PERBANDINGAN INTENSITAS RADIASI SURYA HASIL
PENGUKURAN DI KOTA MEDAN DENGAN SIMULASI
TEORITIS MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 6.0
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
CHRISTOFEL PASKAH LIDANG NIM 070401066
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRACT/ABSTRAK
Nowadays, the needs of energy, moreover electric energy is getting higher because of the raise of human population. Solar Energy is the energy that have high potention but not have maximal use in daily life
Solar radiation intensity depends on many things, like climate, meridian position, date and time. Visual Basic 6.0(VB) can be used to make the calculation of solar radiation intensity on a plane. In this task, the simulation of radiation intensity is based on the result of data hobo station count device in December 2012, after the simulation done, make comparison between the data from count device with data from result of teoritical simulation dan will be shown in chart that make from same software. The result of simulation show that the correction factor percentage is only about 14%, so the simulation can be used.
Keywords : solar radiation intensity, Visual Basic 6.0, data hobo station count device
Saat ini, kebutuhan akan energi, terutama energi listrik semakin tinggi akibat pertambahan populasi manusia. Energi surya merupakan energi yang memiliki potensi tinggi namun belum dimaksimalkan penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari.
Intensitasi radiasi surya bergantung pada beberapa hal, seperti iklim, posisi bujur suatu lokasi, tanggal dan juga waktu. Visual Basic 6.0(VB) dapat digunakan untuk pembuatan simulasi perhitungan intensitas radiasi pada suatu permukaan. Pada skripsi ini, pembuatan simulasi perhitungan intensitas radiasi didasarkan pada hasil pengukuran dengan menggunakan alat ukur data hobo station pada bulan Desember 2012, setelah simulasi selesai, dilakukan perbandingan data hasil pengukuran dengan hasil simulasi teoritis dan ditunjukkan dalam bentuk grafik yang dibuat dengan perangkat lunak yang sama. Hasil simulasi menunjukkan bahwa persen galat hanya sekitar 14%, sehingga simulasi yang dibuat telah dapat digunakan.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelsaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang penulis kerjakan ini adalah “Perbandingan Intensitas Radiasi Surya Hasil Pengukuran di Kota
Medan Dengan Simulasi Teoritis Menggunakan Visual Basic 6.0”.
Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak sekali mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini, penulis ingin menghaturkan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus ST.MT sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingannya kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Orang tua yang sangat disayangi penulis, Johnson Lumban Tobing/Demak Pardede, untuk perjuangan, doa, dan kasih sayangnya kepada penulis.
5. Adik-adik yang sangat disayangi penulis, Ridho Lumban Tobing, Theresia br. Lumban Tobing dan Mesakh Lumban Tobing atas semangat dan doanya kepada penulis
6. Segenap kerabat keluarga yang telah memberikan semangat dan doanya kepada penulis selama menyelesaikan pendidikan S-1.
7. Cilvia Megawati Hutapea, seseorang yang selalu memberikan semangat kepada penulis dalam kehidupan sehari-hari
8. Rekan penulis Andika Tampubolon yang telah banyak memberikan semangat dan masukkan untuk penyelesaian skripsi ini.
9. Teman saya Algeri Prayudi, Alfi Syahrin Purba dan Rangga Mustika Adya yang telah memberikan semangat dan doa kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
10. Seluruh mahasiswa Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Terkhususnya teman-teman stambuk 2007, antara lain : Desmonth Chrismanto Tarigan, Zulfriend Manalu, Surya Siregar, Ahmad Faiz Hasibuan, Rico Raja Manurung, Jefferson Sitorus, Brisno Sinaga, Ari Jaya Lestari. Juga untuk junior stambuk 2009, antara lain: Martinus Idastanta Tarigan, Hendri Adriano Gultom, Shandy Marpaung, Irwan Jusaka Purba, David Permadi Nainggolan, Ryan Martino Damanik, David Harold dan masih banyak lagi yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan-kekurangan di dalam skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk peyempurnaan skripsi ini. Terimakasih.
Medan, 29 Maret 2013
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... x
KATA PENGANTAR ... xi
DAFTAR ISI ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR TABEL ... xvii
DAFTAR NOTASI ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan ... 3 1.3 Manfaat ... 3 1.4 Batasan Masalah... 3 1.5 Sistematikan Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Matahari ... 5
2.1.1 Radiasi Sinar Matahari ... 5
2.1.2 Variasi Dari Radiasi Matahari Pada Ruang Hampa Udara ... 7
2.1.3 Defenisi ... 9
2.1.4 Posisi Matahari ... 11
2.1.5 Arah Dari Radiasi Sinar Matahari ... 11
2.1.6 Perbandingan Intensitas Radiasi Pada Bidang Miring Dengan Bidang Datar ... 14
2.1.7 Estimasi Radiasi Langit Cerah ... 15
2.2.1 Mengenal Integrated Development
Environment(IDE) VB 6 ... 17
2.2.2 Memahami Istilah Object, Properthy, Method Dan Event ... 19
2.2.3 Menulis Kode Program ... 20
2.2.4 Mengenal Data dan Variabel ... 21
2.2.5 Mengenal Struktur Kontrol ... 23
2.2.6 Menangani Error ... 27
2.2.7 Penggunaan Procedure ... 29
2.2.8 Penanganan Keyboard ... 31
2.2.9 Menggunakan Drag-Drop ... 33
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 37
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 37
3.2 Bahan dan Alat ... 37
3.2.1 Bahan ... 37
3.2.2 Alat ... 39
3.3 Prosedur Simulasi ... 39
3.4 Keterangan Diagram Alir ... 41
3.4.1 Pengambilan Data Awal ... 41
3.4.2 Pengerjaan Program Simulasi ... 41
3.4.3 Pengujian Program dan Validasi ... 43
3.4.4 Hasil dan Pembahasan ... 43
3.4.5 Kesimpulan dan Saran ... 43
4.1 Data Input ... 44 4.2 Data Output ... 45 4.2.1 Data Output ... 45 4.2.2 Output Program ... 49 4.3 Grafik ... 51 4.3.1 Analisa Grafik ... 53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 57
5.1 Kesimpulan ... 57
5.2 Saran ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 59 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Radiasi Sinar matahari……….7
Gambar 2.2 Posisi Sudut Matahari……….……11
Gambar 2.3 (a) sudut zenith, slope, sudut permukaan azimuth dan sudut azimuth matahari untuk bidang miring. (b) Penampang untuk menunjukkan sudut azimuth matahari………12
Gambar 2.4 Radiasi pada Bidang datar dan pada bidang miring………...15
Gambar 2.5 Tampilan awal Visual Basic………...18
Gambar 2.6 Tampilan standar Visual Basic………...18
Gambar 2.7 Ilustrasi Perbandingan Mobil dengan Visual Basic………...20
Gambar 2.8 Bagian-bagian dari Jendela Code………...21
Gambar 2.9 Contoh Runtime Eror……….28
Gambar 3.1 Komponen alat ukur Data HOBO Station………..37
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian……….39
Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Pengerjaan Simulasi……….41
Gambar 4.1 Tampilan input pada Simulasi………43
Gambar 4.2 Tampilan Jendela Output………...48
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Hasil pengukuran dengan Hasil Perhitungan Intensitas Radiasi Maksimum Pada Bulan Desember 2012………...50
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rekomendasi hari rata-rata dan nilai n untuk setiap bulan………..8
Tabel 2.2 Faktor Koreksi untuk Jenis-Jenis Iklim……….16
Tabel 2.3 Property, method, dan event yang berhubungan dengan drag-drop……….33
Tabel 2.4 Nilai argumen action………..33
Tabel 2.5 Event yang berhubungan dengan Ole Drag-Drop………..35
Tabel 2. 6 Nilai untuk argumen Allowed Effect dan Effect………...35
Tabel 2.7 Property dan method yang dimiliki Data Object………...36
Tabel 2.8 Nilai Argumen Format………...36
DAFTAR NOTASI
SIMBOL KETERANGAN
i Tanggal(hari)
SATUAN
ϕ Posisi lintang utara atau lintang selatan Derajat A Altitude yaitu ketinggian daerah dari
permukaan laut Km
n Urutan hari
Lst Standard meridian untuk waktu lokal Derajat
E Faktor persamaan waktu
(Equation of Time)
B Konstanta yang bergantung pada
nilai n
Lloc Posisi atau derajat bujur untuk daerah yang
dihitung dimana untuk bujur timur (-4) dan
untuk bujur barat (+4) Derajat τb Fraksi radiasi yang diteruskan ke bumi
(diasumsikan langit cerah)
δ Sudut deklinasi(rad) yaitu kemiringan sumbu
Matahari Derajat θz Sudut zenith (sudut yang dibentuk garis
Sinar terhadap garis zenith) Derajat Θ Sudut penyinaran (angle accident) adalah
sudut yang dibentuk sinar dan garis normal
αs Sudut ketinggian matahari(solar altitude
aAngle) adalah sudut antara sinar dengan
permukaan. Derajat
γ sudut azimut permukaan adalah sudut penyimpangan sinar pada bidang proyeksi
dimana 0o pada selatan dan positif ke barat. Derajat γs sudut azimut matahari adalah sudut antara
proyeksi matahari terhadap selatan, ke timur
adalah negatif dan ke barat adalah positif Derajat β sudut antara permukaan yang dianalisis
dengan horizontal dimana rentang nilainya 0 < β < 90o
Derajat
STD waktu lokal
ST Solar time(waktu atau jam matahari)
ω Sudut jam matahari adalah sudut pergeseran
semu matahari dari garis siangnya Derajat Gon Radiasi yang diterima atmosfer W/m2
Gsc Daya radiasi rata-rata yang diterima atmosfer
bumi (nilainya 1367 W/m2)
Gbeam Radiasi yang ditransimisikan dari atmosfer
ke permukaan bumi W/m2
Gdiffuse Radiasi yang dipantulkan ke segala arah dan
dapat dimanfaatkan W/m2
G Solar Irradiance(Intensitas Radiasi) W/m2 r0 Faktor koreksi akibat iklim
r1 Faktor koreksi akibat iklim
