Jurnal Tebtik Energi, Yol6 No 2 Tahun 2016 ISSN : 2089 -2527

PEMANFAATAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA UNTUKKOTAK PENDINGIN (COOL BOX)

Mochammad Nuruddin, Saiful Anwar, Yuli Hananto')'Progran Sndi Teknik Energi Terbarukan - Jurusan Teknilc Politeknik Negeri Jember

Jl. Maslrip Kotak Pos I64 JemberEmai I : mohnuruddin2@gmail.com

Abshak

Salah satu upya untuk perr{lnganon pasca panen pro&tk hortihitwa adalah peryimpanan produk dalamkondisi dingin dengan menggunakan mesin pendingin kompresi uap. Kebutuhan energi listrik unluk mesinpendingin hompresi top ini ctkap besar sehingga diperlukan upq)a penghemaran energi untuk mengurangi biayaenergi pasca panen. T4juqn dari penelitian ini adalah merancang pembangkit listik tenaga surya yang sesuai ut rukmen'uplai energi listiL pada katak pendingin (cool box). Ha-sil perancangan yang dilabtkan didapatkan bohwaPLTS yang sesuai dengqn tujuen tersebtt adalah sistem yang dil,ombinasikan dengan PLN agar mampu menyuplaikebutuhon enetgi listik secara kodittyu. PLrs dengan jaringan listrik dikend<tlikan oleh $titch Wngorrtrol yangkedanla satu cara arah: kqtika PLTS bekerja (on), nako suplai listil dari PLN alan terputus dan begitusebalihya Hasil pengujian yang telah dilaktkan, sislem PLTS ini mampu mengurangi kebutuhan enelgi listrik dariPLN unuk lemari pendingin hingga mencopai 78,9 0,6 tanpa beban dan 77,9 ok dengan beban.

Keywords - Pascapanen, Mesin Pendingin, PLTS,dan Cool Box

One ofthe effort to handle post hamest of horticulturul prc&rct is to store the product in cold condition n ilhvapor compression cooling machine. The need of eleaicity for vapor compression cooling machine is high so itrequire to reduce the energ) consumpsion, therelore it also reduce energ) cost in past hqrvesting. The aims of thisresearch is to design a solar po\,er generator system to suryly electrical energt lor the cooling box. The solarpover generqtor system thqt suitable for this purp.xe is solar power genetqtor combine with power lrom PLN inordet lo supply elecical energt contimtosly. The system is control by $litch corrtroller so thot one source of povereither PLTS or PLN is on and the other one is of. The result is solar power generator syslem can reduce theelectrical energtlrom PLN for cooling box until 78,9 % without load and 77,9 o.4 under load

Key words : post hamest, cooling machine, solar pawer generotor, and Cool Box

I. PENDAHULUA}I

Penanganan yang baik terhadap produkhortikultura akan memberikan nilai tambah bagipara petani, p€bisnis dan industri pengguna.Masalah yang sering dijumpai pada pemanenanbuah-buahan di daerah tropis adalah suhu padawaku panenul. Sewaktu dipanen temperaturbuah sama dengan temperatur lingkmgan yangbisa mencapai lebih dari 40 'C. Penyimpanandingin tidak membunuh, mikob4 tetapi hanyamenghambal ahivitasnya. oleh karena itu setiapbahan pangan yang akan didinginkan harusdibersihkan lebih dahulu[2].

498

Abstoct

Pendinginan yang paling banyak digunakansaat ini adalah pendinginan dengan mesinpendingin kompresi uap. Akan tetapi kebutuhanenergi listrik pada mesin pendingin ini cukupbesar. Di Indonesia sekitar 60% konsumsilistrik hotel di Jakarta digunakan untukmemasok energi mesin AC [3]. Hal inidikarenakan kompresor dari mesin pendinginmembutuhkan daya yang besar pada saatberoperasi dan waktu pe n Bope rzts ian ny a

biasanya berlangsung dalam jangka yangpanjang (+ 24 jam). Pasokan energi listrik yangdigunakan selama ini bersumber dari listrik PLNyang menggunakan energi fosil dalam

Jurnal Teknik Energi, Vol6 No 2 Tahun 2016

pembangkitannya serta membutuhkan biayayang tidak murah dalam penyalurannya. Olehkarena itu. usaha penghematan energi yangdilakukan terhadap mesin pendingin akanberdampak signifikan terhadap usahapenghematan energi di dunia.

Salah satu energi altemalif untukpembangkitan listrik adalah memanfaatkanenergi surya untuk dikonversi menjadi energilistrik melalui Solar PV (Photovoltaik) [4].Indonesia yang terletak di wilayah tropismendapat sinar matahari yang kontinyu hampirsepanjang tahun sehingga pengembangan energisurya sangatlah potensial. Pembangkit ListrikTenaga Surya (PLTS) merupakan jenispembangkit lisrik yang sederhana dan tidakmembutuhkan ruang yang besar sehingga sangatsesuai untuk diaplikasikan pada berbagai bidangtidak terkecuali unfirk sistem pendinginan.

Pada penelitian ini bertujuan untukmerancang pembangkit listrik tenaga suya yangsesuai untuk menyuplai daya dari kotakpenyimpan dingin (Coolbox) untuk buah-buahantropis. Sistem pendinginan tenaga surya ininantinya diharapkan dapat menjadi solusi bagipenanganan pasca panen buah tropis yang lebihhemat energi karena tidak menggunakan energilistrik dari PLN.

PLTS pada dasamya adalah pencatudaya (alat yang menyediakan daya), dan dapatdirancang untuk mencatu kebutuhan listrik yangkecil sampai dengan besar, baik secara mandiribaik off-grid maupun on-grid dengan jaringanPLN serta Hybrid (dikombinasikan dengansumber energy lain, seperti PlTS-genset, PLTSmicrohydro, PLTS-Angin), baik dengan metodaDesetralisasi (satu rumah satu pembangkit)maupun dengan metoda Sentralisasi (listrikdidistribusikan dengan jaringan kabel).PLTS terdiri dari tiga komponen utama:

- Modul Surya; berfungsi merubah cahayamatahari menjadi listrik arus searah (DC)atau menjadi listrik arus bolak balik (AC)dengan tambahan inverter. Bentuk modulerdari modul surya memberikan kemudahanpemenuhan kebutuhan listrik untuk berbagaiskala kebutuhan. Kebutuhan kecil dapatdicukupi dengan satu modul atau dua modul,dan kebutuhan besar dapat dicatu oleh

ISSN : 2089 -2527

bahkan ribuan modul surya yang dirangkaimenjadi satu array PV.

- Alat Pengatuq berfungsi mengatur lalu lintaslistrik dari modul surya ke battery dan beban.Alat elektronik ini juga memiliki banyakfungsi yang pada dasamya ditujukan untukmelindungi battery.

- Baterai / Accu: berfungsi menyimpan aruslitrik yang dihasilkan oleh modul suryasebelum dimanfaatkan untuk menggerakkanbeban. Beban dapat berupa lampupenerangan atau peralatan elektronik danperalatan lainnya yang membutuhkan listrik.Tujuan dari penelitian ini adalah merancang

pembangkit listrik tenaga surya yang sesuiuntuk menyuplai energi listrik pada kotakpendingin (cool Dor).

2. METODOLOGI

Tahapan penelitian yang digunakandalam penelitian ini antara lain :

l. Perhitungan beban listrik dari lemaripendingin baik tanpa beban maupun denganbeban untuk mengetahui besamya konsumsienergi listrik sebagai acuan untuk merancangjenis PLTS yang sesuai.

2. Melakukan f,emasangan instalasi PLTS yangsesuai. Dengan adanya sistem ini akanmengurangi tagihan listrik dari PLN, danmemberikan nilai tambah pada pemiliknya.Rangkaian sistem ini akan tetap berhubungandengan jaringan PLN denganmengoptimalkan pemanfaatan energi daripanel surya untuk menghasilkan energi listriksemaksimal mungkin. Pemasangan instalasiPLTS ini berdasarkan beban listrik total yangharus ditanggung oleh cool box. Beban listrikini berasal dari daya listrik sistem dikalikandengan lama waktu pengoperasian ditambahdengan rugi-rugi listrik yang mungkin terjadisehingga didapatkan :

Daya total modul suryaJumlah modul surya yang digunakanJenis dan jumlah bateraiTegangan dan arus dan BCR (BafleryControl Regulator)Jenis dan jumlah kabel instalasi yangdigunakan

3. Uji tungsional dan uji kinerja PLTS

499

Jurnal Teknik Energi, Irol6 No 2 Tahun 2016 ISSN : 2089 -2527

XrnigErd P\' Ar.!

I A'= ll \-- IOO $?

Cambar l. Skema PLTS untt*. Cooling Box

Uji fungsional alat dilakukan untukmengelahui apakah komponen-komponen PLTStersebut sudah berfimgsi dengan baik. Bahanyang digunakan pada pengujian alat adalah buahjeruk semboro yang merupakan jenis buah lokalyang banyak tersedia di sekitar kabupatenJember. Parameter yang digunakan dalampengujian alat meliputi :

- Daya yang dihasilkan oleh sistem PLTS- Waktu penggunaan PLTS- Konsumsi energi yang dibutuhkai untuk

kotak pendingin baik dari PLN maupunPLTS

3. HASILDAIIPEMBAIIASAN

Hasil yang telah dicapai pada penelitian iniadalah sebagai berikut :

l. Perancangan PLTS onttk Cooling BoxSpesifikasi lemari pendingin yang

digunakan mempunyai daya sebesar 200 Watt.Daya ini nantinya digunakan untuk merancangsistem pembangkit listrik tenaga surya yangsesuai yaitu sistem PLTS yang masih terkonekidengan listrik PLN agar suplai energi listrikdapat terpenuhi secara kontinyu. Ketersediaanlistrik yang kontinyt ini disebabkan karenalemari pendingin ini digunakan untukmenyimpan produk pangan yang berkaitan eratdengan suhu penyimpanan yang rendah.

Adapun spesifikasi dari komponen-komponen PLTS untuk Cooling Box yang sestniunhrk kebutuhan ini antara lain :

l Modul surya 12 V - 100 WP sebanyak 4buah.

2. Baterai contrcl unit lzY - 60 A sebanyak IuniL

3. lnverter sine wave l2V l22OY - 680 Wsebanyak I mit.

4. Baterai kering 12 V * 100 Ah sebanyak 2unit.

5. Combiner Box6. Kabel instalasi NYYHY, NYMHY, dan

i.IYAF.Skema PLTS lur:rrt*. cooling box ymg

digunakan dalam penelitian ini, seperti tampakpada gambar l.2. Pengujian Konsumsi Energi Listrik

Cooling BoxPengujian ini dilakukan untuk mengetahui

karakteristik pemakaian energi listrik daricooling box pada saat tanpa produk danmenggunakan produk. Adapun spesifikasi daricooling box yang digunakan adalah sebagaiberikut :

Dimensi : 49,5 cmx5l ,5 cmxl I6 cmBerat :44kgKapasitas : 130 literRating Daya :200 WRatingTegangan :220YFrekuensi :50H2

SLfIBER

USTRIIi PL\BEB-{.\ USIRNi

-{c ::0 \'. l P}L{SE

i0ltzBCti 1:\'-r0.1

L\.\TRTER

t:\' ::0\'- 6s0 \

B.ld.!l:\'- lO0Ah I buhdt:ngtaip.r.ld d.ng.n

Irpa3natot.l:JOo \\1l

CO\IBI\TR BO]iv- ls.l VI-::.16A

P - l0l p96 $-

500

Jurnal Teknik Energi, Yol 6 No 2 Talrun 2016

Untuk pengujian baik tanpa produk maupundengan prodult, beban pendinginan yang ada didalam cooling bor hanyalah lampu l0 Watt,sedangkan pada saat pengujian dengan produk,yang digunakan adalah buah jeruk semborodengan berat 5 kilogram.

Hasil pengujian yang telah dilakukan.konsumsi energi listrik yang dipakai saat tanpabeban adalah 0,28 kwl'. sedangkan denganbeban adalah 0,37 kwh. Terdapat peningkatankonsumsi energi saat menggunakan bebansebesar 0,09 kWh, hal ini dikarenakan kerjakompresor bertambah ketika mendapat bebanpendinginan. Adapun konsumsi daya listrik yangdigunakan pada saat menggunakan beban adalahsekitar 185 Watt.

3. Uji fungsional dan uji kinerja PLTSHasil uji fungsional yang telah dilakukan

didapatkan bahwa PLTS mampu menyuplaienergi listrik untuk kotak pendingin selama 2hari sampai baterai habis. Ketika baterai habis,maka suplai energi listrik diambil alih olehlistrik PLN dan modul surya akan kembalimengisi baterai sampai penuh. Apabila bateraisudah penuh kembali maka baterai kembalidapat menluplai listrik ke lemari pendingin dankoneksi listrik dari PLN terputus dan seterusnya.

Pengujian yang dilakukan pada hari cerah +750 Wm2. Tegangan pada combiner boxmenunjukkan angka 13 V dan arus 14 A- Sistemkontrol menunjukkan indikasi bahwa suplai dayadari PLTS sedang bekerja. Suplai daya listrikdari PLN terputus, diindikasikan denganpenunjukan angka nol yang terbaca di powermeter. Selama 3 hari pengujian PLTS mampumenyuplai daya untuk kebutuhan lemaripendingin tanpa beban selama kurang lebih 2

hari sebelum akhimya diganti oleh lisrik PLNselama I 5 jam

Kinerja dari sistem PLTS dalam penelitianini ditinjau dari kemampuannya untukmengurangi konsumsi energi dari PLN. Hasilpengujian yang dilakukan dapat dilihat padagambar berikut ini :

PLN

BEBAN

PLTS

BEBAN

PLN PLTSDENGAN DENGANBEBAN AEAAN

J'

E

5

20

15 1O,43

ISSN : 2089 -2527

10

5

o I 2,96

Gambar 2. Grafik perbandingan konsumsi energilistrik (kwh) PLN dan PLTS

Hasil pengujian yang telah dilakukan,sistem PLTS Cooling Box ini mampumengurangi kebutuhan energi listrik dari PLNuntuk lemari pendingin hingga mencapai 78,9 %tanpa beban dan 77,9 o/o dengan beban

4. KESIMPI]LAT\

Kesimpulan yang dapat diambil daripenelitian ini antara lain :

l. Sistem PLTS ini dapat berfungsisebagaimana mestinya untuk mensuplai dayake lemari pendingin.

2. PLTS mampu menyuplai daya listrik selamakurang lebih 2 hari sebelum berpindah kePLN.

-). Penggunaan PLTS mampu mengurangikonsumsi daya listrik PLN untuk lemaripendingin tanpa beban 78,9 7o sedangkandengan beban mencapai 77,8 Yo-

UCAPAN TERIMA KASIH

1,3,32

2,20

Terima kasih diucapkan kepada kementerianriset dan teknologi pendidikan tinggi(Kemristekdikti) melalui dirjen riset danpengabdian masyarakat (DRPM) yang telahmendanai penelitian ini.

501

Jxrnal Teknih. Energi, Vol 6 No 2 Tahun 2016

DAFTARPUSTAKA

[] Wisnu Broto, "Teknologi penangananpascapanen buah untuk pasar", Balai BesarPenelitian dan Pengem bangan PascapanenPertaniarq Badan Penelitian danPengembangan Pertanian, DepartemenPertanian,2009,ISBN 9791116199,9789791116190

[2] Ir. Sutrisno Koswar4 MSi, " PengolahanPangan Dengan Suhu RendahEBOOKPANGAN.COM, 2OO9

ISSN : 2089 -2527

[3] Iman Syahrizal, Seno Panjaitan, danYandi, "Analisis Konsunsi Energi ListrikPada Sistem Pengkondisian UdaraBerdasarkan Variasi Kondisi Rttongan",Jumal ELKHA Vol.5, No. l, Marct 2013

[4] Lubis, A, 'ENERGI TERBARUKANDALAM PEMBANGUNANBERKELANJUTAN", Jumal TeknikLingkungan Vol.S No.2 Hal. 155-162Jakart4 Mei 2007 tssN l44l-318

502