LAPORAN PRAKTIKUM ENERGI ALTERNATIVEMODUL 2

Disusun oleh:

NAMA: IDHAM NURYADI NPM: 3332 11 0830 REKAN: JAYA RACHMAT BOBBY RINALDI GRUP: EL-4 TANGGAL PERCOBAAN: 11 APRIL 2014 ASISTEN: M.ZULDIAG SOLIH AFIN

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI LISTRIKTEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA2014KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, serta inayah-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan dengan tepat waktu. Salawat serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita ke zaman yang terang benderang ini.Laporan ini disusun dan dikembangkan berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan Laporan ini, yang tidak bisa penulis ucapkan satu per satu.Penulis menyadari bahwa Laporan ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu penulis mohon maaf jika dalam penulisan Laporan ini terdapat kesalahan dan kekurangan. Karena tak ada gading yang tak retak. Demi perbaikan di masa yang akan datang, penulis juga meminta kritik dan saran bagi para pembaca.

Cilegon, April 2014

Penulis

DAFTAR ISI

Hal.Halaman Judul iKata Pengantar iiDaftar Isi iiiBAB I TEORI DASAR 1 1.1 Dasar Teori 1BAB IITUGAS DAN PERTANYAAN 62.1 Tugas Pendahuluan 6BAB IIIANALISA 83.1 Analisa Percobaan 8BAB IVKESIMPULAN 114.1 Kesimpulan Percobaan 11DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN

BAB IDASAR TEORI

1.1 Dasar Teori1.1.1 EnergiBentuk energi yang sangat penting bagi kehidupan manusia adalah energi listrik. Sejalan dengan meningkatnya kesejahteraan manusia maka kebutuhan energi listrik juga makin meningkat, maka selalu dilakukan bebagai upaya untuk mendapatkan energy listrik melalui proses yang efisien, efektif dan ekonomis. Sumber energi primer seluruh dunia diperkirakan hingga tahun 2020 Sumber energi yang dapat diperbaharui hingga tahun 2005 relatif sangat kecil (kurang dari 0,5 %) tidak diperhitungkan. Pada dasarnya konversi energi dari atau menjadi energi listrik dapat dilakukan melalui proses yang langsung atau tidak langsung, untuk kebutuhan pada kapasitas daya dan energi listrik yang besar secara konvensional konversi energi listrik diperoleh dari energi non-elektris secara tidak langsung, akan tetapi harus melalui media energi lain atau perantara terlebih dulu yaitu energi kinetik pada turbin atau motor bakar yang berfungsi sebagai penggerak awal. Sistem konversi energi listrik langsung secara konvensional masih pada daya yang relatif kecil.1.Energi SuryaSejarah peradaban manusia mencatat bahwa tenaga surya sangat berpengaruh terhadap segala aspek kehidupan manusia dan lingkungan sejak awal kehidupan di dunia ini. Ribuan tahun yang silam radiasi surya dapat menghasilkan bahan bakar fosil yang dikenal sebagai minyak bumi dan sangat bermanfaat bagi manusia, juga bagi irigasi dan sumber tenaga listrik. Radiasi matahari juga sangat berpengaruh terhadap proses fotosintesis yang merupakan dasar dari proses pertumbuhan segala jenis tumbuhan yang ada di dunia ini.Matahari juga dapat menimbulkan energi gelombang lautan, energi petir dan energi angin. Matahari memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Radiasi tersebut hanya sekitar 50 % yang diserap oleh bumi. Menurut pengukuran oleh badan angkasa luar Amerika Serikat (NASA) melalui misi ruang angkasa tahun 1971 diperoleh data tentang besaran konstanta matahari yang harganya sama dengan 1353 W/m.Energi radiasi yang dipancarkan oleh sinar matahari mempunyai besaran yang tetap (konstan), tetapi karena peredaran bumi mengelilingi matahari dalam bentuk elips maka besaran konstanta matahari bervariasi antara 1308 W/m dan 1398 W/m. Radiasi matahari yang tersedia di luar atmosfer bumi atau sering disebut konstanta radiasi matahari sebesar 1353 W/m dikurangi intesitasnya oleh penyerapan dan pemantulan oleh atmosfer sebelum mencapai permukaan bumi.Ozon di atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek (ultraviolet) sedangkan karbon dioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang gelombang yang lebih panjang (infra merah). Selain pengurangan radiasi bumi yang langsung oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang terpisah-pisah oleh molekulmolekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer sebelum mencapai bumi yang disebut sebagai radiasi sebaran

Gambar 1.1 Radiasi Sorotan dan Radiasi Sebaran Faktor-faktor yang mempengaruhi penerimaan radiasi matahari di bumi1. Sudut datang sinar matahari. Sinar datang tegak lurus memberikan energi sinar yang lebih besar dibanding yang datangnya condong, karena sinar datang tegak lurus akan menyinari wilayah yang lebih sempit dibanding sinar yang condong. 2. Panjang hari, bergantung pada musim dan letak lintang suatu tempat.3. Pengaruh atmosfer. Kejernihan atmosfer memberikan energi radiasi yang kuat,semakin banyak bahan penyerap sinar di atmosfer energi radiasi semakin turun.diaplikasikan untuk berbagai hal, antara lain :1. Tenaga surya untuk penerangan di rumah dan PJU (Penerangan Jalan Umum).

Gambar 1.2 Tenaga Surya untuk Penerangan Lampu Jalan2. Tenaga surya untuk penerangan lampu taman.3. Tenaga surya sebagai sumber listrik untuk kamera CCTV.4. Tenaga surya sebagai sumber listrik untuk instalasi wireless (WIFI), radio pemancar dan perangkat komunikasi.5. Tenaga surya untuk perangkat signal kereta api, kapal, dan lampu lalu lintas.6. Tenaga surya untuk rumah walet, irigasi, dan pompa air. 7. Tenaga surya sebagai portable power supply.

Gambar 1.3 Tenaga Surya untuk portable power supply8. Tenaga surya sebagai pemanas untuk menggerakkan turbin sebagai pembangkit listrik tenaga surya seperti di Nevada, Amerika.9. Tenaga surya sebagai sumber tenaga untuk perangkat satelit.

Gambar 1.4 Tenaga Surya untuk portable power supply2. Keuntungan penggunaan solar cell sebagai PLTS 1. Mampu menyuplai listrik untuk lokasi yang belum terjangkau jaringan listrik PLN sehingga dapat digunakan untuk daerah yang terpencil.2. Listrik tenaga surya merupakan solusi yang cepat, karena proses instalasi yang relative cepat untuk menghasilkan listrik penerangan.3. Tenaga surya merupakan energi yang bersih, karena sifatnya secara fisika dapat meng-absorsi UV radiasi (dari matahari), tidak menghasilkan emisi, tidak menimbulkan suara bising, dan tidak memerlukan bahan bakar yang perlu dibeli setiap harinya.4. Sistem tenaga surya sudah terbukti handal lebih dari 50 tahun mendukung program luar angkasa, tidak ada sumber energi lain, tidak juga nuklir, yang mampu bertahan dalam keadaan ekstrim di luar angkasa.5. Solar cell merupakan salah satu alat yang dapat memanfaatkan potensi energi radiasi matahari sebesar 4,8 kWh/m/hari yang merupakan potensial daya yang cukup besar dan belum maksimal dimanfaaatkan di Indonesia.6. Solar cell mempunyai kesan modern dan futuristik, tetapi juga mempunyai kesan peduli lingkungan dan bersih. Sangat cocok untuk dunia arsitektur modern yang memadukan unsur-unsur penting tersebut.

BAB IITUGAS DAN PERTANYAAN

2.1 Tugas Pendahuluan1) Apa yang anda ketahui tentang latitude dan azimuth ?Jawab : Latitude (garis lintang)Adalah sudut lokasi di sebelah utara atau selatan dari equator (khatulistiwa), utara positif ; -900 900. Sudut azimuth matahari (s)Adalah sudut penyimpangan dari selatan dengan proyeksi radiasi langsung pada bidang horisontal. Penyimpangan ke sebelah timur adalah negatif dan ke sebelah barat adalah positif. Sudut zenith dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :

s = sin-1( ) (2.1)

2) Apa yang dimaksud irradiance dan apa pengaruhnya terhadap keluaran soalr cell ?Jawab :Irradiance (Radiasi) adalah kekuatan radiasi elektromagnetik per satuan luas (fluks radiasi) insiden di permukaan. Daya pancar radiasi atau exitance bercahaya adalah kekuatan per satuan luas yang dipancarkan oleh permukaan. SI unit untuk semua jumlah ini adalah watt per meter persegi (W/m2). Perubahan irradiance dari matahari akan mempengaruhi arus hubungan singkat dari modul panel surya.

3) Bagai mana menghitung daya keluaran pasa solar cell ?Jawab :Cara untuk menghitung daya keluaran pada panel surya (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 sebagai berikut :Pout = Voc x Isc x FF (2.2)di mana: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 FactorNilai FF dapat diperoleh dari rumus:FF = Voc ln (Voc + 0.72) / Vo c + 1 (2.3)

4) Sebutkan Jenis-jenis solar cell !Jawab :Ada berbagai macam jenis. Ada yang disebut Morpheus dan Compound. Namun yang paling popular saat ini adalah Polycrystal dan Monocrystal.Polikristal (Poly-crystalline)Merupakan panel surya / solar cell yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besardibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saatmendung.Monokristal (Mono-crystalline)Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%.Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turundrastis dalam cuaca berawan.

BAB IIIANALISA

3.1 Analisa PercobaanSel surya atau sel photovoltaic adalah suatu alat semikonduktor yang mengkonversi foton (cahaya) kedalam listrik. Konversi ini disebut efek photovoltaic, dengan kata lain efek photovoltaic adalah energi potensial listrik yang terbangun antara dua material yang berbeda ketika hubungan bahan yang sejenis (common junction) diterangi radiasi foton.Pada percobaaan dilihat bagaimana Panel surya dapat menghasilkan Arus pada 1 hari yang ditinjau dengan melihat perubahan untuk tiap jam nya.

Hasil yang telah didapatkan dari percobaan adalah sebagai berikut :jamElevation angleSun elevationArus (mA)azimuthelevationsunrisesunset

68009000,02084,325:52:3518:07:24

78007500,0343,9984,325:52:3518:07:24

88006000,0580,7984,325:52:3518:07:24

98004500,08108,6984,325:52:3518:07:24

108003000,12133,5784,325:52:3518:07:24

11800000,14157,0784,325:52:3518:07:24

128001500,1518084,325:52:3518:07:24

138003000,14202,9384,325:52:3518:07:24

148004500,11226,4384,325:52:3518:07:24

158006000,08251,3184,325:52:3518:07:24

168007500,05379,2184,325:52:3518:07:24

178009000,03316,0184,325:52:3518:07:24

Tabel-1. Tabel Arus hasil Panel surya dalam satu hari

Dari hasil pengambilan data dapat diketahui bahwa arus yang dihasilkan untuk tiap jamnya akan selalu berubah sesuai dengan sun elevation , karena sun elevation merupakan posisi matahari sesuai dengan waktu jam setiap harinya, nilai nya selalu berubah karena terjadinya rotasi bumi yang selalu berpuar dan radiasi yang diterima panel surya akan selalu berubah karena pada hakikatnya bentuk bumi adalah bulan. Puncak dari radiasi matahari akan terjadi saat seluruh luas panel surya mendapat paparan radiasi secara maksimal,biasanya hal ini terjadi saat cuaca cerah tidak berawan . radiasi (irradiance) akan sangat mempengaruhi radiasi arus short circuit bila intensitas cahaya radiasi matahari turun maka output arus akan turun juga.Pada percabaan dapat dilihat dari tabel di atas output arus pada sudut 900 masih sangat kecil, hal ini jelas membuktikan bahwa panel surya belum mendapat radiasi secara kuat dari matahari karena matahari dalam posisi akan terbit. Ketika posisi matahari semakin tinggi maka output arus akan ikut meninggi sesuai dengan intensitas radiasi.Energi matahari yang paling besar terjadi pada jam 1 pm (waktu bangkok) saat posisi matahari tegak 150 sudut elevasinya, ditandai pada tabel dengan warna kuning. Pada jam ini sangat maksimal untuk menghsailkan daya yang besar pada Panel surya. Untuk melihat paparan radiasi pada tiap jam dalam suatu hari maka perlu di buat grafik standar seperti berikut :

Gambar 3.1 Grafik Besar Radiasi Harian Matahari Tiap JamLatitude (garis lintang) Adalah sudut lokasi di sebelah utara atau selatan dari equator (khatulistiwa), pada percobaan di gunakan kota bangkok sebagai lokasi, penentuan latitude akan mempengaruhi beberapa faktor. Pada percobaan didapat hasil azimut,elevation dan waktu terbit serta tenggelamnya matahari Sudut permukaan azimuth adalah proyeksi kebidang horizontal normal terhadap permukaan dari lokasi bujur , Adalah sudut penyimpangan dari selatan dengan proyeksi radiasi langsung pada bidang horisontal. Penyimpangan ke sebelah timur adalah negatif dan ke sebelah barat adalah positif. Banyak hal yang mempengaruhi output arus dari solar cell salah satunya adalah kondisi dari panel suryanya kondisi akan mempengaruhi hasil output daya sel surya yang dihasilkan oleh radiasi diserap oleh panel tidak diubah menjadi energi listrik secara maksimal. Perubahan orbit bumi akan mempengaruhi perubahan Gerak bumi ke matahari dengan bentuk elips. Bumi mengorbit mengelilingi matahari dan bulan bergerak mengelilingi orbit bumi. sehingga radiasi matahari akan berbeda pada setiap bulan, sehingga solarr output daya sel juga akan berubah. Hal ini secara otomatis akan berdampak pada output arus dalam waktu sehari, terlihat dari lamanya waktu terbit dan tenggelam matahari. Kemudian sudut deklinasi menjadi salah stu faktor juga karena, Deklinasi adalah sudut antara proyeksi pada ekuator langit lingkaran. karena sudut ini akan berubah dengan bulan yang sama dari orbit bumi dari matahari.

BAB IVKESIMPULAN

1. Energy matahari memiliki banyak kelebihan di banding dengan energi lain yaitu ramah lingkungan.2. Dari hasil praktikum yang di lakukan di dapat nilai output arus terbesar yaitu pada jam 1 pm dengan sun elevation sebesar 150, dan output arus sebesar 0,15 mA3. Sudut Elevation Angel sangat mempengaruhi keadaan sinar yang mengenai panel-panel sel surya .

DAFTAR PUSTAKA

1) Hardiansyah.2012. PERANCANGAN DUAL AXIS SOLAR TRACKER. Program pasca Sarjana. Universitas sultan ageng tirtayasa.Cilegon 2) http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/solar-cell/ diakses tanggal 11-04-20143) http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/artikel-coba-2/listrik-electro/1060-jos1 diakses tanggal 11-04-20144) http://www.anneahira.com/macam-macam-energi-alternatif.htm diakses tanggal 11-04-2014