PROPOSAL PENELITIAN

Pengaturan Solar Tracking System pada Panel

Surya (untuk Efisiensi Daya)

Diajukan untuk memenuhi Tugas Akhir Strata I Fisika Universitas Padjadjaran

Disusun oleh:

Siti Nurmilati

140310100052

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negeri yang kaya akan sumber daya alam, baik

bahan bakar fosil maupun non-fosil. Tetapi Indonesia bukanlah negeri yang

memiliki sumber daya fosil yang melimpah dibandingkan sumber daya lainnya.

Masyarakat masih bergantung pada pemakaian energi dari sumber daya fosil seperti

batu bara dan BBM. Padahal Indonesia masih memiliki sumber daya lain seperti

air, gelombang laut, angin, matahari, panas bumi, bahan bakar nabati (BBN), nuklir,

dan sampah. Oleh karena itu pemerintah megeluarkan Undang-Undang Nomor 30

tahun 2007 tentang energi [1]. Untuk mendukung kebijakan pemerintah ini perlulah

kita manfaatkan sumber energi baru dan terbarukan yang dimiliki oleh Indonesia

yang salah satunya adalah energi matahari. Energi matahari dapat digunakan

sebagai sumber energi yang dapat membantu memenuhi kebutuhan energi listrik.

Dengan menggunakan panel surya kita dapat memperoleh pasokan energi listrik

langsung dari matahari di mana pun. Sehingga energi matahari pun dapat menjadi

salah satu solusi untuk pemenuhan kebutuhan energi listrik untuk di daerah off-grid.

Panel surya berfungsi untuk mengkonversi radiasi matahari menjadi

listrik. Salah satu faktor yang mempengaruhi produksi energi dari panel surya

adalah intensitas matahari [2]. Intensitas matahari yang diterima suatu bidang datar

adalah cos , dengan adalah intensitas radiasi matahari yang datang dan

z adalah sudut diantara garis normal bidang datar dan radiasi yang datang [3]. Untuk

memaksimalkan energi yang dihasilkan pada panel surya salah satu caranya adalah

dengan membuat posisi panel surya tegak lurus dengan matahari agar intensitas

yang diterimanya maksimum. Oleh karena itu untuk meningkatkan efisiensi dari

panel surya yang telah ada kita dapat memanipulasi posisi permukaan panel surya

agar tetap terus berada tegak lurus dengan matahari agar intensitas yang akan

diterima selalu maksimum. Salah satu caranya adalah dengan menerapkan solar

tracking system.

Perkembangan solar tracking system saat ini telah menghasilkan banyak

variasi yang ditinjau dari penjejakan aktif atau pasif, jumlah sumbu yang diikuti,

plant, dan juga pada strategi pengaturan [4]. Hingga saat ini telah dicapai solar

tracking system yang dapat mengikuti matahari pada dua sumbu yaitu vertikal dan

horizontal, dengan pengaturan secara hybrid dimana saat cuaca cerah pengaturan

dilakukan secara aktif dengan memanfaatkan sensor cahaya untuk mendeteksi

posisi matahari, sedangkan saat cuaca tidak cerah posisi matahari sulit untuk

dideteksi dengan sensor sehingga digunakan pengaturan secara pasif dengan

menggunakan perumusan untuk menentukan posisi matahari. Pada saat cuaca tidak

cerah intensitas sinar matahari yang diterima panel surya hanya sedikit, oleh sebab

itu energi listrik yang dihasikan pun akan sedikit. Pada solar tracking system yang

telah ada saat cuaca tidak cerah sistem terus melakukan tracking, berarti ada energi

listrik yang digunakan secara kontinu untuk motor menggerakan panel surya,

padahal energi yang dihasilkan belum tentu sebanding dengan energi yang

digunakan. Jika energi yang digunakan lebih besar dari energi yang dihasilkan

berarti telah terjadi ketidakefisiensian pada solar tracking system ini. Oleh sebab

itu, perlu dilakukan kajian mengenai efisiensi dari penggunaan motor saat cuaca

tidak cerah dengan energi yang dihasilkan dari panel surya.

1.2. Identifikasi Masalah

Permasalahan yang timbul pada perkembangan solar tracking system

adalah

1. Solar tracking system konvensional kurang memperhatikan efisiensi pada

cuaca yang sangat tidak cerah.

2. Solar tracking system yang telah ada tidak menunjukkan efisiensi

pemakaian daya oleh sistem dengan daya yang dihasilkan pada panel surya.

3. Pada berbagai solar tracking system yang telah ada tidak ada pembahasan

mengenai standar beban dengan motor yang digunakan, yang berpengaruh

pada efisiensi daya pada sistem.

4. Perlunya dilakukan kajian pada solar tracking system mengenai efisiensi

daya motor terhadap daya yang dihasilkan dari panel surya.

1.3. Pembatasan Masalah

Penelitian ini akan dibatasi pada kajian mengenai efisiensi penggunaan

daya untuk motor terhadap daya yang dihasilkan dari panel surya saat cuaca tidak

cerah dengan teknik pengaturan pada solar tracking system.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah membangun solar tracking system dengan

teknik pengaturan yang didasarkan pada efisiensi dari daya yang digunakan dan

yang dihasilkan dari panel surya.

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1 Panel Surya

Sebuah sel surya tidak lain merupakan sebuah dioda sambungan P-N yang

terpengaruhi oleh cahaya dengan permukaan yang luas. Saat radiasi matahari

diserap, akan dihasilkan pasangan elektron-hole. Jika panjang gelombang dari

radiasi matahari diserap oleh bahan maka akan menghasilkan pasangan elektron-

hole yang seragam di setiap volume sel surya, seperti pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Gerak dari muatan pembawa yang dihasilkan pada dioda sambungan

P-N di bawah iluminasi [5]

Di bawah kondisi iluminasi yang seragam, muatan pembawa yang

dihasilkan akan terjadi pada daerah muatan bebas serta daerah quasi-netral. Muatan

pembawa yang dihasilkan di daerah muatan bebas akan tersapu oleh medan listrik.

Karena adanya medan listrik, peluang terjadinya rekombinasi pasangan elektron-

hole akan berkurang. Pasangan elektron-hole yang dihasilkan di daerah quasi-netral

akan berkeliaran secara acak karena tidak ada gaya listrik yang mengarahkannya.

Dalam keadaan ini akan ada muatan pembawa minoritas yang akan mendekati

daerah bebas dan akan terpengaruhi oleh medan listrik sehingga akan terdorong

keluar. Dengan begitu elektron minoritas di daerah P akan bergerak ke daerah N

(dengan meninggalkan muatan positif yaitu hole) dan hole minoritas di daerah N

akan bergerak ke daerah P (dengan meninggalkan muatan negatif yaitu elektron).

Keadaan ini yang disebabkan oleh perbedaan potensial yang terjadi diantara

sambungan P-N karena cahaya yang jatuh padanya disebut photovoltage atau biasa

dikenal dengan photovoltaic effect.

Sel surya dikarakterisasi dan dibandingkan dengan yang lain dalam empat

parameter, yaitu circuit current (), open circuit voltage (), fill factor ()

dan efisiensi (). Parameter-parameter ini diungkapkan pada Gambar 2.2 yang

menyatakan mengenai grafik hubungan antara arus (I) dan tegangan (V) pada sel

surya.

Gambar 2.2 Grafik I terhadap V pada sel surya [5]

Short circuit current () atau arus hubungan singkat adalah arus

maksimum yang mengalir pada sel surya saat terminal pada bagian P dan N

terhubung secara singkat satu sama lain. Short circuit current tidak lain adalah arus

yang dihasilkan dari cahaya. Short circuit current biasanya dinyatakan dalam

bentuk rapat arus dan arus per satuan luas 2 .

Open circuit voltage () adalah tegangan maksimum yang dihasilkan

saat terminal dari sel surya tetap terbuka. Open circuit voltage bergantung pada arus

yang dihasilkan oleh cahaya dan arus saturasi balik. Tegangan ini dinyatakan dalam

bentuk atau .

Fill Factor adalah perbandingan dari daya maksimum =

yang dapat diekstraksi dari sel surya dengan daya idealnya 0 = .

=

dinyatakan dalam persen (%).

Efisiensi adalah perbandingan dari daya output dan daya input. Daya

output adalah daya yang dihasilkan dari daya masksimum yang dapat dihasilkan

oleh sel surya sedangkan daya input adalah daya dari radiasi matahari .

Berdasarkan standard internasional daya dari matahari adalah 100 2 atau

1000 2 [5].

=

Atau

=

=

Sel surya dapat dibagi menjadi beberapa macam berdasarkan bahan yang

digunakan, yaitu

1. Mono-crystalline silicon cell, sel surya ini dibuat dari silicon mono-

crystalline murni. Silicon ini terdiri dari satu jenis kristal dan struktur

kisi kristal yang kontinu dengan hampir tidak ada cacat atau pengotor.

Keunggulan dari mono-crystalline cell adalah efisiensi yang tinggi,

yaitu sekitar 15%.

Gambar 2.3 mono-crystalline cell [6]

2. Poly-crystalline silicon cell, sel surya ini tidak dibuat dari kristal

silicon murni tetapi terdapat bahan lain seperti logam. Sel ini lebih

murah dari mono-crystalline karena lebih mudah untuk diproduksi.

Efisiensinya lebih rendah pula yaitu sekitar 12%.

Gambar 2.4 poly-crystalline cell [6]

3. Amorphous silicon cell, sel ini terdiri dari atom-atom silicon dalam

lapisan tipis yang homogen, dari pada struktur kristal. Sel ini memiliki

efisiensi sekitar 6%.

Gambar 2.5 Amorphous silicon cell [6]

4. Dye-sensitised solar cell (DSC), teknoogi ini didasarkan pada proses

fotosintesis. Bahan yang digunakan didominasi oleh titanium dioxide

(TiO2). Sel ini memiliki efisiensi 10%.

Gambar 2.6 Dye-sensitised solar cell (DSC) [6]

2.2 Light Dependent Resistor (LDR)

Light Dependent Resistor (LDR) merupakan komponen elektronik yang

mana resistensinya akan turun saat intenitas cahaya datang bertambah. Komponen

ini menggunakan bahan semikonduktor yang memiliki resistansi yang tinggi. Saat

cahaya jatuh pada semikonduktor ini elektron terikat akan mendapatkan energi

cahaya dari foton yang datang. Akibat energi tambahan ini elektron menjadi bebas

dan berpindah ke pita konduksi, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.7 maka

dihasilkan pasangan electron-hole. Akibat muatan-muatan pembawa ini

konduktivitas dari bahan akan meningkat dan menurunkan resistivitasnya [7].

Gambar 2.7 muatan pembawa yang dihasilkan akibat adanya cahaya [7]

LDR memiliki beberapa kelebihan yaitu respon spectral yang lebar, dapat

bekerja pada rentang suhu yang lebar, dan murah [7]. Gambar 2.8 menunjukkan

symbol dari LDR.

Gambar 2.8 Simbol LDR [7]

Terdapat dua bahan yang digunakan untuk pembuatan LDR, yaitu

Cadmium Sulphide (CdS) dan Cadmium Selenide (CdSe). Bahan-bahan ini adalah

bahan yang paling sensitive terhadap cahaya dalam spectrum cahaya tampak, yang

memiliki puncak pada 0.6 untuk CdS dan 0.75 untuk CdSe. LDR yang

terbuat dari CdS menunjukkan resistansi sekitar 1 M dalam keadaan gelap dan

kurang dari 1 k saat terkena sumber cahaya yang terang. Grafik karakteristik dari

LDR ditunjukkan pada Gambar 2.9 [8].

Gambar 2.9 Grafik karakteristik dari LDR [8]

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan suatu alat elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus. Dengan arsitektur yang praktis tetapi memuat banyak

kandungan transistor yang terintegrasi, sehingga mendukung dibuatnya rangkaian

elektronika yang lebih portable.

Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis ATMega 8535. Di dalam

mikrokontroler ATMega 8535 sudah terdapat:

Saluran I/O sebanyak 32 buah

ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 buah

Tiga buah Timer / Counter dengan kemampuan pembandingan

CPU yang memiliki 32 buah register

131 intruksi yang umumnya membutuhkan satu siklus clock

Watchdog Timer dengan osilator internal

2 buah timer/counter 8 bit

1 buah timer/counter 16 bit

Tegangan operasi 2.7 V 5.5 V

Internal SRAM 1 KB

Memori flash 16 KB dengan kemampuan read while write

Unit interupsi internal dan eksternal

Port antarmuka SPI

EEPROM 512 byte yang dapat diprogram saat operasi

Antarmuka komparator analog

4 channel PWM32x8 generale purpose register

Kecepatan hampir 16 MIPS pada kristal 16 MHz

Port USART programmable untuk komonikasi serial [9]

Gambar 2.10 menunjukkan konfigurasi dari mikrokontroler ATMega 8535

Gambar 2.10 Konfigurasi ATMega 8535 [9]

2.4 Motor DC

Motor DC konvensional memiliki ciri konstruksi yang mirip dengan

generator DC. Struktur medan pada sebuah motor sedikitnya memiliki dua pasang

kutub medan, pada Gambar 2.11 ditunjukkan sebuah motor dengan empat pasang

kutub medan. Medan magnetic yang kuat terdapat pada gulungan medan dari kutub

medan yang individual. Polaritas magnetik pada system medan ini telah tersusun

sehingga polaritas dari setiap bagian kutub medan berbalikan dengan kutub-kutub

yang ada di dekatnya [10].

Gambar 2.11 motor DC dengan empat pasang kutub medan [10]

Gambar 2.12 Torsi atau arah gaya pada konduktor yang dialiri arus pada medan

magnetic [10]

Motor DC memiliki beberapa macam jenis, diantaranya shunt, series,

compound, permanent magnet. Masing-masing motor memiliki diagram skematik

yang ditunjukkan pada Gambar 2.13. Pemilihan jenis motor yang akan digunakan

bergantung pada kebutuhan mekanik dari beban yang digunakan.

Gambar 2.13 Skematik diagram motor DC [10]

Motor DC yang akan digunakan adalah permanent magnet (PM) motor.

Motor PM menggunakan bahan magnet yang permanen seperti Alnico atau magnet

keramik yang berfungsi sebagai stator untuk menghasilkan medan magnet yang

konstan. Sedangkan rotor dialiri arus DC melalui sikat dan system komutator. Jenis

motor PM lain menggunakan PM pada rotor. Karena arus DC tetap diberikan pada

motor maka pergantian harus dilakukan untuk memagnetisasi stator agar rotor dapat

menghasilkan torsi untuk berotasi. Segment komutator terhubung dengan gulungan

stator dan satu set kontak geser pada rotor terdapat sambungan listrik dari sumber

DC ke segmen komutator tepat pada stator. Motor PM jenis ini dapat diproduksi

dengan hp (horsepower) lebih besar dari motor PM jenis stator. Motor PM

umumnya lebih kecil dari 5 hp.

Gambar 2.14 motor DC PM [10]

2.5 Solar Tracking System

Panel surya akan mengahasilkan output yang maksimum jika

mendapatkan intensitas matahari yang maksimum dan cahaya yang datang tegak

lurus dengan bidang permukaan panel surya itu [3]. Oleh karena itu untuk

mendapatkan output maksimum dari panel surya perlu dikondisikan agar

permukaan panel surya selalu tegak lurus dengan matahari. Panel surya yang

digunakan saat ini biasanya dipasang dengan keadaan statis pada satu arah saja.

Padahal posisi matahari setiap saat mengalami pergerakan. Oleh karena itu untuk

meningkatkan efisiensi dari panel surya yang digunakan perlu dikondisikan agar

panel surya selalu tegak lurus dengan matahari dengan melakukan penjejakan

matahari atau biasa disebut Solar Tracking System.

Terdapat beberapa solar tracking system diantaranya passive tracking

system menggunakan pendekatan open-loop dan active tracking system

menggunakan pendekatan close-loop. Untuk passive tracking system, penjejakan

dilakukan dengan melakukan perhitungan untuk mengidentifikasi posisi matahari

dan menentukan sudut putaran untuk kedua sumbu penjejakan menggunakan

perumusan yang spesifik. Sedangkan untuk active tracking system, matahari diikuti

secara normal dengan penginderaan langsung terhadap radiasi yang jatuh pada

sensor cahaya sebagai sebuah sinyal umpan balik yang akan memastikan panel

surya mengikuti matahari setiap waktu [11].

Setiap hari matahari memiliki gerak semu harian dimana matahari seolah-

olah berputar mengelilingi bumi. Jika kita tinjau vektor posisi matahari terhadap

kerangka inti Bumi akan terlihat seperti pada Gambar 2.15 dimana matahari akan

memiliki posisi dengan sudut-sudut tertentu tenhadap inti bumi.

Gambar 2.15 vektor posisi matahari terhadap kerangka inti bumi [11]

Dengan diketahui bagaimana hubungan posisi matahari terhadap bumi

maka kita dapat melakukan penjejakan terhadap matahari. Untuk menerapkan solar

tracking system kita perlu memposisikan panel surya agar selalu tegak lurus dengan

matahari.

Gambar 2.16 vektor posisi matahari terhadap pusat dari permukaan panel surya [11]

Pada passive solar tracking syatem kita perlu merumuskan posisi matahari

terhadap panel surya menjadi suatu perumusan yang spesifik. Berdasarkan

penelitian K.K. Chong dan C.W. Wong diperoleh perumusan umum untuk

merumuskan kemiringan atau sudut-sudut pada panel surya agar tegak lurus

terhadap metahari adalah

=

2 sin1(sin sin + cos cos cos )

= sin1 (cos sin

cos ) cos 0

= sin1 (cos sin

cos ) cos < 0

Sedangkan jika kita menggunakan active solar tracking system kita tidak

perlu membuat suatu perumusan. Kita hanya perlu melakukan pengecekan pada

intensitas yang mengenai panel surya dengan menggunakan sensor cahaya. Sensor

cahaya akan ditempatkan di sekitar panel surya pada empat posisi yang berbeda.

Dimana posisi ini merepresentasikan setiap arah mata putar dari panel surya. Setiap

output sensor yang saling berlawanan akan dibandingkan dengan menggunakan

logika fuzzy (fuzzy logic). Output dari sensor yang akan menentukan arah mana

motor harus bergerak untuk memposisikan panel surya agar tegak lurus dengan

matahari. System seperti ini disebut aktif karena digunakan sensor yang aktif

bekerja terus mendeteksi pergerakan matahari.

Pada umumnya sebuah solar tracker yang baik adalah yang dapat

mengikuti matahari pada sudut yang tepat dan secara periodik sekalipun tertutup

awan [11]. Kenyataannya jika menggunakan passive solar tracking system dengan

open-loop system maka kita tidak dapat memastikan apakah panel surya sudah

berada pada posisi yang tepat, maka kita perlu menggunakan suatu umpan balik

untuk dapat memastikannya seperti pada close-loop system. Sedangkan pada active

solar tracking system proses penjejakan tidak dapat dilakukan saat matahari

tertutup awan atau kondisi mendung, oleh karena itu dibutuhkan pula system yang

dapat melakukan penjejakan yang independen tanpa bergantung pada kondisi

lingkungan. Oleh karena itu pada peneitian ini akan dibangun suatu system hybrid

yang akan mengkombinasikan antara aktif dan pasif solar tracking system yang

penggunaannya dikondisikan dengan kondisi lingkungan sekitar.

2.6 Teknik Pengontrolan

Pada penelitian ini akan digunakan system pengaturan menggunakan fuzzy

logic. Sitem pegaturan fuzzy ini biasanya didefinisikan sebagai suatu system yang

dapat mendekati cara berpikir manusia. Fuzzy controller tersusun dari 4 elemen di

bawah ini [13-16]:

Aturan dasar: mengatur suatu aturan Jika-Maka yang berisi logika tentang

bagaimana untuk mencapai kontrol yang baik.

Mekanisme inferensi: mengemulasi pengambilan keputusan dalam

menerjemahkan dan menerapkan pengetahuan tentang cara terbaik untuk

mengontrol plant.

Interface fuzzifikasi: mengubah input kontroler menjadi informasi bahwa

mekanisme inferensi dapat dengan mudah digunakan untuk mengaktifkan

dan menerapkan aturan.

Interface defuzzifikasi: mengubah kesimpulan dari mekanisme inferensi

menjadi input aktual untuk proses.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Gambar 3.1 Diagram blok sistem

Sistem yang akan dibuat mengacu pada blok diagram pada Gambar 3.1

yang menggambarkan alur kerja dari sistem. Alur sistem ini dimulai dari sensor

LDR yang akan mendeteksi keberasaan matahari lalu datanya akan diproses oleh

mikrokontroller. Data dari sensor akan menjadi acuan untuk aksi yang akan

diberikan pada motor. Proses itulah yang akan menentukan posisi panel surya agar

tetap berada tegak lurus dengan matahari.

Sebelum membuat sistem kita perlu melakukan pengukuran beban/bobot

system (panel surya dan kerangka) yang akan digerakkan oleh motor. Pengukuran

beban ini bermaksud untuk mengetahui beban yang akan digerakkan oleh motor.

Dengan mengetahui beban untuk motor maka kita dapat memilih motor yang

memiliki spesifikasi yang sesuai. Pemilihan motor ini diperlukan untuk menghitung

efisiensi daya yang akan digunakan oleh motor dengan yang dihasilkan panel surya

dari solar tracking system ini. Jika motor yang digunakan tidak memiliki spesifikasi

yang sesuai degan plant maka dapat terjadi ketidakefisiensian dari sistem ini.

Setelah dilakukan pengukuran beban kemudian akan dilakukan

pengukuran daya yang digunakan motor. Pengukuran ini dilakukan untuk

memperoleh data mengenai daya yang digunakan oleh motor pada beberapa variasi

sudut untuk pertimbangan dalam perhitungan atau pengaturan yang akan dilakukan

pada system ini.

Pengukuran intensitas cahaya dan daya yang dihasilkan panel surya perlu

juga dilakukan selain pengukuran pada daya motor. Pengukuran ini dilakukan untuk

memperoleh data mengenai hubungan intensitas dengan daya yang dihasilkan oleh

panel surya yang digunakan. Data ini akan membantu pertimbangan dalam

perhitungan atau pengaturan yang akan dilakukan pada sistem ini.

Setelah semua data diperoleh kemudian kita membuat rancangan solar

tracking system dengan sistem hybrid sebagai plant ssuai dengan blok diagram pada

Gambar 3.1. Pada sistem ini akan digunakan 5 buah sensor LDR, dimana LDR1

akan digunakan untuk mendeteksi siang/malam dan intensitas matahari yang ada di

lingkungan yang menyatakan kondisi lingkungan apakah cerah atau tidak. Data

yang didapat dari LDR1 ini yang akan mempertimbangkan pengaturan yang akan

digunakan pada sistem seperti pada pengaturan yang dilakukan secara aktif atau

pasif. Kemudian 4 LDR lain digunakan untuk proses penjejakan matahari secara

aktif. Dua buah sensor digunakan untuk mendeteksi pergerakan matahari pada garis

lintang dan dua sensor lainya akan digunakan untuk mendeteksi pergerakan

matahari pada garis bujur.

Data yang didapat dari kelima sensor tersebut akan diolah di

mikrokontroller untuk menentukan proses yang harus dilakukan agar panel surya

dapat berada tegak dengan matahari untuk memperoleh intnsitas yang optimum.

Pada mikrokontroler ini juga yang menentukan pengaturan pada system untuk

melakukan penjejakan atau pun berhenti sesuai dengan kondisi lingkungan yang

digambarkan melalui data yang dihasilkan dari sensor. Mikrokontroler juga yang

mengatur sistem apakah diatur secara aktif atau pun pasif.

Motor yang digunakan pada system ini ada dua. Satu motor digunakan

untuk menggerakkan panel surya secara vertical untuk penjejakan matahari

terhadap garis lintang. Satu motor lain digunakan untuk menggerakkan panel surya

secara horizontal untuk penjejakan terhadap garis bujur.

Metode yang akan digunakan untuk pengontrolan adalah fuzzy logic

controller. Proses pertama akan dilakukan pengecekan mengenai kondisi siang atau

malam. Jika terdeteksi oleh LDR1 lingkungan sudah tidak malam maka sistem akan

aktif untuk melakukan penjejakan. Jika belum terdeteksi adanya sinar matahari

sistem tidak akan melakukan proses apapun dan menunggu hingga terdeteksi

cahaya matahari. Proses ini dibatasi oleh rentang waktu tertentu untuk

mengantisipasi kesalahan penjejakan akibat sulitnya mendeteksi cahaya matahari

jika mendung pada pagi hari dan kesalahan penjejakan pada benda lain yang

bersinar saat malam hari.

Saat kondisi matahari cerah maka intensitas matahari yang akan diterima

cukup tinggi dan sensor dapat mendeteksi matahari dengan baik, oleh sebab itu akan

dilakukan proses penjejakan secara aktif. Jika cuaca tidak cerah maka akan

dilakukan penjejakan secara pasif yaitu dengan menggunakan suatu perumusan

untuk menentukan posisi matahari.

Dengan menggunakan fuzzy logic ini kita akan melakukan pengaturan pada

saat menggunakan mode aktif utuk mengatur agar saat output dari dua buah sensor

yang berlawanan kita bandingkan akan menghasilkan suatu keputusan untuk

memutar motor searah jarum jam atau berlawanan dengan jarum jam sesuai dengan

output dari sensor. Dimana logika yang digunakan akan mendekati logika berfikir

manusia. Berikut adalah logika yang akan digunakan untuk mengontrol putaran

motor berdasarkan intensitas yang diterima sensor / output yang dihasilkan sensor.

Jika 2 = 3 maka motor diam

Jika 2 < 3 maka motor berputar ke arah 3 (karena jika

2 < 3 maka sensor 2 mendapatkan intensitas yang lebih banyak

dibandingkan sensor 3 berdasarkan grafik kareakteristik sensor LDR yang

digunakan)

Jika 2 > 3 maka motor berputar ke arah 2 (karena jika

2 > 3 maka sensor 2 mendapatkan intensitas yang lebih sedikit

dibandingkan sensor 3 berdasarkan grafik kareakteristik sensor LDR yang

digunakan)

Logika di atas berlaku untuk kedua pasang sensor dimana setiap pasang

sensor menyatakan dua arah yang berlawanan. Satu pasang sensor

(2 3) digunakan untuk melakukan pengecekan untuk arah barat dan

timur (garis bujur) dimana matahari bergerak sepanjang hari. Satu pasang sensor

lain (4 5) digunakan untuk pengecekan pada arah utara dan selatan

(garis lintang) yang menyatakan pergeseran matahari tahunan. Sehingga pada

sistem ini dilakukan pengecekan pada empat arah yang menyatakan pergerakan

matahari dalam dua sumbu yaitu vertikal dan horizontal dari panel surya.

Pada saat kondisi cuaca mendung maka akan digunakan mode pasif untuk

melakukan penjejakan. Pada mode pasif ini kita akan melakukan pengaturan pada

motor berdasarkan pada daya yang dihasilkan dan yang digunakan dengan diukur

menggunakan Powermeter. Untuk menentukan aksi yang perlu dilakukan pada

motor dapat digunakan sistem pengaturan fuzzy yang akan menentukan apakah

motor perlu bergerak secara kontinu, diskrit, mau pun diam. Keputusan yang akan

diambil dengan menggunakan fuzzy logic akan didasarkan pada data daya yang

dihasilkan dari panel surya. Perumusan yang akan digunakan untuk teknik

pengontrolan ini akan dirumuskan setelah melakukan pengukuran mengenai bobot

system, intensitas cahaya dan daya dari panel surya, serta daya yang diperlukan

motor untuk memutar panel surya dalam berbagai variasi sudut. Dengan

memperhitungkan daya yang dihasilkan dan yang digunakan sebagai acuan dalam

proses penjejakan matahari maka akan diperoleh teknik pengaturan yang lebih

efisien pada solar tracking system yang telah ada.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini akan diselenggarakan di Laboratorium Instrumentasi

Elektronika Fisika Universitas Padjadjaran. Penelitian ini akan dilakukan selama

lima bulan dengan jadwal kegiatan sebagai berikut:

Tabel 3.1. Jadwal Kegiatan

Kegiatan

Penelitian

Februari

2014 Maret 2014 April 2014 Mei 2014 Juni 2014 Juli 2014

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi literatur

Pengambilan

data bobot dan

daya

Merancang

perangkat

keras.

Merancang

algoritma

perangkat

lunak

Membangun

perangkat

keras dan

perangkat

lunak

Menguji

sistem

Penulisan

laporan

Publikasi

DAFTAR PUSTAKA

[1] Jurnal Lemhannas RI Pengembangan Energi Baru Terbarukan (EBT) guna

Penghematan Bahan Baku Fosil dalam Rangka Ketahanan Energi Nasional

Jurnal Kajian Lemhannas RI Edisi 14 Desember 2012

[2] Okpeki U.K., Otuagoma.S.O. Design and Construction of Bi-Directional

Solar Tracking System, Research Inventy: International Journal Of

Engineering And Science Issn: 2278-4721, Vol. 2, Issue 5 (February 2013), Pp

32-38

[3] Goswami, D. Yogi. Frank Kreith, Jan F. Kreider. Principles of Solar

Engineering, Second Edition. Philadelphia: CRC Press

[4] Marco Bortolini, et al. 'Hybrid Strategy for Bi-Axial Solar Tracking System',

World Academic Publishing JCET Vol. 2 Iss. 4 Oktober 2012 PP. 130-142

[5] Solanki, Chetan Singh. 2011. Solar Photovoltaics: Fundamentals,

Technologies and Applications Second Editon. New Delhi: PHI Learning Pvt.

Ltd.

[6] Prasad, Deo K. Dr. Mark Snow. 2005. Designing with Solar Power: A Source

Book for Building Integrated Photovoltaics (BiPV). Australia: Image

Publishing Group

[7] Godse A.P.. U.A. Bakshi, 2008. Electronic Devices. Technical Publications

[8] Ashby, Darren, et al. 2011. Circuit Design: Know it All. Newness

[9] Budiharto, Widodo. 10 Proyek Robot Spektakuler. Elex Media Komputindo

[10] Keljik, Jeff. 2009. Electricity 4: AC/DC Motors, Controls, and Maintenance

Ninth Edition. USA: Delmar

[11] K.K. Chong, C.W. Wong. General formula for on-axis sun-tracking system

and its application in improving tracking accuracy of solar collector.

ELSEVIER: Solar Energy 83 (2009) 293-305. 2008

[12] A. Louchene, et al. Solar tracking system with fuzzy reasoning applied to crisp

sets. Revue des Energies Renouvelables Vol. 10 N2 (2007) 231 240. 2007

[13] J.S. Saini and Y.P. Singh, Use of Causal Knowledge in Real-Time Fuzzy Logic

Controller, IEEE Transactions on Industry Application, Vol. 35, N3, pp. 554

560, May/June, 1999.

[14] H. Pomares, I. Rojas, J. Gonzalez, M. Damas, B. Pino and A. Prieto, Online

Global Learning in Direct Fuzzy Controllers, IEEE Transactions on Fuzzy

Systems, Vol. 12, N2, pp. 218 228, April 2004.

[15] O. Begovich, E.N. Sanchez and M. Maldonado, Takagi-Sugeno Fuzzy Scheme

For Real-Time Trajectory Tracking of an Underactuated Robot, IEEE

Transactions on Control Systems Technology, Vol. 10, N1, pp. 14 20,

January 2002.

[16] J. Antari, R. Iqdour and A. Zeroual, Forecasting the Wind Speed Process

Using Higher Order Statistics and Fuzzy Systems, Revue des Energies

Renouvelables, Vol. 9, N4, pp. 237 251, 2006.