Sehubungan dengan hal tersebut, perancangan trainer panel surya dengan kombinasi PV tipe polikristalin dan monokristalin pada EBT dimaksudkan sebagai media pembelajaran Energi Baru Terbarukan (EBT). Pada tahun 2016 penulis lulus dari Politeknik Negeri Medan dan pada tahun 2018 terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik Elektro Universitas Medan Area. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah : Solar Panel Trainer dengan judul “ANALISIS DESAIN TRAINER KOMBINASI PV TIPE POLYCRYSTALLINE DAN MONOCRYSTALLINE PADA EBT”.
Seluruh dosen Jurusan Teknik Elektro dan staf Fakultas Teknik Elektro Universitas Medan Area. Serta teman-teman Stambuk 2018, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro Universitas Medan Area, serta seluruh pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
PENGUJIAN DAN ANALISIS
- Latar Belakang Masalah
- Rumusan Masalah
- Batasan Masalah
- Tujuan Penelitian
- Manfaat Penelitian
- Sistematika Pembahasan
Trainer dengan kombinasi PV tipe polikristalin dan monokristalin digunakan sebagai media pembelajaran pada mata kuliah energi terbarukan. Realisasi pembuatan trainer dengan kombinasi panel surya polikristalin dan monokristalin untuk media pembelajaran mata kuliah produksi energi terbarukan. Analisis kelayakan trainer dengan kombinasi jenis PV polikristalin dan monokristalin, sehingga layak digunakan sebagai media pembelajaran pada mata kuliah produksi energi terbarukan.
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
METODA PERANCANGAN ALAT
PENGUJIAN DAN ANALISA
KESIMPULAN DAN SARAN
Definisi Trainer
Alat yang dapat dijadikan media penunjang kegiatan pembelajaran sehingga dapat memperjelas penyampaian informasi ilmu pengetahuan kepada peserta didik adalah pengertian pendidik (Fitrianto, R.D, 2014). Dampak positif penggunaan tutor adalah menambah informasi dan pengalaman nyata kepada siswa karena pembelajaran dapat dilakukan dengan praktek. Media yang berfungsi sebagai pembelajaran jelas berfungsi sebagai alat untuk menyampaikan ilmu kepada siswa.
Perangkat yang diuraikan merupakan alat bantu praktik atau alat bantu pelatihan, yaitu: Trainer dengan kombinasi panel surya polikristalin dan monokristalin untuk pembelajaran EBT.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Mengacu pada pengertian di atas, cenderung dirasakan bahwa siswa memanfaatkan pelatih sebagai sarana, untuk menciptakan kondisi belajar sehingga dapat membawa perubahan pada informasi, keterampilan, dan kepribadian siswa. Metode pembangkitan listrik dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu yang pertama metode menggunakan PV dan yang kedua metode tidak langsung yaitu melalui model konsentrasi energi surya. Efek fotolistrik adalah cara paling umum untuk menghilangkan elektron dari suatu permukaan ketika permukaan tersebut terkena dan menyerap radiasi elektromagnetik di atas frekuensi dan batas kontingensinya.
Cara Kerja PLTS
Siklus PV mengubah energi cahaya secara langsung menjadi energi listrik, memanfaatkan dampak fotolistrik yang terjadi pada sel berbasis sinar matahari. Kerangka sel berbasis surya ini dapat digunakan di permukaan bumi dan terdiri dari papan sel surya, sistem pengontrol untuk mengontrol muatan, dan baterai (baterai) 12 volt untuk menyimpan energi listrik. Papan sel berorientasi surya juga merupakan modul yang terdiri dari campuran beberapa sel berorientasi surya yang dihubungkan secara seri dan paralel, tergantung besar kecilnya batas yang kita inginkan.
Papan sel berorientasi surya juga merupakan modul yang terdiri dari campuran beberapa sel bertenaga surya yang dihubungkan secara seri dan paralel, tergantung besar kecilnya batas yang kita inginkan. Jika tegangan turun menjadi 10,8 volt, berarti sisa tegangan pada baterai adalah 2,2 volt, dengan asumsi jika menggunakan sistem 12 volt, pengontrol akan mengisi baterai dari pengisi daya berbasis sinar matahari jika sumber listrik menyala. Begitu banyak kerangka kerja berbasis sel surya yang dijual dalam bentuk paket lengkap sehingga tentu saja harganya lebih murah dibandingkan membuat kerangka kerja kita sendiri.
Ketika bumi kita berputar atau berputar mengelilingi matahari, maka harus dipastikan bahwa sinar matahari tegak lurus dengan permukaan panel surya agar charger tenaga surya dapat berfungsi maksimal dengan menggunakan sinar matahari. Kinerja proses sel berorientasi surya umumnya tidak dapat dibedakan dari perangkat dioda-semikonduktor. Saat cahaya bersentuhan langsung dengan sel berorientasi surya, cahaya diserap oleh bahan semikonduktor dan pelepasan elektron akan terjadi.
Energi terbarukan adalah energi yang dapat diperbaharui di alam dan bersumber dari alam di dalam bumi dengan kapasitas yang tidak terbatas dan jumlahnya akan habis secara alami.
Sistem PLTS
- Sistem PLTS Terpusat (Off-Grid)
- Sistem PLTS On-Grid
- Sistem PLTS Hybrid
Sel surya (photovoltaic) menghasilkan listrik pada siang hari, sehingga baterai berperan dalam menyimpan listrik yang dialirkan ke dalamnya. Sistem PLTS yang saling terhubung (On-Grid), disebut juga sistem PV yang terhubung ke jaringan, adalah sistem pembangkit listrik yang menggunakan atau memerlukan radiasi matahari untuk menghasilkan tenaga listrik. Dengan memaksimalkan pemanfaatan energi surya melalui modul fotovoltaik yang menghasilkan listrik sebanyak-banyaknya, sistem ini sesuai dengan namanya terkoneksi dengan jaringan PLN.
Sistem PLTS pola hybrid merupakan suatu metode yang menggabungkan satu sistem pembangkit dengan sistem pembangkit lainnya sehingga tercipta kerjasama antara 2 sistem pembangkitan atau lebih dan umumnya sumber pembangkit listrik yang digunakan dalam sistem ini banyak jenisnya. Oleh karena itu, sistem hybrid merupakan gabungan dari PLTS-Genset, PLTS-Mycrohydro, PLTS-Wind Energy, dan lain-lain. Kemudian sistem hybrid sudah banyak digunakan di Indonesia, baik PLTS-Genset, PLTS-Mycrohydro, maupun PLTS energi angin-mikrohidro, namun sistem hybrid yang paling banyak digunakan masyarakat adalah PLTS-Genset.
Tujuan dari Sistem PV-Genset Hibrid ini adalah untuk menggabungkan kelebihan dan meminimalkan kelemahan antara PV dan generator. Kegiatan penggabungan sistem Hybrid antara PV dan pembangkit dapat menghasilkan kontribusi berupa keuntungan bagi pembangkit yaitu dapat mengurangi jumlah jam kerja pembangkit (misalnya bekerja 24 jam setiap harinya kemudian dikurangi menjadi hanya 4 jam per hari pada beban puncak), sehingga total biaya pengoperasian dan pengelolaan lebih murah. Perlu kita ketahui bahwa fotovoltaik juga mendapatkan keuntungan dari sistem ini, yaitu hanya digunakan sebagai penyuplai beban dasar, sehingga tidak memerlukan investasi awal yang besar.
PLTS hybrid on-grid dan off-grid. https://www.kartanagari.co.id/plts-ongridoffgrid-dan-hybrid/.).
Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
- Sel Surya (Photovoltaic)
- Pola Rangkaian Instalasi Sel Surya
- Karakteristik Sel Surya
- Jenis Sel Surya
- Perhitungan Efisiensi Panel Surya
Sel surya atau sistem fotovoltaik merupakan perangkat elektronik yang sistem kerjanya dapat mengubah atau mengubah radiasi matahari menjadi energi listrik. Konversi energi ini disebabkan oleh proses yang disebut efek fotovoltaik. Sistem dikatakan solar array jika susunannya terhubung secara seri, yaitu menghubungkan bagian depan (+) sel surya primer dengan bagian belakang (-) sel surya sekunder. Selanjutnya tujuan modul PV di seri dengan sel surya adalah untuk dapat meningkatkan atau menggabungkan tegangan (VDC) yang dihasilkan oleh setiap sel.
Gambar 2.5 berikut ini, menunjukkan pola skema hubungan antara sel surya, modul, panel, dan susunan. Ukuran semikonduktor silikon jenis ini tidak menentukan produksi fotovoltaik elektromagnetik, dan dapat memancarkan energi secara stabil sekitar 0,5 volt hingga 600 mV dengan arus 2 A dan nilai intensitas radiasi matahari 1000 W/m2 = "1 matahari". Kemudian, tergantung pada kekuatan radiasi matahari itu sendiri, juga dapat menghasilkan arus (I) sekitar 30 mA/cm2 per panel surya.
Pada rangkaian terbuka, tegangan akan mencapai puncaknya jika nilai arusnya nol, dan Voc juga akan meningkat secara logaritmik jika kondisi intensitas radiasi matahari juga meningkat. Monocrystalline merupakan salah satu jenis sel surya yang materialnya terdiri dari bahan silikon monokristalin berbentuk silinder yang diperoleh dari silikon cair, dan sel surya jenis ini juga mempunyai tingkat efisiensi paling tinggi yaitu mencapai 16-25% (Narayana, I.B.K, 2010). Karena sel surya jenis ini memiliki efisiensi yang tinggi, silikon monokristalin sangat cocok digunakan di area yang ruangannya terbatas.
Polikristalin merupakan salah satu jenis sel surya yang mengandung material dari susunan kristal acak dengan tingkat efisiensi 14-16%.
Solar Charge Controller
SCC memiliki terminal untuk panel surya, baterai dan beban yang dilengkapi dengan tanda polaritas positif (+) dan negatif. Jika hal ini dilakukan tanpa adanya fungsi kontrol antara PV dan baterai, maka tata surya akan mengisi baterai lebih dari tegangan arus yang diterimanya, sehingga tentunya hal ini dapat merusak sel-sel pada baterai dan dapat menimbulkan ledakan jika baterai tersebut. ditagih berlebihan, benar-benar menghancurkannya. Dan jika tegangan baterai turun di bawah tegangan yang ditetapkan, maka SCC secara otomatis dapat memutus beban dari baterai agar daya baterai tidak habis.
Oleh karena itu, arus baterai akan mengalir kembali ke panel surya sehingga menyebabkan kerusakan pada sistem panel surya.
Baterai
- Waktu Penelitian
Blok Diagram Alat
Kurangnya sinar matahari dapat menyebabkan arus pada baterai mengalir ke panel surya. MCB DC pada perangkat berfungsi sebagai pemutus dari baterai ke pengontrol surya untuk menghindari terjadinya arus pendek atau korsleting. Wattmeter DC 2 adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur atau memeriksa besaran listrik mulai dari arus, tegangan, daya listrik dalam satuan watt dan Wh, yang sumber pengukurannya adalah baterai dan penggunaan besaran listrik tersebut oleh beban (lampu).
Beban (ringan) digunakan sebagai beban yang diberikan oleh peralatan latihan sekaligus sebagai indikator kinerja peralatan yang dipasang.
Alat dan Bahan Penelitian
Sedangkan persyaratan komponen elektronika dan jenis bahan lain yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.3 di bawah ini.
MCB DC
- Prosedur Pembuatan Alat
- Perancangan dan Pembuatan Mekanik Dudukan Seluruh Sistem
- Pemasangan Seluruh Sistem
- Pemasangan Instalasi Listrik Seluruh Sistem
- Pemasangan Stiker sebagai Jalur Rangkaian
- Flowchart Sistem Kerja Alat
- Spesifikasi Alat
- Panel Surya 10 WP polycrystalline
Material yang menjadi dasar mekanik seluruh sistem ini terbuat dari baja ringan berongga dengan 2 jenis bentuk besi yaitu yang pertama berbentuk persegi dan yang kedua berbentuk sudut dengan dimensi berapa saja seperti dijelaskan pada Tabel 3.3 diatas. Besi hollow baja ringan diukur terlebih dahulu sesuai ukuran yang diinginkan kemudian dipotong dengan mesin gerinda sesuai bentuk dan ukuran pada Gambar 3.3. Langkah terakhir adalah memotong lembaran triplek dengan gergaji sesuai dimensi pada gambar kemudian menempelkan lembaran tersebut dengan mur dan baut.
Setelah seluruh tata letak komponen sudah ditentukan seperti pada Gambar 3.3 di atas, tahap selanjutnya adalah melakukan instalasi keseluruhan sistem. Pasang panel surya polikristalin 10 Wp dengan meletakkannya langsung pada dudukannya dan kencangkan dengan mur dan baut. Pasang panel surya monokristalin 10 Wp dengan cara diletakkan langsung pada dudukannya dan dikencangkan dengan mur dan baut menggunakan obeng.
Kemudian pasang MCB DC, 2 buah wattmeter DC, aki 12 V DC dan beban (lampu) pada posisi seperti pada Gambar 3.3. Pasanglah komponen konektor banana jack pada posisi, letak dan jumlah seperti pada Gambar 3.3 untuk setiap input dan output setiap komponen. Cara pemasangannya adalah dengan membuat lubang terlebih dahulu menggunakan bor listrik dengan ukuran sesuai dengan diameter konektor banana jack betina.
Setelah semuanya terpasang, langkah selanjutnya adalah memeriksa kembali apakah semua komponen telah terpasang sesuai petunjuk pada Gambar 3.3. Langkah selanjutnya setelah selesai melakukan pemasangan seluruh sistem pada posisi atau posisinya masing-masing adalah melakukan pemasangan instalasi listrik seluruh sistem. Untuk memudahkan memahami cara kerja sistem prosedur alat ini, berikut adalah Gambar 3.8 yang menunjukkan flowchart sistem kerja alat.
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
Analisis Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Angin-Surya Hibrida Dalam Penyediaan Energi Listrik di Desa Banaran Yogyakarta (disertasi).
