PERANCANGAN INPUT POWER SUPPLY PORTABEL
KAPASITAS 300 WATT BERBASIS SOLAR SELL
TRANSISTOR TIPE 2N3055
TUGAS AKHIR
Oleh :
GATOT NURMANSYAH
NPM : 29321005
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA
SURABAYA
2013
ii
PERANCANGAN INPUT POWER SUPPLY PORTABEL
KAPASITAS 300 WATT BERBASIS SOLAR SELL
TRANSISTOR TIPE 2N3055
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik
Universitas Wijaya Putra Surabaya
Oleh :
GATOT NURMANSYAH
NPM : 29321005
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA
SURABAYA
2013
iii
PERANCANGAN INPUT POWER SUPPLY PORTABEL
KAPASITAS 300 WATT BERBASIS SOLAR SELL
TRANSISTOR TIPE 2N3055
NAMA
: GATOT NURMANSYAH
FAKULTAS : TEKNIK
JURUSAN : TEKNIK MESIN
NPM
: 29321005
Mengetahui/Disetujui Oleh :
Dosen pembimbing
iv
Telah diterima dan disetujui oleh tim penguji Tugas Akhir serta
dinyatakan LULUS.
Dengan demikian Tugas Akhir ini dinyatakan sah untuk melengkapi
syarat-syarat mencapai gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik
Universitas Wijaya Putra Surabaya.
Surabaya, 15 Maret 2013
Tim Penguji Tugas Akhir :1. Ketua : ( Slamet Riyadi ., ST ., MT ) (...) (Dekan ) 2. Penguji : Anggota : 1. Muharom ., ST (...) ( Dosen Penguji I ) : 2. (...) ( Dosen Penguji II )
v
Abstrak
Energi listrik merupakan salah kebutuhan masyarakat modern yang sangat penting dan vital. Ketiadaan energi listrik akan sangat mengganggu keberlangsungan aktivitas manusia. Oleh karena itu kesinambungan dan ketersediaan energi listrik perlu dipertahankan.
Energi baru dan yang terbarukan menjadi pilihan dalam memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar untuk pembangkit-pembangkit listrik konvensional dalam jangka waktu yang panjang akan menguras sumber minyak bumi, gas dan batu bara yang makin menipis dan juga dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan.
Indonesia adalah negara tropis yang hanya mengalami dua musim, panas dan hujan. Matahari akan bersinar sepanjang tahun, meskipun pada musim hujan intensitasnya berkurang. Kondisi iklim ini menyebabkan matahari dapat menjadi alternatif sumber energi masa depan di Indonesia.
Energi surya atau matahari dapat dirubah menjadi energi listrik dengan memanfaatkan efek fotolistrik yang terjadi pada komponen fotovoltaik atau sel surya. Sel surya atau komponen fotovoltaik dapat mengubah sinar matahri menjadi energi listrik yang bisa dimanfaatkan secara langsung oleh beban atau disimpan dalam battery, semacam alat elektrokimia yang dapat menyompan muatan listrik dalam bentuk energi kumia. Energi listrik yang dihasilkan oleh cell surya hampir dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang diterima oleh matahari. Untuk mendapatkan daya dan tegangan listrik yang diinginkan, sel-sel surya dihubungkan secara seri dan pararel menjadi sebuah modul solar cell.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur terucapkan kehadirat Allah Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulisan tugas akhir ini terselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun dengan segala kemampuan dan konsentrasi yang ada untuk menyelesaikannya. Adapun permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir ini dengan judul :
PERANCANGAN INPUT POWER SUPPLY PORTABLE KAPASITAS 300 WATT BERBASIS SOLAR SELL TRANSISTOR TIPE 2N3055
Kami menyadari akan adanya kekurangan atau kesalahan yang mungkin ada pada penulisan ini. Oleh karena itu kami selaku penulis dalam hal ini sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi penyajian yang lebih baik dimasa mendatang. Ucapan terima kasih yang tak terhingga atas terselesaikannya penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak antara lain :
1. Bapak Slamet Riyadi.,ST.,MT selaku Dekan program studi strata 1 Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya. sekaligus selaku dosen pembimbing Tugas Akhir ini yang telah banyak memberikan arahannya dengan jelas.
vii
2. Bapak Siswadi.,ST.,Msi selaku kepala program studi Strata I Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya. Sekaligus dosen wali Tugas Akhir ini yang telah banyak memberikan arahan dan bimbinganya.
3. Bapak Muharrom., ST selaku dosen penguji Tugas akhir ini yang telah menguji dan memberikan arahannya dengan jelas.
4. Seluruh staf pengajaran dan dosen jurusan Strata I Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra yang telah memberi kuliah dengan sabar dan ikhlas selama ini.
6. Terima kasih banyak pada Ayah dan Ibu dan seluruh keluarga yang telah banyak memberikan dukungan moral maupun materiil.
7. Terima kasih pada anggota kelompok saya, M. Poniran yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Terima kasih buat teman-teman Strata I Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya, atas kerjasama dan dukungannya khususnya angkatan 2008 kompak selalu amiin.
9. Dan tak lupa yang terpenting lagi dan terutama yaitu Allah SWT serta junjungan kita nabi besar Muhammad SAW yang telah menunjukkan / membawa kita semua kejalan yang lurus.
viii
Teriring doa yang tulus semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas atas budi baik semuanya. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis sangat menyadari masih banyak kekurangan, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran untuk mencapai kesempurnaan penulisan tugas akhir ini.
Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak terutama kepada penulis sendiri.
Surabaya 6 Januari 2013
ix
DAFTAR ISI
Halaman Muka ... iii
Lembar Pengesahan ...iv
Abstrak ... v KATA PENGANTAR...vi DAFTAR ISI ... ix DAFTAR GAMBAR ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan masalah ... 2 1.3 Batasan masalah ... 2 1.4 Tujuan ... 3 1.5 Manfaat ... 3 1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Energi listrik... 5 2.2 Sel surya ... 5 2.3 Bagian-bagian mesin ... 6 2.3.1 Transistor ... 6 2.3.2 Mika Transistor ... 7 2.3.3 Plat Pendingin ... 8
2.3.4 Kumparan tembaga beremail ... 8
2.3.5 Reflektor ... 9 2.3.6 Skun Kabel ... 10 2.3.7 Kabel... 10 2.3.8 Soket kabel ... 11 2.3.9 Fan pendingin ... 11 2.3.10 Bola lampu ... 12
BAB III METODELOGI PENELITIAN ... 13
x
3.2 Metodologi perencanaan ... 14
3.3 Pemilihan komponen ... 14
3.3.1 Pemilihan transistor ... 14
3.3.2 Pemilihan Battery ... 15
3.3.3 Pemilihan pelat pendingin ... 16
3.4 Perakitan komponen ... 16
3.4.1 Pembuatan pelat pendingin ... 16
3.4.2 Pemasangan Transistor ... 16
3.4.3 Perakitan lampu ... 17
3.5 Pengujian komponen ... 17
3.5.1 Karakteristik dari Transistor ... 17
3.5.2 Pengujian transistor dengan multitester ... 18
3.5.3 Pengujian Battery ... 19
BAB IV PENGUMPULAN, PENGOLAHAN DAN, ANALISIS DATA ... 20
4.1 Perhitungan dan pemilihan peralatan solar cell ... 20
4.2 Pemilihan Battery / Accu. ... 20
4.3 Pemilihan transistor ... 20 4.4 Pengisian battery ... 21 4.5 Pengeluaran battery ... 22 BAB V PENUTUP ... 24 5.1 Kesimpulan ... 24 5.2 Saran ... 24 DAFTAR PUSTAKA ... 25
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Taransistor 2N3055 ... 7
Gambar 2 Mika Transistor ... 7
Gambar 3 Rancangan plat pendingin ... 8
Gambar 4 Kumparan tembaga beremail ... 9
Gambar 5 Reflektor ... 9
Gambar 6 Skun Kabel ... 10
Gambar 7 Kabel ... 10
Gambar 8 Soket kabel ... 11
Gambar 9 Fan Pendingin ... 11
Gambar 10 Bola lampu ... 12
Gambar 17 Flow Chart ... 13
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi akhir-akhir ini sangatlah besar, dikarenakan pesatnya perkembangan teknologi disemua bidang. Dengan kebutuhan energi yang begitu banyak, bahan bakar fosil dan gas dan gas bumi tidak mampu lagi mencukupi semua kebutuhan, maka untuk memenuhi kebutuhan tersebut dimanfaatkan energi terbarukan yaitu energi yang tidak akan ada habisnya. (Suriadi dan Syukri, 2010)
Indonesia sebagai negara tropis mempunyai potensi energi surya yang tinggi dengan radiasi harian rata-rata (insolasi) sebesar 4.5 kWh/m2/hari (Solarex, 1996). Potensi ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif yang murah dan tersedia sepanjang tahun. Disamping itu, kondisi geografis Indonesia yang terdiri dari ribuan pulau menyebabkan masih banyaknya daerah terpencil yang belum terjangkau listrik PLN. Oleh karena itu penerpan teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) untuk memanfaatkan potensi energi surya yang tersedia di lokasi-lokasi tersebut merupakan solusi yang tepat. ( Backtiar, 2006)
Ada beberapa jenis panel surya yang dijual di pasaran. Jenis pertama, yang terbaik sa’at ini adalah jenis monokristalin. Panel ini memiliki efisiensi 12-14 %. Jenis kedua adalah jenis polikristalin atau multikristalin, yang terbuat dari kristal silikon dengan efisiensi 10-12%. Jenis ketiga adalah silikon jenis amorphous, yang bebrbentuk film tipis. Efisiensinya 4-6%. Panel surya jenis ini
2
banyak di pakai di mainan anak-anak , jam dan kalkulator. Yang terakhir adalah panel surya yang terbuat dari GaAs ( Gallium Arsenide) yang lebih efisien pada temperatur tinggi. (Damastuti, 1997)
1.2 Perumusan masalah
Permasalahan yang terjadi adalah harga dari jenis-jenis panel surya yang telah di jelaskan di atas tidaklah murah, maka penulis berusaha mencari bahan-bahan sehari-hari yang mudah ditemukan dan harganya sedikit lebih miring. Penulis menggunakan transistor 2N3055 atau lebih umum disebut transistor jengkol sebagai bahan dasar pembuat panel surya yang akan di rangkai sehingga dapat menghasilkan arus listrik.
Berdasarkan permasalahan diatas adalah, bagaimana merancang input power supply portable dengan memanfaatkan transistor 2N3055 sebagai bahan panel surya sehingga dapat menghasilkan arus listrik dan mendesain alat tersebut sehingga dapat dibawa dan dipindahkan kemana saja.
1.3 Batasan masalah
Agar tercapai tujuan dalam perancangan alat ini maka batasan-batasan masalah tersebut adalah:
1. Panel surya hanya menggunakan transistor 2N3055 sebagai bahan dasar pembuatnya.
3
2. Panel surya ini hanya mampu menghasilkan daya sebesar 300 watt saja, apabila terjadi overload maka alat ini akan terbakar.
3. Ketahananan alat ini dalam mensuplai listrik tergantung dari proses pengisian, kapasitas aki dan beban pemakaian.
1.4 Tujuan
Tujuan dibuatnya rancangan input power supply portable kapasitas 300 watt berbasis solar sell transistor tipe 2N3055 ini adalah, agar dapat menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan sebagai pengganti listrik PLN dan bentuknya yang portable memungkinkan untuk di bawa kemana saja.
1.5 Manfaat
Manfaat yang dapat diambil dari perencanaan dan pembuatan alat rancangan power supply portable kapasitas 300 watt berbasis solar sell yang menggunakan bahan dasar transistor tipe 2N3055 ini adalah:
1. Dapat menciptakan energi listrik sendiri dengan daya sebesar 300 watt 2. Mampu menggantikan energi listrik pada saat listrik PLN padam
3. Dapat dipakai sebagai sumber listrik darurat pada saat berada di tempat yang jauh dari sumber listrik PLN
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan tugas akhir ini, sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut :
4
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini diberi penjelasan mengenai latar belakang, permasalahan, tujuan, rumusan masalah, batasan masalah, cara kerja, sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini dijelaskan mengenai dasar teori yang dipakai untuk membahas permasalahan didalam pembuatan tugas akhir.
BAB III METODELOGI PENELITIAN
Pada bab ini tentang bagaimana proses pengerjaan dan perencanaan ulang alat power supply portabel berbasis solar sel.
BAB IV PENGUMPULAN, PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA
Pada bab ini dijelaskan/diuraikan mengenai perencanaan dalam mengevaluasi alat yang mencakup perhitungan hingga dimensi dari peralatan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini memberikan penjelasan mengenai hasil kerja dari peralatan yang telah dibuat dengan memberikan kesimpulan dan saran.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi listrikPembangkitan energi listrik sebagian besar dilakukan dengan cara memutar generator sehingga didapat energi listrik dengan tegangan bolak-balik tiga fasa. Energi mekanik yang dibutuhkan berasal dari mesin penggerak mula bisa mesin diesel atau turbin air. Mesin-mesin penggerak ini memperoleh energi dari proses pembakaran bahan bakar (mesin-mesin termal) atau air terjun untuk turbin air.
Jadi sesungguhnya mesin penggerak generator melakukan konversi energi primer menjadi energi mekanik penggerak generator. Proses konversi energi primer menjadi energi mekanik menimbulkan limbah serta kebisingan yang perlu dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah di lingkungan. ( Marsudi, 2005)
Energi baru dan terbarukan mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan penggunaan bahan bakar untuk pembangkit-pembangkit listrik konvensional dalam jangka waktu yang panjang akan menguras sumber minyak bumi, gas dan batu bara yang makin menipis dan juga akan berdampak negativ pada lingkungan. Salah satu upaya yang dikembangkan adalah pembangkit listrik tenaga surya. (Wahyu, 2008)
2.2 Sel surya
Sel surya adalah suatu teknologi yang dapat mengubah energi sinar matahari secara langsung menjadi energi listrik. ( Efendi, 2001)
Sel surya adalah piranti semikonduktor yang dapat merubah cahaya secara langsung menjadi arus listrik searah. (Backtiar, 2006)
6
2.3 Bagian-bagian mesin 2.3.1 Transistor
Transistor adalah piranti elektronik dari bahan semikonduktor yang mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis), pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Piranti ini berfungsi sebagai penguat sinyal.
Transistor berasal dari kata “transfer” yang artinya pemindahan dan “resistor” yang berarti pengambat. Transistor berarti pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu tertentu.
Transistor ditemukan oleh William Shockley, John Barden, dan W. H Brattain pada tahun 1948. Mulai dipakai dalam praktik pada tahun 1958. Ada 2 jenis transistor yaitu transistor tipe P – N – P dan transistor jenis N – P – N.
Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, Transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
7
Gambar 1 Taransistor 2N3055
www.rmcybernetics.com
2.3.2 Mika Transistor
Mika transistor terbuat dari sebuah mika dan berbentuk menyerupai bagian bawah transistor. Berfungsi sebagai isolator sehingga body transistor yang terbuat dari besi tidak akan bersentuhan dengan komponen yang terbuat dari besi lainnya agar hubungan arus pendek tidak terjadi.
Gambar 2 Mika Transistor www.ebay.com.au
8
2.3.3 Plat Pendingin
Dalam proses kerjanya, suhu alat ini bisa meningkat tajam, semakin optimal kerjanya maka semakin panas alat ini. Panas dapat mengakibatkan rusaknya komponen-komponen elektronika dan memutuskan sirkuit-sirkuit di dalamnya. Maka untuk mengurangi panas yang dihasilkan oleh alat ini, penulis memakai pendingin berbentuk plat lembaran.
Plat pendingin ini terbuat dari alumunium, karena jenis besi ini paling cepat dalam perambatan panasnya dan akan segera dingin ketika besi ini terkena hembusan udara. Bentuk plat pendingin ini berukuran 50cmx50cm dan di desain sedemikian rupa sehingga cocok digunakan pada alat ini.
Gambar 3
Rancangan plat pendingin
2.3.4 Kumparan tembaga beremail
Sebagai penghubung antar komponen satu ke komponen yang lain maka penulis mempergunakan kumparan tembaga, kumparan tembaga yang di pakai adalah kumparan tembaga yang beremail, kumparan jenis ini memiliki lapisan
9
tipis berwarna kecoklat-coklatan, sehingga apabila kumparan tembaga ini bersentuhan dengan kumparan tembaga lainnya maka tidak akan terjadi hubungan arus pendek.
Gambar 4
Kumparan tembaga beremail www.indonetwork.com
2.3.5 Reflektor
Refelktor adalah suatu permukaan yang dapat memantulkan atau mencerminkan suara atau gelombang cahaya, reflektor pada umumnya berbentuk lingkaran atau segitiga dengan ukuran 12”, 22” dan sebagainya.
Gambar 5 Reflektor www.forumkita.org
10
2.3.6 Skun Kabel
Adalah suatu alat yang berfungsi sebagai pengikat ujung kabel, skun kabel terdiri dari beberapa jenis dan ukuran sehingga pemakaiannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan.
Gambar 6 Skun Kabel www.indolistrik.com
2.3.7 Kabel
Kabel berfungsi sebagai penghubung arus listrik dari suatu komponen elektronika satu ke komponen elektronika yang lain. Seperti halnya skun, kabel juga terdapat beberapa jenis dan macamnya.
Gambar 7 Kabel
11
2.3.8 Soket kabel
Soket kabel berfungsi sebagai rumah penghubung antar kabel dengan jumlah kabel yang terhubung lebih dari satu kabel, seperti halnya dengan skun kabel, soket kabel juga mempunyai beberapa bentuk dan ukuran.
Gambar 8 Soket kabel www.kaskus.co.id
2.3.9 Fan pendingin
Fan pendingin ini berfungsi sebagai mempercepat proses pendinginan pada plat pendingin, sehingga komponen terjaga dalam keadaan tidak terlampau panas dalam proses kerjanya.
Gambar 9 Fan Pendingin www.bhinneka.com
12
2.3.10 Bola lampu
Bola lampu atau lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. ( Klipstein, Donald L. (2006). “ The Great Internet Light Bulb Book, Part I “.
Gambar 10 Bola lampu www.id.wilkipedia.org
13
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
3.1 Flow chartPada gambar berikut ini ditunjukkan diagram alir :
Gambar 17 Flow Chart Pengujian komponen Start Tinjauan pustaka Pengamatan lapangan Perencanaan alat
Mencari bahan & material yang sesuai
Hasil sesuai dengan konsep finish T Y Perakitan komponen
14
3.2 Metodologi perencanaan
Untuk merancang input power supply portable kapasitas 300 watt berbasis solar sell dengan transistor tipe 2N3055 melalui beberapa tahapan proses sebagai berikut :
1. Sebelum melakukan penelitian penulis mencari dan mempelajari literatur yang berkaitan dengan penelitian ini yang didapat dari perpustakaan, internet, buku-buku dan lain sebagainya.
2. Komponen utama yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah transistor NPN dengan nomer seri 2N3055.
3. Menentukan desain alat ini, sehingga memungkinkan untuk dipindah dan dibawa kemana-mana (portabel).
4. Alat ini hanya mampu mensupply energi listrik kurang lebih 300 watt. 5. Ketahanan alat ini dalam mensupply energi listrik tergantung beban
pemakaian dan kapasitas battery.
3.3 Pemilihan komponen
Seperti yang telah dijelaskan pada uraian sebelumya bahwa alat ini dibuat dengan komponen-komponen yang mudah ditemui di sekitar kita.
3.3.1 Pemilihan transistor
Komponen utama yang penulis gunakan adalah transistor tipe NPN dengan nomer seri 2N30355, karena hanya dengan komponen transistor jenis
15
inilah apabila permukaan bagian atasnya dibuka dan diberi sinar matahari, komponen ini akan mengeluarkan energi listrik dengan voltase sekitar 0.6 Volt dan 120 mikro amper.
Komponen-komponen ini akan disusun secara seri dan pararel sehingga dapat digunakan untuk mengisi ulang daya battery.
Gambar 18
Rangkaian transistor seri dan pararel
3.3.2 Pemilihan Battery
Battery merupakan elemen sekunder yaitu elemen elektronika yang bahan-bahan pereaksinya dapat diperbaharui. Cara memperbaharuinya adalah dengan mengalirkan arus listrik dari sumber arus listrik dari sumber arus listrik yang lain yang arahnya berlawanan dengan arus yang dihasilkan oleh elemen sekunder tersebut.
Jika energi listrik dalam battery telah habis, kita dapat mengisinya kembali energi listrik battery, sehingga dapat digunakan kembali.
16
3.3.3 Pemilihan pelat pendingin
Pelat pendingin ini berfungsi sebagai peletakan komponen transistor yang disusun secara seri dan pararel, serta berfungsi sebagai penyerap panas dari transistor ini sendiri. Plat pendingin ini terbuat dari logam alumunium, karena sifat dari logam aluminium ini paling cepat dalam perambatan panasnya, sehingga cocok sebagai pendinginan.
3.4 Perakitan komponen
3.4.1 Pembuatan pelat pendingin
Pelat pendingin terbuat dari lempengan alumunium setebal 2 mm denga ukuran 50 cm x 50 cm, pelat ini di lubangi dengan bor berdiameter 1 mm. Pelubangan pelat disesuaikan dengan bentuk kaki transistor sehingga pelat dengan ukuran diatas dapat memuat transistor sejumlah 54 buah.
3.4.2 Pemasangan Transistor
Sebelum transistor di pasang dan di rangkaikan satu sama lain, transistor di buka penutup atasnya dengan gergaji besi, agar terlihat komponen solar sell didalamnya. Komponen inilah yang akan dikenai cahaya sehingga menghasilkan arus listrik.
Transistor yang telah terbuka dibagian atasnya akan dipasang pada pelat pendingin yang telah dibuat beserta dengan mikanya, serta dirangkaikan kaki-kakinya seri dan pararel antara satu sama lain dengan menggunakan kawat tembaga dan solder sehingga semua transistor saling berhubungan. Untuk
17
menghindari arus yang kembali dari battery ke panel, maka perlu ditambahkan komponen dioda yang dirangkaian pada terminal positif pada panel.
3.4.3 Perakitan lampu
Rakitan lampu ini tersusun oleh komponen elektronika : 1. Lampu 70 watt 220 Volt
2. Reflektor kotak
Komponen-komponen diatas dirangkai menurut skema, penempatan lampu beserta dudukannya dipasang pada bagian dalam reflektor sehingga cahaya lampu akan terpantul oleh reflektor menyebar kearah bawah. Reflektor tersebut dipasang pada bagian atas pelat pendingin yang telah tersusun oleh transistor dan sekaligus sebagai penutup panel tersebut.
3.5 Pengujian komponen
3.5.1 Karakteristik dari Transistor
Untuk transistor NPN, kaki basis memiliki hubungan forward dari basis ke koletor dan dari basis ke emitor serta hubungan reverse untuk posisi sebaliknya. Untuk transistor PNP, kaki basis memiliki hubungan reverse dari basis ke koletor dan dari basis ke emitor serta hubungan forward untuk posisi sebaliknya. Pada transistor secara umum antara kaki kolektor dan kaki emitor memiliki resistansi yang tak berhingga pada saat basis tidak mendapat bias tegangan. Kemudian pada saat basis diberikan bias maka antara kolektor ke emitor akan memiliki resistansi
18
rendah dengan hubungan forward untuk transistor NPN dan hubungan reverse untuk transistor PNP.
3.5.2 Pengujian transistor dengan multitester
Untuk mengetahui kondisi transistor dengan multimeter kita harus seting multimeter pada posisi OHM meter dengan skala x10 atau x100 untuk test kaki basis, kemudian untuk test hubungan kolektor emitor pada skala x10k.
Test basis untuk transistor NPN, hubungkan kaki basis dengan probe hitam dan probe merah ke kaki kolektor dan emitor. Pada kedua posisi tersebut jarum multimeter harus bergerak menunjuk nilai resistansi ratusan sampai puluhan Ohm (bukan 0 Ohm). Kemudian posisi sebaliknya, kaki basis dihubungkan dengan probe merah kemudian probe hitam ke kaki kolektor dan emitor. Pada kedua posisi ini jarum multimetrer tidak bergerak atau menunjuk resistansi tak berhingga.
Test transistor sebagai saklar untuk transistor NPN, hubungkan probe hitam ke kaki kolektor sambil menempelkan jari kita ke kaki kolektor dan probe merah ke kaki emitor tanpa tersentuh jari atau badan kita sedangkan kaki basis dibiarkan tidak terhubung, pada posisi ini jarum multimeter harus diam atau menunjuk ke resistansi tak berhingga. Kemudian sentuh kaki basis dengan jari kita, pada posisi basis tersentuh jari maka transistor mendapat bias basis dan seharusnya jarum multimeter bergerak menunjuk ke suatu nilai resistansi yang rendah.
19
Apabila pada pengujian dengan kondisi diatas dan syarat tersebut tidak terpenihi maka transistor dapat dikatakan paada kondisi tidak baik atau rusak.
3.5.3 Pengujian Battery
Pengujian battery ini dilakukan dengan menggunakan multitester. Langkahnya adalah, setting multitester pada skala dc volt 50 V, hubungkan probe merah ke terminal positive battery dan probe hitam ke terminal negative pada battery, slaka yang tertunjuk harus 12 V – 13 V. Penggujian ini dilakukan untuk mengetahui besar tegangan yang tersimpan di dalam battery.
20
BAB IV
PENGUMPULAN, PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA
4.1 Perhitungan dan pemilihan peralatan solar cell
Pada sub bab ini dilakukan perhitungan perencanaan input untuk peralatan power supply portable berbasis solar sel dan pemilihan komponenya sesuai dengan beban dan perhitungan yang telah di ketahui.
4.2 Pemilihan Battery / Accu.
Battery yang digunakan mempunyai kapasitas 65 ampere dengan arus 12 volt, maka daya yang akan dihasilkan oleh alat ini sebesar :
(Toyota New Step One, 1995)
Dari perhitungan diatas maka alat ini dapat menghasilkan daya maksimal 780 watt yang habis dalam waktu kurang lebihnya selama 1 jam.
4.3 Pemilihan transistor
Transistor ini hanya dapat mengeluarkan arus sebesar 120 mikro amper dan tegangan dc sebesar 0.6 volt perbuahnya. Dengan perangkaian seri dan pararel maka di dapat:
21
(Toyota New Step One, 1995)
Transistor yang dirangkaian secara seri dapat menghasilkan jumlah tegangan sebesar 3.6 volt dan mengeluarkan arus sebesar 120 mikro ampere. 6 buah rangkaian transistor seri tersebut dirangkaian secara pararel untuk mendapatkan hasil keluaran arus yang lebih besar.
(Toyota New Step One, 1995)
Jumlah rangkaian transistor seri adalah 9 buah, maka arus total yang dihasilkan adalah 1080 mikro ampere. Jadi rangkaian transistor yang dirangkaiakan secara seri dan pararel akan menghasilkan arus sebesar 1080 mikro ampre yang mempunyai tegangan sebesar 3.6 volt.
4.4 Pengisian battery
Battery ini di isi dengan menggunakan panel surya yang terbuat dari rangkaian transistor 2n3055. untuk mengisi battery ini maka digunakan perhitungan:
22
(Toyota New Step One, 1995)
Jadi arus pengisian sebesar 21 ampere dan pengisian harus dilakukan selama kurang lebih 1 jam untuk mengembalikan kondisi dari battery ini. Untuk memperbesar dan mempercepat pengisian maka upaya penaikan tegangan harus dilakukan, alat ini menggunakan travo step up yang berfungsi menaikkan tegangan pengisian menjadi 42 volt. Maka secara otomatis arus pengisiannya akan turun menjadi 12 ampere.
4.5 Pengeluaran battery
Dalam alat ini battery berfungsi sebagai sumber energi listrik utama, energi listrik yang terdapat dalam battery digunakan untuk menyalakan lampu yang menghasilkan cahaya khusus sebagai penyinaran pada panel surya, di samping battery mensuply inverter yang digunakan sebagai keluaran energi listrik atau beban pemakai. Perhitungan pengeluaran battery dapat dihitung dengan rumus:
23
Total pengeluaran dicari dari jumlah total daya beban pemakai yang ditambah dengan jumlah daya lampu khusus yang digunakan sebagai pencahayaan pada panel surya.
24
BAB V
PENUTUP
5.1 KesimpulanDari hasil penelitian, analisa dan perhitungan pada bab sebelumnya bisa didapatkan data-data dan kesimpulan sebagai berikut :
1. Tipe transistor 2n3055 bisa digunakan sebagai bahan dasar pembuat pane surya sederhana.
2. Daya yang hilang pada battery harus sama jumlahnya atau lebih kecil dari daya yang masuk pada battery.
3. Untuk mengisi daya battery harus diperlukan arus pengisian sebesar 12 ampere dan tegangan sebesar 42 volt sehingga battery tidak segera kehilangan muatannya.
5.2 Saran
Saran dari penulis untuk kemajuan Tugas Akhir ini antara lain sebagai berikut : Penyempurnaan pada rangkaian pengisian akan membuat proses pengisian lebih stabil dan membuat umur battery menjadi lebih panjang.
25
DAFTAR PUSTAKA
Bachtiar, M. (2006). Prosedur Perancangan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Untuk Perumahan ( Solar Home System). Jurnal Smartek, Vol. 4, No. 3 . Damastuti, A. .. (1997). Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Wacana No. 7, 1-2. Djoko Arisworo, Y. (2006). Ipa Terpadu.
Efendi, A. (2011). Pembangkit Listrik Tenaga Surya Pada Daerah Pedesaan. Jurnal Teknik
Elektro ITP, 1-6.
Syukri, S. d. (2010). Perencanaan pembangkit Listrik Tenaga Surya Terpadu
menggunakan software PVSYST Pada Komplek Perumahan di Banda Aceh. Jurnal
Rekayasa Elektrika, Vol.9 , No. 2.
