ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN) DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN HEATSINK

(1)

ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN)

DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN HEATSINK

SKRIPSI

YUSUF PRAWIRO SAMUDRO 1710311055

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN JAKARTA FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

2021

(2)

i

ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN)

DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN HEATSINK

SKRIPSI

DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR SARJANA TEKNIK

YUSUF PRAWIRO SAMUDRO 1710311055

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN JAKARTA FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

2021

(3)

ii

PENGESAHAN PENGUJI

(4)

iii

PENGESAHAN PEMBIMBING

(5)

iv

PERNYATAAN ORISINALITAS

(6)

v

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademik Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta, Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Yusuf Prawiro Samudro

NIM : 1710311055

Fakultas : Teknik Program Studi : Teknik Mesin

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta Hak Bebas Royalti Non-eksklusif (Non-exclusive Royalty Free Rights) atas karya ilmiah saya yang berjudul:

ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN) DENGAN PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN HEATSINK

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti ini, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mengaplikasikan skripsi saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jakarta

Pada Tanggal : 2 Februari 2021 Yang menyatakan

(Yusuf Prawiro Samudro)

(7)

vi

ANALISIS PENGARUH DAYA KELUARAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR (CERMIN) DENGAN

PENAMBAHAN SISTEM PENDINGIN HEATSINK

Yusuf Prawiro Samudro

Abstrak

Penambahan reflektor pada panel surya digunakan untuk menambah intensitas cahaya matahari yang diterima oleh panel surya sehingga daya listrik yang dihasilkan oleh panel menjadi meningkat. Dalam penambahan reflektor pada panel surya harus mempertimbangkan berbagai faktor untuk dapat meningkatkan daya yang dihasilkan tanpa memberikan efek negatif pada panel surya, salah satunya yaitu memberikan sistem pendingin. Maka diperlukanya penelitian untuk meningkatkan daya yang dihasilkan oleh panel surya dan sistem pendingin yang cocok untuk mengatasi naiknya temperatur akibat penambahan reflektor. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan reflektor cermin kaca, reflektor aluminium foil, sudut dari reflektor, dan sistem pendingin heatsink. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan membandingkan 2 model panel surya yaitu: panel surya dengan penambahan reflektor cermin kaca / aluminium foil dan sistem pendingin heatsink, dan model panel surya tanpa penambahan apapun. Hasilnya menunjukan bahwa model panel surya dengan penambahan reflektor cermin kaca / aluminium foil dapat meningkatkan daya keluaran sesuai dengan sudut dari reflektor, peningkatan tertinggi mencapai 16,70% pada reflektor cermin aluminium foil bersudut 45⁰. Sistem pendingin heatsink dinilai berfungsi untuk menurunkan temperatur panel surya akan tetapi penurunanya tergolong kecil dibawah 5%.

Kata Kunci : Daya,Output, Panel Surya, reflektor, heatsink

(8)

vii

ANALYSIS OF THE EFFECT OF SOLAR PANEL OUTPUT USING THE REFLECTOR (MIRROR) WITH THE ADDITIONAL

HEATSINK COOLING SYSTEM Yusuf Prawiro Samudro

Abstract

The addition of a reflector to the solar panel is used to increase the intensity of sunlight received by the solar panel so that the electric power generated by the panel increases.

In adding a reflector to a solar panel, several factors must be considered in order to increase the power produced without having a negative effect on the solar panel, one of which is to provide a cooling system. So research is needed to increase the power generated by solar panels and a suitable cooling system to overcome the rising temperature due to the addition of a reflector. The research was conducted by varying the glass mirror reflector, aluminum foil reflector, the angle of the reflector, and the heatsink cooling system. The research method used in this study is to compare 2 models of solar panels, namely: a solar panel with the addition of a glass mirror / aluminum foil reflector and a heatsink cooling system, and a solar panel model without any additions. The results show that the solar panel model with the addition of a glass / aluminum foil mirror reflector can increase the output power according to the angle of the reflector, the highest increase reaches 16.70% in the 450-angle aluminum foil mirror reflector.The heatsink cooling system is considered to function to reduce the temperature of the solar panels. but the decrease is small below 5%.

Keyword : Power, Output, Solar Panel, reflector, heatsink

(9)

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT tuhan yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan karunianya penulis mampu menyelesaikan proposal skripsi yang berjudul

“Analisis Pengaruh Daya Keluaran Panel Surya Menggunakan Reflektor (Cermin) dengan Penambahan Sistem Pendingin Heatsink”. Dalam usaha untuk menyelesaikan proposal skripsi ini, penulis telah mendapatkan bantuan dan bimbingan yang tek ternilai harganya dari berbagai pihak, baik berupa doa,dukungan, kritik maupun saran.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada

1. Kepada Allah Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan banyak nikmat dan karunianya sehingga memperlancar dalam penyelesaian proposal skripsi ini.

2. Orang tua dan keluarga tercinta yang tak pernah lelah memberikan kasih sayang, doa dan dukungan secara mental kapanpun dan dimanapun.

3. Ibu Dr. Erna Hernawati, Ak, CPMA, CA selaku Rektor Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta.

4. Bapak Dr. Ir. Reda Rizal selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta.

5. Bapak Nur Cholis, S.T, M.Eng. selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta.

6. Bapak Dr. Damora Rhaksywi ST, MT dan Bapak Fahrudin, ST. MT.

M.T.selaku dosen pembimbing yang selalu membantu dalam penyusunan proposal skripsi.

7. Kepada rekan-rekan seperjuangan Program Studi Teknik Mesin Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta khususnya angkatan tahun 2017 yang telah berjuang Bersama-sama selama.

Penulis menyadari bawhwa dalam penyusunan proposal skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis berharap mendapatkan kritik dan saran yang bersifat membangun.

(10)

ix Penulis berharap agar skripsi ini bermanfaat bagi penulis, pembaca serta pengembangan dari skripsi ini.

Jakarta, Februari 2021

Penulis

(11)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………..i

PENGESAHAN PENGUJI ... ii

PENGESAHAN PEMBIMBING... iii

PERNYATAAN ORISINALITAS ... iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... v

Abstrak ... vi

Abstract ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.1 Perumusan Masalah ... 4

1.2 Batasan Masalah ... 4

1.3 Tujuan Penelitian ... 4

1.4 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Radiasi Matahari ... 6

2.2 Photovoltaic ... 6

2.3 Jenis Sel Surya ... 8

2.3.1 Single/Mono crystalline ... 8

2.3.2 Polycrystalline Cell ... 9

2.3.3 Thin Film Solar Cell ... 9

2.3.4 Concentrated PV Cell (CVP dan HCVP) ... 10

2.4 Karakteristik Panel Surya ... 11

2.5 Reflektor ... 13

(12)

xi

2.6 Heatsink ... 15

2.7 Faktor Pengaruh Kinerja Panel Surya ... 16

2.8 Perhitungan dari Daya Masukan dan Daya Keluaran ... 17

BAB III METODE PENELITIAN... 20

3.1. Tempat Penelitian ... 20

3.2 Alat dan Bahan ... 20

3.2.1 Alat ... 20

3.3 Tahapan Penelitian ... 24

3.3.1 Studi Literatur ... 24

3.3.2 Pre-Processing ... 24

3.3.3 Processing ... 27

3.3.4 Post-Processing ... 28

3.3.5 Analisa Hasil... 28

3.4 Diagram Alir ... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30

4.1. Hasil Data Penelitian ... 30

4.2. Analisa Daya Keluaran ... 35

4.3. Analisa Temperatur Permukaan Panel ... 42

4.4 Pengaruh Suhu ... 48

4.5 Pembahasan ... 48

BAB V PENUTUP ... 50

5.1 Kesimpulan ... 50

5.2 Saran ... 51 DAFTAR PUSTAKA

RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN

(13)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Spesifikasi panel surya polycristaline. ... 20

Tabel 3. 2 Variasi sel surya ... 21

Tabel 3. 3 Spesifikasi Lux meter ... 22

Tabel 3. 4 Spesifikasi dari thermogun ... 23

Tabel 3. 5 Spesifikasi dari multimeter ... 23

Tabel 3. 6 Data yang akan diambil. ... 27

Tabel 3. 7 Variabel terkait dan variabel bebas... 28

Tabel 4. 1 Pengambilan Data dengan Reflektor Cermin 30⁰ dan Heatsink. ... 30

Tabel 4. 2 Pengambilan Data tanpa Reflektor Cermin 30⁰ dan Heatsink. ... 30

Tabel 4. 9 Pemngambilan Data dengan Reflektor Aluminium Foil 45⁰ dan Heatsink. ... 34

Tabel 4. 10 Pengambilan Data tanpa Reflektor Aluminium Foil 45⁰ dan Heatsink. ... 34

Tabel 4. 11 Pengambilan Data dengan Reflektor Aluminium Foil 60⁰ dan Heatsink. ... 34

Tabel 4. 12 Pengambilan Data tanpa Reflektor Aluminium Foil 60⁰ dan Heatsink. ... 35

Tabel 4. 13 Daya Rata-rata Setiap Variasi ... 35

Tabel 4. 14 Temperatur Rata-rata Setiap Variasi ... 42

(14)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Proses pelepasan elektron pada silikon ... 7

Gambar 2. 2 Single/Mono crystalline... 8

Gambar 2. 3 Polycrystalline cell. ... 9

Gambar 2. 4 Flexible dan Framed Thin Film Solar Cell. ... 10

Gambar 2. 5 Concentrated PV Cell (CVP dan HCVP). ... 11

Gambar 2. 6 Kurva MPP terhadap I-V... 12

Gambar 2. 7 I-V terhadap irradiance. ... 12

Gambar 2. 8 Kurva I-V terhadap temperatur. ... 13

Gambar 2. 9 Ilustrasi ketiga jenis cermin: cermin cekung (+), cermin datar (0), dan cermin cembung (–). ... 14

Gambar 2. 10 Pembentukan bayangan benda titik cermin datar. ... 15

Gambar 2. 11 Skematik dari Heatsink. ... 15

Gambar 2. 12 a. Heatsink sirip persegi,b. Heatsink sirip pin, ... 16

Gambar 3. 1 Rangkaian panel surya dengan reflektor cermin dan heatsink. ... 21

Gambar 3. 2 Design rangka dan pengatur sudut. ... 25

Gambar 3. 3 Panel surya yang di pasang heatsink. ... 26

Gambar 3. 4 Panel surya yang siap dilakukan penelitian. ... 26

Gambar 3. 5 Diagram Alir Penelitian. ... 29

Gambar 4. 1 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor Cermin Kaca 30 Derajat dan Heatsink. ... 36

Gambar 4. 4 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor Aluminium Foil 30 Derajat dan Heatsink. ... 39

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor Aluminium Foil 45 Derajat dan Heatsink. ... 40

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Daya Output dengan Penambahan Reflektor Aluminium Foil 60 Derajat dan Heatsink. ... 41

Gambar 4. 7 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan Reflektor Cermin 30 Derajat. ... 42

Gambar 4. 10 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan Reflektor Aluminium Foil 30 Derajat. ... 45

(15)

xiv Gambar 4. 11 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan

Reflektor Aluminium Foil 45 Derajat. ... 46 Gambar 4. 12 Grafik Perbandingan Temperatur dengan Penambahan Heatsink dan

Reflektor Aluminium Foil 60 Derajat. ... 47

(16)

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel Pengambilan Data

Lampiran 2 Tabel Pengambilan Data per 5 menit

Lampiran 3 Gambar Model panel surya dengan refletor cermin kaca dan heatsink Lampiran 4 Gambar Model Panel surya dengan reflektor aluminium foil

Lampiran 5 Gambar Pemasangan Heatsink pada bagian belakang panel Lampiran 6 Gambar Rangka Panel Surya