rancang bangun alat pembersih debu panel surya (solar cell)

1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan

RANCANG BANGUN ALAT PEMBERSIH DEBU PANEL SURYA (SOLAR CELL)

SECARA OTOMATIS

Oleh:

Eko Prasetyo Wibowo¹), Didik Notosudjono²), Dimas Bangun Fiddiansyah ³)

ABSTRAK

Faktor-faktor yang mempengaruhi optimal kinerja dari suatu panel surya adalah pengaruh suhu,

shadding effect, dan bahan pembuat sel surya itu sendiri. Salah satu contohnya adalah apabila

cover glass yang merupakan lapisan terluar dari suatu panel surya tertutupi oleh debu atau bahan

penghalang lainnya maka hal tersebut menghalangi masuknya intensitas cahaya matahari dan

sangat mempengaruhi proses efek fotolistrik pada panel sel surya tersebut sehingga energi listrik

ysng dihasilkan tidak optimal, kejadian ini disebut dengan shadding effect. Alat Pembersih Debu

Panel Surya Secara Otomatis pegoperasian dilakukan sebanyak dua kali dalam sehari pada pagi

hari dan siang hari, dengan secara otomatis yang sudah di program dengan menggunakan digital

programmable timer dan secara manual dengan menggunakan modul bluetooth. Berdasarkan hal

tersebut diatas maka alat pembersih debu solar cell secara otomatis hasil dari 5 kali pengujian

solar cell tegangan rata-rata dalam keadaan tidak berbeban 19,56 Vdc dan tegangan rata-rata

berbeban 12,52 Vdc. Hasil dari 5 kali pengujian solar cell saat terkena debu dan sesudah

dibersihkan : tegangan rata-rata maka tegangan rata-rata saat tertutp debu 11,28 Vdc dan

tegangan rata-rata sesudah dibersihkan 11,70 Vdc.Hasil perhitungan nilai persentase total beban

adalah 27,11 % dari daya baterai penuh.

Kata Kunci : Panel Surya, Mikrokontroller ATMEGA 328, Motor DC, Digital Timer.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan akan sumber tenaga listrik

alternatif sangat dibutuhkan ketika

cadangan bahan bakar minyak (BBM) dunia

semakin menipis. Dalam upaya tersebut

dibutuhkan sumber energi yang tidak

terbatas seperti tenaga surya atau tenaga

matahari. Pada implementasi sel surya

sebagai penghasil energi listrik sehari-hari

seperti pada lampu penerangan jalan umum

atau pada solar home system, memiliki

beberapa kendala dalam menghasilkan

energi listrik yang optimal.

Faktor-faktor yang mempengaruhi optimal

kinerja dari suatu panel surya adalah

pengaruh suhu, shadding effect, dan bahan

pembuat sel surya itu sendiri. Salah satu

contohnya adalah apabila cover glass yang

merupakan lapisan terluar dari suatu panel

surya tertutupi oleh debu atau bahan

penghalang lainnya maka hal tersebut

menghalangi masuknya intensitas cahaya

matahari dan sangat mempengaruhi proses

efek fotolistrik pada panel sel surya tersebut

sehingga energi listrik ysng dihasilkan tidak

optimal, kejadian ini disebut dengan

shadding effect.

Berdasarkan hal tersebut diatas maka

dirancang sebuah alat pembersih debu solar

cell secara otomatis berfungsi untuk

membersihkan panel sel surya secara

otomatis dan memantau secara real time

keadaan dari panel sel surya itu sendiri

untuk memudahkan penggunaan dalam


pemeliharaan dan pemantauan keadaan

panel sel surya.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari perancangan alat ini bertujuan

untuk Memperkenalkan konsep automatic

controlling kepada dunia pendidikan

khusunya dibidang elektro, masyarakat

akademis, dan industri dalam bentuk model

dan prototipe. Untuk membantu

mempermudah perawatan panel surya, agar

pembangkit listrik tenaga surya dapat

bekerja secara optimal.

II. DASAR TEORI

2.1 Panel Surya

Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel

surya yang mengubah cahaya menjadi

listrik. Matahari merupakan sumber cahaya

terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel

surya sering kali disebut sel photovoltaic,

photovoltaic dapat diartikan sebagai

"cahaya listrik". Sel surya bergantung pada

efek photovoltaic untuk menyerap energi.

Pada umumnya, solar cell merupakan

sebuah hamparan semikonduktor yang

dapat menyerap photon dari sinar matahari

dan mengubahnya menjadi listrik. (Sumber:

Budi Anto, 2014 : 19-24).

Gambar 1 Solar Cell

(sumber: http://imall.iteadstudio.com)

2.2 Battery Charge Regulator

Battery Charge Regulator adalah peralatan

elektronik yang digunakan untuk mengatur

arus searah DC yang diisi ke baterai dan

diambil dari baterai ke beban. Battery

Charge Regulator mengatur overcharging

(kelebihan pengisian karena baterai sudah

penuh) dan kelebihan tegangan (voltage)

dari panel surya. Kelebihan voltase dari

pengisian akan mengurangi umur baterai.

Battrey Charge controller menerapkan

teknologi Pulse Width Modulation (PWM)

untuk mengatur fungsi pengisian baterai

dan pembebasan arus dari baterai ke beban.

Panel surya 12 volt umumnya memiliki

tegangan output 16-21 volt. Jadi tanpa

Battery Charge Regulator, baterai akan

rusak oleh overcharging dan

ketidakstabilan tegangan. (Sumber : Budi

Anto, 2014 : 19-24).

Gambar 2 Battery Charge Regulator

Sumber : http://energisurya.wordpress.com

2.3 Baterai

Baterai adalah alat yang menyimpan daya

yang dihasilkan oleh panel surya yang tidak

segera digunakan oleh beban. Daya yang

disimpan dapat digunakan saat periode

radiasi matahari rendah atau pada malam

hari. Komponen baterai kadang-kadang

dinamakan aki (accumulator). Baterai

menyimpan listrik dalam bentuk daya

kimia. Baterai memenuhi dua tujuan

penting dalam sisitem fotovoltaic, ysitu

untuk memberikan daya listrik kepada

sistem ketika daya tidak disediakan oleh

panel surya, dan untuk menyimpan

kelebihan daya yang ditimbulkan oleh

panel-panel setiap kali daya itu melebihi

beban. Baterai tersebut mengalami proses

siklus menyimpan dan mengeluarkan,

tergantung pada ada atau tidak sinar

matahari. Selama waktu tidak adanya

matahari, permintaan daya listrik

disediakan oleh baterai, yang oleh karena

http://imall.iteadstudio.com/

http://energisurya.wordpress.com/2008/07/10/melihat-prinsip-kerja-sel-surya-lebihdekat/


itu akan mengeluarkannya. (Sumber : Budi

Anto, 2014 : 19-24).

Gambar 3 Baterai dan Elemen-Elemen

Sumber : download.portugalgaruda.prg J

Heri, 2014

2.4 Modul Bluetooth

Modul Bluetooth adalah protokol

komunikasi wireless yang bekerja pada

frekuensi radio 2.4 GHz untuk pertukaran

data pada perangkat bergerak seperti PDA,

laptop, HP, dan lain-lain. Salah satu hasil

contoh Modul bluetooth yang paling banyak

digunakan adalah tipe HC-05. Modul

bluetooth HC-05 merupakan salah satu

modul bluetooth yang dapat ditemukan

dipasaran dengan harga yang relatif murah.

Modul bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin

konektor, yang setiap pin konektor memiliki

fungsi yang berbeda-beda. (Sumber : Varda

Kalidas, 2016 : 369-371).

Gambar 4 Modul Komunikasi Bluetooth

HC-05

(Sumber:https://mbed.org/users/edodm85/n

otebook/HC-05-bluetooth)

2.5 IC Voltage Regulator

IC Voltage Regulator atau pengatur

tegangan adalah salah satu rangkaian yang

sering dipakai dalam peralatan elektronika.

Fungsi voltage regulator adalah untuk

mempertahankan atau memastikan

tegangan pada level tertentu secara

otomatis. Artinya, tegangan output

(keluaran) DC pada voltage regulator tidak

dipengaruhi oleh perubahan Tegangan

Input (masukan) beban pada output dan

juga suhu. (Sumber : Heri Suryoatmojo,

2014 : 109-114).

Gambar 5 IC LM7805 Regulator

Sumber : https://teknikelektronika.com/

2.6 Arduino Uno Atmega 328

Arduino Uno adalah salah satu produk

berlabel Arduino yang sebenarnya adalah

suatu papan elektronik yang mengandung

mikokontroller ATMega 328 (sebuah

keping yang secara fungsional bertindak

seperti sebuah komputer). Piranti ini dapat

dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian

elektronik dari yang sederhana hingga yang

komplek. Pengendalian LED hingga

pengontrolan robot dapat

diimplementasikan dengan menggunakan

papan yang berukuran relative kecil.

(Sumber : Roza Antoni. 2015).

Gambar 6 Arduino Uno

Sumber :

http://thinkerbots.com/images/arduino-

uno-re3.jpg

2.7 Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat

elektromagnetis yang mengubah energi

listrik menjadi energi mekanik. Motor DC

atau sering disebut motor arus searah lebih

https://mbed.org/users/edodm85/notebook/HC-05-bluetooth

https://mbed.org/users/edodm85/notebook/HC-05-bluetooth

https://teknikelektronika.com/

http://thinkerbots.com/images/arduino-uno-re3.jpg

http://thinkerbots.com/images/arduino-uno-re3.jpg


sering digunakan untuk keperluan yang

membutuhkan pengaturan kecepatan

dibandingkan dengan Mesin AC. Prinsip

kerja dari arus searah adalah membalik fasa

tegangan dari gelombang yang mempunyai

nilai positif dengan menggunakan

komutator, maka dengan memberikan beda

tegangan pada kedua terminal tersebut,

motor akan berputar pada satu arah, dan bila

polaritas dari tegangan tersebut dibalik

maka arah putaran motor akan terbalik pula.

(Sumber : Roza Antoni. 2015).

Gambar 7 Motor DC

Sumber : A Yunia 2015

2.8 Relay Timer 4 Channel

Modul relay timer RM54OC ini adalah

modul yang sangat praktis untuk digunakan

sebagai main switch relay 4 kanal dari

proyek rangkaian elektronika berbasis

mikrokontroler seperti dari Arduino

Development Board untuk menyalakan atau

mematikan peralatan elektronika lainnya

yang ditenagai listrik AC hingga 240 VAC

(listrik PLN) atau perangkat DC

bertegangan tinggi (hingga 28 VDC) seperti

High Power DC motor. dengan arus

maksimum sebesar 7 Ampere (untuk

perangkat dengan listrik PLN setara dengan

power rating ±1500 Watt) untuk setiap

kanalnya. (Sumber : Bambang Trisno, 2013

: 89-96).

Gambar 8 relay 4 channel

Sumber : henrybench.capnfatz.com

2.9 Digital Programmable Timer

Digital Timer Switch merupakan alat listrik

sederhana dalam bentuk stop kontak yang

fleksibel dapat digunakan untuk otomatisasi

operasional (ON/OFF) berbagai macam

peralatan listrik sesuai dengan waktu yang

dikehendaki.

Digital Weekly Programmable memiliki

kemampuan 8 sampai 18x timer ON dan

OFF untuk kurun waktu harian hingga

mingguan dan dapat diulang setiap

minggunya. Timer ini memliki kepresisian

waktu hingga satu menit dan kemampuan

beban output 12-24 VDC. (Sumber :

Bambang Trisno, 2013 : 89-96).

Gambar 9 Digital Timer Switch

Sumber : www.produktinfo.conrad.com

III. Perancangan Alat Dan

Pemprograman

3.1 Alur Sistem Pembersih Debu Panel

Surya

Secara garis besar sistem kendali pembersih

debu panel surya secara otomatis dengan

menggunakan Arduino Uno, dibagi menjadi

dalam dua bagian yaitu perancangan

hardware dan perancangan software.

Perancangan alat dimulai dengan membuat

sistem minimum berupa Arduino Uno yang


berfungsi sebagai pengolah data

(processor) dan pengontrol dari seluruh

sistem. Kemudian Akumulator (baterai)

yang berfungsi untuk menyimpan listrik dan

mensuplai energi listrik ke semua sistem

alat. Sementara itu Digital Programmable

Timer berfungsi untuk pengontrolan sistem

waktu dengan secara otomatis berjalan

setiap harinya dari senin sampai minggu.

Adapun modul relay 4 channel berfungsi

untuk menggerakkan driver motor sebagai

sliding roda dan untuk menggerakan motor

pembersih (kemoceng) dan Modul HC-05

Serial Bluetooth berfungsi untuk

mengkonesikan dari Arduino Uno ke media

Handphone Android untuk mengoperasikan

sistem secara manual. Blok diagram dari

sistem perancangan alat dapat dilihat pada

gambar 1 di bawah ini :

Gambar 1 Blok Diagram Sistem

Perancangan

3.2 Flow Chart Diagram

Secara garis besar perancangan sistem

kendali pembersih panel surya secara

otomatis menggunakan mikrokontroller

sebagai kontrolnya yang berfungsi

mengatur kinerja dari seluruh komponen

pada sistem yang terpasang. Berikut flow

chart diagram dari alat pembersih debu

solar cell berbasis mikrokontroller

ATMega 328 pada gambar 2 di bawah ini :

Gambar 2 Flow Chart Diagram

Pembersih Debu Solar Cell

Perancangan Perangkat Keras

(Hardware)

Dalam perancangan hardware ini, jenis

Mikrokontoller ATMega 328 yang

digunakan pada sistem ini adalah arduino

uno, yang memiliki empat belas port

input/output digital dan juga enam port

input analog. Perancangan hardware terdiri

dari perancangan converter DC,

perancangan sistem minimum

mikrokontroller ATMega 328, perancangan

rangkaian modul relay 4 channel,

perancangan rangkaian digital

programmable timer, dan perancangan

rangkaian modul bluetooth. Adapun gambar

keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3 di

bawah ini :

Dalam perancangan perangkat

keras ini, menggunakan peralatan-peralatan

pendukung diantaranya :

a. AVO Meter

b. Solder

c. Gerinda.

d. Timah.

e. Tang Kombinasi.

f. Bor.

Gambar 3Rangkaian Keseluruhan Alat

Pembersih Debu Pane Surya


Perancangan converter dc

Converter DC merupakan bagian terpenting

dari sistem, karena tanpa converter maka

seluruh rangkaian tida dapat berjalan

dengan semestinya. Pada perancangan alat

ini converter yang digunakan ada satu buah

converter dc. Daya yang digunakan pada

catu daya 1 adalah 5 Vdc. Daya 5 Vdc untuk

suplai daya modul komunikasi Bluetooth,

Modul Relay, dan Arduino Uno.

Sistem minimum mikrokontroller

atmega 328

Sistem minimum ini merupakan processor

atau otak dari alat ini tanpa alat ini semua

rangkaian tidak akan berfungsi sebagai

mana mestinya. Pada perancangan sistem

minimum ini menggunakan Arduino Uno

R3 dan mendapatkan suplai daya dari

baterai 12 Vdc namun tegangannya

diturunkan melalui IC Regulator LM 7805

yang terdapat pada sistem minimum

menjadi 5Vdc.

Perancangan gambar rangkaian

modul relay 4 channel

Relay 4 channel mempunyai fungsi

melindungi perangkat dari arus berlebih

sama dengan relay yang biasa

menggunakan elektromekanik, tapi bedanya

relai state solid tidak memakai komponen

bergerak. Relai solid state menggunakan

komponen semikonduktor seperti thyristor

dan transistor agar dapat menyalakan dan

mematikan arus listrik hingga mencapai

ratusan ampere. Relay ini digunakan pada

proyek berbasis mikrokontroller, terutama

yang menggunakan LCD, karena relay ini

tidak menggunakan koil elektromekanik

maka sangat aman dan cocok untuk proyek

berbasis mikrokontroller yang sensitif

terhadap lonjakan arus dan interferensi

(EMI) seperti Node MCU.

Perancangan rangkaian digital

programmable timer

Pada perancangan rangkaian Digital

Programmable Timer (pengatur waktu

digital), digital programmable timer yang

dipakai dengan tipe TM-619 adalah

cakrawala pengatur waktu mingguan untuk

mengalihkan beban besar pada waktu yang

telah diprogram selama seminggu. Setiap

program memiliki waktu aktif dan tidak

aktif, dan dapat diatur untuk aktif pada salah

satu pola berikut dari hari-hari dalam

seminggu. Penghitung waktu memiliki

konektor tipe sekop untuk daya dan kontak

relay. Pengatur waktu ini menemukan

aplikasi luas dalam sistem pemanas dan

pendingin, boiler, oven, pengering, tempat

pembenihan dan penerangan.

Perancangan rangkaian modul

bluetooth hc-05

Pada perancangan rangkaian modul

bluetooth, modul yang dipakai adalah

modul bluetooth HC-05. Modul bluetooth

HC-05 adalah modul bluetooth komunikasi

nirkabel via bluetooth yang di mana

beroperasi pada frekuensi 2.4Ghz dengan

pilihan dua mode 1 berperan sebagai slave

atau receiver data, dan mode 2 berperan

sebagai transceiver.

Perancangan Software

Perancangan bahasa program ini

menggunkan software IDE Arduino.

Software IDE Arduino yang digunakan

adalah driver dan IDE,walaupun masih ada

beberapa software lain yang sangat berguna

selama pengembangan Arduino. IDE

Arduino adalah software yang sangat

canggih ditulis dengan menggunakan java.

Langkah-langkah mengupload kode

program melalui IDE Arduino terdiri dari :

1. Software Arduino IDE

Membuka software Arduino IDE untuk

memulai program.


2. Editor Program

Pada langkah ini merupakan tempat yang

digunakan dalam menulis dan mengedit

program dalam bahasa C.

3. Complier

Setelah bahasa C dimasukan lalu menuju

complier yang mengubah kode program

(bahasa C) menjadi kode biner , karena

sebuah mikrokontroler tidak akan

memahami bahasa C dan hanya bisa

memahami kode biner. Oleh karena itu

complier sangat diperlukan dalam hal ini.

4. Uploader

Selanjutnya langkah terakhir yaitu menuju

ke sebuah modul yang bernama uploader

yang memuat kode biner dari komputer

kedalam memori di dalam papaan Arduino.

IV. Pengujian dan Analisa Data

Program Utama

Program dari alat ini dibuat menggunakan

Bahasa C yang diunduh ke dalam

mikrokontroller menggunakan software

Arduino IDE, IC Mikrokontroller yang

digunakan yaitu IC Mikrokontroller

ATMega 328 yang memiliki flash memory

sebesar 32 Kb. Berikut program dari alat ini

:

//PEMBERSIH DEBU PANEL SURYA

(SOLAR CELL) SECARA OTOMATIS

char maju;

void setup()

{ pinMode(13,INPUT_PULLUP);

pinMode(3,OUTPUT);

pinMode(4,OUTPUT);

pinMode(5,OUTPUT);

pinMode(6,OUTPUT);

Serial.begin(9600); }

void loop() {

if( Serial.available() >0 )

{ maju = Serial.read();

Serial.println(maju);}

int mundur = digitalRead(13);

Serial.println (mundur);

Pengujian

Setelah perancangan dan pembuatan alat

maka langkah selanjutnya adalah menguji

dan menganalisa alat yang telah jadi

tersebut. Pengujian dimaksudkan untuk

mengetahui apakah alat sudah selesai

dengan keinginan atau belum dan untuk

mengetahui kekurangan apa saja yang harus

dibenahi. Proses pengujian dilakukan saat

semua rangkaian alat telah dalam keadaan

siap. Untuk melakukan pengujian tersebut

diperlukan alat uji atau alat ukur dan alat

pendukung lainnya, adapun alat-alat

tersebut yaitu :

1. AVO Meter.

2. Kalkulator.

3. Laptop.

4. Sikat Kilit (Kemoceng).

5. Software Arduino Uno.

6. Perkakas.

Prosedur Pengoperasian Alat

Prosedur pengujian adalah langkah-langkah

yang dilakukan dalam melakukan proses

pengujian. Pengujian dimaksudkan untuk

mengetahui apakah alat sudah sesuai

dengan keinginan atau belum dan untuk

mengetahui kekurangan apa saja yang harus

dibenahi. Proses pengujian dilakukan saat

semua rangkaian alat telah dalam keadaan

siap. Langkah-langkah pengoperasian alat

adalah sebagai berikut :

1. Menyambungkan sumber tegangan

listrik 12Vdc dari Baterai ke IC

regulator LM 7805 untuk menurunkan

tegangan menjadi 5 Vdc.

2. Masing-masing sumber tegangan 5 Vdc

dan 12 Vdc, ke masing-masing modul

bluetooth dengan tegangan masukan

5Vdc, Mikrokontroller dengan tegangan

5 Vdc, Modul Relay dengan tegangan 5

Vdc, Digital Programmable Timer

dengan masukan tegangan 12 Vdc, dan


Motor DC dengan tegangan masukan 12

Vdc.

3. Masukan input program software

arduino yang sudah disiapkan

sebelumnya di transfer kedalam

mikrokontroller ATMega 328.

4. Sistem pengoperasian tersebut diatur

dengan dua cara yaitu secara otomatis

dengan timer programmable digital dan

diatur secara manual dengan

menggunakan bantuan koneksi modul

bluetooth yang bisa dioperasikan

kapanpun tidak sesuai dengan program

jadwal yang telah dibuat.

5. Dan untuk menghentikan keseluruhan

sistem dengan sistem secara otomatis

maka dengan meggunakan timer digital

yang telah ditransfer kedalam

mikrokontroller ATMega 328 agar alat

tersebut bekerja dan berhenti dengan

sesuai jadwal yang telah diatur.

6. Dan untuk menghentikan keseluruhan

sistem dengan sistem secara manual

posisikan untuk mengakhiri pengujian

dengan menggunakan koneksi modul

bluetooth pada aplikasi android.

Pengujian Rangkaian Converter DC

Pengujian dilakukan dengan mengukur

daya masuk dari masukan sumber tegangan

12 Vdc sampai menurukan tegangan

keluaran menjadi tegangan 5 Vdc yang

diperlukan untuk mensuplai rangkaian

beban DC. Pengukuran dilakukan untuk

mengetahui tegangan puncak (tegangan

peak) pada trafo penurun tegangan sebelum

masuk rangkaian penyearah. Berikut di

bawah ini tabel 1 hasill pengukuran

rangkaian converter dc dengan

menggunakan AVO meter.

Tabel 1 Hasil Pengukuran Converter DC

Dengan AVO Meter :

Dari rangkaian yang telah dibuat didapat

dari spesifikasi komponen yang digunakan

untuk rangkaian converter dc. Berikut di

bawah ini adalah gambar 1 rangkaian

dengan komponen yang digunakan dalam

converter dc. Gambar rangkaian converter

dc dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini

:

Gambar 1 Rangkaian Converter DC

Rangkaian yang telah dibuat

menggunakan IC Regulator LM 7805

penurun tegangan dari 12Vdc menjadi

5Vdc, dengan kapasitor 2200µF sebagai

filter tegangan ripple.

Pengujian Solar Cell

Pengujian solar cell ini dilakukan untuk

mengetahui besarnya daya keluaran dari

solar cell yang dipakai pada perancangan

pembersih debu solar cell, yaitu dengan

melihat besarnya nilai arus dan tegangan

dari solar cell di waktu yang berbeda, dalam

komdisi berbeban dan tanpa beban. Di mana

nilai dari kedua parameter inilah yang

mempengaruhi besarnya daya yang

dibangkitkan oleh solar cell. Pengujian

solar cell ini dilakukan 5 kali selama 2 jam

yaitu mulai pukul 10.50-11.56 WIB dengan

berbagai kondisi cuaca yaitu pada saat

cuaca cerah dan terik untuk mengetahui

nilai daya keluaran dari solar cell di waktu

waktu tersebut. Berikut data hasil pengujian

solar cell 20Wp pada tabel 2 di bawah ini :

Tabel 2 Pengujian Solar Cell


Dapat dilihat dari tabel 2 di atas maka dapat

menghitung tegangan rata-rata pengujian

solar cell ketika dalam keadaan tidak

berbeban akan menghasilkan tegangan rata-

rata maksimal (Vmax) sebesar 19,56Vdc.

Dan panel surya ketika dalam keadaan

berbeban akan menghasilkan tegangan rata-

rata maksimal (Vmax) sebesar 12,52Vdc

untuk mencharging baterai dengan optimal

karena sudah masuk kedalam kategori ideal.

Pengujian converter dc

Pengujian Converter ini dilakukan untuk

mengetahui hasil dari tegangan baterai pada

saat charging yang mendapatkan supply

tegangan dari panel surya pada tegangan

Vmaksimal dengan kondisi baterai pada

saat terisi penuh indikator berwarna hijau,

setengah penuh indikator berwarna kuning,

dan kosong indikator berwarna merah.

Berikut data hasil pengujian converter dc

pada tabel 3 di bawah ini :

Tabel 3 Pengujian Converter DC

Maka dapat menghitung tegangan rata-rata

IC LM 7805 pengujian converter dc bahwa

tegangan rata-rata converter dc IC LM7805

menghasilkan tegangan keluaran sebesar

4,9 Vdc setelah diturunkan dari tegangan

11,5Vdc, 12Vdc, dan 13Vdc dalam kondisi

tegangan pada baterai kosong, setengah

penuh, dan penuh. solar cell ketika dalam

keadaan tidak berbeban akan menghasilkan

tegangan rata-rata maksimal (Vmax)

sebesar 19,56Vdc.

Pengujian tegangan keadaan

terkena debu dan keadaan sesudah

dibersihkan panel surya

Pengujian tegangan ini dilakukan dengan 5

kali pengujian untuk mengetahui besarnya

tegangan yang dihasilkan keluaran dari

panel surya berukuran 20Wp sebelum panel

surya tersebut dibersihkan dan panel surya

sesudah dibersihkan maka akan diketahui

tegangan yang dihasilkan dari panel surya

tetap sama ataupun berubah. Berikut data

hasil pengujian tegangan solar cell 20Wp

pada tabel 4 di bawah ini :

Tabel 4 Tegangan Panel Surya

Dapat dilihat dari tabel 4.4 di atas maka

dapat menghitung tegangan rata-rata solar

cell ketika dalam keadaan terkena debu dan

sesudah dibersihkan, maka tegangan rata-

rata maksimal (Vmax) solar cell pada saat

kondisi awal 12 Vdc, pada saaat tertutup

debu 11,28 Vdc dan pada saat sesudah

dibersihkan sebesar 11,70 Vdc.

4.6. Kebutuhan Daya Yang Digunakan

Alat Pembersih Debu Solar Cell

a. Total rata-rata daya pada motor dc

Untuk menghitung total rata-rata daya pada

motor dc berikut ini :

Motor 1 (kemoceng) = 12 Watt

Motor 2 (kemoceng) = 12 Watt

Motor 3 (drive) = 2, 09 Watt

Motor 4 (drive) = 2, 09 Watt

Rata-rata daya pada motor =

=Motor 1+Motor 2+Motor 3+Motor 4

Jumlah Motor

=12 watt+12watt+2,09watt+2,09watt

4

Motor 1+Motor 2+Motor 3+Motor 4

4

= 𝟐𝟖,𝟏𝟖

𝟒 Watt = 7, 04 Watt.

b. Total konsumsi energi listrik pada motor

dc dalam sehari


Untuk menghitung total konsumsi energi

listrik pada motor dc dalam sehari, maka :

Rata-rata daya pada motor dc = 7,04 watt

Lama waktu yang dibutuhkan 1 jam =

60menit, untuk waktu beroperasi 2 menit :

=2 menit

60 menit = 0,03 menit

Total konsumsi energi listrik pada motor dc

dalam sehari

= rata-rata daya x waktu

= 7,04 watt x 0,03 menit

= 0,23 WattHours

c. Total penggunaan daya pada peralatan

system

Nilai dari total penggunaan daya listrik pada

peralatan sistem dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.2 berikut ini :

p = v x i

Untuk menghitung daya pada arduino

berikut ini :

P = v x i

= 3,3 x 0,05

= 0,165 Watt

Dari hasil perhitungan daya pada arduino,

maka daya yang dihasilkan sebesar 0,06

watt.

Untuk menghitung daya pada modul

bluetooth berikut ini :

P = v x i

= 5 x 0,03

= 0,15 Watt

Dari hasil perhitungan daya pada modul

bluetooth, maka daya yang dihasilkan

sebesar 0,15 Watt.

Untuk menghitung daya pada timer

digital berikut ini :

P = v x i

= 12 x 0,33

= 3,96 Watt

Dari hasil perhitungan daya pada timer

digital, maka daya yang dihasilkan sebesar

3,96 watt

Untuk menghitung daya pada modul

relay adalah

P = v x i

= 5 x 0,015

= 0,075 Watt

Dari hasil perhitungan daya pada modul

relay, maka daya yang dihasilkan sebesar

0,075 Wat.t

d. Total daya baterai

Untuk menghitung total daya baterai

sebagai berikut :

Kapasitas baterai = 3,5 Ah

Tegangan kerja baterai = 12 volt

Jumlah baterai = 1 Pcs

Total daya baterai :

P = v x i x 1

= 12 x 3,5 x 1 = 42 watt

e. Total penggunaan daya listrik pada

beban. Nilai dari total penggunaan daya

listrik yang terpakai dalam alat pembersih

debu solar cell secara otomatis berikut ini :

= Daya motor + daya arduino + daya

bluetooth+daya timer+daya relay

= 7,04 watt + 0,165 watt + 0,15 watt + 3,96

watt + 0,075 watt

= 11,39 Watt

f. Total persentase total beban penggunaan

daya listrik dari daya baterai.

Nilai total persentase penggunaan daya

listrik pada peralatan sistem dapat dihitung

dengan cara berikut ini :

Total penggunaan daya listrik =11,39 Watt

Total daya baterai = 42 Watt

=Total penggunaan daya listrik

Total daya baterai x 100 %

= 11,39

42 x 100 %

= 27,11 %

Hasil perhitungan nilai persentase total

beban adalah 27,11 % dari daya baterai

penuh.

V. Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian dan analisa,

selanjutnya dapat diperoleh kesimpulan

yaitu sebagai berikut :

1. Hasil dari 5 kali pengujian solar cell

tegangan rata-rata dalam keadaan tidak


berbeban 19,56 Vdc dan tegangan rata-

rata berbeban 12,52 Vdc.

2. Hasil dari pengujian converter dc bahwa

tegangan rata-rata converter dc IC

LM7805 menghasilkan tegangan

keluaran sebesar 4,9 Vdc pada kondisi

tegangan pada baterai kosong, setengah

penuh, dan penuh.

3. Hasil dari 5 kali pengujian solar cell saat

terkena debu dan sesudah dibersihkan :

tegangan rata-rata maka tegangan rata-

rata saat tertutp debu 11,28 Vdc dan

tegangan rata-rata sesudah dibersihkan

11,70 Vdc.

4. Hasil perhitungan nilai persentase total

beban adalah 27,11 % dari daya baterai

penuh.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anto, Budi. (2014). Portable Battery

Charge Berbasis Sel Surya.

Universitas Riau. Pekan baru

Riau. vol. 11, no. 1.

[2] Antoni, Roza. (2015). Perancangan

Sitem Pengaturan Kecepatan

Motor DC Menggunakan ZIG

BEE PRO Berbasis Arduino Uno

ATMega 328. Universitas

Maritim Raja Ali Haji.

Sumatera.

[3] Suryoatmojo, Heri. (2014). Desain

Dan Implementasi

Konverter DC-DC Rasio Tinggi

Berbasis Intergrated Qudratic

Boost Zeta Untuk Aplikasi

Photovoltaic. Institut Teknologi

Sepuluh November. Jawa Timur.

Vol. 5, no. 2.

[4] Trisno, Bambang. (2013).

Pemanfaatan Tenaga Surya

Menggunakan Rancangan Panel

Surya Berbasis Transistor

2N3055 Dan Thermoelectric

Cooler. Universitas Pendidikan

Indonesia. Jawa Barat. Vol. 12,

no. 2.

[5] Kalidas, Varda (2016). Wireless

Communication Using HC-05

Bluetooth Module Interfaced

With Arduino. Don Bosco

Collage Of Engineering Fatorda.

India. vol. 5, no.4.

PENULIS

1. Eko Prasetyo Wibowo, ST. Alumni

(2018) Program Studi Teknik

Elektro, Fakultas Teknik Universitas

Pakuan Bogor, email :

ekoprasetyow95@gmailcom

2. Prof. Dr. Ir. H. Didik Notosudjono,

M.Sc. Guru Besar Program Studi

Teknik Elektro, Fakultas Teknik

Universitas Pakuan Bogor, email :

[email protected].

3. Dimas Bangun Fiddiansyah, ST.,

M.SEE. Staf Dosen Pengajar

Program Studi Teknik Elektro,

Fakultas Teknik Universitas Pakuan

Bogor, email :

[email protected])

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

rancang bangun alat pembersih debu panel surya (solar cell)

Documents

Transcript of rancang bangun alat pembersih debu panel surya (solar cell)