LAPORAN AKHIR

PENELITIAN DOSEN PEMULA

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING SOLAR PANEL MENGGUNAKAN

LABVIEW

Tahun ke-1 dari rencana 1 tahun

Abdurahman, S.T., M.T. 0431128404 (Ketua)

Heri Kusnadi, S.T., M.T. 0428097501 (Anggota 1)

Luki Utomo S.Si., M.T. 0426108804 (Anggota 2)

Dibiayai Oleh:

Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat

Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan

Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi

Sesuai dengan Kontrak Penelitian

Nomor : 037/A5/SPKP/LPPM/UNPAM/II/2019

UNIVERSITAS PAMULANG

TANGERANG SELATAN

NOVEMBER, 2019

iii

RINGKASAN

Penyedian listrik yang ramah lingkungan sangat baik sekali untuk mengurangi

polusi, salah satunya adalah pembangkit listrik dengan memanfaatkan sinar

matahari yang dikenal dengan panel surya. Kesulitan timbul pada saat pengukuran

arus yang dihasilkan secara real time. Tujuan penelitian ini adalah merancang dan

mengimplementasikan sebuah sistem monitoring arus dan tegangan yang

dihasilkan panel surya. Output dari panel PV yaitu parameter arus dan tegangan

masing-masing diukur oleh sensor dalam bentuk sinyal analog lalu diumpankan

pada mikrokontroller yang selanjutnya sinyal tersebut diubah menjadi bentuk

digital dan diolah menggunakan software LabView menjadi bentuk informasi grafis

dalam tampilan Graphics User Interface (GUI). Penelitian dilakukan dengan

menggunakan 2x100 wp Panel PV dimana output daya yang dihasilkan antara 40,6

- 142,6 watt dengan waktu pengambilan data selama 7 jam Hasilnya arus dan

tegangan yang dihasilkan dapat dimonitor secara langsung.

Kata kunci : PV, Lab View, Monitoring, Real time

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjat kepada Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Penelitian Dosen

Pemula berjudul “Sistem Monitoring Output Panel PV Menggunakan

LabView”.

Penulis menyadari bahwa penulisan Penelitian Dosen Pemula dengan Hibah

Ristekdikti ini tidak lepas dari bimbingan, dorongan dan bantuan dari berbagai

pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih dan

penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:

1. Dr. HC. Drs. H. Darsono, selaku Ketua Yayasan Sasmita Jaya.

2. Dr. H. Dayat Hidayat, M.M. selaku Rektor Universitas Pmulang.

3. Syaiful Bakhri, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Pmulang.

4. Jamal A. Rachman, B.Sc., M.Sc. selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Pamulang.

5. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak bisa penulis sebutkan satu

persatu, terima kasih atas bantuan, dorongan dan semangatnya.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam melakukan penulisan laporam

penelitian ini masih banyak terdapat kekurangan dan ketidaksempurnaan, untuk itu

penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan

penulisan ini. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para

pembaca pada umumnya.

Tangerang Selatan, November 2019

Abdurahman, Heri Kusnadi, Luki Utomo

v

DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii

RINGKASAN .............................................................................................. iii

KATA PENGHANTAR .............................................................................. V

DAFTAR ISI ...............................................................................................

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 1

1.3 Batasan Masalah .................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................... 2

1.5 Manfaat Penelitian.................................................................. 2

1.6 Jenis Penelitian Penelitian ...................................................... 3

1.7 Sistematika Penulisan………………………………………... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Photo Voltaic ......................................................................... 5

2.1.1 Sistem On Grid ………………………………………... 4

2.1.2 Sistem Off Grid ……………………………………….. 5

2.2 Energi Surya .......................................................................... 8

2.3 Komponen Utama Pembangkit PV ......................................... 9

2.4 Konfigurasi PLTS .................................................................. 14

2.5 Mikrokontroler ....................................................................... 17

2.5.1 Modul Mikrokontroller Arduino ................................... 17

2.6 Sensor Arus ACS712 ............................................................. 21

2.7 Sensor Tegangan ................................................................... 23

2.8 LabView ................................................................................ 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Air Penelitian ............................................................ 27

3.2 Diagram Sistem Monitoring Solar Panel .................................. 27

vi

3.3 Perancangan Rill Sistem Monitoring Solar Panel .................... 28

3.4 Desain Sistem Monitoring ....................................................... 29

BAB IV Hasil dan Pembahasan

4.1 Realisasi Jadwal Pelaksanaan .................................................. 30

4.2 Analisa Perancangan Sistem Monitoring Solar Panel ............... 30

4.2.1 Analisa Daya Output Solar Panel .................................. 30

4.3 Analisa Biaya PLTS .............................................................. 31

4.4 Hasil Perancangan Sistem Monitoring .................................... 31

4.5 Data Monitoring ...................................................................... 32

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................ 35

5.2 Saran ...................................................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 36

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 PV sistem On Grid ..................................................................... 5

Gambar 2.2 PV Sistem Off Grid .................................................................... 6

Gambar 2.3 Pembangkit Listrik Tenaga Surya ............................................. 7

Gambar 2.4 Radiasi extra .............................................................................. 8

Gambar 2.5 Aliran energy matahari............................................................... 9

Gambar 2.6 Pembangkit PV ......................................................................... 9

Gambar 2.7 Photovoltaic Generator.............................................................. 10

Gambar 2.8 Photovoltaic Monocrystalline .................................................... 11

Gambar 2.9 Photovoltaic thin film ................................................................. 12

Gambar 2.10 Sirkuit Inverter ........................................................................ 13

Gambar 2.11 Sinyal Output PWM ................................................................. 13

Gambar 2.12 Pemakaian PV.......................................................................... 15

Gambar 2.13 Skematik sistem PV ................................................................ 16

Gambar 2.14 Skematik sistem PV hybrid ..................................................... 16

Gambar 2.15 Pin Arduino ............................................................................ 19

Gambar 2.16 Arduino IDE ............................................................................ 20

Gambar 2.17 Sensor Arus ............................................................................ 21

Gambar 2.18 Pin Output Sensor Arus ............................................................ 22

Gambar 2.19 Sensor Tegangan ...................................................................... 23

Gambar 2.20 Rangkaian Sensor Tegangan ................................................... 24

Gambar 2.21 Front Panel .............................................................................. 25

Gambar 2.22 Blok Diagram ......................................................................... 26

Gambar 2.23 Contol Pallete ......................................................................... 26

Gambar 3.1 Diagram Alir .............................................................................. 27

Gambar 3.2 Blok Diagram Monitoring .......................................................... 28

Gambar 3.3 Blok sistem Monitoring ............................................................. 29

Gambar 3.4 Desain box ................................................................................. 29

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pin Arduino Uno .......................................................................... 19

Tabel 2.2 Tombol IDE Arduino……………………………………………… 21

Tabel 2.3 Terminal Sensor Arus ................................................................... 22

Tabel 3.1 Komponen sistem Monitoring ....................................................... 29

Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan ....................................................................... 30

Tabel 4.2 Rata-rata Radiasi Matahari ........................................................... 31

Tabel 4.3 Penyinaran Matahari ...................................................................... 31

Tabel 4.1 Data Pengukuran ................................................................. …. 33

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan akan energi listrik kian meningkat menjadi fakta bahwa

ketika memasuki abad ke-21, namun hal tersebut berbanding terbalik dengan

persediaan energi fosil yang kian berkurang. Faktor tersebut membuat energi

matahari menjadi solusi alternatif jangka panjang yang sangat menjanjikan.

Sejalan dengan meningkatnya kebutuhan energi, dapat diperkirakan

peningkatan akan mencapai 70% antara tahun 2000 dan 2030 terutama di

negara-negara industri. Berdasarkan data di tahun 2015, permintaan listrik

akan menyentuh diangka 19,5-20 triliun kWh [1]. Untuk mendukung realisasi

akan kebutuhan itu, pihak akademisi perlu melakukan studi tentang energi

baru terbarukan. Langkah yang diambil dengan cara penerapan teknologi

pembangkit listrik tenaga surya yang dikenal sebagai PLTS.

Objek terpenting dalam penelitian ini adalah pengukuran output panel

PV yang merupakan sumber energi yang harus diketahui secara real time.

Parameter penting yang menjadi fokus utama pada penelitian ini adalah

pengukuran output tegangan, arus yang dihasilkan panel PV(PhotoVoltaic).

Output 5 x 100Wp panel PV dibaca oleh sensor arus ACS7 30A dan sensor

tegangan, hasil pembacaan sensor di umpankan pada analog input

mikrokontroller dan diolah melalui perhitungan pada program Lab view.

Informasi yang disajikan melalui GUI(Grafic User Interface) pada lab view

menjadi sajian data real time dari kualitas output panel PV yang dihasilkan.

1.2 Perumusan Masalah

Ada beberapa rumusan permasalahan yang muncul pada penelitian ini

diantaranya sebagai berikut

1. Bagaimana perancangan sistem perangkat keras solar panel untuk sistem

monitoring?

2. Bagaimana perancangan sistem monitoring output dari solar panel dengan

menggunakan Lab View?

2

3. Bagaimana pengujian hasil sistem monitoring dengan menggunakan Lab

View?

1.3 Batasan Masalah

Penelitian hanya membahas mengenai perancangan sistem monitoring

dengan koneksi langsung berdasar pada identifikasi masalah serta

memperhatikan faktor waktu, tenaga, dan biaya maka permasalahan dibatasi

pada hal–hal sebagai berikut.

1. PV yang digunakan yaitu tipe polikristal dengan kapasitas total 500 wP.

2. Pengambilan output data secara direct connection.

3. Inverter yang digunakan untuk penelitian yaitu sistem On Grid.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukannya penelitian ini diantaranya:

1. Menciptakan sistem monitoring yang riil terhadap output solar panel yang

dipasang.

2. Menguji kualitas output solar panel secara langsung.

3. Memahami karakteristik PV dan potensi energi matahari dikawasan

sekitar lokasi pemasangan.

1.5 Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian yang dilakukan adapun manfaat yang diharapkan

pada pembuatan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagi penulis

Penulis dapat menerapkan ilmu pengetahuan yang dimiliki, sehingga

dapat digunakan sebagai acuan awal untuk membuat modul praktikum dan

kelanjutan pengembangan penelitian.

2. Bagi Universitas Pamulang

Tersedianya lahan penelitian dibidang elektronika yang dapat

digunakan oleh mahasiswa Teknik Elektro Universitas Pamulang.

3. Bagi Pembaca

Tersedianya laporan Ilmiah mengenai PERANCANGAN SISTEM

MONITORING SOLAR PANEL MENGGUNAKAN LABVIEW.

1.6 Jenis Penelitian

Penelitian ini adalah penelitian yang bersifat implementasi dan riil dapat

3

digunakan untuk sistem pusat data UNPAM. Adapun metode yang digunakan

dalam penyusunan penelitian ini dibagi dalam tahapan sebagai berikut :

a. Studi literatur.

b. Perancangan dan perhitungan.

c. Pemasangan solar panel.

d. Pengujian dan Monitoring.

e. Pengambilan Data

f. Penyusunan laporan penelitian.

g. Tahap pengesahan

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang diterapkan dalam penelitian ini, membagi

pembahasan dalam empat bab dengan susunan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Menguraikan latar belakang, identifikasi masalah, rumusan masalah,

batasan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian.

BAB II LANDASAN TEORI

Berisi penjelasan tentang teori–teori penunjang yang dijadikan

landasan dan rujukan dalam pembuatan penelitian. Teori penunjang disini

meliputi teori rangkaian alat, fungsi kerja komponen, arah gerak arus dan

tegangan. Sementara Software NI LabVIEW membahas fungsi dan peran

Software dalam mendukung kerja alat.

BAB III PERANCANGAN ALAT

Berisi tentang proses perencanaan komponen pada bagian hardware

akan membahas tentang masalah penempatan atau layout komponen.

BAB IV DATA DAN ANALISA

Proses dan perancangan alat praktikum Karakteristik Multivibrator dan

Counter dengan Virtual Instrumen

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan akhir dari penulisan berisi kesimpulan dan saran dari

keseluruhan proses penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. PhotoVoltaic

Energi matahari merupakan bentuk radiasi elektromagnetik yang

dipancarkan ke bumi berupa cahaya yang terdiri atas foton atau partikel

energi surya yang dikonversikan menjadi energi listrik. Energi surya yang

sampai pada permukaan bumi disebut sebagai radiasi surya global yang

diukur dengan kepadatan daya pada permukaan daerah penerima. Rata-rata

nilai dari radiasi surya atmosfir bumi adalah 1.353 W/𝑚2 yang dinyatakan

sebagai konstanta surya. Intensitas radiasi surya dipengaruhi oleh waktu

siklus perputaran bumi, kondisi cuaca meliputi kualitas dan kuantitas awan,

pergantian musim dan posisi garis lintang. Intensitas radiasi sinar matahari di

Indonesia berlangsung 4-5 jam per hari. Produksi energi surya pada suatu

daerah dapat dihitung sebagai berikut:

𝐸 = 𝐼 𝑥 𝐴 (1)

dimana,

E = Energi surya yang dihasilkan (W)

I = Isolasi/ Intensitas radiasi surya rata-rata yang diterima selama satu jam

(W/m)

A = Luas area (𝑚2)

Energi surya yang dikonversikan menjadi energi listrik disebut juga

dengan energi photovoltaic. Penggunaan sumber energi terbarukan seperti

energi matahari dan angin dapat dilakukan untuk berbagai macam aplikasi

yang berhubungan dengan listrik yang memiliki manfaat untuk lingkungan.

Untuk aplikasi tegangan tinggi, jenis sel surya harus dipertimbangkan, yang

dibedakan menjadi tiga kelompok utama: monokristalin (konstruksi kristal

tunggal), polikristalin (semi-kristal), dan film tipis silikon amorf [1]. Sistem

tenaga surya dapat dikategorikan menjadi dua jenis: off-grid dan on-grid.

2.1.1. Sistem On Grid

Sistem on grid pada PLTS disebut juga dengan grid tie, pada

sistem ini menggunakan solar panel (panel potovoltaic) untuk

5

menghasilkan energy listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi

tanpa menggunakan bahan bakar . Pada sistem on grid tetap

terhubung dengan jaringan listrik yang dihasilkan oleh PLN,

sehingga penggunaan listrik pada waktu siang hari mendapatkan

pasokan energy dari 2 sumber yakni Photovoltaic dan PLN, sehingga

pemakaian energy yang digunakan terdapat dari 2 sumber

berdasarkan presentasi. Untuk pemakaian energy listrik di malam

hari photovoltaic tidak dapat digunakan dikarenakan tidak adanya

penyimpanan energy listrik, sehingga pemakaian energi listrik

sepenuhnya menggunakan energy listrik dari PLN. Pemakain sistem

on grid hanya bisa digunakan disiang hari, oleh karena itu alangkah

baiknya penggunakan beban dimaksimalkan disiang hari, sehingga

dapat menekan biaya pemakaian energy listrik. Perencanaan dan

perhitungan dalam menentukan sistem on grid harus disesuaikan

dengan kebutuhan pemakaian , sehingga dapat menekan biaya dalam

pembuatan sistem tersebut.

Gambar.2.1. PV sistem on grid.

2.1.2. Sistem Off Grid

Sistem off grid yang digunakan dalam energy baru terbaru

dan terbarukan merupakan sistem yang menggunakan photovoltaic

sama dengan menggunkan sistem off grid tetapi ada perbedaan

dalam tataletak dan jenis komponen yang digunakan. Sistem off grid

tidak terintegrasi dengan energy listrik PLN, beban listrik yang

digunakan pada sistem off grid murni dari hasil Photovoltaic tidak

6

menggunakan dari energy listril dari PLN, sehingga pemakaian

energy dalam waktu 24 jam dihasilkan dari sistem photovoltaic.

Untuk memenuhi kebutuhan energy listrik maka untuk sistem off

grid dibutuhkan penambahan komponen battery untuk penyimpan

energy listrik selama Photovoltaic tidak menghasilkan energy listrik.

Perencanaan dalam sistem off grid harus mengacu tehadap beberapa

factor yakni penentuan jumlah PV dan kapasitas battery, sehingga

dapat menentukan lamanya pengisian dan lamanya pemakain

terhadap beban.

Gambar. 2.2. PV sistem off grid.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) memanfaatkan energi sinar

matahari untuk dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan

teknologi photovoltaic (PV). PV sel adalah jenis teknologi yang

menggunakan bahan semikonduktor untuk mengubah energi sinar matahari

menjadi listrik yang dapat digunakan. Sel-sel mentransfer energi dari foton

menembus panel surya untuk elektron yang disalurkan ke sirkuit eksternal

untuk menyalakan sebuah beban listrik. Sebuah panel PV terdiri dari

beberapa sel fotovoltaik, di mana saja dari 50 sampai 120, yang dihubungkan

bersama-sama dalam sebuah sirkuit listrik yang kemudian dapat terhubung ke

sirkuit eksterior pada satu titik. Seluruh sistem PV sering terdiri dari sejumlah

panel, tegangan yang diinginkan dapat dihasilkan [13]. Sebuah pembangkit

photovoltaic (PV) atau PLTS mengubah secara langsung dan seketika energi

7

matahari menjadi energi listrik tanpa menggunakan bahan bakar apapun.

Sebagai fakta, teknologi photovoltaic (PV) mengeksploitasi efek fotolistrik,

melalui beberapa semikonduktor yang sesuai "didoping" menghasilkan listrik

ketika terkena radiasi matahari [14].

Keuntungan dari pembangkit PV dapat dijabarkan sebagai berikut:

1. Pembangkit terdistribusi dimana dibutuhkan

2. Tidak ada emisi material polusi

3. Menghemat bahan bakar fosil

4. Tidak mempunyai part bergerak sehingga lebih handal

5. Biaya Operasi dan Perawatan lebih sedikit

6. Sistem Modularitas (untuk meningkatkan daya pembangkit diperlukan

perbanyakan panel) menurut kebutuhan nyata pengguna

Untuk offgrid sistem tenaga surya, listrik utama hanya disuplai dari panel PV

dan penyimpanan baterai. Sistem off-grid cocok untuk daerah terpencil yang

biasanya terisolasi dari jaringan listrik. Inverter pada sistem ini

diklasifikasikan menjadi dua jenis: grid tie inverter dan inverter normal. Yang

pertama mengubah tenaga surya langsung ke listrik utama. Sementara, yang

terakhir mengubah daya DC dari kedua PV panel dan baterai ke jaringan

lokal. Selain itu, yang terakhir juga digunakan untuk pengisian daya baterai

[2].

Gambar 2.3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya

8

Untuk sistem tenaga surya on-grid, bangunan diumpankan dari jaringan

listrik lokal dan PV array untuk menutupi permintaan daya konsumen sendiri

dan mengurangi tagihan listrik [3].

2.2. Energi Surya

Dalam termonuklir inti matahari terjadi reaksi fusi tak henti-hentinya di

jutaan derajat; kemudian merilis besar jumlah energi dalam bentuk radiasi

elektromagnetik. Sebagian dari energi ini mencapai area luar atmosfer bumi

dengan radiasi rata-rata (solar konstan) dari sekitar 1367 W/ 𝑚2 ± 3%, nilai

yang dapat bervariasi sebagai fungsi dari jarak Bumi-ke-Matahari dan dari

aktivitas matahari (sunspot). Karena orbit eliptikal bumi yang mengitari

matahari, jarak terpendek ke matahari ada pada Desember dan Januari, dan

yang terjauh ada pada Juni dan Juli.

Dengan radiasi matahari (solar irradiance) yang dimaksud adalah

insiden intensitas cahaya radiasi elektromagnetik pada permukaan 1 meter

persegi [kW/𝑚2] . Intensitas tersebut adalah sama dengan integral dari daya

yang berhubungan dengan masing-masing nilai frekuensi spektrum radiasi

matahari. Ketika melewati atmosfer, radiasi matahari berkurang dalam

intensitasnya karena sebagian tercermin dan diserap (oleh uap air dan oleh

gas atmosfer lainnya). Radiasi yang terlewat sebagian disebarkan oleh udara

dan oleh partikel padat di udara.

Gambar 2.4. Radiasi Extra-Atmospheric [14]

9

2.3. Komponen Utama Pembangkit PV

1. Generator Photovoltaic (PV)

Komponen dasar dari generator PV adalah fotovoltaik yang sel dimana

konversi radiasi matahari menjadi arus listrik dilakukan. Sel terbuat oleh

lapisan tipis bahan semikonduktor, umumnya silikon ditangani dengan

baik, dengan ketebalan sekitar 0,3 mm dan permukaan 100-225 𝑐𝑚2. Di

pasar ada modul fotovoltaik dijual berupa kumpulan sel. Yang paling

umum yang terdiri 36 sel dalam 4 baris paralel terhubung dalam seri,

dengan luas mulai dari 0,5 sampai 1 𝑚2. Beberapa modul secara mekanis

dan elektrik terhubung membentuk sebuah panel, yang merupakan struktur

umum yang dapat dipasang di gedung.

Gambar 2.5. Aliran Energi antara Matahari, Atmosfir, dan Tanah [14]

Gambar 2.6. Pembangkit PV [14] solar pv_cngsolarengineering.com

10

Beberapa panel elektrik dihubungkan secara seri merupakan sebuah

array dan beberapa array, secara elektrik terhubung dalam paralel untuk

menghasilkan daya yang dibutuhkan, merupakan generator atau bidang

photovoltaic.

Jenis-jenis sel surya/photovoltaic digolongkan bedasarkan teknologi

pembuatnya, secaragaris besar sel surya dibagi dalam 3 jenis yakni:

1. Monocrystalline

Jenis ini terbuat dari batangan kristal silikon murni yang berbentuk

pipih/tipis, Dengan teknologi seperti ini, akan dihasilkan kepingan sel

surya yang identik satu sama lain dan berkinerja tinggi. Sehingga

menjadi sel surya yang paling efisien dibandingkan jenis sel surya

lainnya, sekitar 15% -20%. Mahalnya harga kristal silikon murni dan

teknologi yang digunakan, menyebabkan mahalnya harga jenis sel

surya ini dibandingkan jenis sel surya yang lain di pasaran

Kelemahannya, sel surya jenis ini jika disusun membentuk solar modul

(panel surya) akan menyisakan banyak ruangan yang kosong karena sel

surya seperti ini umumnya berbentuk segi enam atau bulat, tergantung

dari bentuk batangan kristal silikonnya.

Gambar 2.7. Photovoltaic Generator [14]

11

Gambar 2.8. Photovoltaic Monocrystalline.

Dari gambar tersebut diatas dapat di uaraikan sebagai berikut:

1.Batangan kristal silikon murni

2. Irisan kristal silikon yang sangat tipis

3. Sebuah sel surya monocrystalline yang sudah jadi

4. Sebuah panel surya monocrystalline yang berisi susunan sel surya

monocrystalline. Nampak area kosong yang tidak tertutup karena

bentuk sel surya jenis ini.

2. Polycrystalline

Jenis ini terbuat dari beberapa batang kristal silikon yang dilebur /

dicairkan kemudian dituangkan dalam cetakan yang berbentuk persegi.

Kemurnian kristal silikonnya tidak semurni pada sel surya

monocrystalline, karenanya sel surya yang dihasilkan tidak identik satu

sama lain dan efisiensinya lebih rendah, sekitar 13% - 16%.

Tampilannya nampak seperti ada motif pecahan kaca di dalamnya.

Bentuknya yang persegi, jika disusun membentuk panel surya, akan

rapat dan tidak akan ada ruangan kosong yang sia-sia seperti susunan

pada panel surya monocrystalline di atas. Proses pembuatannya lebih

mudah dibanding monocrystalline, karenanya harganya lebih murah.

Jenis ini paling banyak dipakai saat ini.

3. Thin Film Solar Cell (TFSC)

Jenis sel surya ini diproduksi dengan cara menambahkan satu atau

beberapa lapisan material sel surya yang tipis ke dalam lapisan dasar.

12

Sel surya jenis ini sangat tipis karenanya sangat ringan dan fleksibel.

Jenis sel surya ini diproduksi dengan cara menambahkan satu atau

beberapa lapisan material sel surya yang tipis ke dalam lapisan dasar.

Sel surya jenis ini sangat tipis karenanya sangat ringan dan fleksibel.

a. Amorphous Silicon (a-Si) Solar Cells.

b. Cadmium Telluride (CdTe) Solar Cells

c. Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) Solar Cells.

Gambar 2.9. Photovoltaic thin film.

Teknologi produksi sel surya thin film ini masih baru, masih banyak

kemungkinan di masa mendatang. Ongkos produksi yang murah serta

bentuknya yang tipis, ringan dan fleksibel sehingga dapat dilekatkan

pada berbagai bentuk permukaan, seperti kaca, dinding gedung dan

genteng rumah.

2. Inverter

Conditioning daya dan sistem kendali dilakukan oleh inverter yang

mengubah arus searah (DC – Direct Current) menjadi bolak-balik (AC –

Alternating Current) saat ini dan kontrol kualitas output daya untuk

dikirimkan ke grid, juga dengan cara filter LC dalam inverter itu sendiri.

Adapun prinsip skema inverter sebagai berikut:

13

Transistor, digunakan sebagai saklar statis, dikendalikan oleh sinyal

pembukaan – penutupan yang, dalam mode sederhana, akan menghasilkan

output gelombang persegi bolak balik. Untuk mendapatkan bentuk

gelombang sinusoidal, teknik lebih canggih yaitu Pulse Width Modulation

(PWM) digunakan atau biasa disebut Modulasi Lebar Pulsa. Teknik PWM

memungkinkan regulation dapat dicapai pada frekuensi serta pada rms

nilai gelombang keluaran.

Daya yang disalurkan oleh generator PV tergantung pada titik di mana

PV Generator beroperasi. Dalam rangka memaksimalkan energi pasokan

dengan pembangkit PV, generator akan beradaptasi dengan beban,

Gambar 2.10. Sirkuit Inverter 1 Fasa

Gambar 2.11. Sinyal Output PWM

14

sehingga titik operasi selalu sesuai dengan Titik daya maksimum

(Maximum Power Point – MPP). Untuk tujuan ini , sebuah chopper (DC-

DC Converter) yang dikendalikan disebut Maximum Power Point Tracker

( MPPT ) digunakan di dalam inverter atau pada modul terpisah. MPPT

menghitung instan dengan instan pasangan nilai "Tegangan - arus" dari

generator di mana maksimum daya yang tersedia yang dihasilkan. Mulai

dari kurva I- V generator PV. Titik maksimum transfer daya sesuai dengan

titik singgung antara karakteristik I-V untuk diberikan nilai radiasi

matahari dan hiperbola persamaan:

𝑉. 𝐼 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 (1)

Sistem MPPT digunakan secara komersial mengidentifikasi titik daya

pada kurva karakteristik generator dengan menyebabkan, secara berkala,

variasi kecil beban yang menentukan penyimpangan dari nilai tegangan –

arus dan mengevaluasi jika produk baru I-V lebih tinggi atau lebih rendah

maka sebelumnya yang dipilih. Karena karakteristik yang diperlukan dari

kebutuhan performa inverter untuk pembangkit mandiri dan untuk

pembangkit grid-connected pembangkit harus memiliki karakteristik yang

berbeda:

a. Pembangkit mandiri, inverter harus mampu menyediakan sisi tegangan

AC se-konstan mungkin pada produksi generator dan permintaan beban

yang bervariasi;

b. Pada pembangkit grid-connected inverter akan mereproduksi, se-persis

mungkin, tegangan jaringan dan pada saat yang sama mencoba untuk

mengoptimalkan dan memaksimalkan keluaran energi dari panel PV.

2.4. Konfigurasi PLTS

Untuk mendayai suatu gedung atau jaringan, PLTS harus mempunyai

sistem terpadu yang memiliki modul-modul dan komponen tertentu. Sistem

tersebut harus didesain sedemikian rupa sehingga pendayaan gedung menjadi

handal. Adapun beberapa sistem pendayaan untuk sistem pembangkit PV atau

PLTS ini:

1. Sistem Stand-alone

Sistem stand-alone mengandalkan tenaga PV saja. Sistem ini dapat

terdiri hanya modul PV dan beban atau dapat mencakup baterai untuk

15

penyimpanan energi. Bila menggunakan regulator pengisi baterai, yang

mematikan modul PV saat baterai terisi penuh, dan matikan beban bila

baterai menjadi bawah batasnya. Baterai harus memiliki kapasitas yang

cukup untuk menyimpan energi yang dihasilkan pada siang hari untuk

digunakan pada malam hari dan selama periode cuaca buruk. Berikut

merupakan skematis contoh dari sistem yang berdiri sendiri;

(a) sistem PV DC sederhana tanpa baterai dan (b) sistem PV besar dengan

beban DC maupun AC.

2. Sistem Grid-Connected

Sistem grid-connected telah menjadi semakin populer sebagai aplikasi

yang terintegrasi. PV terhubung ke grid melalui inverter, dan tidak

memerlukan baterai karena grid dapat menerima semua listrik yang

generator PV suplai. Alternatifnya, PV digunakan sebagai pembangkit

listrik untuk grid. Sebuah sistem PV gridconnected secara skematik adalah

sebagai berikut:

Gambar 2.12. (a) sistem PV DC Sederhana untuk Mendayai Pompa Air tanpa

Penyimpanan Energi, (b) sistem PV kompleks termasuk Baterai, conditioner daya,

dan beban AC maupun DC [15]

16

3. Sistem Hybrid

Sistem hybrid terdiri dari kombinasi modul PV dan sistem pembangkit

listrik lain seperti diesel, gas atau angina.Sistem hybrid ini secara skematik

dapat ditinjau sebagai berikut:

Dalam rangka mengoptimalkan operasi dari dua generator, sistem

hybrid biasanya membutuhkan kontrol yang lebih canggih dari sistem PV

stand-alone. Misalnya, dalam kasus sistem PV disandingkan dengan

pembangkit diesel, mesin diesel harus dimulai ketika baterai mencapai

tingkat discharge yang ditentukan dan berhenti lagi ketika baterai

mencapai keadaan pengisian yang cukup. Generator back-up dapat

digunakan untuk mengisi ulang baterai saja atau untuk memasok beban

Gambar 2.14. Representasi Skematik Sistem PV

Hybrid [15]

Gambar 2.13. Representasi Skematik Sistem PV Grid-

Connected [15]

17

juga. Masalah umum dengan generator PV/diesel hybrid adalah kurangnya

pengendalian dari generator diesel. Jika baterai dipertahankan pada terlalu

tinggi keadaan pengisiannya oleh generator diesel, maka energi yang bisa

dihasilkan oleh generator PV akan terbuang. Sebaliknya, jika baterai diisi

tidak cukup, maka umur operasional pembangkit akan berkurang. Masalah

tersebut harus dihadapi jika generator PV ditambahkan dengan mesin

diesel tanpa instalasi sistem otomatis untuk starting mesin dan kendali

output.

2.5. Mikrokontroller

Mikrokontroler adalah suatu chip berupa IC (Integrated Circuit) yang

berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik biasanya dapat

menerimasinyal input, mengolahnya dan memberikan sinyal output sesuai

dengan programyang diisikan ke dalamnya. Kelebihan utama dari

mikrokontroler ialah tersedianya Ram dan peralatan I/O pendukung sehingga

ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas.[10]

2.5.1. Modul Mikrokontroler Arduino Uno.

Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source

dan memiliki sistem situs resmi di www.arduino.cc. Situs resmi ini

memberikan banyak hal yang dapat digunakan oleh pembaca dan

penguna seperti software arduino yang selalu diperbaharui dan dapat

diunduh secara gratis,pengenalan produk-produk terbaru

arduino,dan penyediaan referensi yang sangat membantu saat

melakukan pemprograman dalam software arduino.[10]

Menurut beberapa sumber referensi arduino memiliki beberapa

keungulan dibandingkan dengan platform elektronik lainnya,dan

beberapa keungulanya diantaranya sebagai berikut :

1. Modul arduino dalah sebuah platform elektronik yang open

source yang berbasis pada kemudahan dan flexsibilitas

penggunaan hardware dan software. Artinya pembaca dapat

mengunduh software dan gambar rangkaian arduino tanpa

harus membayar kepada pembuat arduino.

18

2. IDE arduino merupakan multiplatform yang dapat dijalankan

di berbagai system operasi seperti windows,macintosh,dan

linux.

3. Modul arduino mudah digunakan sebagai sebuah platform

komputasi fisik yang sederhana serta menerapkan bahasa

pemprograman processing.

4. Modul arduino merupakan platform interaktif karena dapat

mengambil masukan dari berbagai tombol atau sensor,mampu

mengendalikan berbagai lampu,motor,dan output fisik lainya.

5. Modul arduino dapat berdiri sendiri,atau dapat melakukan

komunikasi dengan software yang berjalan di komputer seperti

flash,processing dan max MSP.

6. Penggunaan arduino menggunakan kabel yang terhubung

dengan port universal serial bus (USB), bukan port serial. Fitur

ini sangat berguna karena banyak komputer sekarang ini tidak

memiliki port serial.

7. Biaya yang digunakan dalam membeli modul Arduino cukup

murah sehingga tidak terlalu menakutkan untuk membuat

kesalahan.

8. Proyek arduino ini dikembangkan dalam dunia

pendidikan,sehingga bagi pemula akan lebih cepat dan mudah

untuk mempelajarinya.

9. Proyek Arduino memiliki banyak penguna dan komunitas di

internet yang dapat membantu setiap kesulitan yang dihadapi.

Arduino telah banyak memproduksi begitu banyak sistem dan

jenisnya beberapa diantaranya adalah arduino uno, arduino

Leonardo, arduino due, arduino mega2560, arduino mega ADK,

arduino micro, arduino duemilanove, arduino nano. Dalam

pembuatan tugas akhir ini akan digunakan salah satu produk arduino

yang dikenal dengan nama Arduino Uno.

19

Gambar 2.15. Fungsi pin Arduino Uno.[10]

Tabel 2.1. Keterangan Pin Arduino Uno.

No Parameter Keterangan

1 Jack Adaptor Masukan power eksternal bila Arduino bekerja

mandiri(tanpa komunikasi dengan computer

melalui

kabel seial (USB)

2 Jack Usb Untuk komunikasi mikrokontroler dengan computer

3 Tombol reset Tombol reset internal yang digunakan mengembalikan

fungsi awal modul Arduino

4 Pin Two Wire Terdiri dari serial data lines(SDA) dan serial

Interface(TWI) interface clock (SCL)

5 Pin Pwm Arduino mega menyediakan 8 bit output

PWM.gunakan fungsi analog write untuk

mengaktifkan pin PWM.

6 Pin serial Digunakan untuk menerima dan mengirimkan data

serial TTL (receiver(Rx),Transmiter(Tx)).pin 0 dan

1

sudah terhubung kepada pin serial USB to TTL

sesuai

dengan ATmega

20

7 ATmega 328 Ic microcontroller yang digunakan pada Arduino Uno

8 Pin Analog Menerima input dari perangkat analog lainya

9 Pin power 1. Vin = Masukan tegangan input bagi arduino

ketika menggunakan sumber daya eksternal

2. 5v = Sumber tegangan yang dihasilkan

regulator internal board Arduino

3. 3,3 v = sumber tegangan yang dihasilkan

regulator internal board arduino.arus

maksimal pada pin ini adalah 50mA

4. GND = Pin ground regulator tegangan

board

Arduino

11 Pin digital Pin yang digunakan untuk menerima input digital dan

member output berbentuk digital (0 dan 1 atau low

dan high)

Gambar 2.16 Arduino IDE[10]

21

Tabel 2.2. keterangan tombol pada IDE Arduino.

2.6. Sensor Arus ACS712

ACS712 adalah Hall Effect current sensor. Hall effect allegro ACS712

merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam

pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem

komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk

mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan

proteksi beban berlebih, bentuk fisik dari sensor arus ACS712 dapat dilihat

pada gambar 2.19 di bawah ini.

Gambar 2.17.Sensor arus ACS712[14]

No Nama Fungsi

1 Verify Menguji apakah ada kesalahan atau sketch.apakah

sketch sudah benar,maka sketch tersebut akan

dikompilasi.kompilasi. kompilasi adalah proses

mengubah kode pada program kedalam kode mesin

2 Upload Mengirimkan kode mesin hasil kompilasi ke board

arduino

3 New Membuat sketch baru

4 Open Membuka sketch yang sudah ada

5 Save Menyimpan sketch

6 Serial Menampilkan data yang dikirim dan diterima melalui

monitor komunikasi serial

22

Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena

didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan

yang terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca

mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang

menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan

diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor

dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya

antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer

secara berdekatan. Persisnya, tegangan proporsional yang rendah akan

menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk

ketelitian yang tinggi oleh pabrik. Berikut terminal list dan gambar pin out

ACS712.

Gambar 2.18. Pin out ACS712

Tabel 2.3. Terminal list sensor arus ACS712.

NO Nama Keterangan

1 dan 2 IP+ Terminal internal

3 dan 4 IP- Terminal internal

5 GRD Ground

6 FILTER Terminal external

7 VIOUT Analog output

8 VCC Power

23

Pada gambar 2.19. pin out terminal list diatas dapat kita lihat tata letak

posisi I/O dari sensor arus dan kegunaan dari masing-masing pin dari sensor

arus ACS712. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan

daya yang rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari

sensor leads/mengarah (pin 5 sampai pin 8). Hal ini menjadikan sensor arus

ACS712 dapat digunakan pada aplikasi-aplikasi yang membutuhkan isolasi

listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau teknik isolasi lainnya yang

mahal. Sensor ini telah dikalibrasi oleh pabrik. Untuk lebih jelas dapat dilihat

pada Gambar 2.19. blok diagram sensor arus ACS712 .[14]

2.7. Sensor Tegangan

Prinsip kerja modul sensor tegangan yaitu didasarkan pada prinsip

penekanan resistansi, dan dapat membuat tegangan input berkurang hingga 5

kali dari tegangan asli. Bentuk modul sensor tegangan seperti ditunjukkan

pada gambar 2.20. berikut :

Gambar 2.19. Modul sensor tegangan[15]

Fitur-fitur dan kelebihannya:

1. Variasi Tegangan masukan: DC 0 - 25 V

2. Deteksi tegangan dengan jangkauan: DC 0.02445 V - 25 V

3. Tegangan resolusi analog: 0,00489 V

4. Tegangan DC masukan antarmuka: terminal positif dengan VCC, negatif

dengan GND

24

5. Output Interface: "+" Koneksi 5 / 3.3V, "-" terhubung GND, "s"

terhubung Arduino pin A0

6. DC antarmuka masukan: red terminal positif dengan VCC, negatif

dengan GND Kalibrasi Modul Sensor Tegangan.

Prinsip kerja modul sensor tegangan ini dapat membuat tegangan input

mengurangi 5 kali dari tegangan asli. Sehingga, sensor hanya mampu

membaca tegangan maksimal 25 V bila diinginkan Arduino analog input

dengan tegangan 5 V, dan jika untuk tegangan 3,3 V, tegangan input harus

tidak lebih dari 16.5 V. Pada dasarnya pembacaan sensor hanya dirubah

dalam bentuk bilngan dari 0 sampai 1023, karena chip Arduino AVR

memiliki 10 bit, jadi resolusi simulasi modul 0,00489 V yaitu dari (5 V /

1023), dan tegangan input dari modul ini harus lebih dari 0,00489 V x 5 =

0,02445 V. Sehingga dapat dirumuskan seperti persamaan berikut:Volt =

((Vout x 0.00489) x 5).

Modul tegangan ini disusun secara parallel terhadap beban. Pada gambar

2.21. menunjukan contoh cara mengukur tegangan dengan sensor tegangan

yang dihubungkan secara paralel, seperti gambar berikut :

Gambar 2.20. Bentuk rangkaian sensor tegangan untuk[15]

2.8. Lab View

LabVIEW adalah sebuah software pemograman yang diproduksi oleh

National Instruments dengan konsep yang berbeda. Seperti bahasa

pemograman lainnya yaitu C++, matlab atau Visual basic , LabVIEW juga

mempunyai fungsi dan peranan yang sama, perbedaannya bahwa labVIEW

25

menggunakan bahasa pemrograman berbasis grafis atau blok diagram

sementara bahasa pemrograman lainnya menggunakan basis text. Program

labVIEW dikenal dengan sebutan Vi atau Virtual Instruments karena

penampilan dan operasinya dapat meniru sebuah instrumen. Pada labVIEW,

user pertama-tama membuat user interface atau front panel dengan

menggunakan control dan indikator, yang dimaksud dengan kontrol adalah

knobs, push buttons, dials dan peralatan input lainnya sedangkan yang

dimaksud dengan indikator adalah graphs, LEDs dan peralatan display

lainnya. Setelah menyusun user interface, lalu user menyusun blok diagram

yang berisi kode-kode VIs untuk mengontrol front panel. Software LabVIEW

terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :

1. front panel

front panel adalah bagian window yang berlatar belakang abu-abu serta

mengandung control dan indikator. front panel digunakan untuk

membangun sebuah VI, menjalankan program dan mendebug program.

Tampilan dari front panel dapat di lihat pada Gambar 2.1

2. Blok diagram dari Vi

Blok diagram adalah bagian window yang berlatar belakang putih berisi

source code yang dibuat dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel.

Gambar 2.21. Front Panel

26

Tampilan dari blok diagram dapat lihat pada Gambar 2.2.

3. Control dan Functions Pallete

Control dan Functions Pallete digunakan untuk membangun sebuah Vi.

a. Control Pallete

Control Pallete merupakan tempat beberapa control dan indikator pada

front panel, control pallete hanya tersedia di front panel, untuk

menampilkan control pallete dapat dilakukan dengan mengklik

windows >> show control pallete atau klik kanan pada front panel.

Contoh control pallete ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.23. Control Pallete

Gambar 2.22. Blok Diagram

27

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

Ada beberapa poin penting pada penelitian yang akan dilakukan

diantaranya desain rancangan, perakitan, pembuatan program, implementasi,

memonitoring dan menyimpulkan data hasil monitoring, Sehingga Gambar

11 merupakan diagram alir untuk metode penelitian yang dilakukan.

3.2. Diagram Sistem Monitoring Solar Panel

Metode pengambilan data output solar panel dilakukan dengan

menggunakan sensor arus dan tegangan. Parameter arus dan tegangan di

sampling secara real time. Untuk sensor arus konfigurasi seri dibuat pada

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian

Start

Studi Literatur

Rumusan

masalah

Desain rancangan

hardware dan

sistem

Evaluasi

Tidak

Ya

Pengambilan Data

Monitoring

Penulisan Laporan

End

28

Produk & Merk Visualisasi

Type: Polycrystalline

Power Range: 100 Wp

Voltage at Maximum Power (Vmpp) : 18 V

Current at Maximum Power (Impp) : 5,6 A

Max DC Power (at CosΦ = 1) : 1000 W

Vmp = 35-39 volt

MPP Voltage Range : 30V to 40V

Voc = 42 - 45Volt

6

Konektor PV

Microcontroller ATmega328P

Operating Voltage 5V

Input Voltage (recommended) 7-12V

Input Voltage (limit) 6-20V

Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)

PWM Digital I/O Pins 6

Analog Input Pins 6

DC Current per I/O Pin 20 mA

Rise time output = 5 µs.

Bandwidth sampai dengan 80 kHz.

Total kesalahan output 1,5% pada suhu kerja TA= 25°C.

Tahanan konduktor internal 1,2 mΩ.

Tegangan isolasi minimum 2,1 kVRMS antara pin 1-4 dan

pin 5-8.

Sensitivitas output 185 mV/A.

3

Arduino Uno

4

Kabel DC

5

Sensor Arus dan

Tegangan

NoKomponen

Spesifikasi

1

PV Generator Suoer

2

Inverter Suoer 1000

Watt Grid Tie Inverter

jalur output solar panel. Sedangkan tegangan secara paralel dicuplik pada

jalur outputnya. Secara garis besar rancangan sistem dipaparkan sebagai

berikut

3.3. Perancangan Riil Sistem Monitoring Solar Panel dengan LabView

Penelitian ini dilakukan dengan melakukan eksperimen langsung dengan

menggunakan beberapa material diantaranya ditunjukan pada tabel berikut.

Tabel 3.1. Komponen sistem monitoring PV

Gambar 3.2. Blok Diagram Sistem Monitoring Solar Panel

PV Panel Inverter Beban

Sistem Monitoring

29

3.4. Desain Riil Sistem Monitoring

1. Wiring Diagram

Secara riil penelitian ini memiliki konsep yang ditampilkan pada blok

diagram dibawah ini.

2. Desain Box Hardware Rangkaian Kontrol

Bentuk akhir alat akan dibuat dengan menggunakan material plastik dengan

proses 3D printing. Berikut desain yang dibuat.

Solar Panel Inverter Load

Arduino Lab ViewSensor

Tegangan

Sensor Arus

Gambar 3.3. Blok Diagram Riil Sistem Monitoring Solar Panel

Gambar 3.4. Desain Box Hardware Rangkaian Kontrol

30

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Realisasi Jadwal Pelaksanaan

Tabel 4.1 Jadwal Penelitian dan implementasi penelitian sistem

monitoring solar panel.

4.2. Analisis Perancangan Sistem Monitoring Solar Panel

Dalam melakukan penelitian ini analisis terhadap output yang

dihasilkan dimonitoring agar didapatkan hasil yang riil.

4.2.1. Analisis Daya Output Solar panel

Berdasarkan data tabel rata-rata radiasi matahari perbulan untuk daerah

Jakarta dan sekitarnya (Tangerang Selatan) yang diambil dari situs

resmi NASA (National Aeronautics and Space Administration)[..].

Data pada tabel di bawah ini menunjukan bahwa insolasi matahari

setiap bulannya berbeda-beda. Dan insolasi matahari tertinggi adalah

pada bulan Agustus, yaitu sebesar 5,03 kWh/𝑚2/hari. Dan insolasi

matahari terendah adalah pada bulan Februari yaitu sebesar 2,67

kWh/𝑚2/hari. Sehingga rata-rata insolasi matahari dalam setahun

adalah sebesar 3.96 kWh/𝑚2/hari.

I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

P

A

Info :P = Plan

A = Actual

informationJuly August September October

3 Procurement

4 Installation Detail

November

1Preparation

Tima. Concepts Design & Calculations

2 b. Material Order

No Description PIC P/A

2019

Tim

5 Main Panel Fabrication

6 Support PV Panel Fabrication Subcont

Tim

Tim

11 Evaluation

12 Reporting

9 Cable Installation

10 Trial & Error

7 PV Installation Tim

8 Configuration Paths

31

Tabel 4.2 Rata-Rata Radiasi Normal Matahari per Bulan untuk Daerah

Jakarta per Periode 22 Tahun (Juli 1983 - Juni 2005) [kWh/𝑚2/hari]

Tabel 4.3 Lama Penyinaran Matahari Untuk Wilayah Tangerang Selatan

Periode Bulan Nopermber 2019 [Jam]

Berdasarkan kedua data tabel diatas dapat dihitung selama bulan

Oktober lama penyinaran rata-rata selama 3 jam.

4.3. Analisis Biaya Yang Dibutuhkan Untuk Pembangunan PLTS 200 WP

Perlengkapan dan peralatan yang dibutuhkan untuk perancangan PLTS

dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

4.4. Hasil Perancangan Sistem Monitoring

5 lembar panel PV dengan masing-masing kapasitas daya 100 Wp

dipasang secara paralel, dengan asumsi awal total daya yang dihasilkan

sebesar 500 Wp. Tegangan pada panel PV memiliki nilai yang bervariasi

dengan range antara 30 – 40 Volt berdasarkan data sheet komponen.

Sedangkan arus yang dihasilkan berkisar 3,08 A – 5,5 A. Dari data tersebut

besarnya arus yang keluar dari panel PV masih dalam jangkauan spesifikasi

sensor tetapi untuk sensor tegangan memiliki keterbatasan nilai maksimum,

dimana range tegangan hanya berkisar dari 0 – 25 V. Penambahan rangkaian

pembagi tegangan menjadi wajib dibuat untuk merekayasa agar output

Bulan Jan Feb Mar April Mei Juni Juli Agus Sep Okt Nop Des Rata-rata

Nilai Radiasi

(kWh/ /hr2,84 2,67 3,38 3,92 4,44 4,7 4,98 5,03 4,86 4,07 3,4 3,2 3,96

𝑚2

Tanggal

Lama

Penyinaran

(Jam)

Tanggal

Lama

Penyinaran

(Jam)

Tanggal

Lama

Penyinaran

(Jam)

01-11-2018 3,6 11-11-2018 3 21-11-2018 4,1

02-11-2018 1,9 12-11-2018 0,2 22-11-2018 7

03-11-2018 1,6 13-11-2018 1,9 23-11-2018 5,9

04-11-2018 2,2 14-11-2018 3,5 24-11-2018 3,4

05-11-2018 0,4 15-11-2018 5,5 25-11-2018 2,6

06-11-2018 3,1 16-11-2018 6,9 26-11-2018 3,4

07-11-2018 1 17-11-2018 6,7 27-11-2018 1,9

08-11-2018 3 18-11-2018 1,3 28-11-2018 0,6

09-11-2018 3 19-11-2018 4,8 29-11-2018 0,8

10-11-2018 3,8 20-11-2018 1,8 30-11-2018 1,2

3Lama Penyinaran Rata-rata (Jam)

32

tegangan sesuai dengan range sensor. Berikut rangkaian pembagi tegangan

yang dibuat.

Gambar 4.1. Rangkaian pembagi tegangan

Untuk mendapatkan output tegangan yang sesuai nilai resistansi yang

digunakan yaitu R1 sebesar 9 KΩ dan R2 sebesar 1 KΩ. Untuk sistem

monitoring dengan menggunakan lab view merupakan pengolahan data

digital dengan komunikasi serial. Ada beberapa tahapan untuk membuat

sistem monitoring pada lab view, dari pembuatan diagram blok fungsi lalu

membuat tampilan sistem dalam bentuk GUI untuk server dan client.

4.5. Data Monitoring

Berdasarkan pengamatan langsung dengan sistem monitoring

menggunakan labview, dapat dilihat pada Tabel 1 Data output PV panel.

Gambar 4.2. Tampilan GUI Server dan Clien

33

Tabel 4.1. Data Pengukuran

Berdasarkan tabel diatas didapatkan hasil pengukuran tegangan paling

kecil sebesar 29 Volt dan tertinggi sebesar 39 Volt. Untuk arus minimum

terukur diangka 1,4 A dan maksimum diangka 3,2 A. Sedangkan daya yang

terukur berkisar antara 40,6 sampai dengan 142,6 Watt. Berikut tampilan

grafik monitoring dari sistem yang dibuat.

Gambar 4.3. Grafik monitoring tegangan

1 9:00 29 1,4 40,6

2 9:15 29 1,4 40,8

3 9:30 30 1,4 42

4 9:45 32 1,8 57,6

5 10:00 32 1,9 60,9

6 10:15 32 2,1 67,2

7 10:30 33 2,1 69,3

8 10:45 34 2,6 88,4

9 11:00 34 2,6 89,2

10 11:15 34 2,8 95

11 11:30 35 2,8 98,7

12 11:45 35 2,8 98,5

13 12:00 35 2,9 110,6

14 12:15 35 2,9 110,6

15 12:30 35 3 112,4

16 12:45 36 3 115,2

17 13:00 36 3 116,3

18 13:15 39 3,1 140,2

19 13:30 39 3,2 142,6

20 13:45 39 3,2 135

21 14:00 38 3,1 120

22 14:15 38 3,1 118,4

23 14:30 36 2,9 118,5

24 14:45 36 2,7 102,1

25 15:00 33 2,5 82,8

26 15:15 33 2,3 76,3

27 15:30 30 2,1 64

28 15:45 30 2,1 63,6

29 16:00 29 2 59

NoWaktu

(Jam)Tegangan

(Volt)

Daya

(Watt)

Arus

(Ampere)

34

Panel PV menghasilkan output tegangan tertinggi sebesar 39 Volt

ketika intensitas matahari terakumulasi di pukul 13.15 – 13.45 WIB.

Gambar 4.4. Grafik monitoring arus

Panel PV menghasilkan output arus tertinggi sebesar 3,1 A ketika

intensitas matahari terakumulasi di pukul 14.00 – 14.15 WIB.

Gambar 4.5. Grafik monitoring daya

Panel PV menghasilkan output daya tertinggi sebesar 142,6 Watt ketika

intensitas matahari terakumulasi di pukul 13.30 WIB.

35

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan maka ada beberapa kesimpulan

yang dapat diambil, yaitu:

1. Pembacaan tegangan output dari panel PV membutuhkan rangkaian

pembagi tegangan agar sesnor dapat bekerja di range 0-25 Volt.

2. Output panel PV tidak dapat maksimal sesuai spesifikasi teknisnya

dikarenakan kualitas panel PV. Besarnya tegangan output berkisar antara

29-39 Volt, Untuk arus keluaran range antara 1,4-3,2 A dan daya output

berkisar 40,6-142,6 Watt.

3. Sistem monitoring dengan menggunakan lab view dapat berjalan dengan

baik, dimana hasil pembacaan sesuai dengan alat ukur secara langsung

dengan error sebesar 2%.

5.2. Saran

Agar sistem monitoring dapat digunakan secara fleksibel maka ada

beberapa saran untuk pengembangan diantaranya.

1. Penerapan IoT sehingga akses lebih fleksibel.

2. Penambahan sistem untuk mendeteksi kondisi solar panel yang rentan

terhadap debu.

36

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Agus Eko Prasetio / 14102014 TUGAS ELEKTROKIMIA MAKALAH

BATERAI DAN FUEL CELL.

[2]. Rakhman E, Candrasyyah F, Sutera Fajar D, 2014. Mikrokontroler Mungil

yang Serba Bisa.

[3]. Relay, http://teknikelektronika.com/power-supply/,diakses juni 2017

[4]. Pemanas induksi, www.rama-elektro.tk/,diakses mei 2017

[5]. WAHYU PURWO RAHARJO,BAMBANG KUSHARJANTA / 2013

rancang bangun pemanas induksi berkapasitas 600w untuk proses perlakuan

panas dan perlakuan permukaan, (UNS) teknik mesin.

[6]. Yukovany Zulkarnaen / perancangan dan pembuatan pemanas induksi

dengan metode pancake coil berbasis mikrokontroler ATMega8535.

[7]. Mohammad Reza Maghami, Hashim Hizam, Chandima Gomes, Mohd

Amran Radzi, Mohammad Ismael Rezadad, Shahrooz Hajighorbani. (2016)

“Power loss due to soiling on solar panel: A review.” Renewable and

Sustainable Energy Reviews 59:1307–1316.

[8]. Nallapaneni Manoj Kumar, K. Sudhakar, M. Samykano, V. Jayaseelan,

(2018) “BIPV Market Growth: SWOT Analysis and Favorable Factors.”

2018 4th International Conference on Electrical Energy Systems (ICEES), 7-

9 February 2018, Chennai, India.

[9]. Basant Raj Paudyal, Shree Raj Shakya. (2016) “Dust accumulation effects on

efficiency of solar PV modules for off grid purpose: A case

study of Kathmandu.” Solar Energy 135: 103–110.

[10]. Julius Tanesab, David Parlevliet, Jonathan Whale, Tania Urmee. (2017)

“Seasonal effect of dust on the degradation of PV modules performance

deployed in different climate areas.” Renewable Energy 111: 105-115.

[11]. F. Ju and X. Fu. (2011) “Research on impact of dust on solar

photovoltaic(PV) performance.” 2011 International Conference on Electrical

and Control Engineering, Yichang, pp. 3601-3606.

37

[12]. Water-free and energy independent cleaning system, Ecoppia - Robotic Solar

Cleaning Solution, URL: http://www.ecoppia.com/ (LastAssessed on 04 May

2018)

[13]. Mallikarjun G. Hudedmani, Gita Joshi, Umayal R M, Ashwini Revankar.

(2017) “A Comparative Study of Dust Cleaning Methods for the Solar PV

Panels.” Advanced Journal of Graduate Research 1(1): 24-29.

38

LAMPIRAN 1

SURAT PERNYATAAN/PERJANJIAN KONTRAK PENELITIAN

No. Kontrak :

Dalam rangka pelaksanaan penelitian di lingkungan Universitas Pamulang,

maka dengan ini saya dosen peneliti menyatakan dan berjanji sebagai berikut:

1. Proposal Penelitian ini benar-benar hasil karya saya sendiri, bukan hasil

karya orang lain, bukan skripsi, bukan tesis dan bukan disertasi.

2. Proposal tersebut belum pernah diusulkan dan didanai sebelumnya, baik

oleh Yayasan Sasmita Jaya maupun pihak lain.

3. Sanggup melakukan pengumpulan data yang relevan dengan

permasalahan yang diteliti ke lokasi penelitian (ditandai dengan surat

keterangan penelitian/jika ada).

4. Sanggup menyelesaikan penelitian tepat waktu sesuai waktu yang sudah

ditentukan dalam proposal penelitian. (6 bulan, atau terhitung sejak

tanggal disahkannya lembar pengesahan proposal penelitian).

5. Bersedia menerima pembayaran dana penelitian yang akan diserahkan

secara bertahap, dengan rincian tahap pertama dana penelitian

diserahkan 50% (lima puluh persen) setelah proposal disetujui oleh tim

evaluasi, tahap kedua sebesar 50% (lima puluh persen) akan dibayarkan

setelah penelitian selesai diseminarkan serta disetujui oleh tim evaluasi.

6. Bersedia menyerahkan hasil akhir penelitian berupa hard copy penelitian

ke LPPM Universitas Pamulang dan Prodi terkait menyerahkan soft copy

melalui email ke : ppkmdosenunpam@gmail.com.

7. Bersedia dan sanggup mempublikasikan hasil penelitian pada jurnal

nasional ber ISSN di lingkungan Unpam atau di luar Unpam.

Demikianlah surat pernyataan ini dibuat dan kami dosen peneliti akan melaksanakan

dengan sebaik-baiknya.

Pamulang, 14 Februari 2016

Mengetahui

Ketua LPPM, Ketua Peneliti,

Ali Madinsyah, S.E., M.M Kartika Sekarsari, ST.MT

NIDN : 0417067101 NIDN: 03010087303

Tembusan Yth:

1. Rektor

2. Warek I, II, III

3. Dekan terkait

4. Kaprodi terkait

5. Arsip

39

LAMPIRAN 2

PENILAIAN AKHIR PENELITIAN

Program Studi : Teknik Elektro

Fakultas/Program Studi : Teknik

Judul Penelitian : KARAKTERISTIK

MULTIVIBRATOR DAN

COUNTER DENGAN VIRTUAL

INSTRUMEN

Tim Peneliti :

1. Nama Ketua Tim Peneliti : Kartika Sekarsari, ST.MT

2. Anggota Peneliti: : 3 orang

Ruang lingkup :

Lokasi Penelitian : Laboratorium / Studio / Lapangan *)

Biaya yang diusulkan : Rp.

Biaya yang disetujui : Rp. 5.300.000

KOMPONEN BOBOT SKOR NILAI

I. PENDAHULUAN

1. Perumusan Masalah 5

2. Tujuan Penelitian 5

II. TINJAUAN PUSTAKA

1. Relevansi

2. Pengacuan Daftar Pustaka

3. Kemutakhiran atau keaslian sumber

5

5

5

III. METODE PENELITIAN

1. Kesesuaian dengan masalah 10

2. Ketepatan Rancangan 5

3. Ketepatan Instrumen 5

4. Ketepatan dan Ketajaman Analisis 5

IV. HASIL PENELITIAN 1. Manfaat & Kontribusi : IPTEKS, 15

Pembangunan, Pengembangan

Kelembagaan

2. Hasil yang dicapai :

a. Kesesuaian dengan tujuan 5

b. Kedalaman bahasan 5

c. Originilitas 5

d. Mutu Hasil 10

V. UMUM

1. Bahasa 4

2. Format 3

3. Ringkasan 3

JUMLAH 100

Pamulang, Februari 2015

Penilai

40

LAMPIRAN 3

41

LAMPIRAN 4

Sertifikat

42

43

LAMPIRAN 4

Foto Kegiatan Penelitian

44

45

46

47