JURNAL TEKNIK POMITS

1

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.

I. PENDAHULUAN

nergi adalah bagian yang tidak akan pernah lepas

dari kehidupan manusia, segala sesuatu di bumi ini

memerlukan energi untuk melakukan sesuatu, namun

energi yang sekarang digunakan oleh manusia belumlah

maksimal, kita masih bergantung pada energi fosil yang

terbatas dan lama-lama akan habis, padahal masih

banyak energi alternatif lain yang bisa dimanfaatkan

seperti sumber energi matahari. Dalam upaya

pemanfaatan sumber energi matahari ini dibutuhkan

suatu penerapan teknologi fotovoltaik untuk memenuhi

kebutuhan energi manusia. Dalam pengoprasiannya,

performa dari sistem photovoltaik dipengaruhi oleh site

specific yang berarti lokasi dimana PV itu dipasang,

kemudian juga dipengaruhi oleh fenomena statistik dan

kondisi klimatologi daerah setempat (suhu lingkungan

dan radiasi matahari) selain kondisi tersebut juga

dipengaruhi oleh komponen listriknya, seperti short

circuit current, open circuit voltage, suhu pada sel PV,

dan sebagainya[1]

. Performansi sebuah PV dapat ditinjau

dari segi efisiensi energi, dimana efisiensi energi PV

sendiri merupakan rasio antara energi yang dibangkitkan

oleh system PV dan total radiasi matahari yang sampai

dipermukaan PV[2]

.

Pada penelitian sebelumnya yang terkait dengan

kajian efisiensi pada sistem PV array berdasarkan

tinjauan klimatologi, konfigurasi sistem PV, sifat termal

dan komponen potensial kimia[3]

, serta kajian tentang

peningkatan efisiensi PV array didasarkan pada evaluasi

kinerja eksergetik untuk pengoptimasikan sistem dengan

melakukan analisis terhadap parameter-parameter yang

mempengaruhi kinerja sistem[4]

. Pada penerapannya saat

ini sistem PLTS masih belum bisa dimonitoring dari

jarak jauh, sehingga sangat kurang fleksibel

dikarenakan harus ke lokasi untuk meninjau kinerja atau

maintenance PLTS tersebut, oleh karena itu pada

penelitian ini dibangun sebuah hardware yang nantinya

akan terkoneksi jaringan telekomunikasi agar mampu

dimonitoring kinerja PLTS dari jarak jauh menggunakan

website.

II. TEORI DASAR

A. Energi Surya Photovoltaic

Sel Photovoltaic merupakan sebuah semikonduktor

yang terdiri dari diode p-n junction, dimana ketika

terkena cahaya matahari akan menciptakan energy listrik

yang mampu dimanfaatkan, pengubahan energy 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

selsurya 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

Analisa Performansi dan Monitoring Solar

Photovoltaic System (SPS) Pada Pembangkit

Listrik Tenaga Surya Di Tuban Jawa Timur Rois AR, Dr. Gunawan N, ST, MT, Ir. Chayun B, M.Sc, rer.nat

Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: roisadhe@gmail.com

E

JURNAL TEKNIK POMITS

2

rumahan yang bisa dikombinasikan ke grid listrik dalam

sebuah pengaturan net metering.

B. 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, dikenal sebagai

kurva karakteristik I-V pada sel surya

Gambar 1. Kurva karakteristik I-V sel surya pada STC

Radiasi sinar matahari akan mempengaruhi arus yang

dihasilkan oleh sel surya. Semakin tinggi radiasi matahari

maka semakin tinggi pula arus yang dihasilkan

Gambar 2 Pengaruh radiasi matahari pada kurva I-V

Gambar 3 Pengaruh radiasi matahari pada kurva P-V

Gambar 2 dan gambar 3 menunjukkan pengaruh radiasi

matahari pada modul photovoltaic yang berisi 36 sel mono

crystalline. Dari kedua gambar tersebut dapat dilihat bahwa

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.

C. 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 parallel.

Pada pemasanagn PLTS di tuban yang menggunakan

delapan buah sel surya masing masing bernilai 200Wp denga

peak voltage adalah 38.7 V dan peak current 5.17 A, dilakukan

dua pemasangan seri dengan masing masing empat sel surya,

kemudian kedua pasangan seri itu diparalel, dengan

perhitungan seri berikut : (Isdawimah,2010)

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

Untuk memperoleh daya total sebesar PGPV , maka

dibutuhkan jumlah string, sebagai berikut :

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)

JURNAL TEKNIK POMITS

3

Apabila diperoleh bilangan pecahan , JP dibulatkan

keatas, arus nominal (IGPV) dapat dihitung dengan rumus

sebagai berikut :

IGPV=JP . IMF

Setelah ditentukan JS dan JP , maka daya modul sel

surya terpasang dihitung kembali menggunkana persamaan :

PGPV=VGPV . IGPV (watt Peak) Sedangakan jumlah susunan modul sel surya (N) yang

terpasang adalah

N=JP . JS

D. 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 4 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:

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 dan Vt tegangan termal (V) yang dinyatakan

sebagai: (hamdani,2011):

Dengan Tc temperatur sel (K), k konstanta Boltzmann

(JK-1

) dan q muatan elektron (C), hambatan shunt atau

hambatan parallel 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):

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 :

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 (m

2)

.(hamdani,2011)

E. Analisa Effisiensi Energi

Analisa efisiensi energy adalah perbandingan terhadap

energy total (termal dan elektrik) terhadap energy matahari

yang diterima panel PV antara energy keluaran yang

dihasilkan

Dengan menyatakan laju energy (W), TSEL suhu sel (

0C)

serta hca koefisien transfer panas konvektif (hca=5.7+3.8v)

dengan v adalah kelajuan angin.

F. 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.

G. Perfromansi

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.

JURNAL TEKNIK POMITS

4

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.

H. 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, (Muchammad,2010)

Pin= Ir x A 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 (Isc), dan Fill Factor (FF) yang dihasilkan oleh sel

Photovoltaic dapat dihitung dengan rumus :

Pout = Voc x Isc x FF 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

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%.

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Flowchart alur penelitian

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 5. flowchart pengerjaan tugas akhir

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 Energy Tuban Jawa Timur.

Pengambilan data cuaca selama PLTS terpasang dan

data rekam kinerja PLTS yang ada di data logeer.

Analisa Performansi PLTS menggunakan data cuaca

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

Simulasi dan Analisa performansi PLTS menggunakan

Software

Membandingkan data hasil simulasi dengan data hasil

monitoring

JURNAL TEKNIK POMITS

5

IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

A. Pengolahan Data dari Datalogger dan data Cuaca

Setelah didapatkan data kinerja PLTS dari datalogger

dan data cuaca 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 photovoltaic, 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 1 berikut

Tabel 1. Data dari datalogger

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

Dari data tersebut dapat diketahui, bahwa total beban

sehari adalah 5.9 KW, dengan daya yang dihasilkan oleh

PLTS adalah 5.6 KW. Beban PLTS adalah sebuah kantor

pertemuan di dinas pertambangan dan energi Kabupaten

Tuban, kantor pertemuan tersebut mulai aktif pada jam 08:00

untuk menghidupkan beberapaperalatan kantor, kemudian

pada malam hari beban cenderung konstan karena hanya

digunakan untuk menghidupkan lampu saja. Beban paling

besar terjadi pada jam 10:00 dengan daya sebesar 528 Watt.

Untuk data cuaca hasil monitoring selama 24 jam dapat

dilihat pada table 2

Tabel 2. Data cuaca

No

Waktu Pin Rad

HH:M

M 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

Sehingga bila di tampilkan dengan grafik maka neraca

beban dari hasil analisa datalogger dan data cuaca adalah

berikut

JURNAL TEKNIK POMITS

6

Gambar 6. Neraca beban PLTS

Kemudian dilakukan simulasi untuk membandingkan analisa

data dengan datalogger dengan hasil simulasi berikut

Gambar 7. Radiasi dan daya yang dibangkitkan untuk beban

Gambar 8. Simulasi daya yang dibangkitkan PV dan Pengisian

baterai

B. Analisa Data Hasil Monitoring

Secara teknis pemasangan sensor-sensor untuk

memonitoring PLTS dapat dilihat pada gambar 10 berikut

MPPT

Beban Kantor

Panel Surya String Inverter

Battery

InverterPWM

Baterai

A

B C D

E

Gambar 10 pemasangan sensor

Sensor A adalah sensor cuaca, meliputi sensor radiasi,

sensor temperature 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 yang dapat dilihat pada table 3

Tabel 3 Data Hasil Monitoring

No 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 30.50 119.60 86.25 35.44

8 7:00 123.10 239.20 69.00 131.63

9 8:00 133.10 266.80 81.94 182.25

10 9:00 132.20 248.40 90.56 172.13

11 10:00 143.75 211.60 125.06 159.47

12 11:00 143.75 220.80 185.44 268.31

13 12:00 143.75 159.47 132.25 205.88

14 13:00 172.50 176.64 144.90 251.10

15 14:00 115.00 174.80 228.56 258.19

16 15:00 115.00 202.40 237.19 151.88

17 16:00 66.60 156.40 25.88 83.53

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 0.00 119.60 90.56 45.56

32 7:00 115.00 220.80 64.69 192.38

33 8:00 67.00 634.80 69.00 167.00

34 9:00 230.00 469.20 43.13 299.00

35 10:00 201.25 285.20 94.88 260.72

36 11:00 115.00 174.80 90.56 192.38

JURNAL TEKNIK POMITS

7

37 12:00 57.50 239.20 86.25 245.53

38 13:00 86.25 193.20 142.31 167.06

39 14:00 115.00 202.40 288.94 182.25

40 15:00 86.25 184.00 207.00 146.81

41 16:00 86.25 138.00 8.63 91.13

42 17:00 0.00 82.80 60.38 7.59

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

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 3 diperoleh hubungan

bagaimana system PLTS ini bekerja, hubungan kerja dari

masing-masing tersebut dapat dilihat pada neraca beban data

hasil monitoring pada gambar 10

Gambar 10. Neraca beban hasil monitoring

C. Performansi Photovoltaic

Pada desain hardware pemasangan sensor pada gambar 10

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 PVyang bisa dilihat pada grafik gambar 11

Gambar 11 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.

D. Performansi String Inverter (Sunny Island 2224)

Performansi dari string inverter dapat diketahui dari hasil

pembacaan sensor dititik B dan di titik C (lihat gambar 10)

sensor titik B adalah sensor pembacaan daya dalam DC dan

sensor titik C adalah sensor pembacaan daya dalam AC, untuk

melihat performansi dari String Inverter dapat dilihat pada

gerafik gambar 12

Gambar 12 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.

Sehingga dalam penelitian ini, dari analisa performansi

photovoltaik bahwa photovoltaik yang digunakan telah

mengalami penurunan effisiensi sebesar 2.03%-2.19% dari

JURNAL TEKNIK POMITS

8

kondisi seharusnya yang dihitung dengan menggunakan

software.

E. Diagram sankey hasil analisa monitoring

Dari data analisa monitoring selama 2x24 jam dapat dibuat

diagram sankey yang dapat dilihat pada gambar 17

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%.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. 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%

B. 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.

2. Pemilihan sensor dengan sensitifitas tinggi disesuaikan

dengan objek ukur agar didapat data yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

[

1]

A. N. Celik and N. Acikgoz, “Modeling and

experimental verification of the operating current of

mono-crystalline photovoltaic modules using four- and

five-parameter models”, Applied Energy 84 (2007), 1–

15.

[

2]

E. Radziemska, “Performance analysis of

photovoltaic-thermal integrated system”, International

Journal of Photoenergy 2009 (2009), 732093-732098.

[

3]

A. D. Sahin, I. Dincer, and M. A. Rosen,

“Thermodynamic analysis of solar photovoltaic cell

systems”, Solar Energy Materials & Solar Cells 91

(2007), 153-159.

[

4]

F. Sarhaddi, S. Farahat, H. Ajam, A. Behzadmehr,

“Exergetic performance evaluation of a solar

photovoltaic (PV) array”, Australian Journal of Basic

and Applied Sciences, 4 (2010), 502-519.

[

5]

Muchammad, Yohana. Eflita, "Pengaruh Suhu

Permukaan Photovolaicmodule 50Wp terhadap daya

keluaran yang dihasilkan menggunakan Reflektor dengan

variasi 00, 50

0, 60

0, 70

0, 80

0", ROTASI (2010), 14-18.

[

6]

D. Hamdani, S. Kadek, S. Lambang, "Analisis

Kinerja Solar Photovoltaic System (SPS) berdasarkan

tinjauan energi dan eksergi", Jurnal Material dan Energi

Indonesia,01 (2011), 84-92.

[

7]

Isdawimah, "Analisis Kinerja Pembangkit Listrik

Energi Terbarukan pada model jaringan lisrik mikro arus

searah", FT Universitas Indonesia (2010).

[

8]

A. Septayudha, W. Agung, Karnoto,"Perancangan

inverter jenis push-pull dan on/off battery charger

regulator (BCR) pada aplikasi fotovoltaic sebagai

sumber energi untuk pompa air atau penerangan", FT

Undip