KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT,Tuhan seru sekalian alam yang

telah melimpahkan rahmat dan karunian-Nya sehingga akhirnya kami dapat menyelesaikan

makalah yang berjudul ”PENERANG JALAN TENAGA SURYA (PJUTS)”

Penyusun juga ingin mengucapkan terima kasih kepada orang tua kami, teman – teman dan

berbagai pihak yang telah terlibat dan membantu hingga makalah ini dapat terselesaikan.

Sebagai manusia biasa, penyusun menyadari masih terdapat banyak kekurangan dalam

penyusunan makalah ini. Untuk itu dimohon kritik dan saran yang sifatnya membangun dari

berbagai pihak agar pada pembuatan makalah berikutnya lebih baik lagi.

Bandung, 12 October 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR......................................................................................................................................1

DAFTAR ISI...................................................................................................................................................1

BAB I............................................................................................................................................................2

1.1. Latar Belakang..................................................................................................................................3

1.2. Rumusan Masalah............................................................................................................................3

1.3. Tujuan..............................................................................................................................................4

1.4. Manfaat............................................................................................................................................4

BAB II...........................................................................................................................................................4

2.1 Umum....................................................................................................................................................5

2.2 Solar Cell (Panel Surya)..........................................................................................................................7

2.2.1 Modul Surya....................................................................................................................................8

2.2.2 Jenis – jenis Solar Cell...................................................................................................................10

2.2.3 Prinsip Kerja Solar Cell..................................................................................................................11

2.2.4 Faktor Pengoperasian Solar Cell...................................................................................................12

2.3 Baterai (Battery)..................................................................................................................................14

2.4 Battery Charger....................................................................................................................................14

2.4.1 Metode Charge Discharge............................................................................................................15

2.5 Solar PV Controller..............................................................................................................................18

2.5.1 Jenis PV Controller........................................................................................................................19

2.6 Inverter................................................................................................................................................20

2.7 Lampu LED ( Light Emitting Diode).......................................................................................................21

BAB III........................................................................................................................................................23

BAB IV........................................................................................................................................................24

4.1 Kesimpulan..........................................................................................................................................24

4.2 Saran....................................................................................................................................................25

DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................................................................26

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Matahari adalah sumber energy terbesar dan utama bagi kehidupan Manusia.oleh

karena itu penggunaan energy Matahari dapat di jadikan sebagai salah satu alternative yang

bias kita manfaatkan.Energi semakin menjadi kebutuhan pokok setiap manusia. Hingga kini

permasalahan mengenai sumber daya energi masih terus berlangsung. Hal ini dipengaruhi oleh

kondisi global dengan semakin bertambahnya penduduk dunia. Namun persediaan energi yang

ada semakin berkurang. Jika tak segera ditangani, kemungkinan tak terhindarkan lagi adanya

krisis energi. Untuk itu inovasi tentang energi alternatif, terutama dari sumber daya yang tak

terbatas, sangat diperlukan seiring perkembangan dunia sekarang ini. Salah satu alternatif yang

dapat diterapkan adalah inovasi mengenai teknologi Sel Surya (energi surya).

Pemanfaatan sel surya selama ini adalah digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga surya.

Dari pemanfaatannya sebagai PLTS ini di antaranya dapat diaplikasikan pada satelit, bangunan

besar, pabrik industri, perumahan Dll. Sel surya juga dapat dimanfaatkan sebagai cara untuk

mengatasi adanya krisis energy terutama menipisnya ketersediaan minyak bumi dunia. Tidak

hanya itu contoh kecil pemanfaatan sel surya selama ini di gunakan sebagai penerang jalan

merupakan sebuah alternatif yang murah dan hemat untuk digunakan sebagai sumber listrik

penerangan karena menggunakan sumber energi gratis dan tak terbatas dari alam yaitu energi

matahari.

Permasalahan sekarang adalah level produksi sel surya di Indoneisa masih dalam tahap

assembly atau perakitan yang beberapa bahannya diimpor dan sebagian diproduksi di dalam

negeri. Secara khusus, pabrik sel surya di Indonesia masih terbilang sangat langka. Produk

produk sel surya yang dipasarkan di Indonesia mayoritas merupakan hasil impor.

Pembuatan makalah ini didasarkan pada kondisi bumi yang sumber daya alamnya digunakan

dengan tidak bijak sehingga memperburuk kondisi. Dengan energy alternativlah kita dapat

sedikit membantu memperbaiki bumi salah satunya dengan memanfaatkan sumber energy

yang melimpah yaitu SEL SURYA.

1.2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah makalah laporan observasi ini yaitu :

1. Apa saja keunggulan lampu penerang Jalan Tenaga Surya ?

2. Apa saja Jenis-jenis Solar Cell ?

3. Bagaimana sistem kerja dari LPJTU ?

4. Apa saja Faktor Pengoperasian solar cell ?

1.3. Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas dan memberikan

informasi

kepada teman-teman tentang bagaimana proses kerja dari penerangan jalan tenaga surya, apa

saja komponen-komponen maupun faktor yang mendukung bekerjanya lampu penerang jalan

dari tenaga surya ini.

1.4. Manfaat

Beranjak dari permasalahan dunia akan krisis energi maka pembuatan makalah ini menjadi

salah satu media bagi kita untuk dapat mengetahui pentingnya pemanfaatan sel surya terhadap

krisis energi dunia sekarang ini, contoh kecilnya yaitu penggunaan lampu penerang jalan tenaga

surya (LPJTS)yang sangat bermanfaat dan murah serta hemat dapat digunakan untuk daerah-

daerah yang belum tersentuh oleh listrrik. Manfaaat lainnya yaitu kita tau bagaimana kerja atau

cara kerja lampu penerang jalan tenaga surya.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Umum

Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJU-TS) adalah lampu penerangan jalan yang

menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energi listriknya. Penerangan Jalan Umum

Tenaga Surya ( PJU-TS ) sangat cocok digunakan untuk jalan-jalan di daerah-daerah yang belum

terjangkau oleh listrik PLN dan juga daerah-daerah yang mengalami krisis energi listrik terutama

di daerah terpencil. Namun belakangan ini PJU Tenaga Surya juga marak diaplikasikan di daerah

perkotaan seperti di kawasan jalan-jalan utama, jalan kawasan perumahan, lampu taman, area

kampus, area pabrik, halte bis, tempat parkir, pompa bensin (SPBU) dsb.

Penerangan Jalan Tenaga Surya merupakan sebuah alternatif yang murah dan hemat

untuk digunakan sebagai sumber listrik penerangan karena menggunakan sumber energi gratis

dan tak terbatas dari alam yaitu energi matahari. Lampu Jalan Tenaga Surya ( PJU Tenaga Surya)

menggunakan Modul/Panel Surya dengan lifetime hingga 25 tahun yang berfungsi menerima

cahaya (sinar) matahari yang kemudian diubah menjadi listrik melalui proses photovoltaic.

Lampu ini secara otomatis dapat mulai menyala pada sore hari dan pada pagi hari dengan

perawatan yang mudah dan efisien selama bertahun tahun. Lampu Jalan Tenaga Surya

menggunakan Lampu LED jenis hi-power yang sangat terang, hemat energi dan tahan lama,

seperti terlihat pada Gambar

Lampu Penerangan Jalan Tenaga Matahari (PJU-TS)

Lampu penerangan jalan (PJU) tenaga matahari mempunyai ketinggian tiang yang

berbeda-beda, mulai dari 5m s/d 14m. Jarak antar tiang juga bervariasi mulai dari 15m s/d 40m.

Jarak antar tiang tergantung ketinggian tiang, jenis lampu, dan cahaya yang dibutuhkan

(brightness).

Warna cahaya yang dipilih lampu penerangan jalan biasanya yang tergolong 'warm light'

bukan 'cool light'. Cool light atau identik dengan warna putih sepintas jauh lebih terang, tetapi

untuk cuaca buruk seperti asap, kabut, hujan gerimis maupun hujan deras warna 'cool light'

sangat tidak dianjurkan. Sedangkan 'warm light' yang identik dengan warna kuning dipilih

karena masalah safety. Dalam kondisi cuaca buruk maka warna kuning masih dapat tembus

sampai ke retina mata kita.

Terang tidaknya suatu penerangan biasanya diukur dalam satuan lumen yang

merupakan satuan luminasi flux. Sedangkan bila perangkat penerangannya sudah terpasang

maka kekuatan cahaya ( illuminasi rata-rata ) yang sampai ke obyek biasanya diukur dalam

satuan lux atau lumen/m2. Untuk aplikasi Penerangan Jalan Umum (PJU) biasanya diukur dalam

lux per berapa meter ketinggian sumber cahaya ke alat ukur. Contoh PJU yang mempunyai

luminasi flux sebesar 6075 lumen mempunyai illuminasi rata-rata 15 flux / 10 m.

Keunggulan Lampu Penerangan Jalan Tenaga Surya :

a. Terang dan tahan lama

b. Hemat energi

c. Ramah lingkungan

d. Bebas polusi

e. Cepat dan mudah dalam pemasangan

f. Hemat biaya perawatan

g. Life time yang lama (lampu LED hingga 11 tahun & solar panel hingga 25 tahun)

h. Cocok dipasang di segala lokasi

i. Tersedia dengan daya mulai dari lampu dengan daya 15w (950Lm) -168w (14.558 Lm)

Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJU-TS) membutuhkan beberapa komponen

perangkat pendukung, yaitu :

a. Modul Solar Cell Mono/Polycrystalline : Alat ini merubah dari cahaya matahari menjadi

energi listrik DC dengan satuan WP ( WattPeak ).

b. Battery dan charger : Berfungsi sebagai alat menyimpan energi listrik.

c. Controller : Alat ini berfungsi untuk mengatur arus dari solar module ke battery dan

battery ke beban.

d. Beban : Sebagai objek beban berupa DC atau AC. Kalau Beban DC biasanya tanpa

coventer atau converter tergantung tegangan sama atau tidak dengan battery. Kalau

beban AC harus menggunakan inverter untuk merubah arus DC ke AC.

e. Solar bracket

f. Kabel listrik 2 core untuk wiring

2.2 Solar Cell (Panel Surya)

Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya

menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah (DC). Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh

komponen yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 - 15 cm persegi. Komponen ini

mengkonfirmasikan energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Solar cell merupakan

komponen vital yang umumnya terbuat dari bahan semi konduktor. Tenaga listrik yang

dihasilkan oleh satu solar cell sangat kecil maka beberapa solar cell harus digabungkan sehingga

terbentuklah satuan komponen yang disebut module.

Sel Surya diproduksi dari bahan semikonduktor yaitu silicon yang berperan sebagai

insulator pada temperatur rendah dan sebagaikonduktor bila ada energi dan panas. Sebuah

Silikon Sel Surya adalah sebuah diode yang terbentuk dari 3 lapisan atas silikon tipe n

(silicondoping of “phosphorous”), dan lapisan bawah silikon tipe p (silicondoping of “boron”).

Elektron-elektron bebas terbentuk dari milion photon atau benturan atom pada lapisan

penghubung (junction = 0.2-0.5 micron ) menyebabkan terjadinya aliran listrik.

Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri solar cell adalah dalam bentuk module

yang ditunjukan di Gambar Pada aplikasinya, tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu module

masih cukup kecil (rata-rata maksimum tenaga listrik yang dihasilkan 130 W) maka dalam

pemanfaatannya beberapa module digabungkan dan terbentuklah apa yang disebut array.

Sebagai contoh untuk menghasilkan listrik sebesar 3 kW dibutuhkan array seluas kira-kira 20 -

30 meter persegi. Beberapa gambar panel surya seperti ditunjukkan pada Gambar berikut.

Gambar Panel Surya (Solar Cell)

Sel silikon di dalam solar cells panel yang disinari matahari/ surya, membuat photon

bergerak menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah sel silikon

menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang

lebih 36 sel surya (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).

Solar cells panel module memiliki kapasitas output: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V,

memberikan output daya sebesar 50 Watt per hour dan tegangan adalah 12 Volt. Untuk

perhitungan daya yang dihasilkan per hari adalah 50 Watt x 5 jam (maximun peak intensitas

matahari). Kapasitas 10 WP artinya menghasil 10 watt dalam 1 jam apabila terjadi penyinaran

matahari dalam 5 jam dan menghasilkan arus dc 0,5 Ampere.

2.2.1 Modul Surya

Modul Surya ( Photovoltaic), berfungsi mengubah energi matahari menjadi arus listrik

DC yang diteruskan ke alat BCU untuk selanjutnya disimpan pada baterai. Modul surya terdiri

dari beberapa sel surya (Solar cell) yang disambung secara seri untuk menghasilkan system

tegangan tertentu. Apabila dilihat secara melintang, modul surya terdiri dari beberapa lapisan

seperti terlihat pada Gambar berikut.

Modul Surya dan Penampang Lintang Modul Surya

Sel surya adalah suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi surya

menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah (DC). Modul surya adalah unit rangkaian

lengkap (dilapisi bahan kedap air dan tahan terhadap perubahan cuaca), tersusun dari sejumlah

sel surya yang dirangkai secara seri dan paralel. Hal ini bertujan untuk meningkatkan tegangan

dari arus yang dihasilkan sehingga cukup untuk pemakaian system catu daya beban.

Bila foton yang terdiri dari jutaan partikel berenergi tinggi akibat radiasi sinar matahari

menumbuk atom silikon dari sel surya dan menghasilkan energi yang cukup mendorong

elektron terluar keluar dari orbitnya, maka akan timbul elektron-elektron bebas yang siap

mengalir di ujung-ujung terminal sel surya. Kemudian bila beban seperti lampu dipasang di

antara terminal negatif dan positif dari sel surya, maka elektron-elektron akan mengalir sebagai

arus Iistrik searah yang dapat menghidupkan lampu tersebut, Energi matahari tersedia terus-

menerus, maka arus listrik akan dialirkan ke beban terus menerus. Semakin besar radiasi

matahari yang mengenai sel surya, maka semakin besar pula arus yang dihasilkan oleh sel surya

tersebut. Sel surya akan selalu memproduksi energi listrik bila disinari oleh matahari. Oleh

karenanya sel surya tidak akan pernah habis atau rusak dalam membangkitkan listrik. Biasanya

kerusakan terjadi disebabkan karena sel surya tersebut pecah atau karena faktor lain, sehingga

bila sel surya dilindungi dengan baik, maka usianya bisa mencapai dua puluh tahun.

2.2.2 Jenis – jenis Solar Cell

Berdasarkan pada tipe bahan solar cell nya, modul surya yang umum dipakal

dikategoñkan kedalam 3 tipe dengan efisiensi konversinya yaltu perbandingan antara daya yang

dihasilkan modul surya dengan radiasi mataai yang ditangkap modul surya dalam satuan (%):

a. Type Mono Crystalline: terbuat dari silicon kristal tunggal, efisiensi konversi paling

tinggi(12%-18%). Secara visual dapat dilihat dimana wama solar cell merata. Harga tipe

modul ini relatif paling mahal.

b. Type Poly Crystalline:terbuat dari silicon kristal banyak (Poly), saat ini paling banyak

dipakai, efisiensi lebih rendah dari monokristal tetapi lebih tinggi dari amorphous.

(10%15%). Secara visual dapat dilihat dimana wama permukaan solar cell tidak

merat&seragam. Harga tipe modul ni relatif lebih murah dari monokristal.

c. Type Amorphous: terbuat dari silicon yang tidak terbentuk kristalnya, oleh karenanya

disebut juga sebagai non kristalin. Secara visual tipe modul surya ini dapat dilihat dari

solar cell nya yg berupa lembaran (sheet, dan bukan kotak-kotak kecil seperti tipe

kristalin) dan juga dari ukuran fisiknya. Karena efisiensi konversinya yang rendah (paling

rendah diantara kedua type di atas berkirsar 8%-12%), maka ukuran modul surya tipe ini

hampir dua kali lipat dari ukuran modul surya kristalin dengan kapasitas yang sama.

Beberapa tahun yang lalu tipe ini ditinggalkan para pemakainya karena ketidakstabilan

outputnya apabila terkena matahari langsung. Belakangan beberapa produsen meng-

claim bahwa teknologi amorphous telah diperbaiki dan dapat menghasilkan listrik yang

lebih stabil. Tipe ini paling murah di antara dua tipe lainnya.

Output standar setiap modul surya umumnya dicantumkan pada label yang di lekatkan di

bagian belakang dari modul surya. Output tersebut di ukur pada STC (Standard Test Condition 1

kW/m2 pada distribusi spectral AM 1,5 dan Temperatur cell 25°C). Sedangkan output harian

yang dihasilkan oleh modul surya sangat tergantung pada tingkat radiasi matahari yang

menyinari modul surya.

2.2.3 Prinsip Kerja Solar Cell

Secara sederhana solar cell terdiri dari persambungan bahan semikonduktor bertipe p

dan n (p-n junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan terjadi aliran

electron, aliran electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. Bagian utama perubah

energi sinar matahari menjadi listrik adalah absorber (penyerap), meskipun demikian,

masingmasing lapisan juga sangat berpengaruh terhadap efisiensi dari solar cell. Sinar matahari

terdiri dari bermacam-macam jenis gelombang elektromagnetik yang secara spectrum dapat

dilihat pada Gambar berikut.

Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon- photon, jika

menimpa permukaaan bahan solar sel (absorber) akan diserap, dipantulkan atau dilewatkan

begitu saja dan hanya foton dengan level energi tertentu yang akan membebaskan elektron dari

ikatan atomnya, sehingga mengalirlah arus listrik. Level energi tersebut disebut energi band-gap

yang didefinisikan sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan utk mengeluarkan electron dari

ikatan kovalennya sehingga terjadilah aliran arus listrik. Untuk membebaskan electron dari

ikatan kovalennya, energi foton (hc/v harus sedikit lebih besar atau diatas dari pada energi

bandgap. Jika energi foton terlalu besar dari pada energi band-gap, maka extra energi tersebut

akan dirubah dalam bentuk panas pada solar sel. Karenanya sangatlah penting pada solar sel

untuk mengatur bahan yang dipergunakan, yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari

semikonduktor yang dipergunakan. Tentu saja agar efisiensi dari solar cell bisa tinggi maka

foton yang berasaldari sinar matahari harus bisa diserap yang sebanyak banyaknya, kemudian

memperkecil refleksi dan rekombinasi serta memperbesar konduktivitas dari bahannya.

Untuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya, maka

absorber harus memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga memungkinkan

untuk bisa menyerap sinar matahari yang mempunyai energi sangat bermacam-macam

tersebut. Salah satu bahan yang sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 yang dikenal merupakan

salah satu dari direct semikonductor.

Sebuah Sel Surya dalam menghasilkan energi listrik (energi sinar matahari menjadi

photon) tidak tergantung pada besaran luas bidang Silikon, dan secara konstan akan

menghasilkan energi berkisar ±0.5 volt — max. 600 mV pada 2 amp , dengan kekuatan radiasi

solar matahari 1000 W/m2 = ”1 Sun” akan menghasilkan arus listrik (I) sekitar 30 mA/cm2 per sel

surya.

Pada Gambar dibawah, grafik I-V Curve di bawah yang menggambarkan keadaan sebuah Sel

Surya beroperasi secara normal. Sel Surya akan menghasilkan energi maximum jika nilai Vm dan

Im juga maximum. Sedangkan Isc adalah arus listrik maximum pada nilai volt = nol; Isc berbanding

langsung dengan tersedianya sinar matahari. Voc adalah volt maximum pada nilai arus nol; Voc

naik secara logaritma dengan peningkatan sinar matahari, karakter ini yang memungkinkan Sel

Surya untuk mengisi accu.

Grafik kurva I-V Keterangan:

Isc = Short-circuit current

Voc = Open-circuit voltage

Vm = Voltage maximum power

Im = Current maximum power

Pm = Power maximum-output dari PV array (watt)

2.2.4 Faktor Pengoperasian Solar Cell

Pengoperasian maximum Sel Surya sangat tergantung pada :

a. Ambient air temperature

Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secara maximum jika temperatur sel tetap normal

(pada 25o C), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperature normal pada PV sel

akan melemahkan voltage (Voc). Setiap kenaikan temperatur Sel Surya 1o C (dari 25o C)

akan berkurang sekitar 0.4 % pada total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah 2x

lipat untuk kenaikkan temperatur Sel per 10o C.

b. Radiasi solar matahari (insolation)

Radiasi solar matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung

keadaan spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh

pada current (I) sedikit pada volt.

c. Kecepatan angin bertiup

Kecepatan tiup angin disekitar lokasi PV array dapat membantu mendinginkan

permukaan temperatur kaca-kaca PV array.

d. Keadaan atmosfir bumi

Keadaan atmosfir bumi — berawan, mendung, jenis partikel debu udara, asap, uap air

udara (Rh), kabut dan polusi sangat mementukan hasil maximum arus listrik dari

deretan PV.

e. Orientasi panel atau array PV

Orientasi dari rangkaian PV (array) ke arah matahari secara optimum adalah penting

agar panel/deretan PV dapat menghasilkan energi maximum. Selain arah orientasi,

sudut orientasi (tilt angle) dari panel/deretan PV juga sangat mempengaruhi hasil energi

maximum (lihat penjelasan tilt angle). Sebagai guidline: untuk lokasi yang terletak di

belahan Utara latitude, maka panel/deretan PV sebaiknya diorientasikan ke Selatan,

orientasi ke Timur—Barat, walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari

panel- panel/deretan PV, tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum.

f. Posisi letak sel surya (array) terhadap sudut orientasi matahari (Tilt Angle)

Mempertahankan sinar matahari jatuh ke sebuah permukaan panel PV secara tegak

lurus akan mendapatkan energi maximum 1000 W/m2 atau 1 kW/m2. Kalau sinar

matahari dengan bidang PV tidak tegak lurus, maka extra luasan bidang panel PV

dibutuhkan (bidang panel PV terhadap sun latitude yang berubah setiap jam dalam

sehari).

2.3 Baterai (Battery)

Baterai adalah obyek kimia penyimpan arus listrik. Dalam sistem solar cell, energi listrik

dalam baterai digunakan pada malam hari dan hari mendung. Karena intensitas sinar matahari

bervariasi sepanjang hari, baterai memberikan energi yang konstan. Baterai tidak seratus

persen efisien, beberapa energi hilang seperti panas dari reaksi kimia, selama charging dan

discharging. Charging adalah saat energi listrik diberikan kepada baterai, discharging adalah

pada saat energi listrik diambil dari baterai. Satu cycle adalah charging dan discharging. Dalam

sistem solar cell, satu hari dapat merupakan contoh satu cycle baterai (sepanjang hari charging,

malam digunakan/ discharging).

Baterai tersedia dalam berbagai jenis dan ukuran. Ada dua jenis baterai yaitu

"disposable" dan rechargeable. Baterai rechargeable digunakan oleh sistem solar cell adalah

aki/ baterai leadacid seperti terlihat pada Gambar di bawah ini.

Gambar Baterai

2.4 Battery Charger

Pengertian dari Battery Charger adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengisi battery dengan

arus konstan hingga mencapai tegangan yang ditentukan. Bila level tegangan yang ditentukan

itu telah tercapai, maka arus pengisian akan turun secara otomatis ke level yang aman tepatnya

yang telah ditentukan dan menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat sehingga

indicator menyala menandakan battery telah terisi penuh. Rangkaian baterai charger dapat

dilihat pada Gambar di bawah ini.

Gambar Rangkaian Baterai Charger

Didalam rangkaian battery charger terdapat rangkaian regulator dan rangkaian

comparator. Rangkaian regulator berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran agar tetap

konstan, sedangkan rangkaian comparator berfungsi untuk menurunkan arus pengisian secara

otomatis pada battery pada saat tegangan pada battery penuh ke level yang aman tentunya dan

menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat sehingga menyebabkan indicator aktif

menandakan battery telah terisi penuh.

2.4.1 Metode Charge Discharge

Baterry (accumulator) merupakan salah satu komponen yangsangat penting untuk

memberikan supply tenaga terutama pada kendaraan bermotor, akan tetapi dalam tugas

proyek akhir ini yang berjudul Sistem Pengisian Battery Charger Pada Pembangkit Listrik Tenaga

Angin ini, accumulator digunakan untuk menyimpan energy listrik yang berasal dari generator

dikarenakan kecepatan angin yang berubah-ubah sehingga tegangan keluaran dari generator dc

juga berubah-ubah. Penelitian atau percobaan tentang Proses Charge dan Discharge telah

menghasilkan banyak sekali metode yaitu antara lain:

a. Proses Charge dan Discharge dengan Arus Konstan.

Proses Charge dan Proses Discharge dengan arus konstan yang ditunjukkan pada

Gambar1 dan 2 di bawah dapat diambil kesimpulan bahwa, proses charge discharge

akan berakhir ketika waktu yang telah diset terlampaui atau apabila kapasitas battery

(accumulator) yang ditentukan telah terpenuhi.

Gambar1 Proses Charge dengan Arus Konstan

Gambar2 Proses Discharge dengan Arus Konstan

b. Proses Charge Discharge dengan Daya Konstan.

Proses Charge dengan daya konstan yang ditunjukkan pada Gambar 1 dilakukan ketika

tegangan naik dan arus turun, proses ini berakhir ketika set time terpenuhi atau

tegangan pada battery terpenuhi. Sedangkan Proses Discharge dengan daya konstan

yang ditunjukkan pada Gambar 2 dilakukan ketika tegangan baterryturun dan arus naik

dan discharge berakhir saat set time terlampaui atau tegangan beban terpenuhi.

Gambar 1 Proses Charge dengan Daya Konstan

Gambar 2 Proses Discharge dengan Daya Konstan

c. Gambar di bawah menunjukkan Proses Charge dengan arus konstan ketika tegangan

terminal lebih rendah dari pada tegangan charge.

Gambar Proses Charge dengan arus konstan / tegangan konstan

d. Gambar di bawah menunjukkan Proses Discharge dengan resistansi konstan ketika

tegangan baterry turun dan arus juga turun.

Gambar Proses Charge dengan resistansi konstan

Untuk mengetahui waktu dalam proses pengisian accumulator, dapat menggunakan

perhitungan pada persamaan berikut ini.

Lama pengisian Arus:

Ta =

Keterangan :

Ta = Lamanya pengisian arus (jam).

Ah = Besarnya kapasitet accumulator (Ampere hours).

A = Besarnya arus pengisian ke accumulator (Ampere).

Lama pengisian Daya:

Td =

Keterangan:

Td = Lamanya pengisian Daya (jam).

Daya Ah = Besarnya daya yang didapat dari perkalian Ah dengan besar tegangan accumulator

(Watt hours).

Daya A = Besarnya daya yang didapat dari perkalian A dengan besar tegangan accumulator

(Watt).

2.5 Solar PV Controller

PV (Photovoltaic) Controller bekerja seperti alat pengatur tegangan. Fungsi utama dari

PV controller ini adalah untuk menghindari baterai dari pengisian ulang yang berlebihan

(overcharged) dari solar cells. Beberapa PV controller juga melindungi baterai dari kehabisan

dini (overdrain) oleh beban (alat listrik). Overcharge dan overdrain mengurangi umur baterai.

PV Controller menghindari overdischarging dengan:

- Mengaktifkan indikator ataupun buzzer untuk menyatakan tegangan baterai yang

rendah

- Mendiskonek beban pada nilai tegangan baterai tertentu

PV controller secara konstan mengawasi tegangan baterai. Ketika baterai sudah terisi

penuh, pengontrol akan berhenti atau mengurangi jumlah arus yang mengalir dari solar cells ke

dalam baterai. Ketika baterai sudah habis sampai tingkat terendah, PV controller akan

mematikan arus yang mengalir dari baterai ke beban (alat listrik).

PV controller tersedia dalam berbagai ukuran, dari beberapa ampere sampai dengan

80amps. Untuk arus yang tinggi, dua atau lebih pengontrol PV dapat digunakan. Saat

menggunakan lebih dari satu PV controller, diperlukan untuk membagi solar cells dalam

beberapa kelompok. Berikut diagram kerja controller seperti ditunjukkan pada Gambar.

Gambar Diagram Kerja Controller

2.5.1 Jenis PV Controller

Ada 4 jenis controller :

a. Shunt PV Controller

Shunt PV controller diciptakan untuk sistem yang sangat kecil. Mereka menghindari

pengisian ulang yang berlebihan dengan shunting atau sirkuit/lingkaran pendek solar

cells saat baterai sudah terisi penuh. Shunt controller mengawasi tegangan baterai dan

mengalihkan arus dari solar cells melalui power transistor saat nilai pre-set tegangan

tercapai. Transistor bertindak sebagai resistant dan mengubah arus dari solar cells

menjadi panas. Shunt controller memiliki heat sinks untuk membantu menghilangkan

produksi panas. Shunt controller juga memiliki blocking diode untuk menghindari arus

dari arus balik dari baterai ke solar cells pada malam hari.

b. Single Stage Controller

Single stage controller menghindari pengisian baterai secara berlebihan dengan

mematikan sakelar dari solar cells ketika tegangan baterai mencapai nilai yang telah

ditentukan. Di luar dari nilai tersebut, arus dari solar cells akan mengisi baterai. Single

stage controller menggunakan relay atau transistor untuk memutuskan aliran arus pada

saat pengisian baterai dan menghindari arus balik pada malam hari, dari baterai ke solar

cells. Single stage controller ini kecil dan tidak mahal, dan mempunyai kapasitas muatan

yang lebih besar dari tipe shunt. controller.

c. Diversion Controller

Controller ini otomatis mengatur arus yang mengalir ke baterai dengan memonitor

tegangan baterai yang sedang diisi, arus yang berlebih dialihkan ke resistor load. Arus

dari solar cells dapat mengalir ketika tegangan baterai rendah. Saat baterai mendekati

penuh, controller mengalihkan sebagaian arus ke muatan resistors.

d. Pulse Width Modulation (PWM) Controller

PWM controller adalah pengontrol yang saat ini tersedia di pasaran. seperti namanya

menggunakan 'lebar' pulse dari on dan off elektrikal, sehingga menciptakan seakan-akan

sine wave electrical form. Lamanya arus pulse yang sedang diisi ulang secara

perlahanlahan berkurang sebagaimana tegangan baterai meningkat, mengurangi rata-

rata arus ke dalam baterai.

2.6 Inverter

Inverter adalah perangkat elektrika yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC)

menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere,

accu, panel surya / solar cell menjadi AC. Tujuan dasar dari sistem inverter panel surya adalah

untuk mengubah listrik arus searah dari modul PV (saat terhubung dengan utilitas grid) dan

baterai (berdiri sendiri atau diikat dengan baterai cadangan) untuk listrik arus alternating, dan

untuk daya beban arus bolak balik. Berikut ini adalah skema rangkaian sederhana 12V DC to

220V AC seperti ditunjukkan pada Gambar.

Gambar Skema Rangkaian Inverter

2.7 Lampu LED ( Light Emitting Diode)

LED (Light Emitting Diode) adalah dioda semi konduktor dan dapat menyala jika

mendapat arus, biasanya LED ditambahkan dengan reflektor yang berguna sebagai dari

pantulan dari LED tersebut, warna cahaya yang dipancarkan tergantung pada material

semikondukting yang digunakan, dapat kita lihat didalam dioda terdapat Anode dan katoda.

Lampu LED (Light Emitting Diode) pada saat ini tidak hanya ditemui sebagai lampu

indikator-indikator peralatan elektronika. Karena lampu LED bisa seterang lampu pijar bahkan

neon dapat saya contohkan lampu Ostar Lighting LED buatan Osram yang siap dipasarkan dapat

memancarkan cahaya 1000 lumens sehingga cukup untuk menerangi ruangan dari ketinggian

sekitar 2 meter. Lumen merupakan satuan yang menunjukkan kekuatan cahaya yang

dipancarkan. Sebagai gambaran, sebuah lampu pijar 60 watt dapat memancarkan cahaya 730

lumen dan lampu halogen 50 watt memancarkan 900 lumen. Gambar di bawah menunjukkan

contoh lampu LED yang dipakai dalam system penerangan tenaga surya.

Gambar Lampu LED

Sebagai pengganti lampu, LED sangat potensial. Selain ukurannya kecil, LED juga hemat

daya sebab efisiensinya tinggi. Ostar Lighting LED saja menghasilkan 75 lumen per watt dengan

arus kerja 350 miliampere. Rasio perubahan energi listrik menjadi cahaya jauh lebih besar

daripada lampu pijar. Selain itu, untuk membuat LED tidak dibutuhkan logam beracun timbal

atau merkuri sehingga lebih ramah lingkungan. Daya tahannya juga mencapai 10 kali lipat

daripada lampu halogen dan 50 kali lipat dibandingkan lampu pijar sehingga secara kesleuruhan

lebih murah. Namun, selama bertahun-tahun LED belum digunakan sebagai sumber

penerangan ruangan karena tidak dapat menghasilkan cahaya yang terang. Berbagai jenis LED

telah dibuat dan dipakai sebagai lampu latar pada layar ponsel, lampu indikator berbagai alat

elektronik, atau lampu papan reklame.

BAB III

PEMBAHASAN

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari dasar teori dan hasil observasi yang telah kami lakukan, dapat di simpulkan :

1. Sel surya atau photovoltaic adalah suatu alat semi konduktor yang menkonversi

foton(cahaya)kedalam listrik.

2. Pemanfaatan sederhana sel surya menjadi listrik yaitu menggunakan alat yang bernama

Panel Surya. Panel surya terdidri dari rangkaian beberapa alat yaitu piringan, charge,

controler,aki(baterai) dan lampu LED

3. Inverter merubah listrik DC menjadi AC atau sebaliknya. Inverter yang mampu merubah

listrik AC ke DC dan sekaligus juga mampu merubah dari DC ke AC disebut Bi-directional

Inverter.

4. Battery Control Regulator (BCR) adalah pengontrol atau otak yang bekerja dari sistim

pengisian Solar Cell ke Battery jika Battery sudah terisi penuh maka BCR akan memutus

arus dari Solar Cell. Disamping itu BCR juga berfungsi mengontrol Battery kalau

tegangan Battery turun drop / turun secara otomatis BCR memberi perintah ke Solar Cell

untuk mengisi ulang Battery. Jadi Battery yang terpasang pada BCR akan di kontrol 24

jam sehingga Battery aman dan tidak mudah rusak.

5. UPS Home ini digunakan sebagai back-up listrik apabila sewaktu terjadi pemadaman

listrik dari PLN yang terjadi akhir2 ini sering terjadi pemadaman listrik yang berlangsung

di beberapa daerah seperti di pulau Jawa dan diluar pulau terutama. Dengan

menggunakan UPS Multi System ini anda tidak usah bingung2 lagi mencari listrik

cadangan, karena bila listrik PLN mati secara otomatis UPS akan memback-up listrik

langsung ke rumah.

6. Digital Battery Charger adalah ( Pengisi Accu ) digital yang menggunakan progam secara

komputerisasi.Digital Battery Charger ini dirancang untuk mengetahui kondisi Accu dan

mengisi Accu. Dengan progam secara komputer alat ini dapat bekerja untuk Accu basah

dan Accu kering ( Maintenance Free – MF ). Digital Battery Charger ini dilengkapi dengan

petunjuk voltmeter digital untuk mengukur tegangan yang ada pada Accu tersebut.

Disamping itu alat ini juga berfungsi menganalisa beberapa kondisi antara lain :

-Mengukur kondisi Accu.

-Mendeteksi Accu yang tidak dapat menyimpan tegangan.

-Mendeteksi Accu rusak karena mikro short pada sel Accu.

4.2 Saran

1. Kepada masyarakat, kiranaya dapat memafaatkan sumber energi dari matahari ini

khususnya untuk

daerah yang kekurangan penerangan , selain mudah dalam pemasangan tetapi harganya

yang relatif murah.

2. Kepada Pemerintah agar dapat lebih memerhatikan daerah atau wilayan yang kurang dalam

penerangan penggunaan listrik.

3. Bagi Pembaca, Kami mengharapkan kritik yang sifat membangun untuk kesempurnaan

makalah kami

berikutnya.

DAFTAR PUSTAKA

www.achtungpanxzer.blogspot.co.od/bagaimana/cara/kerja/solar di akses tanggal 12

oktober 2015

http://powerbell.co.id/ di akses tanggal 12 oktober 2015

http://dunia-listrik.blogspot.sg/teoridasarpenahayaan di akses tanggal 12 oktober 2015

http://blog.solardaya.com/ Perbedaan Monocrystalline dan Polycrystalline di akses tanggal

12 oktober 2015

www.energyconsultingadvice.com di akses tanggal 12 oktober 2015

www.youtobe.com di akses tanggal 12 oktober 2015