i

KINERJA POMPA AIR DC BERDASARKAN INTENSITAS TENAGA SURYA

TUGAS AKHIR

Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk Mencapai

Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Diajukan oleh:

FITRIADI SAPUTRA

D400110059

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH

SURAKARTA

2015

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT yang tidak pernah lelah

memberikan rahmat-Nya kepada setiap makhluk ciptaan-Nya diatas bumi ini, sholawat serta

salam semoga tetap tersanjung dipangkuan nabi besar Muhammad Saw.

Syukur Almahdulillah yang hanya pantas saya ucapkan atas terselesaikannya tugas

akhir ini, dalam kesempatan ini penulis megucapkan terimakasih kepada berbagai pihak yang

telah membantu diantara lain:

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Umar, ST, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Hasyim Asy’ari, S.T., M.T., selaku Pembimbing I Tugas Akhir sekaligus

Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan sehingga tugas

akhir ini dapat terselesaikan.

4. Bapak Agus Supardi, S.T, M.T., yang telah memberikan dukungan, bimbingan, serta

arahan dengan sabar sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Bapak dan Ibu dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

v

Surakarta.

6. Staf Tata Usaha, Staf akademik maupun non akademik, serta Staf Laboratorium Teknik

Elektro yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis

selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

7. Teman-temen seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan KMTE, GOS, Unit

Produksi dan ROBOT Universitas Muhammadiyah Surakarta atas kekeluargaan dan

persahabatan yang terjalin selama ini.

8. Teman-teman kos khususnya Agung, Junaidi, Afif, Didik, Reza dan Danang yang selama

ini membantu saya dan telah menjadi keluarga kedua.

9. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini yang tidak dapat

penulis sampaikan satu per satu.

Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini

memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada

khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat

membangun.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Surakarta, 2015

Penulis

vi

MOTTO

“Kegagalan adalah awal dari keberhasilan,jadi jangan pantang menyerah”

”Pengalaman adalah guru paling berharga agar tidak jatuh pada lubang yang sama”

“Hidup terlampau singkat untuk dilewatkan bersama pilihan yang salah”

“Jangan memuaskan diri dengan apa yang ada”

“Mensyukuri apa yang ada dan membuatnya produktif”

vii

PERSEMBAHAN

Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk :

1. Allah SWT. Atas karunia, nikmat, serta rahmat yang tak pernah henti kau

kucurkan padaku.

2. Nabi Muhammad saw, sang pewaris wahyu sebagai pembawa jalan kebenaran.

3. Kedua orang tuaku dirumah, yang selalu memberikan dorongan dan motivasi serta

segala dukungan yang tiada tara.

4. Dewi Puspitasari yang selalu menyuport, mendampingi, memberi semangat tanpa

lelah, sabar dan ikhlas.

5. Segenap Keluarga Besar KMTE UMS. Terima kasih untuk setiap canda,

tawa,sedih dan duka serta pelajaran berharga yang telah kalian beri.

6. Teman – teman Teknik Elektro 2011, khususnya pada Agung, Junaidi, Afif, Reza,

Didik, dan Danang.

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. iii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv

MOTTO................................................................................................................. vi

PERSEMBAHAN ................................................................................................. vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR KONTRIBUSI...................................................................................... xiii

ABSTRAKSI......................................................................................................... xiv

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah .............................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................ 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Telaah Penelitian .................................................................................. 5

2.2 Landasan Teori ..................................................................................... 6

2.2.1 Sejarah Sel Surya ......................................................................... 6

2.2.2 Spesifikasi Sel Surya ................................................................... 8

2.2.2.1 Dasar Sel Surya ................................................................. 8

2.2.2.2 Perkembangan Sel Surya................................................... 8

ix

2.2.2.3 Energi Listrik .................................................................... 9

2.2.2.4 Faktor Pengoperasian Sel Surya........................................ 10

2.2.2.5 Photovoltaic (PV) Generator ............................................. 12

2.2.3 Arus dan Tegangan ...................................................................... 12

2.2.3.1 Daya .................................................................................. 14

2.2.4 Teori Dasar Pompa ...................................................................... 15

2.2.4.1 Pompa Air Tenaga Surya .................................................. 15

BAB III. METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian ................................................................................. 16

3.1.1 Persiapan yang Dilakukan ................................................................. 16

3.1.2 Bahan dan Peralatan .......................................................................... 16

3.1.2.1 Bahan................................................................................. 16

3.1.2.2 Peralatan ............................................................................ 18

3.1.3 Waktu dan Tempat............................................................................. 18

3.1.3.1 Pengambilan Data ........................................................................... 18

3.2 Diagram Penelitian ............................................................................... 19

3.2.1 Urutan Penelitian ............................................................................... 19

3.2.2 Diagram Alur Penelitian .................................................................... 20

BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ..................................................................................... 28

4.2 Analisa .................................................................................................. 29

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 37

x

5.2 Saran ..................................................................................................... 38

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 39

LAMPIRAN .......................................................................................................... 40

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Karakteristik penurunan voltage terhadap kenaikan temperature ........................ 10

Gambar 4.1 Solar Charge Controler View Star ...................................................................... 23

Gambar 4.2 Modul Surya 100W yang disusun secara parallel ............................................... 24

Gambar 4.3 Accu GS Astra 3 A/h .......................................................................................... 25

Gambar 4.4 Pompa Air DC menggunakan motor Starter ....................................................... 26

Gambar 4.5 Daya tahan aki terhadap intensitas cahaya pada kedalaman 1 meter .................. 35

Gambar 4.6 Daya tahan aki terhadap intensitas cahaya pada kedalaman 2 meter .................. 36

Gambar 4.7 Daya tahan aki terhadap intensitas cahaya pada kedalaman 3 meter .................. 36

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Panel Surya ...................................................................................... 16

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pompa Air Berdasarkan Variasi Kedalaman Air 1 meter, 2 meter, 3

meter .................................................................................................................................. 17

xii

xii

xiv

ABSTRAKSI

Semakin meningkat kebutuhan energi listrik maka usaha manusia untuk

mengeksploitasi sumber energi habis pakai turut meningkat. Mengingat terbatasnya

persediaan sumber energi tersebut, maka mulai dicari sumber energi lain seperti

energi matahari, energi gelombang, energi angin, energi pasang surut, dan energi

lainnya. Saat ini penggunaan solar sel semakin dikembangkan sebagai salah satu

alternatif sumber pembangkit listrik.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja pompa air dengan

menggunakan tenaga surya, dan pengamatan yang dilakukan adalah terkait dengan

kedalaman sumber air, intensitas yang dihasilkan solar sel, dan debit air yang

dihasilkan pompa air.

Penelitian dan analisa yg dilakukan menunjukan bahwa pompa air

memperoleh debit tertinggi ketika sumber air pada kedalaman 1 meter, dengan

keluaran air sebanyak 21 liter per menit. debit air terendah adalah ketika sumber air

terletak pada kedalaman 3 meter, dengan keluaran air sebanyak 19 liter. Pompa air

bekerja paling lama yaitu ketika intensitas cahaya 82.200 LUX pada kedalaman 1

meter, dapat bekerja selama 3,90 menit. Berbanding terbalik ketika intensitas cahaya

0 LUX pada kedalaman 3 meter, hanya mamperoleh waktu 2,34 menit, hal ini

disebabkan karena intensitas cahaya akan turut membantu menyumplai beterai atau

accu.

Kata kunci :accu, intensitas cahaya, lux, pompa air, solar cell