ANALISA PERFORMANSI DAN MONITORING SOLAR …

vii

ANALISA PERFORMANSI DAN MONITORING

SOLAR PHOTOVOLTAIC SYSTEM (SPS) PADA

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DI TUBAN

JAWA TIMUR

Nama Mahasiswa : Rois Adhe Rohmana

NRP : 2410100071

Jurusan : Teknik Fisika FTI – ITS

Dosen Pembimbing : 1. Dr. Gunawan Nugroho, ST., MT

2. Ir. Chayun Budiono,M.Sc.rer. nat

ABSTRAK

Kebutuhan akan energi terbarukan pada masa energi fosil

mulai menipis saat ini menjadikan penggunaan energi surya untuk

memenuhi kebutuhan manusia akan energi menjadi pilihan yang

tepat. Penggunaan energi matahari menjadi pilihan karena sifat

sumber energi matahari yang tidak akan habis, serta penggunaan

dan pengaplikasiannya yang mudah dibanding sumber energi

terbarukan yang lain. Penunjang pemeliharaan PLTS menjadi

sangat penting ketika PLTS telah terpasang, maka dibutuhkan alat

monitoring dari jarak jauh untuk menunjang pemeliharaan PLTS

untuk mengetahui performa PLTS, pada penelitian ini dilakukan

perancangan hardware dan software untuk memantau performa

PLTS menggunakan website. PLTS yang digunakan berada di

Tuban Jawa Timur dengan kapasitas 1600 Wp. Dari hasil analisis

monitoring tersebut kemudian dilakukan perbandingan dengan

hasil simulasi menggunakan software, dari hasil perbandingan

tersebut diketahui effisiensi photovoltaik sebesar 5.20% dan

effisiensi inverter sebesar 53.71%. Dari analisa performansi

photovoltaik diketahui bahwa photovoltaik telah mengalami

penurunan sebesar 2.03% sampai 2.19 % jika dibandingkan

dengan analisa software.

Kata kunci : Performansi, PLTS, Monitoring, Solar Photovoltaic

System

viii

Halaman ini sengaja dikosongkan

ix

PERFORMANCE ANALYSIS AND MONITORING

SOLAR PHOTOVOLTAIC SYSTEM (SPS) ON SOLAR

POWER PLANT IN TUBAN EAST JAVA

Name : Rois Adhe Rohmana

NRP : 2410100071

Department : Teknik Fisika FTI – ITS

Supervisor : 1. Dr. Gunawan Nugroho, ST., MT

2. Ir. Chayun Budiono,M.Sc.rer. nat

ABSTRACT

The need for renewable energy in the future when fossil

energy currently makes use of solar energy for keep the energy

needs of humans would be the right choice. Using solar energy be

an option due to the nature of the source of solar energy that will

not run out, as well as the use and application is easy compared

to other renewable energy sources. Supporting maintenance

becomes very important when PLTS was installed, then the

required tools for the monitoring of remote maintenance support

PLTS to know about the performance, in this research, the design

of hardware and software to monitor the performance tools of

PLTS used by website. PLTS which used at Tuban East Java with

capacity is 1600 Wp. From the results of monitoring, the analysis

is carried out a comparison with the results of the simulation

using the software, from the results the efficiency of photovoltaic

is 5:20% and efficiency inverters is 53.71%. From the analysis it

is known that photovoltaic photovoltaic performance has declined

by 2:03% to 2:19% when compared with analysis software.

Keyword : Performance, PLTS, Monitoring, Solar Photovoltaic

System

x

Halaman ini sengaja dikosongkan

5

1. BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1 Energi Matahari

Matahari memasok energi ke bumi dalam bentuk radiasi.

Tanpa radiasi dari matahari, maka kehidupan di bumi tidak akan

berjalan. Setiap tahunnya ada sekitar 3.9 x 1024

Joule ~ 1.08 x

1018

kWh energi matahari yang mencapai permukaan bumi, ini

berarti energi yang diterima bumi dari matahari adalah 10.000

kali lebih banyak dari permintaan energi primer secara global tiap

tahunnya dan lebih banyak dari cadangan ketersediaan

keseluruhan energi yang ada di bumi (Muchammad,2010). Intensitas radiasi matahari diluar atmosfir bumi tergantung

pada jarak antara bumi dengan matahari. sepanjang tahun, jarak

antara matahari dengan bumi bervariasi antara 1,47 x 108 km

sampai 1,52 x 108 km. Akibatnya, irradiance E0 berfluktuasi

antara 1.325 W/m2 sampai 1412 W/m

2. Nilai rata-rata dari

irradiance ini disebut dengan solar constant ( Konstanta Surya,

E0 = 1.367 w/m2 )(Muchammad,2010).

Nilai konstan ini bukanlah besarnya radiasi yang sampai

dipermukaan bumi. Atmosfir bumi mereduksi mengurangi radiasi

matahari tersebut melalui proses pemantulan, penyerapan (oleh

ozon, uap air, oksigen dan karbondioksida) dan penghamburan

(oleh molekul-molekul udara, partikel debu atau polusi). Untuk

cuaca yang cerah pada siang hari, irradiance yang mencapai

permukaan bumi adalah 1.000 W/m2. Nilai ini relatif terhadap

lokasi. Insolasi (energi radiasi) maksimum terjadi pada hari yang

cerah namun berawan sebagian. Ini karena pemantulan radiasi

matahari oleh awan sehingga insolasi (energi radiasinya) dapat

mencapai 1.400 W/m2 untuk periode yang singkat

(Muchammad,2010).

6

2.2 Energi Surya Photovoltaic

Sel Photovoltaic merupakan sebuah semikonduktor yang

terdiri dari diode p-n junction, dimana ketika terkena cahaya

matahari akan menciptakan energi listrik yang mampu

dimanfaatkan, pengubahan energi ini disebut efek photoelectric.

Sel surya sudah banyak diaplikasikan, terutama untuk

wilayah atau daerah yang terpencil, yang tidak tersedia tenaga

lisrik dari grid, seperti satelit pengorbit (bumi), kalkulator

genggam, pompa air, dll. Pemasangan sel surya yang berbentuk

modul / pane surya dapat dipasang diatap gedung yang kemudian

disambungkan di inverter untuk mengubah tegangan dari PV

yang berbentuk DC menjadi tegangan AC untuk kebutuhan

rumahan yang bisa dikombinasikan ke grid listrik dalam sebuah

pengaturan net metering.

2.2.1 Prinsip Kerja Photovoltaic

Cahaya matahari mengandung energi dalam bentuk foton,

dimana foton inilah yang dikonversi menjadi energi listrik. Ketika

sinar matahari menerpa sel surya, sejumlah elektron dilepaskan

dan berpindah ke elektroda negatif (n-layer). Pada saat yang

sama, lubang (hole) terbentuk dan berkumpul di elektroda positif

(p-layer). Adanya elektron pada elektroda negatif dan hole pada

elektroda positif maka akan terbentuk arus listrik dari kedua

elektroda tersebut apabila dihubungkan ke beban

Gambar 2.1 Prinsip Kerja PV

7

2.2.2 Karakter Panel Photovoltaic

Kapasitas daya dari sel atau modul surya dilambangkan

dalam watt peak (Wp) dan diukur berdasarkan standar pengujian

Internasional yaitu Standard Test Condition (STC). Standar ini

mengacu pada intensitas radiasi sinar matahari sebesar 1000

W/m² yang tegak lurus sel surya pada suhu 25°C. Modul

photovoltaic memiliki hubungan antara arus dan tegangan yang

diwakili dalam kurva I-V. Pada saat tahanan variable bernilai tak

terhingga (open circuit) maka arus bernilai minimum (nol) dan

tegangan pada sel berada pada nilai maksimum, yang dikenal

sebagai tegangan open circuit (Voc). Pada keadaan yang lain,

ketika tahanan variable bernilai nol (short circuit) maka arus

bernilai maksimum, yang dikenal sebagai arus short circuit (Isc).

Jika tahanan variable memiliki nilai yang bervariasi antara nol

dan tak terhingga maka arus (I) dan tegangan (V) akan diperoleh

nilai yang bervariasi seperti ditunjukkan pada gambar 2.2, dikenal

sebagai kurva karakteristik I-V pada sel surya

Gambar 2.2 Kurva karakteristik I-V sel surya pada STC

8

Radiasi sinar matahari akan mempengaruhi arus yang

dihasilkan oleh sel surya. Semakin tinggi radiasi matahari maka

semakin tinggi pula arus yang dihasilkan.

Gambar 2.3 Pengaruh radiasi matahari pada kurva I-V

Gambar 2.4 Pengaruh radiasi matahari pada kurva P-V

Gambar 3 dan gambar 4 menunjukkan pengaruh radiasi

matahari pada modul photovoltaic yang berisi 36 sel mono

crystalline. Dari kedua gambar tersebut dapat dilihat bahwa

9

semakin besar intensitas radiasi matahari (mendekati 1000 W/m²)

maka daya yang dihasilkan oleh sel surya juga akan mendekati

maksimal. Semakin kecil intensitas radiasi matahari maka daya

yang dihasilkan oleh sel surya semakin kecil.

2.3 Analisa Energi Solar

Fotovoltaik pada umumnya mempunyai hambatan

parasitik seri dan hambatan shunt yang berpengaruh pada

penurunan efisiensi, seperti ditunjukkan pada gambar berikut

(hamdani,2011)

Gambar 2.5 Model dioda tunggal untuk rangkaian ekivalen PV

Persamaan model dioda tunggal yang digunakan untuk

menggambarkan arus operasional yang dihasilkan modul PV

dinyatakan dengan persamaan berikut:

( (

) )

( (

) )

(2.1)

Dengan IL arus yang dibangkitkan cahaya (A), I0 arus jenuh

balik pada sambungan diode p-n (A), R S hambatan seri pada sel

PV (ohm), RSh hambatan shunt se PV (ohm), Ns jumlah sel yang

tersusun seri, n1 aktor ideal diode, dan m=Nsn1 parameter tunggal

10

dan Vt tegangan termal (V) yang dinyatakan sebagai

(hamdani,2011):

(2.2)

Dengan Tc temperatur sel (K), k konstanta Boltzmann(JK-1

)

dan q muatan elektron (C), hambatan shunt atau hambatan

paralel Rs menunjukkan arus yang bocor (leakage) pada

sambungan p-n dioda, dimana nilainya untuk PV modul silikon

sekitar 0.1 – 10 Ωm2. Produksi energi dari sistem PV ditentukan

berdasarkan estimasi arus dan tegangan yang dihasilkan modul

PV, dimana daya keluaran PV tergantung pada karakteristik

teknis dan parameter lingkungan. Oleh karena itu, model PV

meliputi parameter listrik pada kondisi standar dan μI,SC

koefisien temperature short circuit current,ISC dan μV,OC Koefisien

open circuit voltage,VOC. Nilai ISC dan VOC ditentukan

berdasarkan pesamaan dengan meninjau parameter

lingkungannya, (hamdani,2011):

( )

(2.3)

(

) ( )

(2.4)

Berdasarkan definisi, efisiensi konversi PV dinyatakan

sebagai rasio antara energi keluaran yangdihasilkan (energi

listrik) terhadap energi matahari yang sampai dipermukaan

PV, sehingga efisiensi energi maksimum dinyatakan sebagai :

(2.5)

11

Dengan VOC (V) menyatakan open circuit voltage,ISC short

circuit current (A), ST radiasi global matahari jam-an (W/m2), dan

A luas permukaan modul PV (m2) .(hamdani,2011)

2.4 Analisa Efisiensi Energi

Analisa efisiensi energi adalah perbandingan terhadap

energi total (termal dan elektrik) terhadap energi matahari yang

diterima panel PV antara energi keluaran yang dihasilkan

(2.6)

Dengan menyatakan laju energi (W), TSEL suhu sel (0C)

serta hca koefisien transfer panas konvektif (hca=5.7+3.8v) dengan

v adalah kelajuan angin.

2.5 Perhitungan Masukan dan Keluaran

Sebelum mengetahui berapa nilai daya sesaat yang

dihasilkan kita harus mengetaui daya yang diterima (Input),

dimana daya tersebut adalah perkalian antara intensitas radiasi

matahari yang diterima dengan luas PV module dengan

persamaan berikut (Muchammad,2010):

Pin= Ir x A

(2.7)

Keterangan:

Pin : Daya Input akibat irradiance matahari

Ir : Intensitas radiasi matahari (Watt/m2)

A : Luasan area permukaan photovoltaic module (m2)

Sedangkan untuk besarnya daya solar cell (Pout) yaitu

perkalian tegangan rangkaian terbuka (Voc), Arus hubung singkat

12

(Isc), dan Fill Factor (FF) yang dihasilkan oleh sel Photovoltaic

dapat dihitung dengan rumus :

Pout = Voc x Isc x FF

(2.8)

Keterangan:

Pout : Daya yang dibangkitkan oleh solar cell (Watt),

Voc : Tegangan rangkaian terbuka pada solar cell (Volt)

Isc : Arus hubung singkat pada solar cell (Ampere)

FF : Fill Factor

Nilai FF dapat diperoleh dari rumus:

FF= Voc-ln(Voc+0.72)/Voc+1

(2.9)

Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan

perbandingan daya yang dapat dibangkitkan oleh sel surya

dengan energi input yang diperoleh dari irradiance matahari.

Efisiensi yang digunakan adalah efisiensi sesaat pada

pengambilan data (Muchammad,2010)

η= Output/input x 100%

(2.10)

2.6 Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pembangkit listrik tenaga surya menghasilkan energi listrik

dengan mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik,

dengan energi yang dihasilkan PV adalah tegangan DC maka

untuk bisa digunakan sebagai kebutuhan sehari hari yang

menggunakan listrik AC maka dibutuhkan inverter sehingga

mampu untuk digunakan memenuhi kebutuhan listrik rumahan

sebagai tegangan AC, namun karena PLTS hanya menghasilkan

listrik jika ada radiasi matahari, sehingga energi listrik ini

disimpan didalam baterai terlebih dahulu agar bisa digunakan

ketika tidak ada radiasi matahari sesuai daya yang disimpan di

dalam baterai.

13

PLTS yang telah terpasang di Tuban adalah PLTS hybrid,

dimana energi PLTS ini hanya digunakan sebagai cadangan dari

listrik PLN, dan selama tidak dipakai, energi cahaya matahari

yang telah di konversi menjadi energi listrik oleh PV akan

disimpan didalam batrai, kemudian ketika dibutuhkan listrik akan

diambil dari baterai ini, atau berjalan bersama dengan listrik dari

sumber PLN.

Gambar 2.6 Diagram PLTS Tuban

2.7 Komponen PLTS

2.7.1 Modul Sel Surya

Modul sel surya adalah sekumpulan modul yang saling

dihubungkan secara seri, parallel atau kombinasi keduanya untuk

memperoleh suatu nilai tegangan , arus dan daya tertentu.

Jumlah modul yang dihubungkan seri ditentukan oleh nilai

tegangan yang dibutuhkan,sedangkan untuk menentukan nilai

arus dilakukan pemasangan paralel.

Pada pemasangan PLTS di Tuban yang menggunakan

delapan buah sel surya masing masing bernilai 200Wp dengan

peak voltage adalah 38.7 V dan peak current 5.17 A, dilakukan

dua pemasangan seri dengan masing masing empat sel surya,

14

kemudian kedua pasangan seri itu diparalel, dengan perhitungan

seri berikut (Isdawimah,2010) :

(2.11)

Keterangan:

JS = jumlah seri modul PV

VINV = tegangan masukan inverter (Volt)

VMF = tegangan maksimum modul PV (Volt)

Sehingga tegangan modul sel surya (VGPV) adalah:

VGPV=JS . VMF

(2.12)

Untuk memperoleh daya total sebesar PGPV , maka

dibutuhkan jumlah string, sebagai berikut :

(2.13)

Keteangan :

JP = Jumlah string modul PV

P’GPV = daya modul sel surya (Watt)

VGPV = tegangan modul sel surya (Volt)

IMF = Arus maksimum modul PV (Ampere)

Apabila diperoleh bilangan pecahan , JP dibulatkan keatas,

arus nominal (IGPV) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

IGPV=JP . IMF

(2.14)

Setelah ditentukan JS dan JP , maka daya modul sel surya

terpasang dihitung kembali menggunkana persamaan :

PGPV=VGPV . IGPV (watt Peak)

(2.15)

15

Sedangakan jumlah susunan modul sel surya (N) yang

terpasang adalah

N=JP . JS

(2.16)

2.7.2 String Inverter

Secara umum definisi dari inverter ini adalah sebuah

perangkat yang mengubah listrik dari DC (direct current) ke AC

(alternating current) untuk tegangan DC tinggi. Teknologi string

inverter ini muncul ketika dalam aplikasi PV yang mempunyai

banyak panel surya yang rata-rata dipertahankan pada tegangan

12V, 24V atau 48 V pada tegangan DC untuk kemudian

disalurkan ke baterai yang memiliki tegangan sama, namun ketika

sebuah sistem mempunyai 40 panel surya yang masing-masing

memiliki tegangan 12V dan 10A, sehingga total daya yang

dibangkitkan untuk 40 panel tersebut adalah 4800 Watt jika

dipasang secara parallel untuk mempertahankan tegangannya (12

x 400 = 4800), sehingga muncul masalah dengan

mempertahankan tegangan 12V maka dengan pemasangan

parallel akan dedapatkan arus sebesar 400A, maka akan

diperlukan begitu besar kabel , padahal jika dilihat dari hokum

Ohm bahwa P=I2R yang berarti R adalah loss dari kabel tersebut.

Oleh sebab itu teknolgi string inverter ini muncul untuk

mengubah tegangan tinggi DC menjadi AC, dengan pemasangan

secara seri untuk membuat kecil arus sehingga akan memperkecil

hambatan atau loss dari kabel

2.7.3 Inverter Baterai

Inverter baterai adalah alat yang berfungsi untuk mengubah

tegangan AC (alternating current) menjadi DC (direct current)

yang dimanfaatkan untuk mengisi baterai, selain itu juga

berfungsi untuk (Isdawimah,2010):

1. Membatasi dan menghentikan arus yang mengalir bila

kondisi baterai dalam keadaan penuh, sekaligus

16

melakukan pemindahan hubungan dari baterai yang

sudah penuh ke beban

2. Dilengkapi dengan indikator Low Voltage Disconnect,

dimana akan menghentikan suplai yang berasal dari sel

surya ke beban, bila tegangan baterai berada dibawah

harga tegangan pemutusan (cut-off Voltage). Hal ini

dapat mencegah baterai dari kerusakan.

3. Mengamankan baterai dari bahaya overcharge maupun

over discharge. Yang dimaksud dengan overcharge

adalah suatu kondisi dimana terjadi proses pemutusan

pengisian baterai pada tegangan batas atas dengan

tujuan untuk menghindari gassing yang dapat

menyebabkan penguapan gel baterai dan korosi pada

grid baterai, sehingga dapat mengurangi life time

baterai. Sedangkan over discharge adalah suatu kondisi

dimana terjadi proses pemutusan pengosongan baterai

pada tegangan batas bawah untuk menghindari

pembebanan berlebih yang dapat menyebabkan sulfasi.

4. Mencegah beban berlebih dan terjadinya hubung

singkat

5. Menghindari aliran balik arus listrik yang dapat

merusak modul sel surya di malam hari saat tegangan

lebih rendah dibanding tegangan baterai

2.7.4 Baterai

Baterai adalah salah satu komponen penyimpan energi

yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan

energi kimia menjadi energi listrik. Banyak jenis baterai yang

dapat dipakai pada sistem ini. Salah satunya adalah jenis asam

timbal (lead acid). Baterai ini tersusun dari beberapa sel

elektrokimia dan masing-masing sel bekerja dengan

mempergunakan elektroda positif (anoda) yang terbuat dari PbO2

(lead oxide) dan elektroda negatif (katoda) dari bahan Pb (lead),

sedangkan larutan elektrolit yang digunakan terdiri dari asam

sulfat (H2SO4) dan air (H2O). Untuk baterai 12 Volt nominal

biasanya terdiri dari 6 sel dengan masing-masing sel memiliki

17

tegangan 2 Volt Proses pengisian dan pengosongan baterai dapat

dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 2.7 Proses charger dan discharge pada baterai

Besarnya energi yang dapat disimpan dan dikeluarkan oleh

baterai disebut sebagai kapasitas baterai. Kapasitas energi suatu

baterai diukur dalam ampere jam (Ah). Misalkan, kapasitas

baterai 100 Ah 12 Volt artinya secara ideal arus yang dapat

dikeluarkan sebesar 5 Ampere selama 20 jam pemakaian

(septayudha,2008).

2.8 Monitoring

Menurut Calyton dan Petry (1983) definisi monitoring

adalah suatu proses mengukur, mencatat, mengumpulkan,

memproses dan mengkomunikasikan informasi untuk membantu

pengambilan keputusan dari manajemen program atau proyek.

Sehingga dalam penelitian ini bertujuan untuk memonitoring

yang melingkupi proses mengukur, mencatat, mengumpulkan dan

mengkomunikasikan secara jarak jauh hasil tersebut untuk

dianalisa kinerja dari PLTS secara real time dengan target yang

dimonitoring adalah hasil pengukuran sensor-sensor yang

terpasang pada setiap bagian dari PLTS berupa sensor tegangan,

sensor arus, sensor temperature dan kelembaban,.

Sensor-sensor tersebut adalah alat penunjang dari

variabel yang diukur untuk monitoring berupa tegangan, arus,

daya, temperature dan suhu. Hasil monitoring adalah data

penunjang penelitian untuk dianalisa performansi dari PLTS yang

adadi Kantor Dinas Pertambangan Dan Energi Kabupaten Tuban

Jawa Timur.

18

2.9 Performansi

Menurut Niven dalam bukunya Balanced Step By Step

Maximizing performance and Maintenance Result (2002)

mendefinisikan performansi adalah alat yang digunakan untuk

memastikan apakah kita berhasil mencapai tujuan dan bergerak

maju menuju kesuksesan penerapan strategi kita.

Dengan demikian tujuan dari performansi yang dilakukan

pada penelitian ini adalah proses pengukuran terhadap aktifitas

PLTS, hasil dari monitoring performansi ini adalah umpan balik

yang memberikan informasi mengenai pencapaian aktifitas dari

bagian-bagian PLTS yang memerlukan perencanaan dan kontrol.

19

1. BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Alur penelitian digunakan sebagai acuan dalam

penyelesaian permasalahan penelitian. Alur penelitian pada bab

ini mengacu pada flowchart berikut:

Mulai

Studi Literatur

Mendapatkan beberapa data :

Data kinerja PLTS dari datalogger, data irradiansi,

data temperatur dan kelembaban

Analisa performansi PLTS dengan data dari

datalogger,data Irradiansi, temperatur dan

kelembaban

Perancangan hardware dan

software untuk monitoring PLTS

Kalibrasi Hardware

Uji Sistem

Pemasangan

Hardware

Tampilkan data

pada Website

Analisa data dan

pembahasan

Penyusunan laporan

SelesaiBerhasil

Gagal

Gambar 3.1 Diagram alir Penelitian Tugas Akhir

20

Berikut adalah rincian metodolgi penelitian yang akan

dilakukan:

Studi literatur mengenai analisa performansi Solar

Photovoltaic System (SPS) dan studi mengenai sistem

PLTS yang akan di teliti, yaitu pada PLTS di Kantor

Dinas Pertambangan dan Energi Tuban Jawa Timur.

Pengambilan data cuaca berupa radiasi matahari selama

PLTS terpasang dan data rekam kinerja PLTS yang ada di

data logeer.

Analisa Performansi PLTS menggunakan data cuaca

berupa radiasi matahari dan data rekam dari datalogger.

Perancangan hardware berupa sensor-sensor untuk

menunjang pengamatan performa dari PLTS berupa

sensor arus, sensor tegangan, sensor temperature dan

kelembaban.

Perancangan software berupa website yang digunakan

untuk menampilkan data atau monitoring kinerja PLTS

yang dibaca oleh sensor sensor yang akan dipasang secara

real-time.

Analisa performansi PLTS dari data monitoring.

3.1 Studi Literatur

Pada penelitan ini dilakukan studi literatur terlebih dahulu

mengenai bagaimana sebuah PLTS bekerja dan bagaimana

menganalisa performansi dari PLTS tersebut yang di tunjang dari

beberapa buku-buku energi terbarukan dan jurnal-jurnal yang

berkaitan dengan analisa sistem PLTS sendiri. Setelah itu

dilakukan studi literatur terhadap sistem PLTS yang terpasang di

Kantor Dinas Pertambangan Dan Energi Di Tuban Jawa Timur

dengan mempelajari spesifikasi setiap hardware.

Studi literatur mengenai analisa performansi solar

photovoltaic system (SPS) pada PLTS yang ada di Kantor Dinas

Pertambangan dan Energi Di Tuban Jawa Timur ini dilakukan

selain untuk mengetahui spesifikasi setiap part dan modul yang

ada juga untuk mengetahui agar hardware yang akan dibuat dan

21

akan dipasang nantinya mampu bekerja dengan baik dan sesuai

spesifikasi datasheet dari masing–masing hardware yang ada.

Selain itu juga dilakukan studi tentang software yang akan

digunakan untuk menganalisa dan menampilkan hasil monitoring

yaitu agar mampu ditampilkan dalam website secara real-time

dengan didukung komunikasi hardware yang sesuai.

3.2 Pengambilan Data Irradiansi dan Data dari Datalogger

Tidak semua daerah di Jawa Timur mempunyai stasiun

pengamat cuaca, hanya ada lima stasiun pengamat yang aktif

mengamati cuaca, yaitu stasiun cuaca yang berada di Perak,

Juanda, Tretes, Banyuwangi, Malang, Nganjuk, dan Bali,

sedangkan untuk daeah Tuban tidak mempunyai stasiun

pengamatan sehingga pada penelitian ini digunakan data dari

satelit pengamat NASA dengan mengetahui garis lintang dan

garis bujur Kantor Dinas Pertambangan dan Energi.

Gambar 3.2 Letak koordinat pengambilan data cuaca

Titik yang ditandai adalah lokasi Kantor Dinas

Pertambangan dan Energi, dengan titik koordinat yang telah

diketahui data kemudian diambil dari satelit melalui situs NASA

22

dengan memasukkan koordinat-koordinat tadi, berikut adalah

tampilan beberapa data yang diambil dari NASA

Gambar 3.3 Contoh data dari NASA

Pada data tersebut diketahui titik koordinat dimana cuaca

diambil yang tidak begitu jauh dari titik yang diharapkan. Data

yang diambil sendiri yaitu radiasi (MJ/m2/d), Temperatur pada

dua meter diatas permukaan tanah (0C), kelembaban (%), curah

hujan (mm/day) dan kecepatan angin. Data ini digunakan untuk

menganalisa performansi selama PLTS terpasang.

Selain data cuaca berupa radiasi matahari juga diambil data

dari datalogger untuk mengetahui kinerja dari PLTS selama

terpasang yang data didownload dari modul inverter baterai

(sunny island) yang dari data itu diketahui data aktifitas masuk

dan keluar dari baterai sehingga data digunakan untuk

menganalisa karakter baterai, karakter beban yang keluar dari

baterai, dan karakter pengisian baterai.

3.3 Perancangan Hardware

Sistem PLTS di Tuban adalah PLTS yang tersambung oleh

grid line listrik dari PLN, sehingga PLTS ini adalah PLTS hybrid

namun sambungan listrik dari PLN ini adalah manual, yakni dapat

disambung atau diputus sesuai kebutuhan dan keinginan sehingga

ada waktu dimana beban digunakan listrik murni dari listrik yang

23

dibangkitkan oleh PLTS atau listrik hybrid antara PLTS dan PLN

atau beban dibangkitkan hanya dari listrik PLN, berikut adalah

diagram alur dari sistem PLTS di Kantor Dinas Pertambangan

dan Energi di Tuban Jawa Timur

kWh

PLN

kWh

MPPT

Beban Kantor

kWh Counter PLNkWh Counter

Beban

Panel Surya

String Inverter

Battery

Inverter

Battery Current

PWM

Baterai

NH Fuse

Gambar 3.4 Diagram Sistem PLTS Tuban

Pada penelitian ini dibatasi dalam analisa PLTS saklar

dari PLN atau listrik dari PLN dimatikan dengan penggunakan

beban yang diketahui.

3.3.1 Penentuan Pemasangan Sensor

Pemasangan sensor-sensor untuk menunjang pengambilan

data secara real-time dengan berbasis website harus disesuaikan

dengan spesiikasi hardware yang terpasang di PLTS, sensor-

sensor yang sangat berpengaruh dengan spesifikasi hardware

PLTS adalah sensor tegangan dan sensor arus untuk membaca

keluaran tegangan dan arus dari masing-masing bagian PLTS

mulai dari keluaran PV-array, keluaran string inverter (sunny

boy), battery inverter (sunny island), dan keluaran untuk beban.

Pada kondisi PLTS Tuban saat ini sudah dibaca mengenai

masukan dan keluaran dari tegangan dan arus namun hanya pada

battery inverter saja, oleh karena itu dibutuhkan sensor-sensor

tambahan untuk menunjang analisa performansi PLTS.

24

3.3.2 Pemasangan Sensor pada modul PV

Pemasangan sensor tegangan dan sensor arus pada keluaran

dari PV-array adalah sesuai dari spesifikasi PV yaitu terdapat

delapan buah PV, masing-masing modul PV memiliki daya

200Wp dengan jenis PV monokristal, kemudian dipasang secara

parallel dan seri dengan formasi sebagai berikut:

Gambar 3.5 Formasi pemasangan modul PV

Dengan pemasangan tersebut diketahui kapasitas total dari

PV adalah 1600Wp dengan keluaran tegangan DC maksimal

154.8 V dan 10.34 A, sehingga dibutuhkan sensor yang mampu

membaca tegangan dan arus sesuai spesifikasi hardware.

3.3.3 Pemasangan Sensor pada String Inverter (Sunny Boy

1600 TL-10)

String Inverter yang berfungsi mengubah tegangan dari

tegangan DC (Direct Current) ke AC (Alternatif Current) yang

merupakan masukan dari modul PV berupa DC kemudian iubah

menjadi AC agar dapat digunakan langsung ke beban AC.

25

Gambar 3.6 Sunny Boy 1600 TL-10

Spesifikasi dari string inverter ini memiliki keluaran

tegangan AC maksimal 230V dan 8.6A. sensor akan dipasang

tepat setelah modul string inverter sebelum ke beban maupun ke

baterai

3.3.4 Pemasangan Sensor pada Baterai Inverter (Sunny

Island 2224)

Baterai inverter pada PLTS menggunakan sunny island

2224 dengan spesifikasi kapasitas maksimal 2900 W, dengan

keluaran tegangan maksimal DC 31.5 V

Gambar 3.7 Sunny Island 2224

26

Batterai inverter ini mengubah tegangan AC keluaran dari

string inverter menjadi DC agar tegangan sisa yang tidak terpakai

untuk beban kantor dapat disimpan di dalam baterai

3.3.5 Pemasangan Sensor pada Beban Keluar

Pada sistem PLTS, untuk menghitung berapa daya yang

keluar dari beban adalah gabungan antara daya yang keluar dari

string inverter dan daya dari baterai inverter, berikut adalah

desain total pemasangan modul-modul PLTS sebagai berikut :

Gambar 3.8 Sistem PLTS Tuban

3.3.6 Desain Hardware Sehingga dari perencanaan ini dapat dibuat diagram

perencanaan pemasangan hardware sebagai berikut:

27

Gambar 3.9 Perencanaan Hardware

Selain menggunakan sensor tegangan dan arus, sebagai

alat penunjang untuk mengetahui cuaca yang berkaitan dengan

PLTS seperti mengetahui irradiansi, temperatur dan kelembaban

maka akan dipasang sensor-sensor tersebut, untuk mengetahui

irradiance digunakan sensor TSL235R yang berfungsi untuk

mengubah intensitas cahaya menjadi frekuensi yang kemudian

dibaca oleh ADC microkontroler, sedangkan untuk mendapatkan

temperature dan kelembaban digunakan sensor DHT11.

Gambar 3.10 Sensor Tegangan

28

Gambar 3.11 Sensor Arus

Semua sensor kemudian dihubungkan dan di kontrol

menggunakan mikrokontroller Arduino Uno dan sebagai

komunikasi ke server digunakan modul GSM, sehingga

pengiriman data dilakukan selayaknya SMS (Short Massage

Service).

Pada penerima data menggunakan sistem SMS Gateway

menggunakan hardware wavecomm M1306B, data yang diterima

oleh komputer server berupa database berbentuk SQL, data yang

masuk sebagai SQL tersebut kemudian dijalankan dengan script

PHP sehingga dapat ditampilkan sebagai sebuah website, berikut

adalah diagram bagaimana sistem komunikasi tersebut dijalankan

29

Website

ServerData Sensor

Gambar 3.12 Komunikasi data

3.3.7 Kalibrasi Hardware

Kalibrasi Hardware adalah kegiatan untuk mendapatkan

nilai kebenaran dari suatu alat ukur dalam mengukur suatu

besaran yang dibandingkan dengan standard pengukuran yang

dapat dipertanggungjawabkan,tujuan kalibrasi dari hardware yang

telah dibuat adalah sebagai uji sistem untuk menstandardkan alat

dengan standard yang ada.

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

Peangkat lunak yang dimaksud pada penelitian ini

berkaitan dengan monitoring data hasil pembacaan sensor-sensor

yang dikirim dan diterima oleh server yang bisa ditampilkan pada

website, data dari MySql akan di jalankan dengan script PHP dan

HTML sehingga mampu menampilkan data seperti gambar

berikut:

30

Gambar 3.13 Tampilan website

Dari website ini dapat dimonitoring performansi PLTS

yang terdapat di kantor Dinas Pertambangan dan Energi di Tuban

Jawa Timur secara real-time.

31

1. BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai validasi dan analisa

performansi pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang ada

di Kantor Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban

Jawa Timur. Analisa dimulai dengan data yang telah diambil

pada saat observasi system PLTS yang terpasang dengan

memanfaatkan data dari datalogger dan data cuaca berupa

radiasi matahari di daerah tersebut, kemudian dilakukan

validasi terhadap analisa yang dilakukan menggunakan

software. Setelah dilakukan observasi dan analisa data serta

validasi, kemudian dilakukan validasi dan analisa terhadap

perancangan alat monitoring performa PLTS, alat yang

dipasang adalah alat pengamat cuaca (irradiansi, temperatur

dan kelembaban), pengukur daya pada setiap bagian dari

modul sistem PLTS di Dinas Pertambangan dan Energi

Kabupaten Tuban Jawa Timur.

4.1 Pengolahan data dari datalogger dan data Irradiansi

Setelah didapatkan data kinerja PLTS dari datalogger dan

data irradiansi selama 24 jam, kemudian data-data tersebut

dikelompokkan sesuai data yang dibutuhkan dan di ambil nilai

rata-rata perjamnya. Data yang dapat diambil dari datalogger

adalah data daya dari inverter yang digunakan untuk

mensuplai beban, data daya yang dihasilkan oleh photovoltaik,

dan daya untuk charging baterai, kemudian data cuaca adalah

data irradiansi yang diambil setiap 30 detik selama 24 jam dan

kemudian dirata-rata perjamnya. Adapun data dari datalogger

dapat dilihat pada Tabel 4.1

32

Tabel 4.1 Data dari datalogger rata-rata selama 24 jam

No

Waktu Beban

Keluaran

PV Charging

hh:mm Watt Watt Watt

1 0:00 138 0 0

2 1:00 138 0 0

3 2:00 138 0 0

4 3:00 138 0 0

5 4:00 151 0 0

6 5:00 203 0 0

7 6:00 218 99,5 0

8 7:00 200 164 29

9 8:00 495 688 140

10 9:00 520 889,5 297

11 10:00 528 830 189

12 11:00 527 867 182

13 12:00 451 764,5 215

14 13:00 371 540 47

15 14:00 247 447 0

16 15:00 202 216 13

17 16:00 225 87,5 0

18 17:00 191 16 0

19 18:00 148 0 0

20 19:00 138 0 0

21 20:00 139 0 0

22 21:00 138 0 0

23 22:00 139 0 0

24 23:00 139 0 0

TOTAL 5922 5609 1112

33

Dari data tersebut dapat diketahui, bahwa total beban

sehari selama 24 jam adalah 5.9 kW, dengan energi matahari

yang dikonversi oleh PLTS adalah 5.6 kW serta daya sisa hasil

konversi energi matahari menjadi listrik yang tidak digunakan

untuk menghidupkan beban adalah 1.1 kW. Sehingga karakter

beban dari kantor dinas pertambangan dan energi kabupaten

Tuban dapat dilihat pada gambar 4.1

Gambar 4.1 Karakter beban PLTS

Beban PLTS adalah sebuah kantor pertemuan di Dinas

Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban, dari karakter

beban tersebut dapat disimpulkan bahwa kantor pertemuan

tersebut mulai aktif pada jam 08:00 untuk menghidupkan

beberapa peralatan kantor, kemudian pada sore hari mulai

pukul 18:00 beban cenderung konstan, ini dikarenakan

penggunaan listrik hanya digunakan untuk menghidupkan

lampu saja.

Untuk data cuaca berupa radiasi matahari hasil

monitoring selama 24 jam dapat dilihat pada tabel 4.2

0

100

200

300

400

500

600

DA

YA

(W

att)

JAM (WIB)

34

Tabel 4.2 data cuaca rata-rata 24 jam

No

Waktu Pin Rad

HH:MM Watt Watt/m2

1 0:00 0 0

2 1:00 0 0

3 2:00 0 0

4 3:00 0 0

5 4:00 0 0

6 5:00 330 33

7 6:00 2562 256

8 7:00 2876 288

9 8:00 9636 964

10 9:00 12380 1238

11 10:00 13200 1320

12 11:00 13120 1312

13 12:00 8357 836

14 13:00 7453 745

15 14:00 5413 541

16 15:00 3304 330

17 16:00 1040 104

18 17:00 315 32

19 18:00 1 0

20 19:00 0 0

21 20:00 0 0

22 21:00 0 0

23 22:00 0 0

24 23:00 0 0

TOTAL 79987 7999

Hasil tabel 4.2 dapat diketahui jumlah radiasi yang

sampai pada titik lokasi PLTS adalah 7.9 kW/m2 dan total

35

luasan photovoltaik dari delapan modul masing-masing

memiliki luas 1.25 m2 sehingga daya total pada semua luas

area photovoltaik sebesar 79 kW (Pin). Dari total radiasi yang

diterima kemudian daya yang berhasil dibangkitkan menjadi

energi listrik oleh photovoltaik, serta daya yang digunakan

untuk menghidupkan beban seerta daya yang disimpan

diperoleh hubungan bagaimana system PLTS ini bekerja,

hubungan kerja dari masing-masing tersebut dapat dilihat pada

neraca beban pada gambar 4.2

Gambar 4.2 Neraca beban

Sumbu X menunjukkan rata-rata data diambil dalam

fungsi waktu selama 24 jam, dan sumbu Y adalah daya dengan

satuan Watt, pada gambar grafik tersebut terdapat lima

variable, yaitu besarnya beban, kemudian grafik bar barwarna

biru adalah beban yang disuplai oleh daya yang dibangkitkan

photovoltaic, dan grafik bar yang kuning adalah daya dari

photovoltaic yang disimpan ke baterai, kemudian ada grafik

line yang hitam adalah grafik daya keluaran string inverter

yang dihasilkan oleh photovoltaic, dan grafik line orange

adalah radiasi matahari yang di terima oleh photovoltaic

(Watt/m2). Radiasi matahari mulai muncul pada jam 06:00

36

pada saat itu photovoltaic mulai menghasilkan daya, kemudian

beban mulai disuplai menggunakan daya hasil photovoltaic,

pada jam 09:00 radiasi matahari mulai meninggi, lebih besar

dibandingkan daya yang dibutuhkan oleh kantor sebagai

beban, sehingga daya berlebih yang telah dibangkitkan oleh

photovoltaic disimpan untuk charging baterai untuk digunakan

pada malam hari, karena pada malam hari tidak ada radiasi

matahari sehingga photovoltaik tidak bekerja ,dan beban pada

malam hari dibangkitkan menggunakan daya dari baterai saja,

untuk mengetahui analisa perbandingan masing-masing

variable dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 4.3 radiasi dan daya yang dibangkitkan PV

Daya yang dibangkitkan PV disini adalah daya AC yang

telah dikonversi dari DC oleh string inverter, pada gambar

grafik, besar radiasi matahari yang diterima oleh photovoltaic

ternyata tidak sebanding dengan besarnya daya yang

dibangkitkan, ini terlihat pada jam 08:00 bahwa radiasi

matahari mulai jauh lebih besar dibandingkan daya yang

mampu dibangkitkan, dan setelah radiasi pada titik tersebut

dikaliakan luasan delapan modul PV sebesar 10 m2 maka

didapatkan bahwa effisiensi dari PV dan Inverter sebesar 7%

37

saja, angka ini didapatkan dari perhitungan effisiensi yaitu

total daya yang dihasilkan PV sebesar 5.6 kW dibanding total

daya yang diterima oleh PV sebesar 79 kW hasil ini sesuai

dengan spesifikasi PV monocrystalline dengan merk iSolar-1

yang memiliki range effisiensi 5%-18%. Kemudian untuk

mengetahui pengisian baterai dapat dilihat pada gambar 4.4

Gambar 4.4 daya yang dibangkitkan PV

Daya yang dibangkitkan oleh photovoltaic digunakan

untuk mensuplai beban, kemudian sisa daya hasil photovoltaik

yang tidak digunakan untuk menghidupkan beban disimpan

kedalam baterai (charging) untuk digunakan apabila tidak ada

suplai radiasi matahari. Perbandingan daya yang telah

dibangkitkan dan daya yang tidak digunakan untuk

menghidupkan beban serta dengan daya yang masuk ke dalam

baterai, dapat dilihat pada tabel 4.3

38

Tabel 4.3 Perbandingan daya masuk baterai

No Waktu

Daya sisa

PV

Daya masuk

Baterai

HH:MM Watt Watt

1 0:00 0 0

2 1:00 0 0

3 2:00 0 0

4 3:00 0 0

5 4:00 0 0

6 5:00 0 0

7 6:00 0 0

8 7:00 0 29

9 8:00 193 140

10 9:00 370 297

11 10:00 302 189

12 11:00 340 182

13 12:00 313 215

14 13:00 169 47

15 14:00 200 0

16 15:00 14 13

17 16:00 0 0

18 17:00 0 0

19 18:00 0 0

20 19:00 0 0

21 20:00 0 0

22 21:00 0 0

23 22:00 0 0

24 23:00 0 0

TOTAL 1901 1112

39

Perbandingan daya yang seharusnya masuk ke baterai

sebesar 1.9 kW, dengan daya aktual yang masuk kebaterai

sebesar 1.1 kW, menunjukkan effisiensi dari baterai inverter

sebesar 58%, terdapat 42% daya loss dari pengisian baterai,

losses ini belum bisa diketahui hanya dengan data dari

datalogger saja, sehingga tujuan dari pembuatan alat pada

penelitian ini berguna untuk mengetahui performa dari semua

sistem PLTS dan diketahui letak-letak losses yang terjadi pada

PLTS.

4.2 Validasi data analisa dari datalogger dan data

irradiansi

Pada penelitian bagian analisa dari data pada datalogger

dan data irradiansi ini kemudian dibandingkan dengan analisa

menggunakan software, analisa software ini berdasarkan dari

spesifikasi setiap bagian dari PLTS yang terpasang di Kantor

Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban, dan data

irradiansi yang digunakan adalah data cuaca dari NASA,

dengan data cuaca pada gambar 4.5

Gambar 4.5 Data cuaca Tuban dari NASA

40

Sehingga dengan data cuaca berupa radiasi matahari

dari NASA dan data spesifikasi modul-modul pada PLTS

dapat dianalisa menggunakan software sebagai analisa

pembanding dari analisa datalogger, untuk melihat analisa

menggunakan software dapat dilihat pada gambar 4.6

Gambar 4.6 Radiasi dan daya yang dibangkitkan untuk beban

Pada grafik tersebut perbandingan radiasi yang diterima

oleh photovoltaic dan daya yang mampu dibangkitkan oleh

photovoltaic tidak jauh berbeda, perhitungan ini didasarkan

dengan spesifikasi dari masing-masing modul pada system

PLTS. Perbedaan antara data hasil analisa pada datalogger dan

analisa software ini dikarenakan cuaca (Irradiansi, Temperatur

dan kelembaban) pada kondisi sebenarnya tidaklah selalu

sama, dari waktu ke waktu, sedangkan dari analisa ini

digunakan data radiasi matahari harian dan juga pengaruh

keadaan lingkungan PLTS juga berpengaruh, seperi

temperature udara dan kelembaban udara, serta bentuk

bangunan dan kondisi sekitar bangunanlah yang

mempengaruhi perbedaan ini. Untuk melihat hasil analisa

41

software pada pengisian baterai terhadap daya yang

dibangkitkan oleh photovoltaic dapat dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 4.7 Daya yang dibangkitkan PV dan Pengisian

baterai

Dari grafik tersebut dapat dilihat, bahwa daya yang

disimpan ke baterai dibandingkan daya PV yang tidak

digunakan ke beban juga terlihat menurun, hampir sama jika

dibandingkan dengan analisa sebelumnya dengan data pada

datalogger dan data irradiansi.

Analisa yang telah dilakukan menggunakan data dari

datalogger dan data irradiansi kemudian dibandingkan dengan

analisa software, belum sempurna untuk mengetahui

performansi dari PLTS, karena data hanya diambil dari

datalogger yang terdapat di baterai inverter saja, masih ada

data yang belum diketahui dari photovoltaik dan string

inverter untuk dapat mengetahui performa dari PLTS di

Kantor Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Tuban

sehingga pada tujuan penelitian yang kedua adalah merancang

dan memasang hardware dan software untuk menunjang

42

analisa performansi PLTS sehingga tujuan ketiga dapat

dilakukan untuk analisa performansi dari PLTS.

4.3 Pengujian hardware dengan kalibrasi

Tujuan dari kalibrasi terhadap alat yang telah dirancang

adalah untuk mengetahui perbedaan (penyimpangan) antara

nilai ukur yang benar dengan nilai yang ditunjukkan oleh alat

ukur, alat ukur yang digunakan sebagai kalibrator adalah

multimeter merk fluke 115 dan clamp meter AC/DC Current

Clamp merk Fluke i410, untuk mengetahui hasil kalibrasi

terhadap empat sensor bias dilihat dalam tabel 4.4

Tabel 4.4 Perbandingan sensor 1 dengan kalibrator

No

Kalibrasi Sensor 1

ADC

Pembacaan

Sensor (A)

Pembacaan

Kalibrator

(A) Error

1 526 1.875 1.92 2.34%

2 524 1.625 1.71 4.97%

3 521 1.25 1.19 5.04%

4 520 1.125 1.07 5.14%

5 519 1 0.95 5.26%

6 518 0.875 0.83 5.42%

7 517 0.75 0.71 5.63%

8 516 0.625 0.59 5.93%

9 515 0.5 0.47 6.38%

10 514 0.375 0.35 7.14%

11 513 0.25 0.23 8.70%

43

Tabel 4.5 Perbandingan sensor 2 dengan kalibrator

No

Kalibrasi Sensor 2

ADC

Pembacaan

Sensor (A)

Pembacaan

Kalibrator

(A) Error

1 531 3.255 3.35 2.84%

2 531 3.255 3.33 2.25%

3 531 3.255 3.32 1.96%

4 531 3.255 3.31 1.66%

5 530 3.1 3.34 7.19%

6 527 2.635 2.58 2.13%

7 526 2.48 2.6 4.62%

8 526 2.48 2.57 3.50%

9 525 2.325 2.25 3.33%

10 525 2.325 2.26 2.88%

11 525 2.325 2.27 2.42%

12 521 1.705 1.58 7.91%

13 521 1.705 1.57 8.60%

14 521 1.705 1.59 7.23%

44

Tabel 4.6 Perbandingan sensor 3 dengan kalibrator

No

Kalibrasi Sensor 3

ADC

Pembacaan

Sensor (A)

Pembacaan

Kalibrator

(A) Error

1 166 3.225 3.22 0.16%

2 165 3.15 3.21 1.87%

3 164 3.075 3.2 3.91%

4 159 2.7 2.54 6.30%

5 158 2.625 2.53 3.75%

6 157 2.55 2.52 1.19%

7 153 2.25 2.2 2.27%

8 151 2.1 2.18 3.67%

9 150 2.025 2.17 6.68%

10 150 2.025 1.88 7.71%

11 149 1.95 1.88 3.72%

12 140 1.275 1.19 7.14%

13 135 0.9 0.85 5.88%

14 134 0.825 0.84 1.79%

15 133 0.75 0.83 9.64%

Tabel 4.7 perbandingan sensor 4 dengan kalibrator

No

Kalibrasi Sensor 4

ADC

Pembacaan

Sensor (A)

Pembacaan

Kalibrator

(A) Error

1 535 1.5525 1.7 8.68%

2 534 1.485 1.6 7.19%

3 534 1.485 1.5 1.00%

4 533 1.4175 1.4 1.25%

5 533 1.4175 1.3 9.04%

45

Dari semua hasil kalibrasi, error dari pembacaan sensor

adalah dibawah 10%.

4.4 Tampilkan data pada website

Tujuan dari tugas akhir ini adalah analisa kinerja PLTS

dan monitoring kerja PLTS secara real-time yang dapat dilihat

pada website. Perancangan hardware ditujukan agar sensor-

sensor dapat diintegrasikan dengan komunikasi GSM atau

SMS (Short Massage System), isi dari SMS tersebut berisi

data-data pembacaan sensor kemudian data SMS tersebut

diterima oleh server sebagai data SQL (Structure Query

Language), data SQL inilah kemudian dijalankan dengan

bahasa PHP sehingga dapat ditampilkan kedalam interface

website. Untuk alur pembacaan sensor dan dikirim sebagai

SMS dapat dilihat pada gambar 4.8, dan alur penerima data

kemudian tampil di website dapat dilihat pada gambar 4.9.

Gambar 4.8 Pembacaan Sensor dan Pengiriman Data SMS

46

Gambar 4.9 Penerimaan Data SMS menjadi Tampilan

Website

Pengiriman data dilakukan setiap 15 menit, sehingga

website akan update data monitoring setelah 15 menit secara

berkala dan real-time, untuk tampilan pada website dapat

dilihat pada gambar 4.10.

Gambar 4.10 Tampilan data pada website

47

4.5 Pengolahan data dari data hasil monitoring

Secara teknis pemasangan sensor-sensor untuk

memonitoring PLTS dapat dilihat pada gambar 4.11.

MPPT

Beban Kantor

Panel Surya String Inverter

Battery

InverterPWM

Baterai

A

B C D

E

Gambar 4.11 Pemasangan Sensor

Sensor A adalah sensor cuaca, meliputi sensor radiasi,

sensor temperatur dan kelembaban, kemudian sensor B,C ,D

dan E adalah sensor pembaca daya, Semua data hasil

pembacaan sensor dikirim menggunakan SMS yang kemudian

langsung terupload di SQL server website, data yang telah

diterima tersebut kemudian didownload dan dimbil rata-rata

perjamnya selama dua hari.

Dari data daya hasil monitoring diketahui bahwa data

tersebut diambil selama 2 x 24 jam setelah PLTS dipasang

hardware yang dirancang, dari data tersebut dapat diketahui

bahwa daya yang dihasilkan oleh PLTS adalah 7.8 kW,

dengan beban total 4.6 kW, serta string inverter dan baterai

inverter masing-masing 4.2 kW dan 7.1 kW.

Pada data daya hasil monitoring dapat diketahui

karakteristik beban yang ada dikantor Dinas Pertambangan

dan Energi dan dapat dilihat pada gambar 4.12.

48

Gambar 4.12 Karakteristik Beban

Pada gambar grafik dapat diketahui penggunaan

energi listrik, pada 24 jam pertama penggunakan energi listrik

mulai tinggi pada pukul 09:00 sampai pukul 15:00, ini

menunjukkan ruang kantor ini beroperasi maksimal kemudian

pada 24 jam kedua penggunakan daya cenderung fluktuatif

diantara 100 Watt, namun meninggi pada pukul 13:00-15:00

ini menunjukkan ruang kantor ini pada 24 jam kedua

pengambilan data digunakan dengan maksimal pada pukul

13:00-15:00, total daya yang digunakan selama 2x 24 jam data

diambil adalah 4.7 kW.

Selain data daya juga diambil data sensor cuaca

(Irradiansi, Temperatur dan kelembaban) selama dua hari yang

diambil rata-rata tiap jamnya, pada data yang diambil dapat

diketahui jumlah radiasi pada titik PLTS adalah 12.14 kW/m2

sehingga yang diterima oleh delapan panel PV sebesar 151.4

kW, dengan rata-rata temperature adalah 29o Celcius dan

kelembaban sebesar 72%, Dari tabel 4.6 dan tabel 4.7

diperoleh hubungan bagaimana system PLTS ini bekerja,

hubungan kerja dari masing-masing tersebut dapat dilihat pada

neraca beban data hasil monitoring pada gambar 4.13.

49

Gam

bar 4

.13

Neraca B

eban

hasil m

on

itorin

g

50

Sumbu X menunjukkan fungsi waktu yaitu waktu

pengambilan data selama 2x24 jam, dan sumbu Y adalah Daya

dengan satuan Watt, dari gambar grafik tersebut terdapat enam

variable, yaitu grafik beban, grafik beban yang disuplai oleh

hasil PLTS, grafik daya hasil PLTS yang di charging, grafik

daya yang dibangkitkan photovoltaic, grafik daya yang keluar

dari string inverter dan grafik radiasi matahari yang diterima

oleh PLTS.

Gambar grafik tersebut menunjukkan karakter persebaran

energi pada masing-masing variabel yang diukur dan

dimonitoring untuk analisa performansinya, diketahui bahwa

151.4 kW yang diterima oleh PV saat beroperasi, hanya

7.8 kW yang berhasil dimanfaatkan menjadi energi listrik yang

masing-masing digunakan untuk mensuplai beban, dan sisanya

untuk di charging ke baterai pada saat ada sumber radiasi

matahari, untuk lebih lengkapnya dijelaskan pada poin

berikutnya.

4.5.1 Performansi Photovoltaic

Pada desain hardware pemasangan sensor pada gambar

4.11 untuk mengetahui performa dan effisiensi dari

photovoltaic maka analisa dilakukan menggunakan sensor

pada titik A dan sensor pada titik B, sensor pada titik A yang

digunakan adalah sensor pembacaan irradiansi dan sensor pada

titik B yang digunakan adalah sensor pembacaan daya DC

(Direct Current) keluaran dari PV.

Dengn total radiasi yang diterima adalah 151.4 kW dan

daya yang dibangkitkan photovoltaic adalah 7.8 kW, maka

effisiensi total dari photovoltaic sebesar 5.2%, jika

dibandingkan dengan spesifikasi PV monocrystalline merk

iSolar-1 yang memiliki effisiensi 5%-18% maka nilai

effisiensi dari PV sendiri sudah rendah. Pada analisa

performansi photovoltaik disini setelah dihitung dan

dibandingkan dengan spesifikasi hardware, kemudian juga

dilakukan perbandingan dengan hasil analisa menggunakan

software yang pada prinsipnya adalah pengaplikasian dari

rumus-rumus perhitungan effisiensi photovoltaic yang ada

51

pada BAB II, sehingga hasil perhitungan dengan software ini

digunakan sebagai acuan atau set poin pada performansi

PLTS, dan hasil perhitungan lapangan ini adalah nilai aktual

yang terjadi pada photovoltaik untuk melihat performansi

PLTS, untuk melihat grafik karakteristik dari PLTS

menggunakan software pada 24 jam pertama dapat dilihat pada

gambar 4.14.

Gambar 4.14 Simulasi Software 24 jam pertama

Dengan aktual yang terjadi pada 24 jam pertama PLTS

bisa dilihat pada gambar 4.15

52

Gambar 4.15 Analisa real 24 jam pertama

Perbandingan effisiensi dari photovoltaik dari hasil

simulasi dan real dapat dilihat pada tabel 4.8

0

200

400

600

800

1000

0:0

0

2:0

0

4:0

0

6:0

0

8:0

0

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Day

a (W

att)

Jam (WIB)

Radiasi PV Power Load charging

53

Tabel 4.8 Perbandingan effisiensi Real dan Simulasi

Photovoltaik 24 jam pertama

No

Time Effisiensi PV Hasil Simulasi

Effisiensi PV hasil perhitungan Aktual

hh:mm % %

1 0:00 0,00% 0,00%

2 1:00 0,00% 0,00%

3 2:00 0,00% 0,00%

4 3:00 0,00% 0,00%

5 4:00 0,00% 0,00%

6 5:00 0,00% 0,00%

7 6:00 7,19% 7,09%

8 7:00 7,84% 7,15%

9 8:00 7,88% 7,45%

10 9:00 7,88% 5,18%

11 10:00 7,89% 3,68%

12 11:00 7,90% 6,16%

13 12:00 7,90% 5,50%

14 13:00 7,91% 6,06%

15 14:00 7,88% 7,28%

16 15:00 7,89% 5,68%

17 16:00 7,83% 6,24%

18 17:00 7,83% 0,00%

19 18:00 0,00% 0,00%

20 19:00 0,00% 0,00%

21 20:00 0,00% 0,00%

22 21:00 0,00% 0,00%

23 22:00 0,00% 0,00%

24 23:00 0,00% 0,00%

54

Gambar 4.16 berikut adalah gambar grafik dari perbandingan

effisiensi PV dengan simulasi dan effisiensi PV dari

perhitungan aktual pada 24 jam pertama

Gambar 4.16 Perbandingan effisiensi PV hasil simulasi dan

aktual 24 jam pertama

Dari analisa 24 jam pertama dengan daya dari energi

matahari yang diterima oleh delapan panel PV sebesar

69.95 kW dan daya yang mampu dikonversi menjadi listrik

oleh PV sebesar 4.062 kW dapat disimpulkan bahwa selama

PV bekerja dari hasil simulasi rata-rata effisiensi dari PV

adalah 7.82% dan aktualnya 5.62%, sehingga dapat

disimpulkan pada 24 jam pertama ini effisiensi PV menurun

sebesar 2.19 % dari seharusnya seperti yang terhitung

menggunakan simulasi.

Untuk melihat karakteristik PLTS dari simulasi 24 jam

kedua, dapat dilihat pada gambar 4.17

0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%0

:00

2:0

0

4:0

0

6:0

0

8:0

0

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Effi

sie

nsi

%

Jam (WIB)

Simulasi Aktual

55

Gambar 4.17 Simulasi Software 24 jam kedua

Dengan aktual yang terjadi pada 24 jam kedua PLTS

bisa dilihat pada gambar 4.18

Gambar 4.18 Analisa real 24 jam kedua

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0:0

0

2:0

0

4:0

0

6:0

0

8:0

0

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Day

a (W

att)

Jam (WIB)

Radiasi PV Power Load charging

56

Perbandingan effisiensi pada 24 jam kedua dapat dilihat pada

tabel 4.9

Tabel 4.9 Perbandingan effisiensi Real dan Simulasi

Photovoltaik 24 jam kedua

No

Time Effisiensi PV Hasil Simulasi

Effisiensi PV hasil perhitungan Aktual

hh:mm % %

1 0:00 0,00% 0,00%

2 1:00 0,00% 0,00%

3 2:00 0,00% 0,00%

4 3:00 0,00% 0,00%

5 4:00 0,00% 0,00%

6 5:00 0,00% 0,00%

7 6:00 6,46% 2,13%

8 7:00 6,48% 5,94%

9 8:00 6,45% 4,81%

10 9:00 6,43% 5,23%

11 10:00 6,42% 4,73%

12 11:00 6,42% 3,78%

13 12:00 6,42% 4,89%

14 13:00 6,42% 3,91%

15 14:00 6,43% 4,71%

16 15:00 6,44% 5,85%

17 16:00 6,49% 5,40%

18 17:00 6,62% 1,73%

19 18:00 0,00% 0,00%

20 19:00 0,00% 0,00%

21 20:00 0,00% 0,00%

22 21:00 0,00% 0,00%

23 22:00 0,00% 0,00%

24 23:00 0,00% 0,00%

57

Pada simulasi 24 jam kedua effisinsi rata-rata dari PV

sebesar 6.46% sedangkan pada aktualnya effisiensi PV hanya

sebesar 4.43% selama PV beroperasi, jika dibandingkan

dengan hasil simulasi dan hasil aktual pada hari pertama,

effisiensi PV menurun, ini dikarenakan total radiasi yang

diterima PV pada hari kedua lebih besar yaitu 81.49 kW

dibanding daya total yang diterima PV pada hari pertama

sebesar 69.95 kW, terjadinya penurunan effisiensi PV ini

dikarenakan semua radiasi tersebut tidak semua diubah

menjadi energi listrik, namun justru menjadi energi panas yang

akan memperngaruhi kerja dari cell PV yang justru akan

menurunkan effisiensi dari PV sendiri[9].

Gambar 4.19 berikut adalah gambar grafik dari

perbandingan effisiensi PV dengan simulasi dan effisiensi PV

dari perhitungan aktual pada 24 jam kedua

Gambar 4.19 Perbandingan effisiensi PV hasil

simulasi dan aktual 24 jam kedua

Pada simulasi effisiensi rata-rata PV selama beroperasi

sebesar 6.46%, sedangkan nilai effisiensi aktualnya 4.43%,

sehingga pada analisa 24 jam kedua photovoltaik mengalami

penurunan effisiensi sebesar 2.03% dari kondisi seharusnya

dengan simulasi.

0,00%1,00%2,00%3,00%4,00%5,00%6,00%7,00%

0:0

0

2:0

0

4:0

0

6:0

0

8:0

0

10

:00

12

:00

14

:00

16

:00

18

:00

20

:00

22

:00

Effi

sie

nsi

%

Jam(WIB)

Simulasi Aktual

58

Sehingga dalam penelitian ini, dari analisa

performansi photovoltaik bahwa photovoltaik yang digunakan

telah mengalami penurunan effisiensi sebesar 2.03%-2.19%

dari kondisi seharusnya yang dihitung dengan menggunakan

software.

4.5.2 Performansi String Inverter (Sunny Island 2224)

Performansi dari string inverter dapat diketahui dari

hasil pembacaan sensor dititik B dan di titik C (lihat gambar

4.11) sensor titik B adalah sensor pembacaan daya dalam DC

dan sensor titik C adalah sensor pembacaan daya dalam AC.

Masukan pada String inverter adalah daya Output PV

sebesar 7.88 kW dan keluaran inverter sebesar 4.23 kW,

sehingga effisiensi total dari String Inverter adalah 53.71%,

dan nilai dari P/P1 adalah persentase perbandingan daya yang

keluar dari string inverter dengan daya kapasitas total dari

string inverter sebesar 1.85 KW.

String inverter sendiri sudah memiliki teknologi MPPT

(max power point tracking) yang berarti sudah memiliki

kemampuan untuk mendapatkan nilai effisiensi maksimal,

sehingga dari tabel 4.11 diambil sampel yang mewakili P/P1

sebesar 5%, 10%, dan 20% yang diambil dari effisiensi

maksimal untuk dibandingkan dari hasil perhitungan dengan

datasheet inverter pada tabel 4.10

Tabel 4.10 Perbandingan effisiensi dari datasheet dan

aktual string inverter

No

P/P1 Datasheet %

Effisiensi datasheet %

P/P1 Aktual %

Effisiensi aktual %

1 5 74,3 6 64,53

2 10 82,6 10 85,65

3 20 88,3 22 82,02

Karena penggunakan inverter aktualnya maksimal 22%

maka dengan perbandingan dengan datasheet ini digunakan

kapasitas maksimal dari datasheet 20%.

59

4.6 Diagram sankey hasil analisa monitoring

Dari data analisa monitoring selama 2x24 jam dapat

dibuat diagram sankey yang dapat dilihat pada gambar 4.20

Gambar 4.20 Diagram Sankey hasil monitoring

Pada diagram sankey dapat dilihat besarnya daya loss,

hanya 4.33% saja yang diubah menjadi energi yang berguna,

loss terbesar terletak pada photovoltaic karena effisiensi PV

adalah 5.20%, dengan PV jenis monocristaline merk iSolar-

1yang memiliki effisiensi antara 5%-18%.

60

Halaman Ini Sengaja Dikosongkan

61

1. BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat

diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Setelah dilakukan analisa performansi menggunakan data

dari datalogger dan data irradiansi, diketahui bahwa radiasi

matahari yang dapat dimanfaatkan sebagai energi atau daya

dari keluaran PV dan Inverter adalah sebesar 7%.

2. Dari datalogger, daya yang telah dibangkitkan oleh

photovoltaik dan tidak digunakan untuk beban digunakan

untuk mengisi baterai, namun daya yang mampu disimpan

ke baterai dibandingkan daya sisa pembangkit PV yang

tidak digunakan untuk beban adalah 58%.

3. Setelah dilakukan simulasi menggunakan software, dapat

dibandingkan dengan data analisa dari datalogger bahwa

perbedaan radiasi matahari, beban, dan daya pengisian

baterai tidak jauh berbeda.

4. Dari hasil Pemasangan alat untuk menunjang analisa

performansi PLTS dengan monitoring menggunakan

website berfungsi dengan baik.

5. Dari hasil monitoring performansi PLTS dapat diketahui

effisiensi photovoltaic sebesar 5.20% sesuai dengan

datasheet photovoltaic yang memiliki effisiensi 5%-18%,

dan effisiensi string inverter sebesar 53.71%.

6. Dari analisa performansi photovoltaik bahwa photovoltaik

yang digunakan telah mengalami penurunan effisiensi

sebesar 2.03%-2.19%

5.2 Saran

Dari kesimpulan penelitian maka saran yang dapat diberikan

sehubungan dengan penelitian ini adalah:

1. Pada pengujian PLTS perlu diberikan beban yang

maksimal sesuai spesifikasi PLTS agar diketahui

effisiensinya apabila digunkan pada beban maksimal.

62

2. Pemilihan sensor dengan sensitifitas tinggi disesuaikan

dengan objek ukur agar didapat data yang lebih akurat.

LAMPIRAN A

DATA HASIL MONITORING

Data Daya Hasil Monitoring

N

o Time

DAYA(WATT)

String

Inverter

Battery

Inverter Load

PV Out

DC

1 0:00 0,00 110,40 86,25 0,00

2 1:00 0,00 98,13 92,00 0,00

3 2:00 0,00 98,13 80,50 0,00

4 3:00 0,00 98,13 86,25 0,00

5 4:00 0,00 110,40 74,75 0,00

6 5:00 0,00 110,40 86,25 0,00

7 6:00 57,50 119,60 86,25 75,60

8 7:00 201,25 239,20 69,00 230,80

9 8:00 201,25 266,80 81,94 405,00

10 9:00 201,25 248,40 90,56 410,40

11 10:00 143,75 211,60 125,06 340,20

12 11:00 230,00 220,80 185,44 572,40

13 12:00 201,25 159,47 132,25 439,20

14 13:00 201,25 176,64 144,90 535,68

15 14:00 230,00 174,80 228,56 550,80

16 15:00 143,75 202,40 237,19 324,00

17 16:00 115,00 156,40 25,88 178,20

18 17:00 0,00 128,80 43,13 0,00

19 18:00 0,00 98,13 80,50 0,00

20 19:00 0,00 73,60 86,25 0,00

21 20:00 0,00 73,60 81,94 0,00

22 21:00 0,00 73,60 69,00 0,00

23 22:00 0,00 64,40 73,31 0,00

24 23:00 0,00 73,60 99,19 0,00

25 0:00 0,00 49,07 103,50 0,00

26 1:00 0,00 36,80 80,50 0,00

27 2:00 0,00 92,00 94,88 0,00

28 3:00 0,00 101,20 99,19 0,00

29 4:00 0,00 101,20 81,94 0,00

30 5:00 0,00 92,00 99,19 0,00

31 6:00 15,69 119,60 90,56 21,60

32 7:00 185,00 220,80 64,69 216,00

33 8:00 285,00 634,80 69,00 324,00

34 9:00 407,50 469,20 43,13 496,80

35 10:00 277,75 285,20 94,88 556,20

36 11:00 217,50 174,80 90,56 410,40

37 12:00 172,50 239,20 86,25 523,80

38 13:00 246,25 193,20 142,31 356,40

39 14:00 201,25 202,40 288,94 388,80

40 15:00 172,50 184,00 207,00 313,20

41 16:00 115,00 138,00 8,63 194,40

42 17:00 10,56 82,80 60,38 16,20

43 18:00 0,00 110,40 86,25 0,00

44 19:00 0,00 92,00 86,25 0,00

45 20:00 0,00 101,20 86,25 0,00

46 21:00 0,00 92,00 94,88 0,00

47 22:00 0,00 92,00 60,38 0,00

48 23:00 0,00 110,40 86,25 0,00

TOTAL 4232,7475 7199,306667 4605,463 7880,08

Data Cuaca Hasil Monitoring

No Time Hummidity

(%)

Temp

(oc)

Irradiansi

(Watt/m2)

Pin

(Watt)

1 0:00 73 28 0 0

2 1:00 73 28 0 0

3 2:00 74 28 0 0

4 3:00 74 28 0 0

5 4:00 74 28 0 0

6 5:00 74 28 0.2 2

7 6:00 80 26 106.6 1066

8 7:00 80 26 322.8 3228

9 8:00 78 27 543.4 5434

10 9:00 73 29 792.3 7923

11 10:00 71 29 924.1 9241

12 11:00 67 31 929.8 9298

13 12:00 69 31 798.6 7986

14 13:00 66 31 883.6 8836

15 14:00 64 32 756.4 7564

16 15:00 64 32 570.3 5703

17 16:00 64 32 285.5 2855

18 17:00 65 31 81.4 814

19 18:00 66 31 0 0

20 19:00 67 31 0 0

21 20:00 69 30 0 0

22 21:00 70 30 0 0

23 22:00 70 29 0 0

24 23:00 71 29 0 0

25 0:00 72 29 0 0

26 1:00 73 28 0 0

27 2:00 74 28 0 0

28 3:00 76 28 0 0

29 4:00 77 28 0 0

30 5:00 78 28 0.1 1

31 6:00 78 27 101.4 1014

32 7:00 79 27 363.4 3634

33 8:00 75 29 673.9 6739

34 9:00 72 30 950.1 9501

35 10:00 69 30 1177.1 11771

36 11:00 66 31 1084.8 10848

37 12:00 65 31 1071.8 10718

38 13:00 66 32 911.2 9112

39 14:00 69 31 825.5 8255

40 15:00 69 31 535.5 5355

41 16:00 69 31 359.7 3597

42 17:00 71 30 93.9 939

43 18:00 73 30 0 0

44 19:00 74 29 0 0

45 20:00 78 29 0 0

46 21:00 80 29 0 0

47 22:00 84 28 0 0

48 23:00 85 28 0 0

TOTAL 15143.4 151434

Table Performansi Photovoltaic

no Time

PV Out

DC

(Watt)

Irradiansi

(Watt/m2)

Pin

(Watt)

Effisiensi

PV (%)

Load

(Watt)

1 0:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

2 1:00 0,00 0 0 0,00% 92,00

3 2:00 0,00 0 0 0,00% 80,50

4 3:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

5 4:00 0,00 0 0 0,00% 74,75

6 5:00 0,00 0,2 2 0,00% 86,25

7 6:00 75,60 106,6 1066 7,09% 86,25

8 7:00 230,80 322,8 3228 7,15% 69,00

9 8:00 405,00 543,4 5434 7,45% 81,94

10 9:00 410,40 792,3 7923 5,18% 90,56

11 10:00 340,20 924,1 9241 3,68% 125,06

12 11:00 572,40 929,8 9298 6,16% 185,44

13 12:00 439,20 798,6 7986 5,50% 132,25

14 13:00 535,68 883,6 8836 6,06% 144,90

15 14:00 550,80 756,4 7564 7,28% 228,56

16 15:00 324,00 570,3 5703 5,68% 237,19

17 16:00 178,20 285,5 2855 6,24% 25,88

18 17:00 0,00 81,4 814 0,00% 43,13

19 18:00 0,00 0 0 0,00% 80,50

20 19:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

21 20:00 0,00 0 0 0,00% 81,94

22 21:00 0,00 0 0 0,00% 69,00

23 22:00 0,00 0 0 0,00% 73,31

24 23:00 0,00 0 0 0,00% 99,19

25 0:00 0,00 0 0 0,00% 103,50

26 1:00 0,00 0 0 0,00% 80,50

27 2:00 0,00 0 0 0,00% 94,88

28 3:00 0,00 0 0 0,00% 99,19

29 4:00 0,00 0 0 0,00% 81,94

30 5:00 0,00 0,1 1 0,00% 99,19

31 6:00 21,60 101,4 1014 2,13% 90,56

32 7:00 216,00 363,4 3634 5,94% 64,69

33 8:00 324,00 673,9 6739 4,81% 69,00

34 9:00 496,80 950,1 9501 5,23% 43,13

35 10:00 556,20 1177,1 11771 4,73% 94,88

36 11:00 410,40 1084,8 10848 3,78% 90,56

37 12:00 523,80 1071,8 10718 4,89% 86,25

38 13:00 356,40 911,2 9112 3,91% 142,31

39 14:00 388,80 825,5 8255 4,71% 288,94

40 15:00 313,20 535,5 5355 5,85% 207,00

41 16:00 194,40 359,7 3597 5,40% 8,63

42 17:00 16,20 93,9 939 1,73% 60,38

43 18:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

44 19:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

45 20:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

46 21:00 0,00 0 0 0,00% 94,88

47 22:00 0,00 0 0 0,00% 60,38

48 23:00 0,00 0 0 0,00% 86,25

TOTAL 7880,08 15143,40 151434

5,20%

4752,09

RATA-

RATA 164,17 315,49 3154,875 99,00

Tabel Performansi String Inverter

no

Time

hh:mm

Load

(Watt)

PV Out

DC

(Watt)

String

Inverter

(Watt)

Effisiensi

%

P/P1

%

1 0:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

2 1:00 92,00 0,00 0,00 0,00% 0%

3 2:00 80,50 0,00 0,00 0,00% 0%

4 3:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

5 4:00 74,75 0,00 0,00 0,00% 0%

6 5:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

7 6:00 86,25 75,60 57,50 76,06% 3%

8 7:00 69,00 230,80 201,25 87,20% 11%

9 8:00 81,94 405,00 201,25 49,69% 11%

10 9:00 90,56 410,40 201,25 49,04% 11%

11 10:00 125,06 340,20 143,75 42,25% 8%

12 11:00 185,44 572,40 230,00 40,18% 12%

13 12:00 132,25 439,20 201,25 45,82% 11%

14 13:00 144,90 535,68 201,25 37,57% 11%

15 14:00 228,56 550,80 230,00 41,76% 12%

16 15:00 237,19 324,00 143,75 44,37% 8%

17 16:00 25,88 178,20 115,00 64,53% 6%

18 17:00 43,13 0,00 0,00 0,00% 0%

19 18:00 80,50 0,00 0,00 0,00% 0%

20 19:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

21 20:00 81,94 0,00 0,00 0,00% 0%

22 21:00 69,00 0,00 0,00 0,00% 0%

23 22:00 73,31 0,00 0,00 0,00% 0%

24 23:00 99,19 0,00 0,00 0,00% 0%

25 0:00 103,50 0,00 0,00 0,00% 0%

26 1:00 80,50 0,00 0,00 0,00% 0%

27 2:00 94,88 0,00 0,00 0,00% 0%

28 3:00 99,19 0,00 0,00 0,00% 0%

29 4:00 81,94 0,00 0,00 0,00% 0%

30 5:00 99,19 0,00 0,00 0,00% 0%

31 6:00 90,56 21,60 15,69 72,63% 1%

32 7:00 64,69 216,00 185,00 85,65% 10%

33 8:00 69,00 324,00 285,00 87,96% 15%

34 9:00 43,13 496,80 407,50 82,02% 22%

35 10:00 94,88 556,20 277,75 49,94% 15%

36 11:00 90,56 410,40 217,50 53,00% 12%

37 12:00 86,25 523,80 172,50 32,93% 9%

38 13:00 142,31 356,40 246,25 69,09% 13%

39 14:00 288,94 388,80 201,25 51,76% 11%

40 15:00 207,00 313,20 172,50 55,08% 9%

41 16:00 8,63 194,40 115,00 59,16% 6%

42 17:00 60,38 16,20 10,56 65,19% 1%

43 18:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

44 19:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

45 20:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

46 21:00 94,88 0,00 0,00 0,00% 0%

47 22:00 60,38 0,00 0,00 0,00% 0%

48 23:00 86,25 0,00 0,00 0,00% 0%

TOTAL 4752,09 7880,08 4232,75 53,71%

RATA 99,00 164,17 88,18 5%

LAMPIRAN B

SPESIFIKASI PLTS

Photovoltaik

Baterai

Baterai Inverter

String Inverter

No. Item & Spesifikasi Jml

A SOLAR MODUL Isolar SPU - 180M 8

1 Kapasitas Total 1600 wp

2 Maximum series Fuse Rating

10A

3 Konstruksi cell pada

Solar panel

Monokristal/polikristal

4 Daya per modul 200 Wp

5 Garansi 20 tahun (<80% min. Pmax), 1 tahun (defect)

6 Sertifikat Sertifikat pengujian Solar cell dari B2TE DAN Test

Report

B BATTERY BSB 2

1 Kapasitas 250 Ah

2 Jumlah string 1

3 Tegangan per cell / Block

Nominal 12 Volt per cell

4 Cycle life at 20%

DOD

6000 cycle

5 Self discharge pada

25°C

1 tahun

6 Temperature operasi -15 s/d +60°C

7 Garansi 1 Tahun

C String Inverter SUNNY BOY 1700 1

1 Max. DC power 1850 W

2 Max. input voltage 400 V

3 MPP voltage range /

rated input voltage

147 V - 320 V / 180 V

4 Min. input voltage / 139 V / 180 V

initial input voltage

5 Max. input current 12,6 A

6 Max. input current

per string

12.6 A

7 Max Output Currrent 8,6 A

8 MPP tracker / string Per

MPP tracker

1./ 2

D Baterai Inverter SUNNY ISLAND 2224 1

1 Output Power 2900 W / 3800 W / 3900 W

2 Nominal battery voltage 24 V / 16,8 V - 31,5 V

3 Input voltage range 230 V / 172,5 V - 264,5 V

4 tipe Off Gride

5 Efficiency 94%

6 Output voltage 230 V / 202 V - 253 V

7 Harmonic distortion 4%

8 Overload and short-

circuit protection

Dc reverse polarity protection / DC Fuse

9 Overheat protection Ac short circuit/AC overload,overtemperature /

excessive battery distcarge

E Interface RS 485 SMA Introduces New Real-time Capable RS485

Piggyback with 8 Configurable Serial Interfaces 1

F Rangka support solar

panel steel galvanis

G COMBINER BOX

1 Tipe Outdoor

2 Tebal Plat Min. 2mm

3 Cat powder coating Yes

4 Dilengkapi arrester, fuse atau circuit breaker

yes

H KOMPONEN

PENDUKUNG

1 Tipe kabel Kabel NYYHY,NYAF

2 Kabel tray/conduit/duct yes

3 Grounding system yes, interkoneksi dengan existing

4 Dudukan baterai besi (yes)/Kayu

5 NH Fuse + Box Plat Besi Coating kapasitas 100A

6 Box Panel ACPDB (

Analog) Plat Besi Coating

LAMPIRAN C

SPESIFIKASI HARDWARE

No ITEM Spesifikasi

1

ARDUINO UNO

ATmega328 microcontroller

Input voltage - 7-12V

14 Digital I/O Pins (6 PWM

outputs)

6 Analog Inputs

32k Flash Memory

16Mhz Clock Speed

SUMBER:

http://www.famosastudio.com/

2 ACS756SCA-100B-

PFF-T

Sensor arus Hall Effect

yang mampu mendeteksi

arus sampai dengan 100A.

Catu daya : 3VDC - 5VDC

Output : tegangan DC (Arus

input 0A, output = VCC / 2)

Sensitivitas : 20mV/A

Noise : 6Mv

Input arus melalui pin IP+

dan IP- (arah arus bisa

bolak-balik / bidirectional).

Bisa digunakan untuk

pengukuran arus AC atau

DC.

Dapat bekerja pada suhu : -

20 derajat sampai 85

derajat.

SUMBER:

http://www.digiwarestore.com/

3 TSL235R High-resolution conversion

of light intensity to

frequency with no external

components

Communicates directly with

a microcontroller

Compact three-leaded clear-

plastic package

Single-supply operation

down to 2.7 V

Nonlinearity error typically

0.2% at 100kHz

Stable 150 ppm/°C

temperature coefficient

Single-supply operation

SUMBER:

http://www.famosastudio.com/

4 DHT11

Catu daya : 3VDC -

5,5VDC

Antarmuka : 1-wire

Range : humidity = 20-90 %

RH, Temp = 0-50 derajat

Celcius

Resolusi : 1% RH

(humidity) dan 0,1C (temp)

Sudah tersedia rangkaian

pelengkap, sehinnga dapat

langsung terhubung ke

mikrokontroler.

Dimensi : 12 x 15,5 x 5,5

mm

SUMBER:

http://www.digiwarestore.com/

BIODATA PENULIS

Penulis bernama Rois Adhe

Rohmana, lahir pada tanggal 3 Juni

1992 di Temanggung Jawa Tengah.

Riwayat pendidikan formal penulis

dimulai dari SDN Parakan Kauman

1 Parakan, dilanjutkan pendidikan

menegah pertama di MTsN Model

Parakan dan pendidikan menengah

atas di MA Muallimin

Muhammadiyah Yogyakarta, kemudian penulis melanjutkan ke

jenjang perguruan tinggi di Jurusan Teknik Fisika Institut

Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya pada tahun 2010. Pada

saat kuliah penulis aktif sebagai admin dan dipercaya sebagai

Koordinator Laboratorium Simulasi dan Komputasi, selain itu

penulis juga aktif dalam Tim Inovasi dan Teknologi, Tim

Sapuangin ITS dan telah menjuarai beberapa event Internasional

seperti Student Formula Japan, Shell Eco Marathon Asia dan

event nasional Indonesia Energy Marathon Challange . Melalui

Penelitian ini, penulis berharap penelitian ini bermanfaat untuk

penelitian selanjutnya dan berdampak posotif pada perkembangan

ilmu pengetahuan dan teknologi bagi bangsa dan negara.