SKRIPSI ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK … awal.pdf · Solar Power Plant. Efficiency...

SKRIPSI

ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK

PANEL SURYA SISTEM TRACKING DENGAN

SOLAR REFLECTOR

IDA BAGUS KADE SURYA NEGARA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN - BALI

2015

SKRIPSI

ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK

PANEL SURYA SISTEM TRACKING DENGAN

SOLAR REFLECTOR

IDA BAGUS KADE SURYA NEGARA

1004405078

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN - BALI

2015

ii

ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK PANEL SURYA

SISTEM TRACKING DENGAN SOLAR REFLECTOR

Skripsi ini Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1(Strata 1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana

IDA BAGUS KADE SURYA NEGARANIM. 1004405078

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN2015

iii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir/Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan

dengan benar.

Nama : Ida Bagus Kade Surya Negara

NIM : 1004405078

Tanda Tangan :

Tanggal : 3 Oktober 2015

v

UCAPAN TERIMA KASIH

“Om Swastiastu”,

Puja dan puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi

Wasa Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini, dengan judul “Analisis Perbandingan Output Daya

Listrik Panel Surya Sistem Tracking dengan Solar Reflector” ini dapat

terselesaikan tepat pada waktunya.

Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi sebagian persyaratan

dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis mendapatkan petunjuk dan

bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan

ini penulis menyampaikan ucapan trima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Udayana dan selaku Dosen Pembimbing

Akademik.

3. Bapak Ir. I Wayan Arta Wijaya, M.Erg.,MT. selaku Dosen pembimbing I.

4. Bapak Ir. Anak Agung Gede Maharta Pemayun, MT. selaku Dosen

pembimbing II.

5. Orang Tua tersayang dan keluarga besar yang selalu memberikan dukungan,

semangat dan doa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

6. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro angkatan 2010 Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan

dan saran yang diberikan sehingga penulisan skripsi ini bisa selesai tepat pada

waktunya.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik dan saran

vi

baik yang kontruktif maupun tidak dari pihak dosen penguji berbagai pihak

lainnya sangat penulis hargai dan harapkan demi kemauan bersama. Semoga

Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak

yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian skripsi ini. Akhir kata,

semoga Skripsi ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan

teknologi, pengetahuan luas serta semua pihak.

“Om Santih Santih Santih Om”,

Denpasar, 3 Oktober 2015

Penulis.

vii

ABSTRAK

Indonesia merupakan negara beriklim tropis yang memiliki intensitasradiasi harian matahari sebesar 4,69 kW/m2 per hari, dan intensitas radiasi tersebutberpotensial untuk dikembangkan menjadi Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Selsurya secara efisiensi saat ini masih perlu pertimbangan lebih lanjut. efisiensioutput sel surya yang rendah ini, berpengaruh pada hasil output daya listrik padapanel surya. Adapun upaya untuk meningkatkan efisiensi output daya listrik panelsurya, yaitu dengan sistem tracking panel surya dan solar reflector panel surya.

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hasil output daya listrik yanglebih maksimum/ efisien antara sistem tracking dengan solar reflector. Metodedalam penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu pertama mencari output dayalistrik maksimum solar reflector menggunakan media cermin datar sebagaireflector dan dengan sudut reflector yang berbeda-beda. Kedua membandinganhasil output daya listrik solar reflector yang maksimum dengan sistem tracking.

Hasil dari pengukuran sistem tracking dengan solar reflector yangdilakukan selama 7 hari mendapatkan hasil output daya listrik yang lebihmaksimum yaitu pada solar reflector dengan rata-rata output daya listrik sebesar0.1224 Watt dan sistem tracking mendapatkan rata-rata output daya listrik sebesar0.1136 Watt.

Kata Kunci: Panel Surya, Cermin Datar, Sistem Tracking, Solar Reflector.

viii

ABSTRACT

Indonesia is a tropical country that has daily solar radiation intensity of4.69 kW/m2/day, and the intensity of the radiation potential to be developed asSolar Power Plant. Efficiency solar cells still need consideration. efficiency solarcell output is low, effect on the output electric power in solar panels. The effort toimprove the efficiency of the electrical power output of the solar panels, thetracking system solar panels and solar reflector solar panels.

This riset aims to get results the electrical power output more maximum orefficient between the tracking system with a solar reflector. The method in thisriset is divided into two stages: the first looking for maximum electrical poweroutput of solar reflector using the media a flat mirror as a reflector and withdifferent angles reflector. the second comparing the results of the electrical poweroutput solar reflector maximum with tracking system.

The results of measurements of the tracking system with a solar reflectorwhich has been carried out for 7 days get results electric power output moremaximum is solar reflector with an average output power of 0,1224 Watt and thetracking system get an average output power of 0,1136 Watt.

Keywords: Solar Panels, Flat Mirror, Tracking Systems, Solar Reflector.

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN

JUDUL ............................................................................................................ i

LEMBAR PRASYARATAN GELAR ........................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iv

UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................ v

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

ABSTRACT ...................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

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

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG .................................................. xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................. 2

1.5 Batasan Penelitian ............................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir .............................................................................. 5

2.2 Tinjauan Pustaka ................................................................................ 7

2.2.1 Sel Surya ..................................................................................... 7

2.2.1.1 Prinsip kerja sel surya (photovoltaic) ................................ 8

2.2.1.2 Teknologi solar cell ........................................................... 10

2.2.2 Modul Surya ............................................................................... 13

x

2.2.2.1 Variasi dalam produksi energi modul surya ...................... 14

2.2.2.2 Penyangga dan sistem pelacak

(mounting and tracking system) ........................................ 18

2.2.3 Analisis Potensi Energi Surya yang ada di Indonesia ................ 19

2.2.4 Insolasi Matahari ........................................................................ 20

2.2.5 Periode Jatuh Cahaya Matahari .................................................. 21

2.2.6 Produksi Energi per Tahun yang diharapkan ............................. 23

2.2.7 Inklinasi dan Orientasi Panel Surya ............................................ 24

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................. 25

3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian ...................................................... 25

3.2.1 Sumber Data ............................................................................... 25

3.2.2 Jenis Data .................................................................................... 25

3.2.3 Teknik Pengumpulan Data ......................................................... 25

3.3 Tahapan Penelitian ............................................................................. 25

3.4 Alur Analisis ...................................................................................... 26

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Desain Teknis Sistem Tracking dan Solar Reflector Panel Surya ..... 28

4.1.1 Desain Teknis Sistem Tracking Panel Surya .............................. 28

4.1.2 Desain Teknis Solar Reflector Panel Surya ................................ 29

4.2 Menentukan Output Daya Listrik Maksimum Solar Reflector .......... 29

4.2.1 Solar Reflector dengan Cermin datar Berukuran

14 cm x 16 cm ............................................................................ 30


14 cm x 23 cm ............................................................................ 34


14 cm x 29 cm ............................................................................ 38

4.2.4 Perbandingan Hasil Pengukuran Output Daya Listrik

Solar Reflector ............................................................................ 42

xi

4.3 Analisis Perbandingan Output Daya Listrik Panel Surya

Sistem Tracking dengan Solar Reflector ............................................ 45

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 52

5.2 Saran ................................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 54

LAMPIRAN - LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

HALAMAN

Tabel 2.2 Pengukuran Intensitas radiasi matahari di Indonesia .............. 19

Tabel 2.1 Peak Hour Per Day Rata-Rata Daerah Bali ............................ 22

Tabel 4.1 Hasil pengukuran solar reflector dengan cermin datar

berukuran 14 cm x 16 cm pada tanggal 25 Agustus 2015 ....... 31

Tabel 4.2 Hasil pengukuran rata-rata solar reflector dengan cermin

berukuran 14 cm x 16 cm pada tanggal 25 Agustus

sampai 28 Agustus 2015 .......................................................... 32


berukuran 14 cm x 23 cm pada tanggal 25 Agustus 2015 ....... 35



sampai 28 Agustus 2015 .......................................................... 36


berukuran 14 cm x 29 cm pada tanggal 25 Agustus 2015........ 39



sampai 28 Agustus 2015 .......................................................... 40

Tabel 4.7 Rata-rata hasil pengukuran output daya listrik solar reflector

dengan perbedaan ukuran cermin datar dan perbedaan

sudut reflector, pada tanggal 25-28 Agustus 2015 .................. 42

Tabel 4.8 Hasil pengukuran perbandingan sistem tracking dengan

solar reflector tanggal 29 Agustus 2015 .................................. 48

Tabel 4.9 Rata-rata hasil hasil pengukuran perbandingan sistem tracking

dengan solar reflector tanggal 29 Agustus sampai

4 September 2015 .................................................................... 49

xiii

DAFTAR GAMBAR

HALAMAN

Gambar 2.1 Kontruksi Dasar Sel Surya ...................................................... 8

Gambar 2.2 Susunan Lapisan Solar Cell Secara Umum ............................. 9

Gambar 2.3 Kelas Teknologi Sel Surya ...................................................... 10

Gambar 2.4 Panel Monocrystalline Silikon ................................................ 11

Gambar 2.5 Panel Polycrystalline Silikon .................................................. 12

Gambar 2.6 (a) Modul surya jenis thin film dan

(b) Struktur thin film dengan bahan CdTe-CdS ...................... 13

Gambar 2.7 Diagram hubungan antara solar cell, module, panel, array .... 13

Gambar 2.8 Pengaruh Iradiasi Terhadap Tegangan dan

Arus Modul Surya ................................................................... 14

Gambar 2.9 Pengaruh temperatur modul terhadap produksi

energi modul surya ................................................................... 17

Gambar 2.10 Pengaruh shading terhadap modul surya ................................. 18

Gambar 2.11 Orbit bumi dan sudut penyimpangan ...................................... 22

Gambar 3.1 Alur Analisis ............................................................................ 27

Gambar 4.1 Rangkaian keseluruhan Sistem Tracking Panel Surya ............ 28

Gambar 4.2 Rangkaian keseluruhan Sistem Solar Reflector Panel Surya .. 29

Gambar 4.3 Sistem solar reflector panel surya cermin datar berukuran

14 cm x 16 cm, (a) sudut reflector 700,(b) sudut reflector 600,

dan (c) sudut reflector 500 ....................................................... 30

Gambar 4.4 Grafik rata-rata pengukuran tegangan cermin datar

berukuran 14 cm x 16 cm ........................................................ 32

Gambar 4.5 Grafik rata-rata pengukuran arus cermin datar

berukuran 14 cm x 16 cm ........................................................ 33

Gambar 4.6 Grafik rata-rata hasil pengukuran output daya listrik

cermin datar berukuran 14 cm x 16 cm pada tanggal 25-28

Agustus 2015 .......................................................................... 33

xiv





berukuran 14 cm x 23 cm ........................................................ 36


berukuran 14 cm x 23 cm ........................................................ 37



Agustus 2015 .......................................................................... 37





berukuran 14 cm x 29 cm ........................................................ 40


berukuran 14 cm x 29 cm ........................................................ 41



Agustus 2015 .......................................................................... 41

Gambar 4.15 Grafik rata-rata hasil pengukuran output daya listrik solar

reflector pada tanggal 25 - 28 Agustus 2015 dengan ukuran

cermin datar yang berbeda-beda dan dengan sudut reflector

masing-masing 500, 600, dan 700 ............................................. 43

Gambar 4.16 Pengaruh output daya listrik solar reflector, (a) Pengaruh

panjang cermin datar (b) Pengaruh sudut reflector ................. 45

Gambar 4.17 Hasil pengukuran pukul 08:00 wita, (a) Sistem tracking,

(b) Solar reflector .................................................................... 46



xv



Gambar 4.20 Grafik rata-rata pengukuran tegangan pada tanggal 29

Agustus sampai 4 September 2015........................................... 50

Gambar 4.21 Grafik rata-rata pengukuran arus pada tanggal 29 Agustus

sampai 4 September 2015......................................................... 50

Gambar 4.22 Grafik rata-rata hasil pengukuran output daya listrik pada

tanggal 29 Agustus sampai 4 September 2015......................... 51

xvi

DAFTAR SINGKATAN

A = Ampere

AC = Alternating Current

Ah = Ampere hour

A-Si = Amorphous Silikon

BP-PEN = Blueprint pengelolaan energi nasional

C = Celcius

CdS = Cadmium Sulfide

Cd Te = Cadmium Telluride

CIGS = Copper Indium Gallium Selenide

CIS = Copper Indium Selenide

DC = Direct current

DOD = Depth of Discharge

ESDM = Energi dan sumber daya mineral

GaAs = Gallium Arsenide

KEN = Kebijakan energi nasional

KESDM = Kementrian energi dan sumber daya mineral

kW = Kilowatt

kWh = Kilowatt-hours

kWp = Kilowatt peak

kV = Kilovolt

LEN = Lembaga Elektroteknika Nasional (sekarang PT LEN)

MWp = Megawatt peak

PEVCD = Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition

PLN = Perusahaan Listrik Negara

PV = Photovoltaic

PWM = Pulse width modulation

RTC = Real Time Clock

SEI = Surya Energi Indotama

Si = Silikon

xvii

STC = Standard Test Condition

VDC = Volt Direct Current

Voc = Tegangan rangkaian terbuka (open circuit voltage)

Wh = Watthour

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A. HASIL PENGUKURAN SOLAR REFLECTOR

Lampiran A. Hasil Pengukuran Solar Reflector Cermin Datar Berukuran 14 cm x

16 cm.

Tabel A.1 Hasil pengukuran tanggal 25 Agustus 2015 ............... 56





23 cm.






29 cm.


Tabel A.10 Hasil pengukuran tanggal 26 Agustus 2015 ............. 65



LAMPIRAN B. HASIL PENGUKURAN SISTEM TRACKING DENGAN

SOLAR REFLECTOR

Tabel B.1 Hasil pengukuran tanggal 29 Agustus 2015 ............... 69



Tabel B.4 Hasil pengukuran tanggal 1 September 2015 ............. 72




xix

LAMPIRAN C. FOTO KEGIATAN PENGUKURAN

Gambar C.1 Foto Kegiatan Pengukuran Sistem Tracking .......... 77

Gambar C.2 Foto Kegiatan Pengukuran Solar Reflector ............. 78

Lampiran D. Jadwal Kegiatan

Tabel D.1 Jadwal Kegiatan........................................................... 80

SKRIPSI ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK … awal.pdf · Solar Power Plant. Efficiency...

Documents

Transcript of SKRIPSI ANALISIS PERBANDINGAN OUTPUT DAYA LISTRIK … awal.pdf · Solar Power Plant. Efficiency...