Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
i
ii
iii
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.
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
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
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.
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.
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
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 :
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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).