7 V
Nonlinearity error typically
0.2% at 100kHz
Stable 150 ppm/°C
temperature coefficient
Single-supply operation
SUMBER:
http://www.famosastudio.com/
4 DHT11
Catu daya : 3VDC -
5,5VDC
Antarmuka : 1-wire
Range : humidity = 20-90 %
RH, Temp = 0-50 derajat
Celcius
Resolusi : 1% RH
(humidity) dan 0,1C (temp)
Sudah tersedia rangkaian
pelengkap, sehinnga dapat
langsung terhubung ke
mikrokontroler.
Dimensi : 12 x 15,5 x 5,5
mm
SUMBER:
http://www.digiwarestore.com/
BIODATA PENULIS
Penulis bernama Rois Adhe
Rohmana, lahir pada tanggal 3 Juni
1992 di Temanggung Jawa Tengah.
Riwayat pendidikan formal penulis
dimulai dari SDN Parakan Kauman
1 Parakan, dilanjutkan pendidikan
menegah pertama di MTsN Model
Parakan dan pendidikan menengah
atas di MA Muallimin
Muhammadiyah Yogyakarta, kemudian penulis melanjutkan ke
jenjang perguruan tinggi di Jurusan Teknik Fisika Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya pada tahun 2010. Pada
saat kuliah penulis aktif sebagai admin dan dipercaya sebagai
Koordinator Laboratorium Simulasi dan Komputasi, selain itu
penulis juga aktif dalam Tim Inovasi dan Teknologi, Tim
Sapuangin ITS dan telah menjuarai beberapa event Internasional
seperti Student Formula Japan, Shell Eco Marathon Asia dan
event nasional Indonesia Energy Marathon Challange . Melalui
Penelitian ini, penulis berharap penelitian ini bermanfaat untuk
penelitian selanjutnya dan berdampak posotif pada perkembangan
ilmu pengetahuan dan teknologi bagi bangsa dan negara.