LAPORAN PELAKSANAAN
PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
(JENIS PKM: MEMBERI LATIHAN/PENYULUHAN/PENATARAN/CERAMAH PADA MASYARAKAT)
“Pemanfaatan Solar Cell Sebagai Pembangkit Listrik Aquaphonik / Utilization of Solar Cells as Aquaphonic Power Generation”
Kegiatan PkM ini didanai oleh IST AKPRIND Yogyakarta
OLEH:
Subandi.,S.T.,M.T.
NIK : 86 1058 292 E NIDN : 0527105801
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA
JUNI 2022
iii
KATA PENGANTAR
Segala rasa syukur senantiasa kami panjatkan Allah SWT, atas rahmat dan karunia- Nya, sehingga laporan pengabdian masyarakat ini dapat diselesaikan.
Laporan pengabdian masyarakat ini disusun dalam rangka melaksanakan Tri Darma Perguruan Tinggi bagi setiap dosen di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta
Pengabdian masyarakat ini dapat dilaksanakan dengan bantuan dana dari Lembaga Penelitian & Pengabdian Masyarakat, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta, oleh karena itu dengan kerendahan hati, kami menyampaikan rasa hormat dan penghargaan yang setinggi-tingginya serta menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Rektor Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta
2. Dekan Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta 3. Kepala Lembaga Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat, Institut Sains &
Teknologi AKPRIND Yogyakarta
4. Ketua Jurusan Teknik Elektro, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta 5. Warga Dusun Brajan, Keluaran Banjararum, kapanewon Kalibawang, Kabupaten Kulon
Progo, Daerah Istimewa Yogyakarta
Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu umpan balik, saran dan kritik yang bersifat membangun akan sangat membantu demi kesempurnaan dan laporan pengabdian masyarakat lanjutan di waktu yang akan datang.
Yogyakarta, 11 Juli 2022 Pelaksana
Subandi, ST, MT
iv DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ………...2
DAFTAR ISI ………..3
A. Pendahuluan ………...4
B. Prinsip Kerja Solar Cell………...………...5
C. Latar Belakang ……….11
D. Maksud dan Tujuan ……….11
E. Metodelogi Fresnel Lens ..………12
F. Bentuk Kegiatan ………...13
G. Hasil Pelaksanaan Kegiatan ………13
H. Dokumentasi Kegiatan ……….13
I. Kesimpulan ………...14
J. Anggaran Biaya ………14
K. Lampiran ………...14
1 A. Pendahuluan
Energi Surya adalah sumber energi yang tidak akan pernah habis ketersediaannya dan energi ini juga dapat di manfaatkan sebagai energi alternatif yang akan di ubah menjadi energi listrik, dengan menggunakan sel surya. Sel surya atau solar call sejak tahun 1970- an telah mengubah cara pandang kita tentang energi dan memberi jalan baru bagi manusia untuk memperoleh energi listrik tanpa perlu membakar bahan bakar fosil sebagaimana pada minyak bumi, gas alam, batu bara, atau reaksi nuklir.
Sel surya juga mampu beroperasi dengan baik di hampir seluruh belahan bumi yang tersinari matahari tanpa menghasilkan polusi yang dapat merusak lingkungan sehingga lebih ramah lingkungan. Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel, Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon.
Penemuan ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905.
Photon dapat dilihat sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi tertentu. Indonesia berada di garis katulistiwa yang membuat kepulauan kita disinari oleh cahaya matahari selama 10 sampai 12 jam perharinya.
Pemanfaatan sumber energi matahari sangat mendukung di kepulauan tropis ini, hanya saja dalam 10 atau 12 jam tidak semuanya dalam keadaan cerah, terkadang cuaca sering kali tidak stabil dalam arti kondisi mendung, ber awan, dan hujan.
Kondisi seperti ini penyerapan energi yang optimal dalam satu hari bahkan tidak akan mencapai 10 jam penuh, oleh karna itu dibutuhkan data rata-rata dan berapa lama optimalnya penyerapan energi matahari yang maksimal dalam setiap harinya untuk perencanaan beban yang akan di pasang agar penggunaan listik optimal dan tidak terjadi pemadaman atau pengosongan baterai yang terlalu cepat dikarenakan beban yang terpasang yang terlalu berlebihan.
Perkembangan teknologi dalam kurun waktu singkat telah mengalami perkembangan yang sangat pesat. Teknologi tenaga surya yang dulunya banyak digunakan oleh perusahaan – perusahaan besar kini mulai digunakan untuk
kebutuhan perumahan dan penerangan jalan. Seperti pada uraian diatas bahwa tenaga surya merupakan energi alternatif yang sangat ramah lingkungan dan tidak berbahaya bagi manusia.
Seiring berkembangnya pemikiran manusia akan energi alternatif untuk masyarakat kalangan menengah kebawah dan pembudidayaan ikan yang sering kali harus mengeluarkan uang berlebih untuk membayar sewa listrik maupun bahan bakar minyak untuk kebutuhan listrik dengan genset.
Penggunaan panel surya sebagai alternatif penganti genset maupun listrik konvensional sebagai kebutuhan listrik untuk para pembudidaya, selain ramah lingkungan panel surya juga tidak membutuhkan perawatan yang mahal seperti layaknya penggunaan genset, selain itu panel surya juga cocok untuk digunakan di wilayah Indonesia yang memiliki iklim tropis dan memiliki suhu panas yang cukup untuk penggunaan panel surya.
Berdasarkan beberapa permasalahan tersebut, terbesit ide untuk membuat suatu pembangkit listrik dari solar cell yang berjudul “Pemanfaatan Solar Cell Sebagai Pembangkit Listrik”. Alat ini nantinya akan dapat membantu para Penanam tanaman dan pembudidaya ikan dalam satu wadah untuk memenuhi kebutuhan energi listrik sekaligus menggurangi pengeluaran berlebih dalam penjualan
B. Prinsip Kerja Solar Cell
Gambar B.1.
Komponen utama Solar Cell:
1. Solar Panel
2. Regulator/Solar Control
3. Baterai/Accu 4. Inverter
5. Beban (Mesin pompa air)
Gambar dan Spesifikasi Solar Cell.
1. Modul Surya/ Panel Surya
Gambar B.2. Solar Panel 50Wp
Tabel B.1. Spesifikasi Solar Panel 50Wp
Spesifikasi Keterangan
Merk
Max Power (P.Max) 50 W
Max Voltage (Vmp) 17.0 Volt Max Current (Imp) 2.94 A Open Circuit Voltage (Vdc) 22,1 V Short Circuit Current (Idc) 3,18A
Weight 4,35 Kg
Gambar B.3. Panel Surya 20Wp
Spesifikasi Keterangan
Merk SOLARLAND
Max power (p.max) 20 W
Max voltage (Vmp) 17.2 v Max current (Imp) 1.16 A Open Circuit volatage 21.6 V Short circuit current 1.31 A Tabel B.2 Spesifikasi Panel Surya 20Wp
2. Regulator/ Solar Control
Gambar B.4.
Rated Voltage DC 12 – 24 Volt
Max Current 10 A
Full Charger Cut 14.6 V: 12/24 V auto
Low Voltage Cut 10,5 V
Dimension 133 x 77m
Tabel B.3. Spesifikasi Regulator 3. Baterai
Gambar B.5.
Spesifikasi Keterangan
Merk GS
Jenis Baterai RoHS (Gel Baterai)
Kapasitas 42 Ah
Max Tegangan 14 Volt
Tabel B.4. Spesifikasi Baterai
4. Inverter
(a) Tampak Samping Atas (b) Tampak Depan Gambar B.6.
5. Beban Berupa Mesin Pompa Air
Gambar B.6.
Model
Motor Induksi 1 fasa
Sumber Tegangan 220 V
Daya Keluaran 125 Watt
Arus Masukan 1,4 Ampere
Jumlah Kutub 2
Daya Hisap 18 meter
Tinggi Aliran Maksimum 30 meter
Kapasitas Air Maksimum 25 L/menit
Pipa Hisap/tekan/Dorong 11/4 inci / 1 inci / 1 inci
Ukuran 275x212x275 mm
Tabel B.5. Spesifikasi Pompa Air
Panel surya adalah perangkat rakitan sel-sel fotovoltaik, yang mengkonversi sinar matahari menjadi listrik, fresnel lens merupakan lensa cembung, cenderung mengumpulkan cahaya. Pembiasan adalah pembelokan cahaya melalui dua media yang berbeda. Fresnel lens disusun memanjang sebanyak 6 buah lensa dengan jarak masing-masing lensa 1 cm sehingga jumlah keseluruhan lensa yang digunakan 24 buah.
Gambar B.2. Solar Cell Gambar B.3. Fresnel lens
Gambar B.4. Square Fresnel Lens Gambar B.5. Linier Fresnel Lens
Gambar B.6. Customized Fresnel Lens
C. Latar Belakang
Pada keadaan cuaca cerah, permukaan bumi menerima sekitar 1000 watt energi matahari parmeter persegi. Kurang dari 30% energi tersebut dipantulkan kembali ke angkasa, 47% dikonversikan menjadi panas, 23% di gunakan untuk seluruh sirkulasi kerja yang terdapat di atas permukaan bumi
Dengan menggunakan lensa fresnel, karakteristik sinar matahari sejajar jika terdapat sumber sinar satu titik, karena lensa fresnel adalah modifikasi dari lensa cembung dimana sumbersinar berasal dari bentuk yang sama sekali bukan titik sinar
D. Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari pembuatan kegiatan ini adalah
1. Mengetahui perbandingan kinerja dari panel surya (solar cell) dan aliran listrik pembangkit tenaga lainnya pada penggunaan aquaponic.
2. Menganalisa dan mengetahui tingkat efisiensi ekonimis dari penggunaan panel surya sebagai energi alternatif aquaponic.
E. Metodelogi Fresnel Lens
Metodelogi yang digunakan dalam prosedur pemasangan panel surya menggunakan fresnel lens meliputi pengujian tegangan arus dan daya.
Perancangan sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) meliputi:
1. Panel surya 50wp 19,5V, 2. Baterai 12V 40 Ah,
3. Solar charger controllerCMP 12 volt dengan nilai arus maksimal 10 ampere, 4. Inverter, 300 watt 220V.
Adapun peralatan penunjang lainnya adalah, Voltmeter AC/DC, Amperemeter AC/DC, Lux meter, tang potong/pengupas kabel, gergaji, bor listrik, kompas, konektor konektor, digital multimeter.
F. Bentuk Kegitan
Metode yang digunakan dalam kegiatan ini diawali dengan penayangan materi yang mengupas tentang bagaimana menggunaka solar cell bagi aquaponic.
Nama Kegiatan : Pemanfaatan Solar Cell Sebagai Pembangkit Listrik Aquaphonik
Tanggal : Tempat :
Peserta :
G. Hasil Pelaksanaan Kegiatan
H. Dokumentasi Kegiatan
I. Kesimpulan
J. Anggaran Biaya
K. Lampiran
Surat Permohonan
Surat Persetujuan
Surat Tugas Untuk Dosen
Surat Tugas Untuk Mahasiswa
Presensi
Kuisioner dan Mitra
Modul Praktikum
