Ada Aja

6
INTEGRASI SOLAR HOME SYSTEM DENGAN JARINGNA LISTRIK PLN MENGGUNAKAN KENDALI RELAY DAN KONTAKTOR MAGNET Wiranto Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura [email protected] Absrak - Di negara kita Indonesia yang memiliki iklim tropis, pemanfaatan energi surya sangatlah memungkinkan untuk diaplikasikan.Khususnya wilayah kota Pontianak, potensi pemanfaatan energi surya sebagai alternatif untuk menghasilkan energi listrik sangatlah mendukung, karena berdasarkan segi geografisnya kota Pontianak, Kalimantan Barat terletak pada posisi 0°02'24" lintang utara dan 0°05'37" lintang selatan, ditunjang lagi dengan posisi kota yang di lewati oleh garis khatulistiwa sehingga memiliki intensitas cahaya matahari yang baik. Skripsi ini membahas tentang Integrasi Solar Home System Dengan Jaringan Listrik PLN Menggunakan Kendali Relay dan Kontaktor magnet, yang mana dengan mengintegrasikan solar home system dengan sumber energi listrik yang telah tersedia (PLN) diharapkan untuk dapat menghemat atau mengatasi kebutuhan akan energi listrik serta memeperoleh kontinuitas energi listrik yang selalu tersedia untuk rumah tinggal di kota pontianak,. Metode pengambilan data yang digunakan dalam penelitian ini dengan melakukan perancangan sistem kendali dan mengujianya, kemudian dilakukan pengukuran untuk sistem secara keseluruhan.Dan dilakukan analisis data serta analisis teknologi. Dari hasil pengukuran/pengujian yang dilakukan menunjukan bahwa, untuk setting saklar tegangan batas atas 26.8V batas bawah 23.8 V, solar home system dengan kapasitas 100 Wp dapat digunakan untuk menyuplai beban 255 watt selama lebih kurang 40-50 menit dengan lama rentang waktu pengisian baterai kurang lebih 180 menit. Untuk setting saklar tegangan batas atas 25.8V batas bawah 23.8 V, solar home system dengan kapasitas 100 Wp dapat digunakan untuk menyuplai beban 255 watt selama lebih kurang 15- 20 menit dengan lama rentang waktu pengisian baterai kurang lebih 40-60 menit. Faktor cuaca dan besarnya beban yang digunakan sangat berpengaruh terhadap lamanya operasi solar home system dalam menyuplai beban. Dan dari hasil pengujian/pengukuran ini menunjukan bahwa Sistem kendali relay dan kontaktor magnet dapat bekerja dengan baik namun masih memiliki kelemahan yaitu terjadinya kedip lampu saat peralihan.(meskipun kedipnya terjadi sangat cepat). Kata Kunci: Integrasi Solar Home System Dengan Jaringan Listrik PLN,Kendali Relay dan Kontaktor magnet,Saklar Sensor Tegangan. 1. Pendahuluan Tak dapat dipungkiri bahwa energi listrik saat ini merupakan suatu kebutuhan yang sulit untuk dipisahkan dari kehidupan sehari hari. Kebutuhan terhadap energi listrik terus meningkat seiring dengan meningkatnya laju pertumbuhan penduduk dan meningkatnya kegiatan pembangunan disegala bidang, yang disertai dengan perkembangan teknologi yang semakin canggih. Sejalan dengan semua hal tersebut, alternatif penyediaan energi listrik pun semakin berkembang pula, salah satunya yaitu energi terbaruakan berupa energi surya. Pada tahun 2011, Badan Energi Internasional menyatakan bahwa "perkembangan teknologi energi surya yang terjangkau, tidak habis, dan bersih akan memberikan keuntungan jangka panjang yang besar. Perkembangan ini akan meningkatkan keamanan energi negara-negara melalui pemanfaatan sumber energi yang sudah ada, tidak habis, dan tidak tergantung pada impor, meningkatkan kesinambungan, mengurangi polusi, mengurangi biaya mitigasi perubahan iklim, dan menjaga harga bahan bakar fosil tetap rendah dari sebelumnya. Keuntungan-keuntungan ini berlaku global. Oleh sebab itu, biaya insentif tambahan untuk pengembangan awal selayaknya dianggap sebagai investasi untuk pembelajaran; inventasi ini harus digunakan secara bijak dan perlu dibagi bersama”. Namun problem utama dalam pemanfaatan energi surya adalah faktor siang dan malam yang selalu bergantian datangnya. Sehingga kontinuitas perolehan energi surya selalu terputus pada malam hari.Ataupun pada saat kondisi tertentu misalnya pada saat kondisi cuaca mendung, perolehan energi surya ini juga dapat terputus. Oleh karena itu dengan memadukan pembangkit listrik tenaga surya (Solar Home System) dengan jaringan listrik dari PLN pada rumah tinggal yang sudah tersedia, maka diharapkan kontinuitas suplai energi listrik untuk beban rumah tinggal akan selalu tersedia. 2. Teori Dasar 2.1. Sistem Photovoltaic [ 1, 2, ] Sistem Photovoltaic (PV) merupakan suatu sistem pembangkit listrik arus searah yang memanfaatkan tenaga surya sebagai sumber energinya. Jumlah tenaga listrik yang dihasilkan sangat tergantung pada intensitas cahaya matahari yang diterima dan luas seluruh permukaan sel photovoltaic yang menerima sinar tersebut. Pada umumnya, energi surya photovoltaic ini dapat

description

Tugas Cui

Transcript of Ada Aja

  • INTEGRASI SOLAR HOME SYSTEM DENGAN JARINGNA LISTRIK PLNMENGGUNAKAN KENDALI RELAY DAN KONTAKTOR MAGNET

    WirantoProgram Studi Teknik Elektro

    Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas [email protected]

    Absrak - Di negara kita Indonesia yang memilikiiklim tropis, pemanfaatan energi surya sangatlahmemungkinkan untuk diaplikasikan.Khususnyawilayah kota Pontianak, potensi pemanfaatanenergi surya sebagai alternatif untuk menghasilkanenergi listrik sangatlah mendukung, karenaberdasarkan segi geografisnya kota Pontianak,Kalimantan Barat terletak pada posisi 002'24"lintang utara dan 005'37" lintang selatan,ditunjang lagi dengan posisi kota yang di lewatioleh garis khatulistiwa sehingga memiliki intensitascahaya matahari yang baik. Skripsi ini membahastentang Integrasi Solar Home System DenganJaringan Listrik PLN Menggunakan Kendali Relaydan Kontaktor magnet, yang mana denganmengintegrasikan solar home system dengansumber energi listrik yang telah tersedia (PLN)diharapkan untuk dapat menghemat ataumengatasi kebutuhan akan energi listrik sertamemeperoleh kontinuitas energi listrik yang selalutersedia untuk rumah tinggal di kota pontianak,.

    Metode pengambilan data yang digunakandalam penelitian ini dengan melakukanperancangan sistem kendali dan mengujianya,kemudian dilakukan pengukuran untuk sistemsecara keseluruhan.Dan dilakukan analisis dataserta analisis teknologi.

    Dari hasil pengukuran/pengujian yangdilakukan menunjukan bahwa, untuk setting saklartegangan batas atas 26.8V batas bawah 23.8 V,solar home system dengan kapasitas 100 Wp dapatdigunakan untuk menyuplai beban 255 watt selamalebih kurang 40-50 menit dengan lama rentangwaktu pengisian baterai kurang lebih 180 menit.Untuk setting saklar tegangan batas atas 25.8Vbatas bawah 23.8 V, solar home system dengankapasitas 100 Wp dapat digunakan untukmenyuplai beban 255 watt selama lebih kurang 15-20 menit dengan lama rentang waktu pengisianbaterai kurang lebih 40-60 menit. Faktor cuacadan besarnya beban yang digunakan sangatberpengaruh terhadap lamanya operasi solar homesystem dalam menyuplai beban. Dan dari hasilpengujian/pengukuran ini menunjukan bahwaSistem kendali relay dan kontaktor magnet dapatbekerja dengan baik namun masih memilikikelemahan yaitu terjadinya kedip lampu saatperalihan.(meskipun kedipnya terjadi sangat cepat).Kata Kunci: Integrasi Solar Home System DenganJaringan Listrik PLN,Kendali Relay dan Kontaktormagnet,Saklar Sensor Tegangan.

    1. Pendahuluan

    Tak dapat dipungkiri bahwa energi listriksaat ini merupakan suatu kebutuhan yang sulituntuk dipisahkan dari kehidupan sehari hari.Kebutuhan terhadap energi listrik terus meningkatseiring dengan meningkatnya laju pertumbuhanpenduduk dan meningkatnya kegiatanpembangunan disegala bidang, yang disertaidengan perkembangan teknologi yang semakincanggih.

    Sejalan dengan semua hal tersebut, alternatifpenyediaan energi listrik pun semakin berkembangpula, salah satunya yaitu energi terbaruakan berupaenergi surya. Pada tahun 2011, Badan EnergiInternasional menyatakan bahwa "perkembanganteknologi energi surya yang terjangkau, tidak habis,dan bersih akan memberikan keuntungan jangkapanjang yang besar. Perkembangan ini akanmeningkatkan keamanan energi negara-negaramelalui pemanfaatan sumber energi yang sudahada, tidak habis, dan tidak tergantung pada impor,meningkatkan kesinambungan, mengurangi polusi,mengurangi biaya mitigasi perubahan iklim, danmenjaga harga bahan bakar fosil tetap rendah darisebelumnya. Keuntungan-keuntungan ini berlakuglobal. Oleh sebab itu, biaya insentif tambahanuntuk pengembangan awal selayaknya dianggapsebagai investasi untuk pembelajaran; inventasi iniharus digunakan secara bijak dan perlu dibagibersama.

    Namun problem utama dalam pemanfaatanenergi surya adalah faktor siang dan malam yangselalu bergantian datangnya. Sehingga kontinuitasperolehan energi surya selalu terputus pada malamhari.Ataupun pada saat kondisi tertentu misalnyapada saat kondisi cuaca mendung, perolehan energisurya ini juga dapat terputus. Oleh karena itudengan memadukan pembangkit listrik tenaga surya(Solar Home System) dengan jaringan listrik dariPLN pada rumah tinggal yang sudah tersedia, makadiharapkan kontinuitas suplai energi listrik untukbeban rumah tinggal akan selalu tersedia.

    2. Teori Dasar

    2.1. Sistem Photovoltaic[ 1, 2, ]Sistem Photovoltaic (PV) merupakan

    suatu sistem pembangkit listrik arus searah yangmemanfaatkan tenaga surya sebagai sumberenerginya. Jumlah tenaga listrik yang dihasilkansangat tergantung pada intensitas cahaya matahariyang diterima dan luas seluruh permukaan selphotovoltaic yang menerima sinar tersebut. Padaumumnya, energi surya photovoltaic ini dapat

  • dibagi dalam dua golongan menurut aplikasinya,yaitu yang pertama sistem dengan unit penyimpanenergi berupa baterai dan yang kedua adalah sistemtanpa baterai.

    2.2. Komponen-Komponen Utama PadaPembangkit Listrik Tenaga Surya

    2.2.1.Modul Surya[ 5, 7]Komponen utama dari PV yang dapatmenghasilkan energi listrik DC disebut panel suryaatau modul surya. Panel surya terbuat dari bahansemikonduktor, yang apabila disinari oleh cahayamatahari dapat menghasilkan arus listrik. Suatumodul surya adalah sekumpulan sel surya yangdihubungkan secara seri dan atau paralel sehinggamenghasilkan arus dan tegangan tertentu. Untukmensuplai beban yang diinginkan, beberapa moduldihubungkan secara seri dan atau paralel untukmemenuhi besar tegangan dan daya dari beban.

    2.2.2 Baterai/Akumulator[ 2, 5]Baterai atau akumulator merupakan salah satu alatyang dapat mengkonversikan energi listrik menjadienergi kimia, atau energi kimia menjadi energilistrik. Akumulator ini sering dikenal sebagai selsekunder. Pada saat sel ini diisi atau dialiri aruslistrik, maka arus listrik tersebut disimpan ke dalambentuk energi kimia, dan pada saat sel ini dibebanidengan peralatan listrik, maka energi kimia yangtersimpan akan dirubah menjadi energilistrik.Kemampuan untuk menyimpan energi listrikkedalam bentuk energi kimia ini memungkinkanpenggunaannya dapat diperluas dalam sistemkelistrikan.

    2.2.3 Solar Charger Controller/Baterai chargercontroller [ 2, 5,10]Charge Controller berfungsi untuk menjagakeseimbangan energi di akumulator dengan caramengatur tegangan maksimum dan minimal dariakumulator tersebut, alat ini juga berfungsi untukmemberikan pengamanan terhadap sistem yaitu :Proteksi terhadap pengisian berlebih (over charge)di akumulator, proteksi terhadap pemakaianberlebih (over discharge) oleh beban, mencegahterjadinya arus balik ke modul surya, melindungiterhadap terjadinya hubungan singkat pada bebanlistrik dan sebagai interkoneksi dan komponen-komponen PLTS lainnya.

    2.2.4.Inverter[ 6,8,]Inverter adalah alat yang mengubah arus DCmenjadi AC sesuai dengan kebutuhan peralatanlistrik yang digunakan. Alat ini mengubah arus DCdari panel surya menjadi arus AC untuk kebutuhanbeban-beban yang menggunakan arus AC.

    Kemudian untuk merancang sebuahpembangkit solar home system yang diintegrasikandengan jaringan listrik dari PLN menggunakankendali relay dan kontaktor magnit, maka selain

    komponen-komponen utama diatas ditambah lagidengan komponen-komponen utama lainnya yaitu :

    2.2.5. Kontaktor Magnet[ 4 ]Kontaktor magnet merupakan saklar yang bekerjaberdasarkan prinsip kemagnetan. Artinya sakelarini bekerja jika ada gaya kemagnetan pada penarikkontaknya. Magnet berfungsi sebagai penarik dansebagai pelepas kontak-kontaknya dengan bantuanpegas pendorong. Sebuah kontaktor harus mampumengalirkan dan memutuskan arus dalam keadaankerja normal. Ukuran dari kontaktor ditentukanoleh batas kemampuan arusnya. Biasanya padakontaktor terdapat beberapa kontak, yaitu kontaknormal membuka (Normally Open = NO) dankontak normal menutup (Normally Close = NC).Kontak NO berarti saat kontaktor magnet belumbekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktorbekerja kontak itu menutup/menghubung.Sedangkan kontak NC berarti saat kontaktor belumbekerja kedudukan kontaknya menutup dan bilakontaktor bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsikerja kontak NO dan NC berlawanan. Kontak NCbekerja membuka sesaat lebih cepat sebelumkontak NO menutup. Koil adalah lilitan yangapabila diberi tegangan akan terjadi magnetisasidan menarik kontak-kontaknya sehingga terjadiperubahan atau bekerja. Kontaktor yangdioperasikan secara elektromagnetis adalah salahsatu mekanisme yang paling bermanfaat yangpernah dirancang untuk penutupan dan pembukaanrangkaian listrik

    2.2.6. Relay[ 4 ]Relay merupakan suatu peranti yang menggunakanelektromagnet untuk mengoperasikan seperangkatkontak sakelar. Susunan paling sederhana terdiridari kumparan kawat penghantar yang dililit padainti besi. Bila kumparan ini dienergikan, medanmagnet yang terbentuk menarik armatur berporosyang digunakan sebagai pengungkit mekanismesakelar. Relay digunakan sebagai alat penghubungpada rangkaian dan pada beberapa aplikasi padaindustri dan kontrol proses memerlukan relaysebagai elemen kontrol penting.

    2.2.7 Saklar Sensor TeganganSaklar ini berfungsi untuk menghubungkan danmemutuskan tegangan yang masuk ke invertersecara otomatis,saklar ini bekerja berdasarkantegangan yang dibaca oleh sensor pada baterai.Bila baterai siap digunakan oleh beban makasaklar ini akan mengalirkan arus listrik keinverter,dan bila arus pada baterai telah habisterpakai ,maka saklar ini akan memutuskan aliranarus listrik ke inverter.

    2.2.8 Time Delay Relay[12]Time Delay Relay adalah alat yang digunakansebagai pengatur waktu bagi peralatan yangdikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untukmengatur waktu hidup atau mati pada suaturangkaian atau komponen dalam tunda waktu

  • tertentu.Timer dapat dibedakan dari cara kerjanyayaitu timer yang bekerja menggunakan induksimotor dan menggunakan rangkaian elektronik.pada rancangan pembangkit solar home systemyang diintegrasikan dengan jaringan listrik dariPLN menggunakan kendali relay dan kontaktormagnet, alat ini digunakan sebagai perangkattambahan untuk memberikan waktu kepadainverter untuk dapat bekerja stabil terlebih dahulusebelum dibebani,saat akan terjadi perpindahansumber penyuplai beban pada mode pertama. Alatini bersifat fleksibel artinya dapat digunakan atautidak digunakan. Sebagai catatan untukpenggunaan jenis inverter yang bagus perangkatini,boleh untuk tidak digunakan.

    2.3. Sistem On Grid dan Sistem Off Grid [12]Sistem On grid merupakan penggunaan satu

    buah sistem atau lebih, pembangkit listrik dengansumber energi terbarukan yang dikoneksikandengan sumber energi listrik dari PLN. Umumnyasumber pembangkit yang dikoneksikan dengansumber energi listrik dari PLN ini adalahpembangkit listrik tenaga surya ataupunpembangkit listrik tenaga angin, karena kedua jenissumber pembangkit ini dapat menghasilkan energilistrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi.Dengan adanya sistem ini maka diharapkan akandapat membantu mengurangi tagihan listrik rumahtangga, dan memberikan nilai tambah padapemiliknya.

    Sedangkan sistem Off grid merupakansistem pembangkit listrik tenaga surya ataupuntenaga angin, untuk daerah-daerahterpencil/pedesaan yang tidak terjangkau olehjaringan PLN. Yang mana sistem ini hanyamengandalkan energi matahari,atau energi anginsebagai satu-satunya sumber energi utama untukmenghasilkan energi listrik sesuai dengankebutuhan. Beberapa produk off grid systemdiantaranya PJUTS, dan PLTS Komunal untuksistem berskala besar.3. INTEGRASI SOLAR HOME SYSTEM

    DENGAN JARINGAN LISTRIK PLNMENGGUNAKAN KENDALI RELAY DAN

    KONTAKTOR MAGNET

    Integrasi Solar Home System denganjaringan Listrik PLN menggunakan kendali relaydan kontaktor magnet, dimaksudkan untuk dapatmenyuplai beban listrik arus bolak-balik ( AC )secara kontinyu tanpa terputus atau sebagai langkahuntuk menghemat dan mengatasi kebutuhan akanenergi listrik di kota pontianak, dan dapat dilakukansecara bergantian sesuai dengan kebutuhan dankondisi. Suplai listrik utama untuk beban dapatdiatur sesuai keinginan pengguna, apakah sumberenergi listrik dari panel surya sebagai sumber utama,kemudian sumber listrik dari PLN sebagaicadangan atau berlaku sebaliknya.Tentunya hal inidisesuaikan dengan kondisi yang ada. Kemudiansebagai catatatan, jika kita ingin menggunakansistem ini untuk menyuplai beban listrik arus searah

    ( DC ), maka diperlukan penambahan alat padasistem berupa penyearah,yang nantinya penyearahini akan dipasang pada sumber listrik dari PLN.Berikut gambar skema diagram satu garis integrasi

    solar home system dengan jaringan listrik PLNmenggunakan kendali relay dan kontaktor magnetuntuk beban arus bolak-balik ( AC ).

    Gambar 1. Skema diagram satu garis integrasisolar home system dengan jaringan listrik PLNmenggunakan kendali relay dan kontaktor magnetuntuk beban AC.

    3.1 Rancangan unit kendaliUntuk membuat/merancang unit pengendali

    ini maka diperlukan beberapa unit komponen utamadan komponen pembantu yaitu diantaranya adalah :1. Dua unit kontaktor magnet,mitshubishi S-N12

    dan Kisho S-N21 kapasitas 20 A tegangan 220-240 V 50 HZ.

    2. Empat unit Relay OMRON MK2P-I kapasitaskontak NO 10 A kontak NC 5 A tegangan 220V.

    3. Satu unit Relay OMRON MJ2Y kapasitaskontak NO 5 A kontak NC 5 A tegangan 24Volt DC.

    4. Empat buah MCB ( Miniatur Circuit Breaker )dengan kapasitas 4 ampere dan 2 ampere,

    5. Dua buah Tombol push button jenis kutub dankontak ganda.

    6. Enam buah lampu indikator7. Kabel NYA secukupnya.8. Papan instalasi plus terminal.Berikut diagram satu garis rangkaian pengendaliintegrasi solar home system dengan jaringan listrikPLN menggunakan relay dan kontaktormagnet,ditunjukkan pada gambar 2.

    Gambar 2. Rangkaian pengendali integrasi solarhome system dengan jaringan listrik PLN.

  • Keterangan gambar :Fasa Panel Surya : Tegangan Fasa dari Solar Home

    System.Fasa PLN : Tegangan Fasa dari PLN.charge controller: Alat yang digunakan untuk

    mengatur pengisian energi listikdari panel surya ke baterai.

    Baterai : Alat yang digunakan untukmenyimpan energi listrik dari panelsurya.

    Inverter : Alat yang difungsikan untuk merubahtegangan DC dari panel surya menjaditegangan AC untuk menyuplai bebanAC.

    Penyearah : Alat yang difungsikan untuk merubahtegangan AC dari sumber listrik PLNmenjadi tegangan DC untuk menyuplaibeban DC.

    MCB : Pengaman hubung singkat sekaligussebagai kontak pengubung darisumber listrik ke sistem.

    R : Relay.K : Kontakor Magnet.

    Tombol Mode: Tombol pilihan untuk menentukansumber pembangkit utama dancadangan dalam mensuplai beban.

    21-22 K : Kontak NC pada Kontaktor.31-32 K : Kontak NC pada Kontaktor.8-5 R : Kontak NC pada Relay.2-7 Relay : Koil pada relay.A1-A2 Kontaktor : Koil pada Kontaktor magnet.

    1-3 R : Kontak NO pada Relay.13-14 K :Kontak NO pada Kontaktor

    magnet.1-4 R : Kontak NC pada Relay1/L1- 1/T2 : Kontak utama NO pada Kontaktor

    magnet.GREEN 1 :Lampu indikator yang akan menyala

    saat sumber dari solar home systemyang memberi suplai ke beban.

    RED 1 :Lampu indikator yang akan menyalasaat sumber dari PLN yang memberisuplai ke beban pada mode 1.

    RED 2 : Lampu indikator yang akan menyalasaat sumber dari PLN yang memberisuplai ke beban pada mode 2.

    GREEN 2 : Lampu indikator yang akan menyalasaat sumber dari solar home systemyang memberi suplai ke beban padamode 2.

    L3 : Lampu indikator yang akan menyalasaat sumber dari solar home systemyang memberi suplai ke beban padaDC.

    L4 : Lampu indikator yang akan menyalasaat sumber dari PLN yang memberisuplai ke beban pada DC.

    Netral panel surya : Tegangan netral dari sumberlistrik panel surya/ inverter.

    Netral PLN : Tegangan netral dari sumberlistrik PLN

    Berikut bentuk fisik dari rangkaian unitpengendalintegrasi solar home system denganjaringan listrik PLN ditunjukkan pada gambar 3.

    Gambar 3. Bentuk fisik rangakaian unit pengendaliRangkaian dan Prosedur Percobaan

    Diagram rangkaian pengawatan pengujianditunjukkan oleh gambar 4.

    Charger controler

    Saklar sensortegangan

    InverterBaterai

    Papan pembebanan

    Unit pengendali relaydan kontaktor

    magnet

    Sumber listrik dari panel surya Sumber listrik dari PLN

    TDR

    Gambar 4. Diagram rangkaian pengawatan

    Prosedur Pengujian dan pengambilan data.1. Memeriksa dan menguji peralatan seperti saklar

    sensor tegangan, rangkaian unit pengendali,Baterai charger controller/solar chargercontroller kemudian inverter, tanpadihubungkan dengan beban terlebih dahulu.

    2. Memeriksa tegangan baterai dan tegangan Panelsurya,sebelum dihubungkan kesistem.

    3. Menyusun rangkaian seperti pada Gambar 3.1.4. Pada penelitian ini Solar Home system

    diprioritaskan sebagai pembangkit utama.5. Simulasi beban yang digunakan adalah berupa

    lampu pijar dengan daya 255 watt.6. Melakukan pengukuran.

    4. Analisis

    4.1 Analisis Hasil Data Pengukuran.

    Kondisi pertama 1 : kondisi solar home systemstart hanya melakukan pengisian.

    Solar home system pada kondisi ini belumdigunakan untuk menspulai beban listrik. Sistemhanya digunakan untuk menerima energi mataharike panel/ modul surya dan digunakan untukmengisi baterai sampai keadaan penuh. Sistemmulai bekerja mengisi energi ke baterai pada pukul08.00 yaitu dimulai pada tegangan paling bawahbaterai sebesar 20,0 V. Baterai dapat terisi penuh

  • ( pada kondisi kurang lebih 100 % ) pada pukul16.00.

    Kondisi Kedua (2): kondisi solar home systemtelah digunakan untuk menyuplai beban.

    Pada kondisi kedua dengan setting saklartegangan 26.8 Volt solar home system mulaibekerja mensuplai beban. Energi yang disuplai kebeban diambil dari energi yang telah disimpan olehbaterai pada kondisi pertama. solar home systemmulai bekerja pada pukul 08.00 pada tegangan 27,5V. Sewaktu baterai menyalurkan energi ke beban,baterai juga melakukan pengisian energi darimodul. Pada kondisi kedua ini, beban yangdigunakan adalah sebesar 255 watt, dan intensitaspenyinaran matahari pada lokasi pengujian dalamkeadaan sangat baik (cuaca cerah). Pada saatbaterai sudah mencapai tegangan batas bawah23,8V, maka solar home system tidak bekerjamensuplai beban (off), dan secara otomatis pasokanlistrik digantikan oleh PLN, yaitu sekitar pukul09.08. selama beban disuplai oleh sumber listrikdari PLN solar charger controller melakukanpengisian ke baterai hingga mencapai tegangan26.8 Volt.dan setelah mencapai tegangan 26.8 Volttersebut maka sensor tegangan kembali memberiperintah kepada solar home system untuk kembalimenyuplai beban. Lamanya waktu pengisian bateraitergantung pada intensitas penyinaran matahari, danselama pengujian lamanya waktu tegangan bateraimencapai angka 26.8 Volt adalah selama lebihkurang 180 menit pengisian, dan lamanya waktusolar home system beroperasi lebih kurang 40-50menit.

    Kemudian pada pengujian kondisi keduadengan setting saklar tegangan 25.8 Voltpengukuran dimulai pada pukul 09.30 sampaidengan pukul 16.54. dengan intensitas penyinaranmatahari pada lokasi pengujian dalam keadaancukup baik (cuaca cerah,namun terkadang mendungsebentar). Sistem kerjanya tidak berbeda denganpengukuran sebelumnya.hanya saja setting saklartegangannya yang dirubah (yaitu batas atas saklarsensor tegangannya menjadi 25.8 V dan sebelumyaadalah 26.8 Volt ). dapat dilihat pada tabel hasilpengukuran bahwa pada saat mulanya sistemterhubung, beban terlebih dahulu disuplai olehjaringan listrik dari PLN. kemudian setelah saklarsensor tegangan membaca tegangan pada bateraisebesar 25.8 volt baru solar home system mulaibekerja mensuplai beban,dan setelah saklar sensortegangan membaca tegangan pada baterai telahmencapai batas angka 23.8 volt,beban kembalidisuplai oleh jaringan PLN. Disini terlihat bahwalamanya waktu operasi solar home system dalammenyuplai beban dengan lamanya waktu chargingbaterai jauh lebih singkat jika dibandingkan dengansetting saklar tegangan sebesar 26.8 Volt dan padapengukuran dengan setting saklar tegangan sebesar25.8 ini, lamanya waktu charging bateraibervariasi, hal ini disebabkan oleh intensitas

    penyinaran matahari pada lokasipengujian.Lamanya waktu pengisian baterai selamapengujian untuk mencapai angka 25.8 Volt adalahselama lebih kurang 40 hingga 60 menit danlamanya waktu solar home system beroperasi lebihkurang 15-20 menit.

    4.1 Analisis Rangkaian pengendali.

    Kombinasi antara relay dan kontaktor magnetuntuk Rangkaian pengendali ini didesain untukpenggunaan daya rendah ( maksimal 900 VA ) danwaktu operasi relay yang tidak begitu lama (artinyabukan 24 jam bekerja tanpa nonstop), disesuaikandengan peralatan lain yang digunakan dalampenelitian, seperti relay yang memiliki keterbatasandalam menyalurkan arus listrik ( maksimal 5 A ).Untuk penyaluran daya besar kita dapat murni hanyamenggunakan kontaktor magnet,karena kontaktormagnet dapat menyalurkan arus listrik dengan dayabesar, ( bisa 10 A, 20 A, 30 A dan seterusnya.) dankonstruksinya lebih kokoh, meskipun harganya jauhlebih mahal jika dibandingkan dengan relay, ( hargasatu unit kontaktor magnet mitshubshi SN-21 berkisarantara Rp 225.000 sedangakan satu unit relay omronMK2P hanya Rp 32.000 ), karakteristik antara relaydan kontaktor magnet ini relatif sama.

    Setelah melakukan pengujian, dapat diketahuibahwa pengendali dapat bekerja dengan baik sesuaidengan yang diharapkan,meskipun masih terdapatbeberapa kekurangan, antara lain seperti saat jedaperpindahan terjadi kedip pada lampu, solusi akanmasalah ini adalah dengan meggunakan solid statekontaktor magnet atau solid state relay untukmengganti komponen kontaktor magnet dan relaypada sistem pengendali.Namun tentunya harganyajauh lebih mahal.5. Kesimpulan

    1. Mengintegrasikan atau mengkombinasikansumber pembangkit listrik jenis renewableenergy, ( dalam hal ini adalah energi matahari )dengan sumber pembangkit listrik berbahanbakar fosil yang telah tersedia, ( dalam hal iniadalah PLN ) sebagai usaha untukmengganti,menghemat dan atau mengatasimasalah kebutuhan energi listrik dikotaPontianak,sangatlah mendukung dan dapatditerapkan,dimana kota Pontianak ini memilikiintensitas penyinaran cahaya matahari yang baik.Dan tentunya dapat memberikan nilai tambahpada penggunanya.

    2. Untuk setting saklar tegangan batas atas 26.8Vbatas bawah 23.8 V, solar home system dengankapasitas 100 Wp, tegangan sistem 24 Voltdapat menyuplai beban 255 watt selama lebihkurang 40-50 menit dengan lama rentang waktupengisian baterai kurang lebih 180 menit. Untuksetting saklar tegangan batas atas 25.8V batasbawah 23.8 V, solar home system dengankapasitas 100 Wp,tegangan sistem 24 Volt

  • dapat menyuplai beban 255 watt selama lebihkurang 15-20 menit dengan lama rentang waktupengisian baterai kurang lebih 40-60 menit.

    3. Dalam merancang suatu sistem pengendaliuntuk integrasi/kombinasi dua sistempembangkit atau lebih,harus benar benarmemperhatikan faktor faktor yangmempengaruhi kinerja sistem pengendalitersebut.seperti seberapa besar beban yang akanditanggung,berapa lama beban akan beroperasi.Berapa estimasi atau perkiraan teganganminimal dan maksimal yang akan masukkesistem,dan lain sebagainya.

    4. Faktor cuaca dan beban pada Integrasi SolarHome System dengan jaringan Listrik PLNsangat berpengaruh terhadap lamanya SolarHome System, beroperasi. Intensitas sinarmatahari yang diterima oleh Solar Home Systemakan tinggi pada saat langit cerah, dan intensitastersebut akan berkurang bila dalam keadaanlangit berawan.kemudian jika beban yangdigunakan tinggi maka Solar Home Systemtidak akan dapat beroperasi lama dalammenyuplai listrik ke beban, jika beban yangdigunakan rendah maka Solar Home Systemdapat beroperasi relatif lebih lama dalammenyuplai listrik ke beban.

    Referensi

    [1] Pudjanarsa,Astu dan Djati Nursuhud. 2006.Mesin Konversi Energi Yogyakarta;penerbitANDI.

    [2] Imansyah, Fitri. 2010. Analisis Tekno EkonomiPembangkit Listrik Tenaga Surya UntukPenerangan Jalan Umum. Tesis Penelitiandan Evaluasi.

    [3]Bachitiar, Muhammad. 2006. ProsedurPerancangan Sistem Pembangkit ListrikTenaga Surya Untuk Perumahan. JurnalSMARTek, Vol. 4, No. 3 : 176 182.

    [4] Sukir,M.T,Drs.Materi kendali Mesin ListrikBerbasis Magnetic Contactor.Jurusan PTElektro Fakultas Teknik Universitas NegeriYogyakarta.

    [5] Anonim 2011.Kajian Pengaruh Bayangan(shadding ) terhadap keluaran daya modulsurya.skripsi penelitian Fakultas TeknikUniversitas Tanjung Pura.

    [6] Anonim. 2013 Panduan praktikum mesin-mesinlistrik.motor induksi tiga phasa,generatorsinkron tiga phasa,pengukuran pembangkitlistrik tenaga surya.Jurusan Teknik Elektrofakultas Teknik Universitas TanjungpuraPontianak.

    [7] Mostavan,Aman. Catatan kuliah TF-452 Eergisurya. Departemen Teknik Fisika InstitutTeknologi Bandung.

    [10] Anonim, 2008. Studi Perencanaan KapasitasPembangkit Listrik Tenaga Surya UntukMelayani Beban Usaha Kecil, Skripsi

    penelitian Fakultas Teknik UniversitasTanjung Pura 2008.

    [11] Fundamentals of Photovoltaic Modules andTheir Applications, G. N. Tiwari andSwapnil Dubey, Centre for Energy Studies,Indian Institute of Technology (IIT)Delhi,New Delhi, India.

    [12]sistem On dan Off grid serta TDR,http://www.google.com. Diakses padatanggal 02 Maret 2014 pukul 22.00 WIB.

    BiografiWiranto, lahir di Kulon progo, Yogyakarta,Indonesia, 09 Juli 1991. Memperoleh gelar Sarjanadari Program Studi Teknik Elektro UniversitasTanjungpura, Pontianak, Indonesia, 2014.

    Menyetujui,Pembimbing Utama,

    Prof. Dr. Eng. Ir. Ismail Yusuf, MTNIP. 19650318 199103 1 011