23
PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI TERHADAP KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata 1 pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Oleh: REDIAN ADI REZKYANTO D400150049 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2019

PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI

TERHADAP KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata 1

pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Oleh:

REDIAN ADI REZKYANTO

D400150049

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

Page 2: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

i

Page 3: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

ii

Page 4: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

iii

Page 5: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

1

PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI TERHADAP

KARAKTERISTIK BEBAN LISTRIK

Abstrak

Peralatan listrik yang digunakan manusia merupakan beban listrik yang

membutuhkan suplai energi listrik. Melalui penggunaan beban listrik, dapat

diketahui jumlah energi listrik yang dikonsumsi per hari. Permasalahan yang

timbul saat ini adalah semakin besar energi listrik yang terpakai, semakin mahal

harga listrik yang harus dibayar oleh konsumen. Hal tersebut memicu ide bagi

sebagian orang untuk membangkitkan listrik secara mandiri menggunakan sel

surya. Sel surya atau yang sering disebut fotovoltaik adalah alat yang berfungsi

untuk mengonversi secara langsung cahaya matahari yang terpapar menjadi energi

listrik. Pemasangan sel surya sebagai pembangkit listrik perlu diketahui lebih dulu

berapa jumlah energi listrik yang dikonsumsi per hari, kemudian menentukan

kapasitas baterai yang digunakan, lalu dihitung berapa panel surya yang

dibutuhkan untuk menyuplai beban listrik. Penelitian ini menggunakan sel surya

100 Wp, baterai 60 Ah 12 V, serta rata-rata energi listrik sebesar 9,518 kWh per

hari, sehingga untuk menyuplai energi listrik sebesar 9,518 kWh dibutuhkan 18

baterai 60 Ah 12 V dan 30 panel surya 100 Wp.

Kata kunci : baterai, beban listrik, energi listrik, sel surya

Abstract

Electrical equipment that used by human are an electrical load that requires

electrical supply. Through using an electrical loads, it can be seen the amount of

electrical energy cosumed in one day. The problem that arises now is more greater

the electricity uses causes more expensive for the price of electricity to be paid by

consumers. This bring up an idea for people to generate electricity independently

using sollar cell. Solar cell or photovoltaic is a device to convert photons from the

sun (solar light) into electricity. To have installation of solar cell as a power plant,

needs to be known the amount of electrical energy that consumed in one day

todetermine the battery capacity and then to calculated how many solar panels are

needed to supply electrical loads. This research using 100 Wp of solar cell, 60 Ah

12 V for battery, and average electrical energy is 9,518 kWh in one day, so it

requires 18 batteries 60 Ah 12 V and 30 solar panels 100 Wp.

Keywords: battery, electrical load, electrical energy, solar cell

1. PENDAHULUAN

Kehidupan manusia selalu berkembang dari waktu ke waktu. Perkembangan

tersebut memunculkan teknologi yang baru untuk menunjang kehidupan manusia,

salah satunya adalah listrik. Di zaman yang modern ini, listrik telah menjadi

kebutuhan pokok dan porsi kebutuhan energi listrik selalu meningkat.

Page 6: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

2

Peningkatan kebutuhan energi listrik diperkirakan dapat tumbuh rata-rata

mencapai 6,5% pertahun hingga tahun 2020 (Moch. Muchlis, 2003). Dalam

rangka mencukupi kebutuhan energi listrik tersebut, sudah pasti PT. PLN selalu

meningkatkan kapasitas listrik yang dibangkitkan. Mengingat bahwa masyarakat

saat ini sudah hidup di zaman yang modern, maka berbagai teknologi yang

membutuhkan suplai listrik juga semakin bertambah. Teknologi yang dihasilkan

pun pasti akan digunakan oleh masyarakat untuk meningkatkan taraf hidup. Hal

tersebut membuat masyarakat sebagai konsumen harus membayar biaya energi

listrik yang digunakan. Semakin banyak energi listrik yang digunakan, maka

semakin bertambah pula biaya listrik yang harus dibayarkan oleh konsumen.

Tentu saja, biaya listrik yang membengkak justru menjadi keluhan bagi

konsumen.

Bumi menerima 174 petawatt (PW) radiasi surya yang datang (insolasi) di

bagian atas dari atmosfer. Sekitar 30% dipantulkan kembali ke luar angkasa,

sedangan sisanya diserap oleh awan, lautan, dan daratan (Hamdi, 2016). Hal

tersebut sangat menguntungkan jika dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik

yang menggunakan sinar matahari sebagai media pembangkitannya Pembangkitan

listrik menggunakan sumber daya alam seperti sinar matahari disebut sebagai

pembangkit listrik terbarukan. Pemilihan sumber energi terbarukan ini sangat

beralasan mengingat suplai energi surya dari sinar matahari yang di terima oleh

permukaan bumi mencapai mencapai 3 x 1024 joule pertahun. Jumlah energi

sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini

(Hasyim Asy’ari, 2012). Pembangkitan listrik dengan sinar matahari sebagai

media pembangkitan listriknya membutuhkan sel surya. Sel surya adalah alat

yang dapat mengonversikan cahaya matahari menjadi energi listrik. Energi listrik

yang dihasilkan oleh sel surya nantinya dapat digunakan untuk menyuplai beban

listrik yang digunakan oleh konsumen. Sel surya memiliki kapasitas daya

keluaran yang berbeda-beda. Daya keluaran sel surya yang maksimal akan

didapatkan apabila sel surya mendapat paparan cahaya matahari dengan baik.

Pemasangan sel surya untuk membangkitkan listrik secara mandiri perlu diketahui

berapa kapasitas sel surya serta baterai yang akan dipasang. Dalam proses

Page 7: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

3

penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

perlu dilakukan adalah menghitung berapa Wh (watt-jam) energi listrik yang

dikonsumsi per hari. Jumlah konsumsi energi listrik yang sudah diketahui akan

dijadikan basis untuk menentukan kapasitas sel surya dan baterai atau accu yang

akan yang akan digunakan untuk suplai beban listrik di tempat tersebut. Penulis

berharap semoga penelitian ini dapat menjadi solusi bagi para konsumen agar

terhindar dari biaya listrik yang mahal sekaligus dapat menjadi solusi untuk

membangkitkan listrik di daerah terpencil yang belum mendapatkan suplai

kelistrikan dengan baik.

1.1 Perhitungan Jumlah Energi Beban

Pada perhitungan energi beban, selalu terkait dengan Hukum Kekekalan Energi

yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan mau pun dimusnahkan.

Energi hanya dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk yang lainnya. Dalam

perhitungannya, energi beban listrik dinyatakan dengan satuan Watt-hour (Wh)

dengan persamaan sebagai berikut :

W = (1)

Dengan keterangan :

W = Energi Listrik (Joule)

Q = Muatan Listrik (Coloumb)

V = Tegangan Listrik (Volt)

Karena I =

, maka diperoleh persamaan :

W = (2)

Jika persamaan tersebut dikaitkan dengan Hukum Ohm, maka didapatkan

persamaan :

W = (3)

Dengan t menyatakan waktu dalam satuan jam atau hour, sehingga energi listrik

dapat juga dinyatakan dengan satuan Wh (watt-jam).

1.2 Perhitungan Kapasitas Baterai

Pembangkitan listrik secara mandiri menggunakan sel surya juga diperlukan

baterai untuk menghindari adanya daya keluaran dari sel surya yang terbuang sia-

sia jika daya yang dihasilkan tidak terpakai. Kapasitas baterai dinyatakan dalam

Page 8: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

4

satuan Ah (Ampere-hour) dan dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai

berikut :

Kapasitas Baterai =

(4)

Dengan keterangan sebagai berikut :

W = Kebutuhan Energi Listrik Per Hari (Wh)

Vbaterai = Beda Potensial Baterai (Volt)

1.3 Perhitungan Kapasitas Sel Surya

Pembangkitkan listrik secara mandiri menggunakan sel surya perlu diketahui

kapasitas sel surya yang akan dipakai. Penentuan kapasitas sel surya sangat

bergantung pada jumlah energi listrik (Wh) yang dikonsumsi serta durasi sel surya

mendapatkan paparan sinar matahari per harisehingga dapat diketahui jumlah

energi listrik yang mampu dibangkitkan oleh satu panel surya. Jumlah energi

listrik yang dapat dibangkitkan oleh satu panel surya dapat dihitung dengan

persamaan sebagai berikut :

Kapasitas Panel (Wh) = (5)

Dengan keterangan P sebagai daya output sel surya (Watt). Kapasitas energi yang

dapat dibangkitkan sel surya dapat menjadi penentu jumlah panel yang akan

digunakan dengan persamaan berikut :

Jumlah Panel =

(6)

Keterangan :

W = Jumlah energi listrik yang dikonsumsi (Wh)

2. METODE

2.1 Rancangan Penelitian

Tugas akhir ini disusun dengan metode sebagai berikut :

2.1.1 Studi Literatur.

Tahap studi literatur ini dilakukan dengan mencari sumber referensi dari buku

serta referensi online dari internet yang dapat berupa e-book maupun jurnal

nasional dan internasional yang berfungsi sebagai sarana pendukung dalam

penyusunan tugas akhir.

Page 9: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

5

2.1.2 Identifikasi Masalah

Identifikasi masalah dilakukan untuk menemukan pokok permasalahan agar

dibahas dalam penyusunan tugas akhir sesuai dengan topik yang berkaitan.

2.1.3 Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan di tempat observasi. Hal-hal yang dilakukan pada

saat pengambilan data antara lain :

a. Mengetahui potensi penggunaan sel surya di suatu daerah (koordinasi

dengan penelitian yang berjudul Potensi Penggunaan Sel Surya di

Kecamatan Matesih).

b. Melakukan pendataan daya beban listrik yang digunakan.

c. Mengamati kWh listrik yang terpakai dari penggunaan beban listrik per

hari.

2.1.4 Analisis Data

Tahapan ini dilakukan setelah menyelesaikan proses pengambilan data, kemudian

data tersebut dianalisis untuk menentukan kebutuhan kapasitas panel surya dan

baterai atau accu yang akan digunakan untuk menyuplai beban listrik per hari.

2.1.5 Penyusunan Laporan

Penyusunan laporan dilakukan setelah proses analisis selesai, kemudian hasil

analisis tersebut dituliskan dalam bentuk dokumen laporan penelitian sesuai judul

yang berkaitan.

Page 10: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

6

2.2 Flowchart Penelitian

Gambar 1. Flowchart Penelitian

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Data Konsumsi Energi Listrik

Berikut adalah grafik konsumsi energi listrik per hari :

Gambar 2. Grafik Konsumsi Energi Listrik

Melalui grafik pada gambar 2, dapat diketahui bahwa energi listrik (Wh) yang

dikonsumsi melalui penggunaan beban listrik per hari fluktuatif. Penggunaan

energi listrik terendah terjadi pada hari ke-7 yang hanya mengonsumsi energi

listrik sebesar 4.890 Wh atau 4,89 kWh, sedangkan untuk penggunaan energi

Page 11: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

7

listrik tertinggi terjadi di hari ke-10 yang mengonsumsi energi listrik sebesar

18.690 Wh atau 18,69 kWh. Selama 21 hari pendataan, didapatkan rata-rata energi

listrik yang dikonsumsi oleh konsumen sebesar 9518 Wh atau 9,518 kWh.

3.2 Data Daya Rata-rata Keluaran Panel Surya

Gambar 3. Grafik DayaOutput Sel Surya

Pengambilan data tersebut dilakukan selama 14 hari. Berdasarkan grafik pada

gambar 3, daya rata-rata keluaran panel surya per hari fluktuatif namun tetap

berada di atas 30 Watt dengan daya keluaran tertinggi hampir mencapai 60 Watt

dan daya keluaran terendah hampir mencapai 40 Watt, serta selama pengambilan

data tersebut didapatkan rata-rata daya keluaran sel surya sebesar 49,93 Watt.

3.3 Perhitungan Energi Beban Listrik

Menurut tabel pendataan, energi listrik tertinggi yang dikonsumsi oleh konsumen

adalah sebesar 18,69 kWh pada hari ke-10 dengan jenis beban listrik, jumlah

beban listrik, dan durasi pembebanan serta perhitungan energi listrikdi

pembahasan sebagai berikut :

Page 12: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

8

1. Kamar 1

Tabel 1. Data penggunaan beban listrik di kamar 1

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu(h) Daya(W)

Lampu kamar 1 9 9

Charge ponsel 1 4 10

Charge laptop 1 4 80

Kipas angin 1 15 50

Berdasarkan tabel di atas, berikut total konsumsi energi listrik kamar 1 :

= 1 lampu kamar selama 9 jam + 1 charge ponsel selama 4 jam + 1 charge laptop

selama 4 jam + 1 kipas angin selama 15 jam

= (1 × 9 W × 9 h) + (1 × 10 W × 4 h) + (1 × 80 W × 4 h) + (1 × 50 W × 15 h)

= 81 Wh + 40 Wh + 320 Wh + 750 Wh = 1191Wh

2. Kamar 2

Tabel 2. Data penggunaan beban listrik di kamar 2

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 13 9

Charge ponsel 1 4 10

Kipas angin 1 8 25

Speaker 1 3 30

Rice cooker 1 3 400

Total konsumsi energi listrik kamar 2 :

= 1 lampu kamar selama 13 jam + 1 charge ponsel selama 4 jam + 1 kipas angin

selama 8 jam + 1 speaker selama 3 jam + 1 rice cooker selama 3 jam

= (1 × 9 W × 13 h) + (1 × 10 W × 4 h) + (1 × 25 W × 8 h) + (1 × 30 W × 3 h)+ (1

× 400 × 3)

= 117 Wh + 40 Wh + 200 Wh + 90 Wh + 1200 Wh = 1647 Wh

Page 13: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

9

3. Kamar 3

Tabel 3. Data penggunaan beban listrik di kamar 3

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 7 9

Charge ponsel 1 3 10

Charge laptop 1 3 65

Kipas angin 1 10 25

Rice cooker 1 3 400

Total konsumsi energi listrik kamar 3 :

= 1 lampu kamar selama 7 jam + 1 charge ponsel selama 3 jam + 1 charge laptop

selama 3 jam + 1 kipas angin selama 10 jam + 1 rice cooker selama 3 jam

= (1 × 9 W × 7 h) + (1 × 10 W × 3 h) + (1 × 65 W × 3 h) + (1 × 25 W × 10 h) + (1

× 400 W × 3 h)

= 63 Wh + 30 Wh + 195 Wh + 250 Wh + 1200 Wh = 1738 Wh

4. Kamar 4

Tabel 4. Data penggunaan beban listrik di kamar 4

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya(W)

Lampu kamar 1 9 9

Charge ponsel 1 3 10

Charge laptop 1 5 150

Kipas angin 1 12 50

Speaker 1 5 30

Dispenser 1 3 80

Total konsumsi energi listrik kamar 4 :

= 1 lampu kamar selama 9 jam + 1 charge ponsel selama 3 jam + 1 charge laptop

selama 5 jam + 1 kipas angin selama 12 jam + 1 speaker selama 5 jam + 1

dispenser selama 3 jam

Page 14: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

10

= (1 × 9 W × 9 h) + (1 × 10 W × 3 h) + (1 × 150 W × 5 h) + (1 × 50 W × 12 h) +

(1 × 30 W × 5 h) + (1 × 80 W × 3 h)

= 81 Wh + 30 Wh + 750 Wh + 600 Wh + 150 Wh + 240 Wh = 1851 Wh

5. Kamar 5

Tabel 5. Data penggunaan beban listrik di kamar 5

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 6 9

Charge ponsel 2 3 10

Charge laptop 1 3 60

Total konsumsi energi listrik kamar 5 :

= 1 lampu kamar selama 6 jam + 2 charge ponsel selama 3 jam + 1 charge laptop

selama 3 jam

= (1 × 9 W × 6 h) + (2 × 10 W × 3 h) + (1 × 60 W × 3 h)

= 54 Wh + 60 Wh + 180 Wh = 294 Wh

6. Kamar 6

Tabel 6. Data penggunaan beban listrik di kamar 6

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 14 9

Lampu belajar 1 10 4

Charge ponsel 1 6 10

Charge laptop 1 5 75

Kipas angin 1 11 25

Total konsumsi energi listrik kamar 6 :

= 1 lampu kamar selama 14 jam + 1 lampu belajar selama 10 jam + 1 charge

ponsel selama 6 jam + 1 charge laptop selama 5 jam + 1 kipas angin selama 11

jam

= (1 × 9 W × 14 h) + (1 × 4 W × 10 h) + (1 × 10 W × 6 h) + (1 × 75 W × 5 h) + (1

× 25 W × 11 h)

Page 15: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

11

= 126 Wh + 40 Wh + 60 Wh + 375 Wh + 275 Wh = 876 Wh

7. Kamar 7

Tabel 7. Data penggunaan beban listrik di kamar 7

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 10 9

Charge ponsel 1 4 10

Charge laptop 1 4 45

Kipas angin 1 12 25

Total konsumsi energi listrik kamar 7 :

= 1 lampu kamar selama 10 jam + 1 charge ponsel selama 4 jam + 1 charge

laptop selama 4 jam + 1 kipas angin selama 12 jam

= (1 × 9 W × 10 h) + (1 × 10 W × 4 h) + (1 × 45 W × 4 h) + (1 × 25 W × 12 h)

= 90 Wh + 40 Wh + 180 Wh + 300 Wh = 610 Wh

8. Kamar 8

Tabel 8. Data penggunaan beban listrik di kamar 8

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 18 9

Charge ponsel 1 6 10

Charge laptop 1 4 65

Kipas angin 1 16 25

Total konsumsi energi listrik kamar 8 :

= 1 lampu kamar selama 18 jam + 1 charge ponsel selama 6 jam + 1 charge

laptop selama 4 jam + 1 kipas angin selama 16 jam

= (1 × 9 W × 18 h) + (1 × 10 W × 6 h) + (1 × 65 W × 4 h) + (1 × 25 W × 16 h)

= 162 Wh + 60 Wh + 260 Wh + 400 Wh = 882 Wh

Page 16: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

12

9. Kamar 9

Tabel 9. Data penggunaan beban listrik di kamar 9

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 12 9

Charge ponsel 1 4 10

Kipas angin 1 16 25

Rice cooker 1 2 400

Total konsumsi energi listrik kamar 9 :

= 1 lampu kamar selama 12 jam + 1 charge ponsel selama 4 jam + 1 kipas angin

selama 16 jam + 1 rice cooker selama 2 jam

= (1 × 9 W × 12 h) + (1 × 10 W × 4 h) + (1 × 25 W × 16 h) + (1 × 400 W × 2 h)

= 108 Wh + 40 Wh + 400 Wh + 800 Wh = 1348 Wh

10. Kamar 10

Tabel 10. Data penggunaan beban listrik di kamar 10

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 22 9

Charge ponsel 1 7 10

Charge laptop 1 5 65

Kipas angin 1 14 25

Total konsumsi energi listrik kamar 10 :

= 1 lampu kamar selama 22 jam + 1 charge ponsel selama 7 jam + 1 charge

laptop selama 5 jam + 1 kipas angin selama 14 jam

= (1 × 9 W × 22 h) + (1 × 10 W × 7 h) + (1 × 65 W × 5 h) + (1 × 25 W× 14 h)

= 198 Wh + 70 Wh + 325 Wh + 350 Wh = 943 Wh

Page 17: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

13

11. Kamar 11

Tabel 11. Data penggunaan beban listrik di kamar 11

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 10 9

Lampu belajar 1 6 4

Charge ponsel 1 5 10

Charge laptop 1 6 80

Kipas angin 1 12 25

Speaker 1 6 30

Dispenser 1 2 80

Rice cooker 1 3 400

Total konsumsi energi listrik kamar 11 :

= 1 lampu kamar selama 10 jam + 1 lampu belajar selama 6 jam + 1 charge

ponsel selama 5 jam + 1 charge laptop selama 6 jam + 1 kipas angin selama 12

jam + 1 speaker selama 6 jam + 1 dipenser selama 2 jam + 1 rice cooker selama

3 jam

= (1 × 9 W × 10 h) + (1 × 4 W × 6 h) + (1 × 10 W × 5 h) + (1 × 80 W × 6 h) + (1

× 25 W × 12 h) + (1 × 30 Wh × 6 h) + (1 × 80 Wh × 2 h) + (1 × 400 W × 3 h)

= 90 Wh + 24 Wh + 50 Wh + 480 Wh + 300 Wh + 180 Wh + 160 Wh + 1200 Wh

= 2484 Wh

Page 18: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

14

12. Kamar 12

Tabel 12. Data penggunaan beban listrik di kamar 12

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 9 9

Lampu belajar 1 5 4

Charge ponsel 1 3 10

Charge laptop 1 6 80

Kipas angin 1 12 25

Speaker 1 5 30

Total konsumsi energi listrik kamar 12 :

= 1 lampu kamar selama 9 jam + 1 lampu belajar selama 5 jam + 1 charge ponsel

selama 3 jam + 1 charge laptop selama 6 jam + 1 kipas angin selama 12 jam + 1

speaker selama 5 jam

= (1 × 9 W × 9 h) + (1 × 4 W × 5 h) + (1 × 10 W × 3 h) + (1 × 80 W × 6 h) + (1 ×

25 W × 12 h) + (1 × 30 W × 5 h)

= 81 Wh + 20 Wh + 30 Wh + 480 Wh + 300 Wh + 150 Wh = 1061 Wh

13. Kamar 13

Tabel 13. Data penggunaan beban listrik di kamar 13

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 10 9

Charge ponsel 1 6 10

Charge laptop 1 5 75

Kipas angin 1 7 25

Total konsumsi energi listrik kamar 13 :

= 1 lampu kamar selama 10 jam + 1 charge ponsel selama 6 jam + 1 charge

laptop selama 5 jam + 1 kipas angin selama 7 jam

= (1 × 9 W × 10 h) + (1 × 10 W × 6 h) + (1 × 75 W × 5 h) + (1 × 25 W × 7 h)

= 90 Wh + 60 Wh + 375 Wh + 175 Wh = 700 Wh

Page 19: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

15

14. Kamar 14

Tabel 14. Data penggunaan beban listrik di kamar 14

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (h) Daya (W)

Lampu kamar 1 15 9

Lampu belajar 1 7 4

Charge ponsel 1 2 10

Charge laptop 1 3 80

Kipas angin 1 12 25

Dispenser 1 2 80

Total konsumsi energi listrik kamar 14 :

= 1 lampu kamar selama 15 jam + 1 lampu belajar selama 7 jam + 1 charge

ponsel selama 2 jam + 1 charge laptop selama 3 jam + 1 kipas angin selama 12

jam + 1 dispenser selama 2 jam

= (1 × 9 W × 15 h) + (1 × 4 W × 7 h) + (1 × 10 W × 2 h) + (1 × 80 W × 3 h) + (1

× 25 W × 12 h) + (1 × 80 W × 2 h)

= 135 Wh + 28 Wh + 20 Wh + 240 Wh + 300 Wh + 160 Wh = 883 Wh

15. Kamar 15

Tabel 15. Data penggunaan beban listrik di kamar 15

Jenis Beban Listrik Jumlah Waktu (jam) Daya (W)

Lampu kamar 1 14 9

Lampu belajar 1 8 4

Charge ponsel 1 6 10

Charge laptop 1 3 80

Kipas angin 1 10 25

Dispenser 1 2 80

Rice cooker 1 2 400

Page 20: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

16

Total konsumsi energi listrik kamar 15 :

= 1 lampu kamar selama 14 jam +1 lampu belajar selama 8 jam + 1 charge ponsel

selama 6 jam + 1 charge laptop selama 3 jam + 1 kipas angin selama 10 jam + 1

dispenser selama 2 jam + 1 rice cooker selama 2 jam

= (1 × 9 W× 14 h) + (1 × 4 W × 8 h) + (1 × 10 W × 6 h) + (1 × 80 W × 3 h) + (1 ×

25 W × 10 h) + (1 × 80 W × 2 h) + (1 × 400 W × 2 h)

= 126 Wh + 32 Wh + 60 Wh + 240 Wh + 250 Wh + 160 Wh + 800 Wh= 1668 Wh

3.4 Perhitungan Kapasitas Baterai

Penentuan kapasitas baterai mengikuti ukuran baterai yang digunakan oleh

peneliti “Potensi Penggunaan Sel Surya di Kecamatan Matesih” yaitu sebesar

60Ah 12 V. Nilai rata-rata energi listrik yang dikonsumsi per hari sebesar 9518

Wh atau 9,518 kWh. Rata-rata konsumsi energi listrik diberi toleransi sebesar

35% untuk listrik yang digunakan perkakas lain seperti inverter, controller, dan

perkakas lainnya yang akan digunakan. Maka total energi listrik menjadi :

W = 9518 Wh + (9518×35%) = 12849,3 Wh

Maka kapasitas baterai yang digunakan :

=

=

= 1070,77 Ah

Jadi, kapasitas total baterai yang dibutuhkan adalah 1070,77 Ah. Jika

menggunakan baterai sebesar 60 Ah 12 V, jumlah baterai yang diperlukan :

= 1070,77 Ah / 60 Ah

= 17,846 baterai (pembulatan 18 baterai)

Baterai sebanyak 18 buah akan menghasilkan energi listrik sebagai berikut :

= 60 Ah × 12 V ×18

= 12960 Wh

= 12,96 kWh

3.5 Penentuan Kapasitas Sel Surya

Sel Surya yang digunakan pada penelitian “Potensi Penggunaan Sel Surya di

Kecamatan Matesih” adalah sel surya 100 Wp. Penelitian tersebut dilakukan

Page 21: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

17

dengan pengambilan data dilakukan selama 10 jam, mulai pukul 7 pagi hingga

pukul 5 sore, maka kapasitas yang dapat dibangkitkan oleh satu sel surya 100 Wp:

Kapasitas Panel =

= 49,93×10

= 499,3 Wh

Jumlah panel surya yang dibutuhkan ditentukan dengan melakukan perhitungan

antara total energi listrik yang dapat disuplai dengan 18 baterai dibagi kapasitas

total panel, sehingga ditemukan hasil sebagai berikut :

Jumlah Panel =

=

= 29,95 buah panel surya (pembulatan 30 panel)

4. PENUTUP

Berdasarkan data dan hasil analisis di atas, maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

a. Daya yang dihasilkan oleh panel surya selama 14 hari fluktuatif, namun selalu

berada di atas 30 Wh setiap harinya. Daya keluaran daya tersebut kurang

maksimal karena keadaan cuaca yang kerap berawan dan mendung menjelang

pukul 12 siang hingga sore hari.

b. Rata-rata energi listrik yang terpakai selama 21 hari adalah 9518,10 Wh atau

9,518 kWh dengan pemakaian energi listrik terendah pada hari ke-7 sebesar

4890 Wh atau 4,89 kWh dan pemakaian energi listrik tertinggi pada hari ke-10

sebesar 18690 Wh atau 18,69 kWh.

c. Berdasarkan data di atas, dengan rata-rata konsumsi energi listrik per hari

sebesar 9518 Wh atau 9,518 kWh, maka dibutuhkan baterai dengan kapasitas

total sebesar 1070,77 Ah sehingga memerlukan baterai 60 Ah 12 V sebanyak

18 buah serta panel surya berkapasitas 100 Wp sebanyak 30 panel

d. Penentuan jumlah baterai 60 Ah 12 V sebanyak 18 buah dan panel surya 100

Wp sebanyak 30 panel merupakan jumlah yang telah dibulatkan. Pembulatan

Page 22: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

18

tersebut dilakukan untuk menghindari terjadinya trip jika terjadi kekurangan

suplai dari baterai mau pun panel surya dalam penggunaannya.

PERSANTUNAN

Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT. yang telah melimpahkan rahmat

dan hidayah-Nya sehinggu penulis mampu menyelesaikan penulisan laporan tugas

akhir ini dengan baik. Penulis juga menyampaikan terimakasih kepada:

a. Kedua orang tua dan keluarga yang selalu mendoakan dan memberi dukungan

serta motivasi.

b. Dosen Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah

menyampaikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan.

c. Dosen pembimbing tugas akhir; bapak Hasyim Asy’ari yang telah memberi

bimbingan sehingga laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

d. Kawan-kawan dari jurusan Teknik Elektro 2015 yang telah membantu ketika

penulis menemui kesulitan saat penulisan laporan tugas akhir.

e. Kawan terdekatku; Ai, terima kasih selalu memotivasi untuk tidak menyerah,

terima kasih selalu mengingatkan alasanku saat hendak memulai ketika ingin

berhenti.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad Wahid, Junaidi,M. Iqbal Arsyad. 2014. Analisis Kapasitas dan Kebutuhan

Daya Listrik Untuk Menghemat Penggunaan Energi Listrik Di Fakultas

Teknik Uiversitas Tanjungpura. Vol 2, No 1.

Anthony Halog, Muhammad Indra Al Irsyada, Rabindra Nepalc. 2018. Estimating

the impacts of financing support policies towards photovoltaic market in

Indonesia : A social-energy-economy-environment model simulation.

Journal of environmental Management 230 (2019) 464-473.

Hamdi. 2016. Energi Terbarukan. Jakarta: KENCANA.

Hasyim Asy’ari, Jatmiko, Angga. 2012. Iintensitas Cahaya Matahari Terhadap

Daya Keluaran Panel Sel Surya. Simposium Nasional RAPI XI FT UMS

– 2012.ISSN : 1412-9612 (hlm. 52-57).

Hugh Outhred, Maria Retnanestria.2015. Insights from the Experience with Solar

Photovoltaic Systems in Australia and Indonesia.Conference and

Page 23: PENENTUAN KAPASITAS SEL SURYA DAN BATERAI ...eprints.ums.ac.id/76950/2/Naskah Publikasi TE15 - Redian...penentuan kapasits sel surya dan baterai yang akan digunakan, hal pertama yang

19

Exhibition Indonesia - New, Renewable Energy and Energy Conservation

(The 3rd Indo-EBTKE ConEx 2014).Energy Procedia 65 (2015) 121 –

130.

Mario Roal. 2015. Peningkatan Efisiensi Energi Menggunakan Baterai Dengan

Kendali Otomatis Penerangan Ruang Kelas Berbasis PLTS.Jurnal

ELKHA Vol.7, No 2, Oktober 2015 (hlm. 12-19).

Moch. Muchlis, Adhi Darma Permana. 2003. Proyeksi Kebutuhan Listrik PLN

Tahun 2003-2020.

Syamsudin M. 2014. Membuat Sendiri Pembangkit Listrik Tenaga Surya (hlm.

86-91).