SOLAR SEL Berbasis Mikrokontroller, inverter dc to ac

LAPORAN TUGAS AKHIR

PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM ENERGI

MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK PANEL

SURYA SECARA OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI

DISUSUN DAN DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI

SYARAT - SYARAT MEMPEROLEH GELAR DIPLOMA III

POLITEKNIK

DIUSULKAN OLEH :

IWAN RUHIYANA 3206120306

JANUAR FIRMANSYAH 320612032Z

SELDI BUDIARTA 3206120501

JURUSAN TEKNIK MESIN

PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

DEPOK

2009

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM

TEKNIK ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI

PENGGERAK OTOMATIS DENGAN SISTEM

KOMPUTERISASI

Disusun oleh :

Seldi Budiarta 3206120501

Januar Firmansyah 320612032Z

Iwan Ruhiyana 3206120306

Tugas Akhir ini telah disetujui untuk diujikan

Pembimbing

Indra Silanegara, ST, MTI

NIP. 196906051 198911 1 001

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PENINGKATAN KINERJA SOLAR SEL LABORATORIUM TEKNIK

ENERGI MENGGUNAKAN MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK

OTOMATIS DENGAN SISTEM KOMPUTERISASI

Disusun oleh :

Seldi Budiarta 3206120501

Januar Firmansyah 320612032Z

Iwan Ruhiyana 3206120306

Diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir

Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta

Agustus 2009

Penguji :

1. Tatun H Nufus , MSI 1. ....................................

NIP.19660416 199512 2 001

2. P. Jannus ST, MT 2. ....................................

NIP.19630426 198803 1 004

3. Gungun Ramdlan Gunadi, MT 3. ....................................

NIP.19630426 198903 1 001

Disahkan oleh

Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta

Ketua Jurusan

Fachruddin, ST, MT

NIP. 19560201 198603 1 002

iv

LEMBAR PERNYATAAN PLAGIASI

Kami yang bertanda tangan dibawah ini :

1. Seldi Budiarta 3206120501

2. Januar Firmansyah 320612032Z

3. Iwan Ruhiyana 3206120306

Menyatakan bahwa judul dan isi laporan tugas akhir ini bebas dari plagiasi.

Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya.

Depok, Agustus 2009

a.n Kelompok TA

Seldi Budiarta

NIM. 3206120501

v

ABSTRAK

Rancang bangun alat peningkatan kinerja solar sel dengan menggunakan

sistem komputerisasi merupakan suatu alat yang dirancang untuk meningkatkan

kinerja solar sel berupa intensitas dan tegangan yang tinggi, karena dalam proses

konversi energinya intensitas cahaya matahari sangat berpengaruh terhadap

tegangan yang dihasilkan solar sel. Semakin besar intensitas yang diterima solar

sel, maka semakin besar juga tegangan yang dihasilkan solar sel tersebut. Agar

intensitas yang diterima solar sel besar maka panel surya hendaknya dihadapkan

tepat ke arah matahari (intensitas tertinggi). Maka daripada itulah penggerak

secara otomatis dibuat.

Dalam pengerjaan alat ini hal yang perlu diperhatikan adalah

menentukan besarnya tegangan maksimal dari solar sel tersebut, sehingga

dengan itu kita dapat menentukan motor DC apa yang tepat digunakan untuk

penggerak panel solar sel tersebut. Setelah mengetahui spesifikasi motor DC

tersebut, maka dilanjutkan dengan pembuatan konstruksi dan rangkaian

mikrokontroller.

Untuk memerintahkan motor menggerakkan panel ke arah intensitas

tertinggi dengan pedoman pada sensor cahaya yang dipasang pada panel surya

tersebut.

Sehingga dengan penggerak panel secara otomatis ini nantinya solar sel

mampu menghasilkan tegangan yang maksimal yang mana setelah diberi beban

AC ataupun DC akan diketahui intensitas, arus dan tegangannya melalui

komputer berupa grafik.

Intensitas,solar sel,gerak panel,tegangan DC-AC

vi

ABSTRAK

For using higher solar cell, with use the DC motor as otomatis system,

could be doping by computerize thing which build for solar cell high level. In

proccesing for energy conversed insiden solar cell, the intense of sight is very

impacted to output voltage. When the intense keeping on higher ,to output voltage

on that solar cell. For intensity more keep on higher, the solar cell, has to

directing to the sun, thets why the otomatis system made it.

For the proccesing made it ouput voltage on the solar sel is very impacted

for search DC motor, after that next to made a konstruction of solar cell panel.

The microcontroller use for move solar cell as otomatis system to the high intense,

with injfluence to the light sensor.

With use the motor DC as otomatis system, the solar sel can result to

maksimum output voltage, Direct Curent or Alternating Curent, and the graph of

intenze, voltage can you see on the computerize.

Intensity, solar cell, DC-AC,Voltage.

vii

KATA PENGANTAR

Bismillahhirrahmanirrahim

Segala pujian dan syukur hanya ditujukan kepada Allah SWT, yang telah

melimpahkan rahmat, nikmat, hidayah dan karunia-Nya, sehingga dengan seizin-

Nya penulis mampu menyelesaikan penulisan dan pembuatan Tugas Akhir ini

yang berjudul “Peningkatan kinerja solar sel laboratorium teknik energi dengan

menggunakan motor DC sebagai penggerak panel secara otomatis dengan sistem

komputerisasi”. Tugas akhir ini disusun dan dibuat untuk melengkapi persyaratan

memperoleh gelar Diploma III Politeknik Negeri Jakarta Jurusan Teknik Mesin

Program Studi Teknik Energi.

Sehubungan dengan penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Indra Silanegara, ST, MTI selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir

2. Tatun Hayatun Nufus, ST, MT selaku Dosen Energi Alternatif 3. Rekan kelompok tugas akhir penulis, yaitu : Januar Firmansyah, Iwan

Ruhiyana, dan Seldi Budiarta, serta rekan-rekan mahasiswa Politeknik

Negeri Jakarta Program Studi Teknik Energi, khususnya kelas 6 i.

Penulis mengharapkan apa yang telah disusun dalam penulisan ini dapat

berguna bagi penulis dan rekan-rekan mahasiswa pada umumnya. Penulis

menyadari masih ada kekurangan-kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini,

tentu saja saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat diharapkan agar

di lain waktu Tugas Akhir ini dapat dikembangkan secara lebih baik.

Depok, Agustus 2009

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................ i

Lembar Persetujuan .................................................................................... ii

Lembar Pengesahan ................................................................................ iii

Lembar Pernyataan Bebas Plagiasi.............................................................. iv

Abstrak ...................................................................................................... v

Kata Pengatar ............................................................................................ vii

Daftar Isi .................................................................................................... viii

Daftar Tabel .............................................................................................. x

Daftar Gambar ........................................................................................... xi

Daftar Lampiran ......................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 1 1.2 Permasalahan ................................................................................... 2 1.3 Pembatasan Masalah ....................................................................... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat ........................................................................ 2 1.5 Gambar 3 (tiga) Dimensi ................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Energi Surya ............................................................................................. 4

2.2 Radiasi Surya ................................................................................... 5 2.3 Sel Surya (solar sel) ......................................................................... 6

2.3.1 Prinsip Kerja Sel Surya Konvensional Silikon .................... 7 2.3.2 Pengaruh Suhu pada Sel Surya ............................................ 9 2.3.3 Pemasangan Sel Surya ......................................................... 9

2.4 Penyimpanan Arus Listrik ............................................................... 10 2.4.1 Pengisian Baterai .................................................................. 10 2.4.2 Cara-cara Pengisian Baterai ( Aki ) ..................................... 11 2.4.3 Alat Pengatur Energi Baterai ( BCR ) .................................. 14 2.4.4 Beban ................................................................................... 15

2.5 Motor DC ......................................................................................... 15 2.5.1 Prinsip Dasar Membangkitkan Tenaga Putaran .................. 17 2.5.2 Prinsip-prinsip dari Motor DC ............................................. 18 2.5.3 Hubungan Antara Tenaga Putaran dan Kecepatan .............. 18

2.6 LDR ................................................................................................. 20 2.7 Inverter ............................................................................................. 20

ix

2.8 Seperangkat Mikrokontroller ........................................................... 21

BAB III PERANCANGAN PRODUK

3.1 Perhitungan ...................................................................................... 22 3.1.1 Metode Pembuatan dan Ukuran per Bagian ....................... 22 3.1.2 Analisa Perhitungan Daya Motor ................................... 24 3.1.3 Spesifikasi Komponen ............................................... 25

3.2 Gambar per Bagian ....................................................................... 28

BAB IV REALISASI RANCANG BANGUN

4.1 Gambar Lengkap dan Spesifikasinya ............................................... 30 4.2 Jadwal Pelaksanaan ....................................................................... 32 4.3 Biaya ............................................................................................... 33

BAB V PENGUJIAN HASIL

5.1 Deskripsi Pengujian ....................................................................... 34 5.2 Prosedur Pengujian ....................................................................... 35 5.3 Data Hasil Pengujian dan Analisa ................................................... 37

BAB VI PENUTUP

6.1 KESIMPULAN ............................................................................. 50 6.2 SARAN .......................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 52

LAMPIRAN .............................................................................................. 53

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 5.1 Pengujian Daya DC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°). 37

Tabel 5.2 Pengujian Daya AC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°). 38

Tabel 5.3 Pengujian Daya DC Panel Mengarah pada Matahari 39

Tabel 5.4 Pengujian Daya AC Panel Mengarah pada Matahari 40

Tabel 5.5 Nilai Rata-rata pada semua Pengujian pada Beban DC 41

Tabel 5.6 Nilai Rata-rata pada semua Pengujian pada Beban AC 45

xi

DAFTAR GAMBAR

HALAMAN

2.1 Gambar 3 Dimensi PLTS 4

2.2 Standar Spektrum Radiasi Surya 5

2.3 Struktur Sel Surya Silikon pn-junction 7

2.4 Cara Kerja Sel Surya Silikon 7

2.5 Karakteristik Kurva I-V pada Sel Surya 8

2.6 Bagian-bagian Motor DC 15

2.7 Struktur Motor DC 18

2.8 Sirkuit Ekuivalen untuk Motor DC 18

2.9 Motor DC dengan Kecepatan Karakteristik 19

2.10 Inverter 20

2.11 Skema Mikrokontroller 21

5.1 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua Pengujian

Untuk Beban DC 41

5.2 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua Pengujian

untuk Beban AC 45

5.3 Perbandingan Tegangan pada Output Solar Sel terhadap Waktu

pada Kondisi Konstan dan Otomatis 47

5.3 Penurunan Tegangan terhadap Beban dan Waktu 48

xii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Skema Pemakaian Beban Langsung dari Solar Sel

2. Flowchart

3. Blok Diagram

4. Skema Charger AKI dan Suplay Arus Mikrokontroller

5. Data Sheet AVR 8535

6. Skematic AVR 8535

7. LDR

8. Gambar Asli (beban)

9. Gambar Asli (tampak samping)

10. Gambar Asli (tampak depan)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Solar sel (sel surya) merupakan suatu komponen elektronika yang terbuat

dari bahan semikonduktor berupa silikon atau germanium yang digunakan untuk

mengubah energi surya menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah DC.

Energi surya ini sangat potensial digunakan karena dapat diterima hampir di

seluruh permukaan bumi. Di samping itu energi surya merupakan alternatif bagi

cadangan sumber energi yang hampir habis dengan konsumsi energi yang

semakin besar.

Energi yang dihasilkan sel surya bergantung pada intensitas matahari

yang diterima oleh sel surya tersebut, semakin besar intensitas yang diterima oleh

sel surya maka semakin besar energi yang dihasilkan oleh sel surya tersebut,

begitu juga sebaliknya semakin kecil intensitas yang diterima oleh sel surya

tersebut maka semakin kecil energi yang dihasilkan.

Maka dari itu agar sel surya dapat menerima intensitas matahari dengan

maksimal, sel surya tersebut sebaiknya difokuskan ke arah intensitas matahari

yang tertinggi dengan menggerakkan panel surya dengan sistem kontrol.

Dengan memperhatikan hal di atas maka kami mencoba untuk

mengembangkan pemanfaatan energi ini melalui tugas akhir yang berjudul

“Peningkatan kinerja solar sel laboratorium teknik energi menggunakan motor DC

untuk menggerakkan panel surya secara otomatis dengan sistem komputerisasi”

dan sekaligus menerapkan ilmu teknik energi yang didapat untuk hal yang

bermanfaat dan memiliki maslahat yang tinggi untuk pengembangan ilmu

pengetahuan, masyarakat, bangsa dan negara.

2

1.2 Permasalahan

Dalam rancang bangun tugas akhir ini, permasalahan yang harus

diperhatikan adalah:

1. Bagaimana kinerja dari sel surya setelah diberi penggerak panel dengan

sebelum diberi penggerak panel dan faktor yang mempengaruhi tegangan

yang dihasilkan solar sel?

2. Komponen apa saja yang digunakan untuk meningkatkan kinerja dari solar

sel dan apa peranan komponen tersebut?

1.3 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada penulisan tugas akhir ini diprioritaskan pada:

1. Diprioritaskan pada bagaimana agar solar sel dapat bekerja secara

maksimal dan energinya dapat digunakan dalam bentuk beban DC maupun

beban AC.

2. Perbandingan kinerja dari solar sel setelah menggunakan penggerak motor

dengan tanpa menggunakan motor (posisi panel konstan 1800).

1.4 Tujuan dan Manfaat

Kegunaan alat ini adalah sebagai aplikasi atau perwujudan dalam bentuk

realisasi mata kuliah yang telah diterima oleh penulis. Rancangan bangun ini

bertujuan untuk :

1. Meningkatkan kinerja dari solar sel laboratorium teknik energi dengan

menggunakan motor DC sebagai penggerak panel surya.

2. Pemanfaatan sumber energi surya sebagai energi alternatif.

3. Untuk mengetahui perbandingan nilai tegangan keluaran dari solar sel

sebelum dan setelah menggunakan motor penggerak panel.

4. Sebagai sarana praktikum di Laboratorium Teknik Energi dan untuk

pengembangan program mata kuliah energi alternatif Politeknik Negeri

Jakarta.

3

1.5 Gambar 3 (tiga) Dimensi

Spesifikasi Rancang Bangun Panel Surya

Spesifikasi dari rancangan yang kami buat adalah sebagai berikut :

1. Kerangka tempat solar sel

2. Rumah - rumah LDR

3. Poros gear penggerak panel

4. Besi berbentuk pipa penyangga solar sel

5. Pondasi panel

1

2

3

4

5

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Cahaya matahari diserap oleh sel surya dan diubah menjadi energi listrik.

Energi listrik yang dihasilkan dapat disimpan kedalam baterai kering. Setelah

penuh, energi yang disimpan dikeluarkan kembali menjadi tegangan DC.

Kemudian tegangan DC tersebut dapat digunakan dalam beban DC dan dapat

dikonversikan menjadi tegangan AC 220 V oleh alat yang disebut “Inverter”.

Tegangan yang telah dihasilkan dapat digunakan langsung kebeban (Lampu).

Agar sel surya dapat menyerap sinar matahari dengan baik, maka digunakan

motor DC sebagai pengaturan pada sel surya dengan mengikuti ke mana arah

matahari bergerak.

Gambar 2.1. Gambar 3 Dimensi PLTS

2.1 Energi Surya

Energi surya adalah suatu radiasi yang terjadi karena reaksi fusi nuklir

pada inti matahari. Energi surya sampai ke bumi dalam bentuk paket-paket energi

yang disebut photon.

5

Dalam kaitannya dengan sel surya, perangkat yang mengkonversi radiasi

sinar matahari menjadi energi listrik, terdapat dua paramater dalam energi surya

yang paling penting : Pertama adalah intensitas radiasi, yaitu jumlah daya

matahari yang datang kepada permukaan per luas area, kedua adalah karakteristik

spektrum cahaya matahari. Intensitas radiasi matahari di luar atmosfer bumi

disebut konstanta surya, yaitu sebesar 1365 W/m2. Setelah disaring oleh atmosfer

bumi, beberapa spektrum cahaya hilang dan intensitas puncak radiasi menjadi

1000 W/m2. Nilai ini adalah tipikal intensitas radiasi pada keadaan permukaan

tegak lurus terhadap sinar matahari dan pada keadaan cerah. Sebagai contoh

apabila seseorang mengikuti pergerakan matahari dalam delapan jam, maka rata-

rata intensitas radiasi surya yang diterima per hari sekitar 1000 x (8/24) = 333

W/m2. Pada permukaan yang diam, nilai tipikal pada keadaan cerah yaitu antara

180 W/m2 sampai dengan 270 W/m2 [1].

Dengan melalui atmosfer bumi, radiasi surya diatenuasikan oleh berbagai

partikel diantaranya seperti : molekul udara, aerosol, partikel debu dan lain-lain.

Sehingga menghasilkan spektrum seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2

Gambar 2.2. Standar Spektrum Radiasi Surya [1].

2.2 Radiasi Surya

Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan

pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di

atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek (ultraviolet)

sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang

6

gelombang yang lebih panjang (infra merah). Selain pengurangan radiasi bumi

langsung (sorotan) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan

oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer.

Ada tiga macam cara radiasi matahari/surya hingga sampai ke permukaan

bumi yaitu :

a. Radiasi Langsung

Radiasi langsung adalah radiasi yang diterima langsung dari matahari

tanpa perubahan arah.

b. Radiasi Baur (Difuse) Radiasi ini merupakan radiasi matahari yang datang ke permukaan bumi

setelah terjadi perubahan arah.

c. Radiasi Global

Radiasi ini merupakan penjumlahan radiasi langsung dan radiasi

difuse[1].

2.3 Sel Surya (solar sel)

Sel surya adalah suatu alat yang mampu menyerap sinar matahari untuk

diubah menjadi energi listrik berupa tegangan DC. Sel surya umumnya terbuat

dari potongan silikon dan germanium karena kedua unsur ini dapat menyerap

photon dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel

surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang

terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan kutub negatif.

Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 Volt. Sel surya merupakan

elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fhotovoltage untuk

mengubah energi surya menjadi energi listrik.

Sel surya memiliki keunggulan di antaranya adalah tidak membutuhkan

bahan bakar kecuali intensitas matahari, mampu menghasilkan energi berupa

tegangan DC dan “umur“ penggunaannya relatif panjang.

Sel surya sangat efisien digunakan pada daerah terpencil, pedesaan

maupun perkotaan. Hal ini dikarenakan intensitas matahari dapat diterima di

sebagian besar wilayah Indonesia.

7

2.3.1 Prinsip Kerja Sel Surya Konvensional Silikon

Prinsip kerja sel surya silikon adalah berdasarkan konsep semikonduktor

p-n junction. Sel terdiri dari lapisan semikonduktor doping-n dan doping-p yang

membentuk p-n junction, lapisan antirefleksi, dan substrat logam sebagai tempat

mengalirnya arus dari lapisan tipe- n (elektron) dan tipe-p (hole).

Gambar 2.3. Struktur Sel Surya Silikon pn-junction

Semikonduktor tipe-n didapat dengan mendoping silikon dengan unsur

dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron valensi dibanding atom

sekitar. Pada sisi lain semikonduktor tipe-p didapat dengan doping oleh golongan

III sehingga elektron valensinya deficit satu dibanding atom sekitar. Ketika dua

tipe material tersebut mengalami kontak maka kelebihan elektron dari tipe-n

berdifusi pada tipe-p. Sehingga area doping-n akan bermuatan positif sedangkan

area doping-p akan bermuatan negatif. Medan elektrik yang terjadi antara

keduanya mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p. Pada

proses ini telah terbentuk p-n junction. Dengan menambahkan kontak logam pada

area-p dan area-n maka telah terbentuk dioda.

Gambar 2.4. Cara kerja Sel Surya Silikon.

8

Ketika junction disinari, photon yang mempunyai energi sama atau lebih

besar dari lebar pita energi akan menyebabkan eksitasi elektron dari pita valensi

ke pita konduksi dan akan meninggalkan hole pada pita valensi. Elektron dan hole

ini dapat bergerak dalam material sehingga menghasilkan pasangan elektron hole.

Apabila ditempatkan hambatan pada terminal sel surya, maka elektron dari area-n

akan kembali ke area-p sehingga menyebabkan perbedaan potensial sehingga arus

akan mengalir. Skema cara kerja sel surya silikon ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.5. Karakteristik Kurva I-V pada Sel Surya

Ketika sel dalam kondisi short circuit, arus maksimum atau arus short

circuit (ISC) dihasilkan, sedangkan pada kondisi open circuit tidak ada arus yang

dapat mengalir sehingga tegangannya maksimum disebut tegangan open-circuit

(VOC). Titik pada kurva I-V yang menghasilkan arus dan tegangan maksimum

disebut titik daya maksimum (MPP). Karakteristik penting lainnya dari sel surya

yaitu fill factor (FF), dengan persamaan :

�� .��

�.�� Atau ��

��

�.�� (2.1)

9

Dengan menggunakan fill factor maka maksimum daya dari sel surya didapat dari

persamaan :

PMAX = V OC .I SC .FF (2.2)

Sehingga efisiensi sel surya yang didefinisikan sebagai daya yang dihasilkan dari

sel (P max) dibagi dengan daya dari cahaya yang datang (PCahaya)

η ��

� �� (2.3)

Nilai efisiensi ini yang menjadi ukuran umum dalam menentukan kualitas

performansi suatu sel surya.

2.3.2 Pengaruh Suhu Pada Sel Surya

Sel surya pada kondisi normal dalam penggunaanya memiliki batasan

ukuran suhu ( rating ) yaitu antara -65°C hingga +125°C (-85°F hingga +257°F).

Yang dimaksud dengan kondisi normal disini adalah bila digunakan sebagaimana

mestinya, yaitu untuk kehidupan sehari-hari.

Sel surya masih dapat bertahan hingga suhu +250°C, untuk periode

penggunaan yang tidak lebih dari 30 menit dan sel surya masih mampu untuk

bertahan hingga suhu +300°C, untuk periode penggunaan kurang dari 20 menit.

Sel surya akan bekerja dengan baik pada suhu yang rendah yaitu mencapai

suhu -100°C (-148°F). Suhu dari sel surya sangat mempengaruhi kondisi kerja

atau nilai keluaran dari sel surya.

2.3.3 Pemasangan Sel Surya

Pada dasarnya hal utama yang harus selalu diperhatikan dalam

pemasangan sel surya adalah polaritas sel surya. Pada saat penginstalan sel surya

antara polaritas positif dengan polaritas negatif tidak boleh terbalik. Hal ini

dilakukan untuk menghindari terjadinya short circuit pada rangkaian.

Untuk mendapatkan hasil tegangan output yang maksimal dari sel surya,

maka harus dipasang atau diletakan ditempat yang cukup tinggi dan diruangan

atau ditempat yang terbuka serta tidak boleh ada sesuatu apapun yang

10

menghalangi jatuhnya sinar matahari secara langsung ke modul sel surya, baik itu

pohon ataupun jatuh bayangan benda yang tepat menghalangi modul sel surya.

Hal ini dilakukan untuk mencegah menurunnya nilai tegangan output yang

dihasilkan oleh sel surya.

2.4 Penyimpanan Arus Listrik

Setelah mendapatkan output dari solar sel yang berupa arus listrik dan

tegangan dapat langsung digunakan untuk beban yang dimanfaatkan, namun arus

dan tegangan yang dihasilkan tersebut tidak konstan sehingga tidak maksimal jika

secara langsung digunakan untuk beban (lampu dan motor). Tetapi arus listrik

tersebut dapat digunakan sebagai pengisian dengan cara disimpan ke dalam

baterai agar dapat dipergunakan pada saat yang diperlukan khususnya pada malam

hari sehingga dalam pemanfaatan energinya lebih efisien.

Apabila solar sel tersebut digunakan untuk penyimpanan ke baterai, maka

besarnya tegangan yang dihasilkan harus di atas spesifikasi baterai tersebut.

Misalnya baterai yang digunakan adalah 12 Volt, maka tegangan yang dihasilkan

solar sel harus di atas 12 Volt untuk dapat melakukan pengisian minimal 13,8

Volt.

Sebaiknya sebelum melaksanakan pengisian sebaiknya baterai dalam

keadaan kosong karena arus yang masuk akan dapat terisi dengan maksimal.

Satuan kapasitas suatu baterai adalah Ampere jam (Ah) dan biasanya karakteristik

ini terdapat pada label baterai. Misalnya suatu baterai dengan kapasitas 10 Ah

akan terisi penuh selama 10 jam dengan arus output solar sel sebesar 1 A.

2.4.1 Pengisian Baterai

Pengisian baterai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengisian secara

cepat dan pengisian secara lambat. Untuk itu perlu diperhatikan peringatan-

peringatan pada saat pengisian di antaranya sebagai berikut :

11

Peringatan dalam pengisian baterai :

1. Karena baterai mengeluarkan gas hidrogen yang mudah meledak,

maka hindarkan baterai dari sumber api atau percikan api.

2. Selama pengisian, jangan melepas kabel pengisi dari terminal ke

baterai dan matikan terlebih dahulu sekelar utama pengisi baterai

sebelum kabel dilepaskan.

3. Temperatur elektrolit jangan sampai melebihi 45℃. Bila batas nilai

ini terlebihi, maka kurangi arus atau segera hentikan proses

pengisian.

2.4.2 Cara-cara Pengisian Baterai ( Aki )

Pengisian baterai/aki secara umum dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :

1. Pengisian cepat

Pengisian cepat dipakai bila diperlukan pengisian baterai dengan waktu

yang singkat pada amper yang besar. Hal ini akan memperpendek umur baterai.

Bila waktu yang tersedia cukup, lebih baik menggunakan pengisian lambat.

a. Bersihkan terminal dari debu, karat, kotoran dengan amplas.

b. Lepaskan sumbat ventilasi.

c. Check elektrolit dan tambahkan seperlunya.

d. Tentukan arus dan lamanya pengisian yang diizinkan.

Pada umumnya alat pengisi mempunyai alat tes untuk menentukan arus

pengisian dan lamanya pengisian, karena itu ikutilah instruksi pada pengisian cara

cepat. Apabila tidak terdapat alat ukur pengisian, maka dapat digunakan metode

sebagai berikut :

Arus Pengisian yang Benar = �� ! "

#$%�&��'� �� ! "

12

Contoh perhitungan :

Kapasitas baterai = 65 Ah

Berat jenis hasil ukur pada 200℃ ( 680℉ ) = 1,18. Dari sini didapat

pengeluaran 40 % sehingga perlu pengisian 26 Ah ( 40% dari baterai berkapasitas

65 Ah ). Bila mana pengisian 30 menit ( 0,5 jam ), maka arus pengisian ( A ) yang

benar adalah :

26 Ah

1 . 0,5 � 16 A

Untuk melindungi baterai, arus pengisian maksimum tidak boleh melebihi

dari ½ kapasitas baterai. Contoh, arus pengisian maksimum baterai 65 Ah ialah

32,5 A atau kurang.

e. Setelah pengisian, ukur berat jenis elektrolit untuk memastikan

bahwa sudah sesuai standar.

f. Pasang sumbat ventilasi dan cuci kotak baterai untuk

membersihkan asam dan kotoran lainnya.

2. Pengisian lambat

Merupakan metode yang sangat dianjurkan dan lebih baik daripada

pengisian cepat karena mampu mengisi dengan amper yang rendah dengan

kondisi baterai terisi penuh atau pengisian yang benar-benar kosong. Prosedurnya

adalah sebagai berikut :

a. Syarat arus pengisian maksimum harus kurang dari 1/10 kapasitas baterai.

Contoh :


65 x 1/10 = 6,5 A atau kurang.

Lamanya pengisian secara lambat dapat dihitung dengan rumusan berikut :

Lamanya pengisian ( h ) = 2345676 289876:87 9;4<;=>8?84 � @ A "

@?>7 B;4<67684 � @ " x (1,25 s/d 1,5)

13

Contoh perhitungan :


Berat jenis = 1,16

Kondisi pengeluaran ialah kira-kira 50 % dari kapasitas baterai, karena itu baterai

membutuhkan pengisian

CD @A

C,D @ x (1,2 s/d 1,5) = 12 h s/d 15 h

b. Posisikan switch pengisian baterai ke posisi lambat ( bila

disediakan ).

c. Atur kembali switch control arus bila arus pengisian menjadi lebih

rendah.

d. Ketika baterai hampir terisi penuh, pengeluaran gas hidrogen

menjadi banyak. Bila tidak ada lagi kenaikan berat jenis atau

tegangan selama lebih dari satu jam, baterai telah terisi penuh.

Selain itu, terdapat pula beberapa cara lain yang digunakan untuk

melakukan pengisian baterai dan biasanya dipilih untuk kondisi-kondisi tertentu

saja sesuai kebutuhan, yaitu :

1. Pengisian dengan tegangan konstan

Pada saat pengisian dengan tegangan konstan ini, maka pada awal

proses pengisian baterai arus akan besar dan kemudian berangsur-

angsur akan turun.

2. Pengisian dengan arus konstan

Pada saat pengisian dengan arus konstan, hendaknya harus selalu

mengubah besaran tegangan sehingga didapatkan arus yang besar dan

nilainya konstan yang sesuai dengan karakteristik baterai.

3. Pengisian dengan arus dan tegangan konstan

Pengisian dengan cara ini umumnya dilakukan pertama kali dengan

memberikan konstanta dan setelah mencapai tegangan tertentu,

kemudian dilanjutkan dengan memberikan tegangan konstan. Cara

seperti ini umumnya dilakukan karena terbatasnya kemampuan

rectifier untuk mencatu beban.

14

2.4.3 Alat Pengatur Energi Baterai ( BCR )

Alat pengatur energi baterai atau Battery Charge Regulator (BCR)

digunakan untuk menjaga kesetimbangan energi pada baterai dengan mengatur

tegangan maksimal dan minimal dari baterai tersebut. Alat ini berfungsi sebagai

pengaman terhadap sistem, yaitu: proteksi terhadap pengisian berlebih (over

charged) pada baterai, proteksi pemakaian berlebihan (over discharged) oleh

beban, mencegah arus berbalik ke modul fhotovoltage, melindungi terjadinya

hubung-singkat pada beban listrik dan sebagai interkoneksi pada komponen–

komponen lainnya. Hal ini dilakukan untuk menjaga usia pakai dari sistem

fotovoltaik dan baterai itu sendiri. Untuk proteksi terjadinya arus balik kembali

dari baterai ke modul fhotovoltage biasanya dipasang dioda penghambat (blocking

diode) baik pada modul atau pada BCR itu sendiri.

BCR yang digunakan pada sistem fhotovoltage dapat dibagi menjadi dua

tipe yaitu tipe linier (hampir tidak pernah digunakan) dan tipe diskrit (on-off).

Dari kedua tipe tersebut, masing – masing tipe mempunyai dua jenis lagi yaitu

BCR dengan prinsip regulator shunt yang saklar pemutus elektronik antara baterai

dan modul fotovoltaiknya dipasang paralel dengan modul fhotovoltage dan BCR

dengan prinsip regulator seri dimana saklar pemutus elektronik antara baterai

dengan modul fhotovoltage dipasang seri dengan modul fhotovoltage.

Keuntungan dan kerugian dari masing-masing jenis BCR diatas adalah :

• BCR dengan prinsip regulator shunt mempunyai saklar pemutus elektronik

dengan karaktersitik arus dan tegangan maksimumnya harus lebih besar

dari arus hubung singkat dan tegangan terbuka modul fhotovoltage, selain

itu daya yang hilang pada saklar elektronik pada saat pengisian hampir

tidak ada.

• BCR dengan prinsip regulator seri mempunyai saklar pemutus elektronik

dengan karakteristik arus harus lebih besar dari arus maksimum pengisian.

Selain itu, ada disipasi daya di saklar elektronik pada saat pengisian dan

harganya lebih besar dari pada regulator shunt.

15

2.4.4 Beban

Beban yang digunakan harus dirancang dengan perhitungan yang

seimbang antara energi listrik yang dihasilkan dari modul fotovoltaik, rugi-rugi

sistem dan energi listrik yang dapat dimanfaatkan. Beban yang digunakan adalah

lampu hemat energi, motor DC dan kipas.

2.5 Motor DC

Motor DC terdiri dari dua bagian dasar stationary (sisi luar) porsi dari

mesin disebut stator. Rotating (di dalam) porsi dari mesin disebut rotor antara

stator dan rotor adalah celah udara (air gap). Rotornya terpasang pada batang baja

yang disebut poros (shaft).

Gambar 2.6 Bagian-bagian motor DC

Poros dihubungkan langsung dengan ke rotor .kecepatan putar dari mesin

dengan istilah “machine speed”, ”rotor speed” dan “shaft speed” adalah

synonymous. Setiap rotor dan stator terdiri dari tiga komponen

Komponen Rotor/Stator

1. Inti (core)

2. Belitan (winding)

3. Isolasi (insulation)

Air gap

Rotor

Shatf

16

Inti dari rotor atau stator adalah bahan ferromagnetic yang digunakan

untuk penghantar efektif medan magnit melalui belitan (kumparan). Arus belitan

adalah sumber dari medan magnit pada motor. Disini ada dua type arus belitan

dan tiga type belitan.

Arus Belitan

1. Arus Beban - suatu arus belitan dengan variasi beban

2. Arus Magnitisasi (exciting) - suatu arus belitan penyedia medan magnit

Type-type Belitan

1. Jangkar (Armature) - hanya membawa arus beban

2. Belitan Medan - hanya membawa arus magnitisasi

3. Belitan Primer - membawa kedua arus beban dan magnitisasi

Daya yang diperlukan dari suatu belitan medan relatif kecil dibandingkan

belitan yang harus membawa arus beban. Typical daya input untuk belitan medan

antara 0,5% sampai 2% dari rating daya mesin. Konduktor belitan adalah typical

tembaga atau alumunium dan bisa terdiri dari kumparan atau batang (heavy bars),

tergantung dari arus yang diperlukan.

Sistem isolasi dari mesin putar terdiri dari tiga komponen :

Komponen Isolasi

1. Isolasi penghantar – mengisolasi konduktor belitan, typical natural atau

synthetic varnish.

2. Isolasi kumparan (coil insulation) – mengisolasi belitan kumparan dari

penghantar inti, biasanya disebut tape.

3. Slot linier – untuk mesin dengan lokasi kumparan dalam slot.

17

Berikut informasi basic operasi sekitar typical mesin putar yang dilengkapi pada

name plate alat :

1. Device Type ( Induction Motor, DC Motor , etc)

2. Name of Manufacturer

3. Rated Voltages and Frequency

4. Rated Currents and VA

5. Rated Speed and Horse Power

2.5.1 Prinsip Dasar membangkitkan Tenaga Putaran

Motor DC berputar dengan gaya elektronik yang dibangkitkan melalui

interaksi listrik dan magnetik, di mana gaya elektronik ini memiliki arah yang

mengikuti kaidah aturan tangan kiri, ketika arus melewati konduksi atau

penghantar dengan membentuk sudut yang tepat dengan arah medan, konduktor

akan menerima gaya pada setiap sudut arus dan medan gaya magnet. Besarnya

gaya yang diterima konduktor didefinisikan sebagai F dan dirumuskan sebagai

berikut :

F = B I L

Di mana ;

B = Kepadatan Perubahan Magnetika [ Tesla ]

I = Arus [ Ampere ]

L = Panjang Efektif dari Konduktor [ Meter ]

Pada saat magnet dan satu gulungan kawat diposisikan sesuai dengan

gambar di bawah ini, maka sisi kiri dari gulungan akan menerima gaya BIL yang

cenderung naik sementara sisi kanan akan menerima gaya BIL yang cenderung

turun, jadi seluruh gulungan akan menghasilkan tenaga putaran yang melawan

bagian tengah gulungan.

Besarnya tenaga putaran disebut F dan dapat dirumuskan :

F = 2RBIL

Di mana : R = Jarak dari titik tengah konduktor ( meter )

18

2.5.2 Prinsip-prinsip dari Motor DC

Ketika medan ditetapkan sebagai N dan S, yang keduanya adalah magnet

permanen, arus yang lewat melalui brush dan komutator di dalam konduktor.

Kemudian tenaga putaran terjadi pada arah yang sama ditunjukkan tanda panah

mengikuti flaming’s left hand rule. Ketika motor berputar sekitar 90° arah arus

yang dibalik oleh komutator dan rotor berputar kembali.

Gambar. 2.7 Struktur Motor DC

2.5.3 Hubungan antara tenaga Putaran dan kecepatan

Sebuah motor DC dengan magnet permanen dapat digambarkan dengan

sirkuit ekuivalen sederhana seperti di bawah ini :

ωKEE =

Gambar 2.8 Sirkuit Ekuivalen untuk Motor DC

19

Ketika tegangan berhenti pada brush diabaikan, formula berikut untuk

tegangan didapat :

V = RaIa + KEω

Dimana :

Ra = Hambatan Armature

Ia = Arus Armature ( A )

Dengan demikian,

Ia = � H I 2J K "

L8

Maka tenaga putaran ( T ) adalah :

T = KT Ia

Melihat fakta di atas, hubungan antara tenaga putaran ( T ) dan kecepatan

perputaran ( N ) pada tegangan dengan berbagai ukuran yang diaplikasikan pada

motor dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.9 Motor DC dengan Kecepatan Karakteristik

Untuk menjaga kecepatan pada N secara konstan pada beban tenaga

putaran T1 atau T2, maka harus mengubah tegangan yang digunakan dari V1 dan

V2.

20

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa tenaga putaran menurun secara

vertikal ketika kecepatan bertambah, dengan kata lain beban tenaga putaran

menjadi lebih besar ketika beban lebih berat sehingga kecepatan motor berkurang.

Dengan demikian untuk mengontrol kecepatan agar konstan pada tenaga putaran

yang berubah-ubah secara tidak tetap, perlu mengubah tegangan yang dipakai. Ini

adalah prinsip dari kontrol kecepatan pada motor DC.

2.6 LDR (Light Dioda Resistor)

LDR adalah suatu komponen yang mempunyai perubahan resistansi

besarnya tergantung pada cahaya. Bilamana sebuah LDR dibawa dari suatu

ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap

sekali, maka resistansi pada LDR tidak akan segera berubah pada ruangan gelap

tersebut, tetapi ia akan mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang

waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan

nilai resistansi dalam waktu tertentu. Nilai ini ditulis dalam KΩ/detik.

Untuk LDR tipe arus, nilainya lebih besar dari 200 KΩ/detik ( selama 20

menit pertama mulai level cahaya 1000 Lux ). Kecepatan ini akan lebih tinggi

pada arah sebaliknya, yaitu dari tempat gelap ke tempat terang sekitar 300 lux,

akan membutuhkan waktu kurang dari 10 detik untuk mencapai nilai resistansi

yang sesuai dengan level cahaya 400 Lux.

2.7 Inverter

Pada sistem fotovoltaik, inverter berfungsi untuk merubah arus listrik

DC menjadi AC.

Gambar 2.10 Inverter

21

Bekerjanya inverter pada solar sel 20 Volt (nominal) atau AKI 12 Volt,

kinerjanya tergantung pada tegangan yang masuk pada inverter tersebut, jika

tegangannya melebihi batas mampu inverter (DC-AC) atau kurang dari batas

mampunya tersebut maka inverter bekerja tidak maksimal. Dalam penggunaan

solar sel 50 Watt dan AKI 12 Volt, maka inverter yang digunakan adalah inverter

12 Volt DC – 220 Volt AC yang mana batas kerja maksimal inverter tersebut

umumnya berkisar antara 12 Volt - 15 Volt. Ketika input satu tinggi, maka output

tinggi, oleh sebab itu input satu disebut non-inverting input atau masukan tak

membalik dan dalam skema rangkaian biasanya ditandai dengan tanda “ + “.

2.8 Separangkat mikrokontroller

Dalam penggerak panel surya ini digunakan IC ADC 8535 dengan input

sensor cahaya, tegangan dan arus dari solar sel. sehingga keluarannya berupa

perintah motor dengan indikasi pada sensor cahaya, melalui perintah program

maka motor bergerak kerah intensitas tertinggi, akibat pembacaan perbedaan

tegangan pada sensor cahaya. Dengan skema sebagai berikut :

Gambar 2.11. Skema Mikrokontroller

22

BAB III

PERANCANGAN PRODUK DAN PROSES

3.1 Perhitungan

Dalam hal ini kami melakukan perhitungan terhadap spesifikasi alat yang

pantas digunakan untuk menggerakkan panel secara otomatis dan penyimpanan

energinya yang berpedoman pada tegangan yang dikeluarkan oleh solar sel.

3.1.1 Metode pembuatan dan ukuran perbagian dari panel solar sel

Pada rancang bangun solar sel ini dibagi kedalam 3 bagian utama yaitu:

1. Konstruksi Bagian Atas

2. Konstruksi Tiang Penyangga

3. Konstruksi Bagian Bawah

Cara Pembuatan :

1. Konstruksi Bagian Atas ( dudukan solar sel )

Dalam proses rancang bangun ini konstruksi bagian atas merupakan alat yang

berfungsi sebagai tempat kedudukan solar sel yang dapat mengarahkan datangnya

sinar matahari yang memiliki intensitas tertinggi. Konstruksi ini dapat bergerak

sekitar -450 hingga +450.

Dimensi : Panjang 136 cm

Lebar 110,5 cm

Tinggi 5,5 cm

23

Maka luas dari dudukan tersebut adalah

Luas = panjang . lebar

Luas = 136 cm . 110,5 cm

Luas = 1502,8 cm

Material yang digunakan : Besi hollo uk. 3cm x 3cm dan Besi Siku uk. 3cm x 3cm

2. Konstruksi Tiang Penyangga

Untuk penentuan ukuran tiang penyangga ini dibuat dengan asumsi total seluruh konstruksi tidak terlalu melebihi tinggi ukuran tubuh orang dewasa. Untuk ruang gerak bebas dari kontruksi atas kami mengikuti tebal dari penyangga tersebut.


Tebal 4 mm

Material yang digunakan adalah Besi Pipa Ø 3 ½ "

3. Konstruksi Bawah

Penentuan panjang dari konstuksi ini dengan asumsi tidak kurang dari setengah panjang konstuksi atas dan dengan berat melebihi dari konstruksi atas agar konstruksi bawah mampu menahan beban dari panel tersebut.


Lebar 77 cm

Tinggi 5 cm

Material yang digunakan adalah Besi hollo uk. 5 cm x 5 cm

24

3.1.2 Analisa Perhitungan Daya Motor

Perlu diketahui bahwa lengan penggerak panel yang kami buat adalah ½

(setengah) lingkaran roda gigi yang besar dan menempel pada dudukan solar sel

dengan diameter terluar dari roda gigi tersebut adalah 248 mm (24,8 cm). Gaya

terbesar yang akan terjadi ditentukan sebesar 50 Kg sehingga torsi yang

dibutuhkan sebesar ?

Di mana :

Gaya terbesar 50 Kg diambil dari beban keseluruhan dari

Beban dudukan panel surya + beban dari solar sel

T = F . r

r = ½ . Diameter terluar roda gigi

r = ½ . 24,8 cm

r = 12,4 cm

maka,

T = 50 Kg . 12,4 cm

T = 620 ( Kg.cm)

Dengan demikian daya motor yang dibutuhkan adalah sebesar :

Dimana :

n = 50 rpm

P rencana = P panel

P panel = N O P 4

CQ

25

P panel = COQ . O P . DQ

CQ

P panel = 3246.312 (R< . ST

5;:6R)

P panel = 0,4328 ( HP)

Sehingga dapat dihitung daya motor

Daya motor = U8V8 ?;4S848

;WX676;476

Daya motor = 3,YZO[

Q.[D

Daya motor = 0.509 (HP)

Maka dari perhitungan yang didapat, maka digunakan motor yang memiliki daya

sebesar 1 (HP).

3.1.3 Spesifikasi komponen

a. Solar sel Merk : SOLARINDO TYPE : C x C Tegangan nominal : 14,8 V Arus nominal : 2,3 A Produksi : Indonesia Terdiri atas 3 panel surya yang terbuat dari bahan silikon dengan

spesifikasi masing-masing solar sel tersebut sama, jadi dalam

perangkaiannya solar sel dipasang secara paralel, agar tegangan

yang dihasilkan nantinya sama dan arus yang dihasilkan besar.

26

b. AKI kering

Jumlah : 1 pcs

Tegangan : 12 Volt

Arus : 3 Ampere

Dalam proses penyimpanan energi dari solar sel ini digunakan AKI

kering dengan tegangan 12 V dan arusnya sebesar 3 A.

Angka 18 V tersebut didapat setelah melakukan pengambilan data

di saat intensitas matahari cukup tinggi yaitu berkisar antara 500

W/m2 sampai dengan 700 W/m2.

Namun dalam proses recharger tegangan yang masuk ke dalam

AKI haruslah lebih besar daripada tegangan nominal AKI tersebut

yaitu :

Tegangan Input ( keluaran solar sel nominal ) : ± 18 V

Tegangan Aki : 12 V

Arus keluaran solar sel nominal : 6,9 A

Sementara dalam percobaan pengisian AKI kering, minimal tegangan yang

masuk sebesar 13,8 V sedangkan tegangan AKI 12 V.

c. Motor DC

Tegangan ( nominal ) : 18 V

Range volt : 12 V sampai dengan 24 V

Arus : 2,3 A

Produksi : Made in China

d. Inverter

Inverter merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah Tegangan DC ketegangan AC. Alat ini digunakan untuk pengujian beban AC

Jumlah : 2 pcs

1. Type : Power Inverter

Daya maksimal output : 300 Watt

27

Tegangan input : 10-15 volt DC

Tegangan output : 220 volt AC

Low baterai (nominal) : 10 - 11 volt

Low baterai shut down point (nominal) : 14 – 15 volt

2. Type : Fitting Inverter

Output : 9 – 20 watt

V input : 12 volt DC

V output : 220 volt AC

e. Beban

Beban DC

1. Motor DC 12 volt,2,3 amper : 1 pcs

2. Kipas DC 12 volt,0,15 amper : 4 pcs paralel

Beban AC

1. Lampu AC 8 Watt : 3 pcs paralel

2. Lampu 10 Watt : 1 pcs

f. Ampere meter

AC DC 5 A : 1 pcs

g. Volt meter

AC 220 V : 1 pcs

28

3.2 Gambar per bagian

30

BAB IV

REALISASI RANCANG BANGUN

4.1 Gambar Lengkap dan Spesifikasinya

32

4.2 Jadwal Pelaksanaan

Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan

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

1 Pengumpulan

data

2 Analisa Data

3 Analisa

Perhitungan

4 Pengajuan

Proposal

5 Perakitan

6 Uji Coba

7 Analisa Hasil

8 Pembuatan

Laporan

9 Ujian Tugas

akhir

Kegiatan / BulanMaret April Mei Juni Juli

No

33

4.3 Biaya

Tabel 4.3 Anggaran Biaya

No Uraian Biaya Satuan (Rp) Biaya Yang Diperlukan (Rp)

1 Besi Hollo 3 cm x 3 cm 1 Batang 135.000 135.000

2 Besi Hollo 5 cm x 5 cm 1 Batang 225.000 225.000

3 Besi Siku 3 cm x 3 cm 1 Batang 85.000 85.000

4 Besi Pipa Ø 3 ½ " 1 Batang 150.000 150.000

5 Plat 4 mm 30 Kg 12.000 360.000

6 Poros ST 60 5 Kg 8.000 40.000

7 Bearing 35 mm 2 Buah 10.000 20.000

8 Roda Trolly Ø 4" 4 Buah 35.000 140.000

9 Gear Transmisi

› 35 mm 1 Buah 15.000 15.000

› 60 mm & 90 mm 1 Buah 50.000 50.000

› 180 mm 1 Buah 60.000 60.000

10 Mur & Baut

› M14 16 Buah 1.500 24.000

› M12 8 Buah 1.200 9.600

11 Motor DC 18 Volt 1 Unit 250.000 250.000

12 Lampu 8 watt AC 4 unit 10.000 40.000

13 Accu 12 Volt 1 Unit 200.000 200.000

14 Lampu AC 15 Watt 4 Buah 7.500 30.000

15 Inverter 1 Unit 200.000 200.000

16 Kabel Listrik 8 meter 1.500 12.000

17 Mikrocontroller 1 Unit 2.000.000 2.000.000

18 Panel Solar Sel 3 Unit

19 Gear Box 1 Unit

20 Dan lain-lain 100.000

Unit

4.145.600 JUMLAH

34

BAB V

PENGUJIAN HASIL

5.1 Deskripsi Pengujian

Dalam pengujian rancang bangun ini bertujuan untuk membandingkan dan

menganalisa antara tegangan yang dihasilkan solar sel dalam posisi tetap

(konstan) 180° dengan posisi panel bergerak ke arah matahari.

Data yang penulis ambil selama 7 jam tiap satu kali pengambilan data

dengan rata-rata intensitas 500 W/m2 - 600 W/m2, data diambil setiap 15 menit

sekali, bertujuan untuk :

1. Mengukur tegangan keluaran solar sel secara posisi konstan dan

bergerak ke arah matahari.

2. Mengukur tegangan keluaran inverter sebelum diberi beban dan

sesudah diberi beban.

3. Mengukur arus keluaran solar sel terhadap beban AC, beban DC

dan gabungan.

4. Mengamati kinerja beban AC maupun DC melalui indikasi pada

lampu hemat energi dan kipas.

5. Mengamati faktor cuaca terhadap tegangan keluaran solar sel dan

kinerja beban.

6. Mengamati grafik intensitas, tegangan dan arus yang di keluarkan

solar sel dari display komputer.

Adapun target dari pengujian ini adalah untuk membuktikan bahwa

dengan diberikannya penggerak panel maka tegangan dan arus yang dikeluarkan

dari solar sel tersebut lebih baik dibandingkan dengan panel konstan.

35

5.2 Prosedur Pengujian

Gambar 2.11 Rangkaian solar sel pengujian beban langsung dari solar sel

Prosedur dari pengujian alat ini adalah :

1. Mempersiapkan peralatan untuk memperoleh data dari panel konstan dan bergerak.

Adapun peralatan yang dipersiapkan adalah

a. Solar sel yang dirangkai secara paralel pada panel surya

b. Ampere meter AC dan DC

c. Volt meter AC dan DC

d. PC

e. Beban AC ( lampu hemat energi 8 Watt sebanyak 3 pcs

dan 10 Watt sebanyak 1 pcs )

f. Beban DC ( Kipas 12 V 1,5 A sebanyak 4 pcs )

g. Inverter ( inverter 300 Watt dan inverter fitting )

h. Multi tester

i. Solari meter

36

2. Merangkai solar sel secara paralel.

3. Merangkai beban DC secara paralel ( kipas sebanyak 3 pcs dan

inverter sebanyak 2 pcs ).

4. Merangkai beban AC secara paralel.

5. Melakukan pengujian dimulai pada jam 0 9.00 WIB – 16.00 WIB.

Data diambil setiap 15 menit.

6. Mencatat data yang dibutuhkan, arus dan tegangan DC, arus dan

tegangan AC, mengamati beban DC dan beban AC, mencatat

perubahan tegangan setelah diberi beban DC ataupun AC.

7. Mempersiapkan peralatan untuk memperoleh data panel bergerak.

8. Memasang komponen mikrokontroller pada panel surya.

9. Menentukan letak sensor cahaya untuk pembacaan grafik

intensitas.

10. Pengambilan data secara komputerisasi.

11. Mengamati grafik intensitas, tegangan dan arus keluaran solar sel.

12. Melakukan penganalisaan data antara posisi panel konstan 180°

dengan posisi bergerak dengan bantuan motor DC.

37

5.3 Data Hasil Pengujian dan Analisa

Tabel 5.1 Pengujian Daya DC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°)

Tanggal 11 Agustus 2009, Depok.

Intensitas rata-rata dalam sehari: 500 W/m2 – 600 W/m2

Cerah Berawan Cepat Sedang Lambat

1 √ 09.00 16 0,73 12 √

2 √ 09.15 13 0,5 9 √

3 √ 09.30 15 0,73 11 √

4 √ 09.45 17 0,9 13 √

5 √ 10.00 16 0,75 13 √

6 √ 10.15 17 0,9 14 √

7 √ 10.30 18 1,3 15 √

8 √ 10.45 18 1 14 √

9 √ 11.00 17 1 14 √

10 √ 11.15 18 1,25 15 √

11 √ 11.30 18 1,3 16 √

12 √ 11.45 19 1,45 17 √

13 √ 12.00 19 1,65 18 √

14 √ 12.15 19 1,6 19 √

15 √ 12.30 18 1,55 18 √

16 √ 12.45 19 1,4 17 √

17 √ 13.00 18 1,2 15 √

18 √ 13.15 19 1,3 16 √

19 √ 13.30 18 1,35 15 √

20 √ 13.45 18 1 14 √

21 √ 14.00 18 1,2 13 √

22 √ 14.15 18 1,2 13 √

23 √ 14.30 16 0,75 13 √

24 √ 14.45 17 1 14 √

25 √ 15.00 15 0,7 12 √

26 √ 15.15 14 0,65 11 √

27 √ 15.30 14 0,5 9 √

28 √ 15.45 14 0,45 9 √

29 √ 16.00 13 0,4 9 √

30 √ 16.15 11 0,36 8 √

No

Keterangan

Kipas DCJam V [Volt] I [Amp]Turun

Tegangan

Kondisi Matahari

38

Tabel 5.2 Pengujian Daya AC secara Diam Penuh (Posisi Panel 180°)

Tanggal 11 Agustus 2009, Depok.


Cerah Berawan Terang Redup Kedip

1 √ 09.00 190 1,5 175 √

2 √ 09.15 140 0,5 125 √

3 √ 09.30 160 0.7 140 √

4 √ 09.45 180 0,75 160 √

5 √ 10.00 180 0,75 155 √

6 √ 10.15 180 0,75 155 √

7 √ 10.30 200 1,4 180 √

8 √ 10.45 200 1,45 180 √

9 √ 11.00 200 1,5 180 √

10 √ 11.15 200 1,5 175 √

11 √ 11.30 200 1,5 180 √

12 √ 11.45 200 1,45 180 √

13 √ 12.00 210 1,6 190 √

14 √ 12.15 210 1,6 185 √

15 √ 12.30 220 1,45 210 √

16 √ 12.45 220 1,45 210 √

17 √ 13.00 200 1,5 180 √

18 √ 13.15 200 0,8 175 √

19 √ 13.30 200 0,8 175 √

20 √ 13.45 200 0,8 175 √

21 √ 14.00 180 0,65 160 √

22 √ 14.15 190 0,7 165 √

23 √ 14.30 120 0,35 100 √

24 √ 14.45 120 0,34 100 √

25 √ 15.00 140 0,44 110 √

26 √ 15.15 120 0,36 100 √

27 √ 15.30 110 0,3 100 √

28 √ 15.45 100 0,29 90 √

29 √ 16.00 100 0,28 80 √

30 √ 16.15 110 0,27 90 √

No

Keterangan

Lampu ACJam V [Volt] I [Amp]Turun

Tegangan

Kondisi

Matahari

39

Tabel 5.3 Pengujian Daya DC dengan Panel Mengarah pada Matahari

Tanggal 12 Agustus 2009, Depok


Cerah Berawan Cepat Sedang Lambat

1 √ 09.00 19 1,35 17 √

2 √ 09.15 20 1,5 18 √

3 √ 09.30 18 1,25 16 √

4 √ 09.45 13 0,75 9 √

5 √ 10.00 18 1,23 17 √

6 √ 10.15 18 1,3 16 √

7 √ 10.30 17 1,2 16 √

8 √ 10.45 18 1,3 16 √

9 √ 11.00 18 1,25 17 √

10 √ 11.15 18 1,25 17 √

11 √ 11.30 19 1,4 18 √

12 √ 11.45 19 1,55 18 √

13 √ 12.00 20 1,6 19 √

14 √ 12.15 20 1,97 20 √

15 √ 12.30 20 1,95 19 √

16 √ 12.45 18 1,25 17 √

17 √ 13.00 18 1,25 16 √

18 √ 13.15 18 1,25 16 √

19 √ 13.30 17 1,25 15 √

20 √ 13.45 18 1,35 16 √

21 √ 14.00 15 0,8 10 √

22 √ 14.15 15 0,8 10 √

23 √ 14.30 17 1,15 14 √

24 √ 14.45 18 1,2 15 √

25 √ 15.00 16 0,9 11 √

26 √ 15.15 18 1,15 15 √

27 √ 15.30 15 0,85 10 √

28 √ 15.45 14 0,85 9 √

29 √ 16.00 14 0,7 8 √

30 √ 16.15 13 0,9 9 √

No

Keterangan

Kipas DCJam V [Volt] I [Amp]Turun

Tegangan

Kondisi Matahari

40

Tabel 5.4 Pengujian Daya AC dengan Panel Mengarah pada Matahari

Tanggal 12 Agustus 2009, Depok


Cerah Berawan Terang Redup Kedip

1 √ 09.00 220 1,6 210 √

2 √ 09.15 200 1,35 180 √

3 √ 09.30 220 1,82 220 √

4 √ 09.45 200 1 170 √

5 √ 10.00 200 1,4 190 √

6 √ 10.15 200 1,36 190 √

7 √ 10.30 220 1,6 210 √

8 √ 10.45 220 1,6 210 √

9 √ 11.00 220 1,8 220 √

10 √ 11.15 220 1,65 210 √

11 √ 11.30 220 1,55 210 √

12 √ 11.45 220 1,6 210 √

13 √ 12.00 220 1,83 220 √

14 √ 12.15 220 1,85 220 √

15 √ 12.30 220 1,85 220 √

16 √ 12.45 220 1,6 210 √

17 √ 13.00 210 1,5 200 √

18 √ 13.15 210 1,5 200 √

19 √ 13.30 200 1,4 190 √

20 √ √ 13.45 200 1,35 180 √

21 √ 14.00 200 1,35 190 √

22 √ 14.15 210 1,5 200 √

23 √ 14.30 220 1,65 210 √

24 √ 14.45 210 1,5 200 √

25 √ 15.00 190 1 175 √

26 √ 15.15 200 1,3 185 √

27 √ √ 15.30 200 1,2 175 √

28 √ 15.45 180 0,8 160 √

29 √ 16.00 180 0,9 160 √

30 √ 16.15 170 0,75 160 √

No

Keterangan

Lampu ACJam V [Volt] I [Amp]Turun

Tegangan

Kondisi Matahari

Tabel 5.5 Nilai Rata

beban DC

No Cara Pengujian

1 Diam Penuh

2 Panel bergerak kearah

matahari

Diagram 5.1 Nilai Rata

Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (

Tegangan DC panel bergerak) didapat nilai rata

Pada panel konstan diam penuh 180

Tegangan rata-rata

Arus rata-rata

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1816,7 17,36

Tabel 5.5 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada semua pengujian

Cara Pengujian Nilai Rata-rata

Tegangan Arus

16,7 1,1

Panel bergerak kearah 17,36 1,39

Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban DC

Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (

panel bergerak) didapat nilai rata-rata sebagai berikut :

ada panel konstan diam penuh 180°°°°

= 16,26 V

= 0,93 A

1,19

17,36

1,39

Diam Penuh

Panel bergerak kearah

matahari

41

semua pengujian untuk

rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban DC

Dari tabel 5.1 ( Pengujian Tegangan DC panel konstan ) dan tabel 5.3 (Pengujian

rata sebagai berikut :

Panel bergerak kearah

42

Dengan perhitungan :

Kipas DC = 12 volt, 0,5 ampere 4 pcs = 20 watt

Inverter = 12 volt, 1 ampere 2 pcs = 24 watt

Total beban DC = 44 watt

V = 16,26 Volt, dan I = 0,93 ampere

Maka,

P = V . I

= 16,26 Volt x 0,93 Ampere

= 15,12 Watt

Luas 1 panel surya = 102,8 cm x 40,7 cm

= 4183,96 cm2

= 0,4184 m2

Luas 3 panel surya = 0,4184 m2 x 3 panel surya

= 1,2552 m2

P in = Intensitas x Luas 3 Panel surya

= 500 W/m2 x 1,2552 m2

= 627,6 Watt

43

Sehingga,

Effisiensi 100%Pout

Pin= ×

= \D,\O

CO],C x 100 %

= 2,4 %

Panel bergerak kearah matahari

Tegangan rata-rata = 17,5 V

Arus rata-rata = 1,28 A

Perhitungan efisiensi Panel Konstan dengan hambatan 44 watt DC.

Dengan perhitungan :

Lampu Hemat Energi dengan range tegangan 160 volt – 260 volt

- Lampu 8 Watt 3 pcs = 24 Watt

- Lampu 11 Watt 1 pcs = 11 Watt

Daya total beban AC = 35 Watt

Maka,

P = V . I

= 17,5 Volt x 1,28 Ampere

= 22,4 Watt

44

Luas 1 panel surya = 102,8 cm x 40,7 cm

= 4183,96 cm2

= 0,4184 m2

Luas 3 panel surya = 0,4184 m2 x 3 panel surya

= 1,2552 m2

P in = Intensitas x Luas 3 Panel surya

= 500 W/m2 x 1,2552 m2

= 627,6 Watt

Sehingga,

Efisiensi 100%Pout

Pin= ×

= OO,Y

CO],C x 100 %

= 3,57 %

Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa kinerja solar sel setelah

diberi penggerak ke arah matahari lebih baik dibandingkan dengan kinerja solar

sel saat posisi konstan/diam. Dapat dilihat pada perhitungan efisiensi solar sel

dengan data hasil pengujian yang penulis lakukan :

Efisiensi posisi diam = 2,4 %

Efisiensi panel bergerak = 3,57 %

Tabel 5.6 Nilai Rata

Beban AC setelah diberi Inverter

No Cara Pengujian

1 Diam Penuh

2 Panel bergerak kearah matahari

Diagram 5.2 Nilai Rata

Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini

300 Watt, untuk memband

semua tegangan dan arus pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti

gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata

dibandingkan pada posisi diam penuh 180

secara otomatis mampu menghasilkan intensitas tertinggi pada saat proses

konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari di setiap terjadi

pergerakkan matahari.

V = I .

V = Tegangan

I = Arus

0

50

100

150

200

250

Diam Penuh

160

Tabel 5.6 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian

Beban AC setelah diberi Inverter

Cara Pengujian Nilai Rata-rata

Tegangan Arus

160 0,8

Panel bergerak kearah matahari 207 1,44

Diagram 5.2 Nilai Rata-rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban AC

Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini penulis menggunakan inverter

att, untuk membandingkan arus dan tegangannya penulis


gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata

dibandingkan pada posisi diam penuh 180° dan manual, hal ini disebabkan panel




R

= Tegangan [Volt]

= Arus [Ampere]

Diam Penuh Panel bergerak

kearah matahari

160

208

0,8 1.44

45

rus pada Semua Pengujian untuk

rata Tegangan dan Arus pada Semua Pengujian beban AC

menggunakan inverter

dan tegangannya penulis merata-ratakan


gambar diagram 5.1 bahwa secara otomatis itu lebih tinggi tegangan rata-ratanya

disebabkan panel



Tegangan

Arus

46

Berdasarkan rumus di atas dapat diambil kesimpulan bahwa :

Jika R ( Resistansi/hambatan ) konstan

Maka I berbanding lurus dengan V.

Dapat kita bandingkan pada diagram 5.2 bahwa dengan hambatan yang sama

panel konstan mempunyai tegangan rata-rata dalam sekali pengujian adalah 160 V

dengan arus 0,8 A lebih kecil dari pada panel bergerak dengan tegangan 207 V

dan arus 1,44 A.

Dengan semakin kecilnya tegangan (posisi konstan) dan nilai beban yang sama

maka semakin kecil juga arusnya, begitu juga sebaliknya semakin besar tegangan

(posisi bergerak ke arah matahari) dan nilai beban yang sama, maka semakin

besar juga arusnya.

Dari pengujian beban AC yang mana dalam hal ini menggunakan inverter 300

Watt, maka untuk membandingkannya nilai tegangan dan arus dirata-ratakan

semua pada setiap pengujian dan didapat diagram seperti pada gambar diagram

5.1 bahwa dengan cara panel mengarah ke matahari tegangan rata-ratanya lebih

tinggi dibandingkan pada posisi diam penuh 180°, hal ini disebabkan karena panel


konversi energinya dan panel mampu mengarah pada matahari mengikuti


47

Penurunan Tegangan pada Beban DC

Perbandingan Tegangan panel posisi konstan dengan bergerak berdasarkan waktu

Line 1 : DC konstan

Line 2 : DC Manual

Graph Limited School Edition8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Waktu (Jam)

V (Volt)

Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa penurunan tegangan terjadi di

sore hari namun pada pukul 09.00 – 11.00 tegangan bisa dikatakan konstan, hal

ini disebabkan karena intensitas yang diterima matahari belum ditutupi polutan.

Pada pukul 11.00 - 14.00 tegangan tidak stabil terjadi naik turunnya

tegangan. Hal ini disebabkan pada waktu itu sudah mulai terjadi polutan,

pencemaran udara, yang mana polutan, asap kendaraan, pabrik sudah mulai naik

sehingga intensitas yang diterima bumi tidak stabil, pada waktu tertentu

intensitasnya besar tegangannya tidak besar hal ini dikarenakan proses naiknya

polutan ke atmosfer.

Pada pukul 14.00 WIB - 16.00 WIB tegangan yang dihasilkan solar sel

makin menurun di tiap waktunya, hal ini dikarenakan atmosfer bumi dalam

keadaan kotor karena polusi udara menghalangi intensitas matahari sampai ke

bumi.

48

Penurunan Tegangan pada Beban AC

Grafik 5.4 Perbandingan Tegangan terhadap Waktu pada Kondisi Konstan dan

Otomatis

Dari grafik 5.4 dapat dilihat bahwasanya tegangan yang dihasilkan secara

penggerakan panel secara otomatis lebih baik daripada posisi panel konstan

menghadap sudut 180 °. Hal ini disebabkan panel surya mampu mengikuti arah

intensitas tertinggi yang dalam hal ini matahari, namun penurunan tegangan pada

kedua pengujian terjadi pada sore hari pukul 13.00 WIB - 16.00 WIB. Hal ini

disebabkan karena faktor cuaca dan atmosfer telah ditutupi polutan yang berasal

dari bumi, sehingga intensitas yang diterima bumi menjadi terhalang oleh polutan

yang mengakibatkan solar sel bekerja tidak maksimal.

0

50

100

150

200

250 Tegangan

Turun Tegangan

Grafik 5.3 Penurunan Tegangan pada Sumber AC dengan Beban AC

Waktu [Jam]

Te

ga

ng

an

[V

olt

]

49

Pembahasan kondisi cuaca dan tegangan terhadap beban

Dalam percobaan ini digunakan beban kipas dan inverter untuk beban DC dan

lampu untuk beban AC dengan indikasi kipas (lambat, sedang dan cepat) dan

indikasi lampu (kedap-kedip, redup dan terang).

Ini menandakan bahwa ketika terjadi penutupan matahari oleh awan maka

intensitas yang diterima solar sel akan terhalang sehingga tegangan keluaran dari

solar sel kecil dan mengakibatkan kinerja beban berkurang ditandai dengan kipas

yang bekerja secara pelan, lampu yang nyalanya kedap-kedip, maka dari itulah

kondisi awan sangat perlu diperhatikan dalam percobaan ini, agar dapat

mengetahui bahwa intensitas yang masuk ke solar sel sangat berpengaruh

terhadap tegangan keluaran solar sel.

50

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

1. Untuk meningkatkan kinerja dari solar sel tersebut, maka dibutuhkan panel

penggerak agar intensitas yang diterima solar sel tersebut maksimal dari

waktu ke waktunya dan cahaya matahari sangat mempengaruhi sensor.

2. Dalam pengujian yang dilakukan, panel surya laboratorium teknik energi

mampu menghasilkan tegangan per harinya 17 V - 18 V dengan panel

surya 50 Watt, arus 2,3 A dan tegangan nominal 14,3 V DC yang terdiri

dari 3 unit panel surya yang dipasang secara paralel.

3. Sedangkan pada kondisi konstan panel surya hanya mampu menghasilkan

tegangan rata-rata per harinya antara 15 V sampai dengan 16 V.

4. Pada proses konversi energi pada solar sel cuaca, kondisi matahari cukup

berpengaruh pada tegangan keluaran solar sel, karena jika intensitas yang

diradiasikan oleh matahari ke bumi terhalang oleh polutan, asap dari

kendaraan bermotor dan asap pabrik, maka tegangan yang dihasilkan oleh

solar sel akan berkurang.

5. Dalam karakteristik dari solar sel energi yang dihasilkan dari solar sel pada

pagi hari pukul 09.00 – 11.00 tegangan yang dihasilkan cukup konstan,

pada pukul 12.00 – 14.00 tidak stabil, pukul 14.00 – 16.00 tegangan yang

dihasilkan menurun dari waktu ke waktunya.

6. Pada pemakaian beban DC ataupun AC pada Inverter, kinerja beban

tergantung pada tegangan yang dihasilkan oleh solar sel dan pemakaian

beban itu sendiri.

7. Efisiensi yang didapat oleh panel surya yang mengarah pada matahari

meningkat dibandingkan dengan panel pada kondisi diam.

51

6.2 Saran

1. Penggerak panel dalam geraknya sangat berpengaruh pada intensitas yang

diterima oleh sensor tersebut, maka dari itu perlu ditambahkan lagi 3 unit

sensor cahaya, agar tegangan yang diterima sensor lebih mudah terbaca

oleh microcontroller.

2. Agar panel mampu menangkap intensitas akibat pantulan radiasi secara

baur maka hendaknya diberi penggerak ke semua arah, yaitu : timur, barat,

utara dan selatan.

3. Pada sistem mekanik ( pergerakan panel surya mengarah ke matahari )

harus dibuat lebih lambat agar nilai intensitas yang didapat lebih tepat.

Dalam hal ini mengganti sistem mekanik gear dan rantai dengan

menggunakan sistem hidrolik.

4. Karena dalam praktikum untuk membuktikan karakteristik solar sel

dengan intensitas matahari harus dipertahankan agar tetap konstan, maka

perlu adanya perintah/kontrol untuk menggerakkan panel pada intensitas

yang di inginkan.

5. Karena dalam era globalisasi sekarang ini sudah semakin hybrid, maka

perlu diadakannya penelitian penggabungan antara solar sel dengan

pembangkit tenaga angin.

6. Selain dengan menambahkan sensor cahaya untuk meningkatkan efisiensi

dari solar sel, perlu juga dengan menambahkan pembersih solar sel dengan

sistem otomatis. Agar partikel-partikel seperti debu dapat hilang dan agar

tidak menghalangi proses kinerja dari solar sel tersebut.

7. Penyebab utama dari LDR tidak bekerja maksimal karena pengaruh panas,

maka perlu penambahan kipas dan silikon untuk pendinginan LDR.

52

DAFTAR PUSTAKA

1. Deni Almanda, 2005. Prospek PLTS di Indonesia, Energi Indonesia

(Artikel-artikel Populer), Fisika LIPI, Jakarta.

2. Prof. Wiranto Arismunandar, 1995. Teknologi Rekayasa Surya, Cetakan

Pertama, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

3. J.A. Duffie and W.A. Beckman, 1980. Solar Engineeringof Thermal Processes, Second Edition, Wiley Interscience Publication, New York. [ serial Online ] 2000-maret ; URL : http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm accesed mei 20,2009.

4. Sp. Sukhatme, 1990. Solar Energy (Principle of Thermal Collection and Storage ), Tata Mc. Graw Hill Publishing Company Limited, New Delhi. [serial Online] 2006 –juni ; URL :http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell accesed juni 25, 2009.

5. Golsborough, Paul F. Microcomputer interfacing with the 8535 AVR chip. New delhi : Mc Graw- Hill.

6. Parangtopo, H. Poesposoetjipto, A.G Harsono. 1982. Review and Analysis

of the Global and Difuse Solar Radiation in Jakarta, Indonesia. Jakarta : UI.

7. Tim Fisika energi. 1990. Diktat Kuliah Energi 1 Fisika Unpad. Bandung: Jurusan Fisika Energi Unpad.

8. Overstaeten, RJ Van and RP Mertens. 1986. Physics, Teknology and use of Photovoltaics. England: Adam Hilger LTD.

9. Solarex Corp. Penuntun ke Teknik Listrik Tenaga Surya . Jakarta : PT Dwi Karya.

53

Lampiran

Gambar 2.11 Skema Pemakian Beban Langsung dari Solar Sel

54

2.12 Flowchart

ya

A

if ADC1

>ADC2dan3Motor putar arah

timur

Motor matiif ADC2

>ADC1dan3

Motor putar arah

barat

if ADC3

>ADC1dan2

ya

ya

ya

ya

ya

ya

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

C

C

C

B

if

V<10

Charger Off

Charger On

ya

ya

Tidak

Tidak

ya

ya

A

C

Jika sensor

Arus=1

ya

Tidak

Transfer Data

Ke ADC 4,5

Tampilkan data

ADC 4,5 pada VBB

ya

START

INISIALISASI

Jika sensor

LDR=1

Transfer Data

Ke ADC 1,2,3

ya

Tidak

ya

Jika sensor

Arus=1

Tidak

ya Transfer Data

Ke ADC 4,5

AyaTampilkan data

ADC 2, pada VB

Tampilkan data

ADC 4,5 pada VBB

ya

Catu daya =0End

ya

ya

Tidak

Tidak

if

V>13

Ket :

ADC 1 = LDR Timur

ADC 2 = LDR Atas

ADC 3 = LDR Barat

ADC 4 = Volt

ADC 5 = Arus

55

2.13 Blok Diagram

56

Gambar 2.14 Skema Supply Tegangan dan Arus pada Mikrokontroller

57

DATTA SSHEEEETT

AVR-P40-USB-8535 AVR MICROCONTROLLER PROTOTYPE BOARD WITH USB, JTAG and STKxx COMPATIBLE 10 PIN ICSP

Gambar 2.15 AVR-P40-USB-8535

FEATURES

• Supports all devices which are pin to pin compatible with AT90S8535 AVR microcontrollers

• ICSP 5x2 pin connector for in-circuit programming with AVR-PG1 or AVR-PG2

• JTAG port 5x2 for in-circuit debugging/programming with AVR-JTAG and AVR-JTAG-USB (ATJTAGICE)

• USB to RS232 FT232 converter • I2C EEPROM socket • Takes power from USB no need for external adapter • Power supply filtering capacitors • Quartz crystall oscilator circuit 8Mhz • Reset IC ZM33064 • Reset button • General purpose push button • Status LED connected to PB0 via removable jumper • DIL40 microcontroller socket • Extension pin headers for each uC pin • Four mounting holes 3.3 mm (0.13") • Grid 100 mils • GND bus • Vcc bus • FR-4, 1.5 mm (0,062"), green soldermask, white silkscreen component

print • Dimensions 100 mm x 80 mm (3.9 x 3.15")

58

Gambar 2.16 Skematic AVR 8535

59

Gambar 2.17 LDR

60

Gambar Asli ( beban )

61

Gambar Asli ( tampak samping)

62

Gambar Asli (tampak depan)

SOLAR SEL Berbasis Mikrokontroller, inverter dc to ac

Documents

Transcript of SOLAR SEL Berbasis Mikrokontroller, inverter dc to ac