ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA …
Transcript of ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA …
ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL
SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN)
DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN
HEATSINK
SKRIPSI
YUSUF PRAWIRO SAMUDRO
1710311055
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN JAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
2021
i
ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL
SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN)
DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN
HEATSINK
SKRIPSI
DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK
MEMPEROLEH GELAR SARJANA TEKNIK
YUSUF PRAWIRO SAMUDRO
1710311055
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN JAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
2021
ii
PENGESAHAN PENGUJI
iii
PENGESAHAN PEMBIMBING
iv
PERNYATAAN ORISINALITAS
v
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademik Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta,
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Yusuf Prawiro Samudro
NIM : 1710311055
Fakultas : Teknik
Program Studi : Teknik Mesin
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta Hak Bebas Royalti Non-eksklusif
(Non-exclusive Royalty Free Rights) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN
REFLEKTOR (CERMIN) DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN
HEATSINK
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti ini,
Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta berhak menyimpan, mengalih
media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan
mengaplikasikan skripsi saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai
penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta
Pada Tanggal : 2 Februari 2021
Yang menyatakan
(Yusuf Prawiro Samudro)
vi
ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA
MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN) DENGAN
PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN HEATSINK
Yusuf Prawiro Samudro
Abstrak
Penambahan reflektor pada panel surya digunakan untuk menambah intensitas cahaya
matahari yang diterima oleh panel surya sehingga daya listrik yang dihasilkan oleh
panel menjadi meningkat. Dalam penambahan reflektor pada panel surya harus
mempertimbangkan berbagai faktor untuk dapat meningkatkan daya yang dihasilkan
tanpa memberikan efek negatif pada panel surya, salah satunya yaitu memberikan
sistem pendingin. Maka diperlukanya penelitian untuk meningkatkan daya yang
dihasilkan oleh panel surya dan sistem pendingin yang cocok untuk mengatasi naiknya
temperatur akibat penambahan reflektor. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan
reflektor cermin kaca, reflektor aluminium foil, sudut dari reflektor, dan sistem
pendingin heatsink. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan
membandingkan 2 model panel surya yaitu: panel surya dengan penambahan reflektor
cermin kaca / aluminium foil dan sistem pendingin heatsink, dan model panel surya
tanpa penambahan apapun. Hasilnya menunjukan bahwa model panel surya dengan
penambahan reflektor cermin kaca / aluminium foil dapat meningkatkan daya keluaran
sesuai dengan sudut dari reflektor, peningkatan tertinggi mencapai 16,70% pada
reflektor cermin aluminium foil bersudut 450. Sistem pendingin heatsink dinilai
berfungsi untuk menurunkan temperatur panel surya akan tetapi penurunanya
tergolong kecil dibawah 5%.
Kata Kunci : Daya,Output, Panel Surya, reflektor, heatsink
vii
ANALYSIS OF THE EFFECT OF SOLAR PANEL OUTPUT
USING THE REFLECTOR (MIRROR) WITH THE ADDITIONAL
HEATSINK COOLING SYSTEM
Yusuf Prawiro Samudro
Abstract
The addition of a reflector to the solar panel is used to increase the intensity of sunlight
received by the solar panel so that the electric power generated by the panel increases.
In adding a reflector to a solar panel, several factors must be considered in order to
increase the power produced without having a negative effect on the solar panel, one
of which is to provide a cooling system. So research is needed to increase the power
generated by solar panels and a suitable cooling system to overcome the rising
temperature due to the addition of a reflector. The research was conducted by varying
the glass mirror reflector, aluminum foil reflector, the angle of the reflector, and the
heatsink cooling system. The research method used in this study is to compare 2 models
of solar panels, namely: a solar panel with the addition of a glass mirror / aluminum
foil reflector and a heatsink cooling system, and a solar panel model without any
additions. The results show that the solar panel model with the addition of a glass /
aluminum foil mirror reflector can increase the output power according to the angle
of the reflector, the highest increase reaches 16.70% in the 450-angle aluminum foil
mirror reflector.The heatsink cooling system is considered to function to reduce the
temperature of the solar panels. but the decrease is small below 5%.
Keyword : Power, Output, Solar Panel, reflector, heatsink
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT tuhan yang Maha Esa, karena berkat
rahmat dan karunianya penulis mampu menyelesaikan proposal skripsi yang berjudul
“Analisis Pengaruh Daya Keluaran Panel Surya Menggunakan Reflektor (Cermin)
dengan Penambahan Sistem Pendingin Heatsink”. Dalam usaha untuk menyelesaikan
proposal skripsi ini, penulis telah mendapatkan bantuan dan bimbingan yang tek
ternilai harganya dari berbagai pihak, baik berupa doa,dukungan, kritik maupun saran.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada
1. Kepada Allah Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan banyak
nikmat dan karunianya sehingga memperlancar dalam penyelesaian
proposal skripsi ini.
2. Orang tua dan keluarga tercinta yang tak pernah lelah memberikan kasih
sayang, doa dan dukungan secara mental kapanpun dan dimanapun.
3. Ibu Dr. Erna Hernawati, Ak, CPMA, CA selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional Veteran Jakarta.
4. Bapak Dr. Ir. Reda Rizal selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Pembangunan Nasional Veteran Jakarta.
5. Bapak Nur Cholis, S.T, M.Eng. selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin
Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta.
6. Bapak Dr. Damora Rhaksywi ST, MT dan Bapak Fahrudin, ST. MT.
M.T.selaku dosen pembimbing yang selalu membantu dalam penyusunan
proposal skripsi.
7. Kepada rekan-rekan seperjuangan Program Studi Teknik Mesin Universitas
Pembangunan Nasional Veteran Jakarta khususnya angkatan tahun 2017
yang telah berjuang Bersama-sama selama.
Penulis menyadari bawhwa dalam penyusunan proposal skripsi ini masih jauh
dari kata sempurna, oleh karena itu penulis berharap mendapatkan kritik dan saran yang
bersifat membangun.
ix
Penulis berharap agar skripsi ini bermanfaat bagi penulis, pembaca serta
pengembangan dari skripsi ini.
Jakarta, Februari 2021
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………………………………………………………..i
PENGESAHAN PENGUJI ........................................................................................... ii
PENGESAHAN PEMBIMBING................................................................................. iii
PERNYATAAN ORISINALITAS .............................................................................. iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS .................................................................................................................. v
Abstrak ......................................................................................................................... vi
Abstract ....................................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ............................................................................................... viii
DAFTAR ISI ................................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................................... 1
1.1 Perumusan Masalah ............................................................................................... 4
1.2 Batasan Masalah .................................................................................................... 4
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................... 4
1.4 Sistematika Penulisan ............................................................................................ 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 6
2.1 Radiasi Matahari .................................................................................................... 6
2.2 Photovoltaic ........................................................................................................... 6
2.3 Jenis Sel Surya ....................................................................................................... 8
2.3.1 Single/Mono crystalline ................................................................................ 8
2.3.2 Polycrystalline Cell ...................................................................................... 9
2.3.3 Thin Film Solar Cell ..................................................................................... 9
2.3.4 Concentrated PV Cell (CVP dan HCVP) ................................................... 10
2.4 Karakteristik Panel Surya .................................................................................... 11
2.5 Reflektor .............................................................................................................. 13
xi
2.6 Heatsink ............................................................................................................... 15
2.7 Faktor Pengaruh Kinerja Panel Surya ................................................................. 16
2.8 Perhitungan dari Daya Masukan dan Daya Keluaran .......................................... 17
BAB III METODE PENELITIAN.............................................................................. 20
3.1. Tempat Penelitian ................................................................................................ 20
3.2 Alat dan Bahan .................................................................................................... 20
3.2.1 Alat ............................................................................................................. 20
3.3 Tahapan Penelitian .............................................................................................. 24
3.3.1 Studi Literatur ............................................................................................. 24
3.3.2 Pre-Processing ............................................................................................ 24
3.3.3 Processing ................................................................................................... 27
3.3.4 Post-Processing ........................................................................................... 28
3.3.5 Analisa Hasil............................................................................................... 28
3.4 Diagram Alir ........................................................................................................ 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 30
4.1. Hasil Data Penelitian ........................................................................................... 30
4.2. Analisa Daya Keluaran ........................................................................................ 35
4.3. Analisa Temperatur Permukaan Panel ................................................................ 42
4.4 Pengaruh Suhu ..................................................................................................... 48
4.5 Pembahasan ......................................................................................................... 48
BAB V PENUTUP ...................................................................................................... 50
5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 50
5.2 Saran .................................................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Spesifikasi panel surya polycristaline. .................................................................... 20
Tabel 3. 2 Variasi sel surya ...................................................................................................... 21
Tabel 3. 3 Spesifikasi Lux meter .............................................................................................. 22
Tabel 3. 4 Spesifikasi dari thermogun ..................................................................................... 23
Tabel 3. 5 Spesifikasi dari multimeter ..................................................................................... 23
Tabel 3. 6 Data yang akan diambil. ......................................................................................... 27
Tabel 3. 7 Variabel terkait dan variabel bebas........................................................................ 28
Tabel 4. 1 Pengambilan Data dengan Reflektor Cermin 300 dan Heatsink. ............................ 30
Tabel 4. 2 Pengambilan Data tanpa Reflektor Cermin 300 dan Heatsink. .............................. 30
Tabel 4. 3 Pengambilan Data dengan Reflektor Cermin 450 dan Heatsink. ............................ 31
Tabel 4. 4 Pengambilan Data tanpa Reflektor Cermin 450 dan Heatsink. .............................. 31
Tabel 4. 5 Pengambilan Data dengan Reflektor Cermin 600 dan Heatsink. ............................ 32
Tabel 4. 6 Pengambilan Data tanpa Reflektor Cermin 600 dan Heatsink. .............................. 32
Tabel 4. 7 Pengambilan Data dengan Reflektor Cermin 300 dan Heatsink. ............................ 33
Tabel 4. 8 Pengambilan Data tanpa Reflektor Cermin 300 dan Heatsink. .............................. 33
Tabel 4. 9 Pemngambilan Data dengan Reflektor Aluminium Foil 450 dan Heatsink. ............ 34
Tabel 4. 10 Pengambilan Data tanpa Reflektor Aluminium Foil 450 dan Heatsink. ................ 34
Tabel 4. 11 Pengambilan Data dengan Reflektor Aluminium Foil 600 dan Heatsink. ............. 34
Tabel 4. 12 Pengambilan Data tanpa Reflektor Aluminium Foil 600 dan Heatsink. ................ 35
Tabel 4. 13 Daya Rata-rata Setiap Variasi ............................................................................... 35
Tabel 4. 14 Temperatur Rata-rata Setiap Variasi .................................................................... 42
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Proses pelepasan elektron pada silikon .................................................... 7
Gambar 2. 2 Single/Mono crystalline............................................................................ 8
Gambar 2. 3 Polycrystalline cell. .................................................................................. 9
Gambar 2. 4 Flexible dan Framed Thin Film Solar Cell. ........................................... 10
Gambar 2. 5 Concentrated PV Cell (CVP dan HCVP). .............................................. 11
Gambar 2. 6 Kurva MPP terhadap I-V........................................................................ 12
Gambar 2. 7 I-V terhadap irradiance. ......................................................................... 12
Gambar 2. 8 Kurva I-V terhadap temperatur. ............................................................. 13
Gambar 2. 9 Ilustrasi ketiga jenis cermin: cermin cekung (+), cermin datar (0), dan
cermin cembung (–). .............................................................................. 14
Gambar 2. 10 Pembentukan bayangan benda titik cermin datar. ................................ 15
Gambar 2. 11 Skematik dari Heatsink. ....................................................................... 15
Gambar 2. 12 a. Heatsink sirip persegi,b. Heatsink sirip pin, ..................................... 16
Gambar 3. 1 Rangkaian panel surya dengan reflektor cermin dan heatsink. .............. 21
Gambar 3. 2 Design rangka dan pengatur sudut. ........................................................ 25
Gambar 3. 3 Panel surya yang di pasang heatsink. ..................................................... 26
Gambar 3. 4 Panel surya yang siap dilakukan penelitian. .......................................... 26
Gambar 3. 5 Diagram Alir Penelitian. ........................................................................ 29
Gambar 4. 1 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor
Cermin Kaca 30 Derajat dan Heatsink. .................................................. 36
Gambar 4. 2 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor
Cermin Kaca 45 Derajat dan Heatsink. .................................................. 37
Gambar 4. 3 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor
Cermin Kaca 60 Derajat dan Heatsink. .................................................. 38
Gambar 4. 4 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor
Aluminium Foil 30 Derajat dan Heatsink. ............................................. 39
Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor
Aluminium Foil 45 Derajat dan Heatsink. ............................................. 40
Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor
Aluminium Foil 60 Derajat dan Heatsink. ............................................. 41
Gambar 4. 7 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan
Reflektor Cermin 30 Derajat. ................................................................. 42
Gambar 4. 8 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan
Reflektor Cermin 45 Derajat. ................................................................. 43
Gambar 4. 9 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan
Reflektor Cermin 60 Derajat. ................................................................. 44
Gambar 4. 10 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan
Reflektor Aluminium Foil 30 Derajat. ................................................... 45
xiv
Gambar 4. 11 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan
Reflektor Aluminium Foil 45 Derajat. ................................................. 46
Gambar 4. 12 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan
Reflektor Aluminium Foil 60 Derajat. ................................................. 47
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel Pengambilan Data
Lampiran 2 Tabel Pengambilan Data per 5 menit
Lampiran 3 Gambar Model panel surya dengan refletor cermin kaca dan heatsink
Lampiran 4 Gambar Model Panel surya dengan reflektor aluminium foil
Lampiran 5 Gambar Pemasangan Heatsink pada bagian belakang panel
Lampiran 6 Gambar Rangka Panel Surya