ISSN : 2598 – 1099 (Online) ISSN : 2502 – 3624 (Cetak) Pratowo Aji, Indra Roza, Unit Pengendali Sistem....
74 Journal of Electrical Technology, Vol. 8, No.2, Juni 2023
Unit Pengendali Sistem Hibrida Panel Surya Dengan PLN Pada Penggunaan Rumah Tinggal
Pratowo Aji, Indra Roza
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Harapan Medan [email protected]; [email protected]
Abstrak
Saat ini energi fosil semakin hari semakin sedikit, maka pemanfaatan energi matahari salah satu alternatif untuk mencegah habisnya bahan bakar fosil, saat ini masyarakat sudah tidak asing lagi dengan panel surya, dan sudah banyak di gunakan baik di industi maupun di perumahan masyarakat, selain efisien dan tidak menimbulkan pencemaran baik lingkungan udara maupun suara di bandingkan dengan Genset yang perawatannya juga cukup mahal, panel surya juga memiliki perawatan yang hampir sama diantaranya perawatan Solar Cell, pengisi daya (Charger), baterai, dan inverter. Jika unit Genset harus mengontrol bahan bakarnya tersedia panel surya juga harus mengontrol baterai terisi dengan penuh pentingnya menjaga baterai agar tidak cepat rusak maka dari itu wajib di pasang kontrol pengisi daya (charger) di mana alat ini berguna untuk pengisi baterai dan akan beralih ketika baterai habis pada saat di gunakan, tegangan kerja pengisi daya (charger) pada saat baterai habis adalah kurang dari 11 volt DC di mana baterai di cas dengan tegangan PLN dan inverter tidak bekerja, beban di alihkan menggunakan listrik PLN jika baterai yang tercas dan tegangan baterai mencapai lebih dari 12 volt DC maka akan kembali beralih menghidupkan beban menggunakan tenaga baterai.
Kata Kunci: Kontrol, Pengisi Daya, Charger, Tegangan, Inverter, Baterai, Solar Cell I. PENDAHULUAN
Sekarang ini sebagian besar sumber energi terutama yang digunakan oleh manusia di bumi kebanyakan masih berfokus pada energi fosil yang banyak menghasilkan gas-gas rumah kaca seperti karbon dioksida (CO2) dan telah memberikan kontribusi besar terhadap pemanasan global.
Bahan bakar fosil itu sendiri adalah bahan bakar yang terbentuk dari proses alam seperti dekomposisi anaerobik dari sisa-sisa organisme termasuk fitoplankton dan zooplankton yang mengendap ke bagian bawah laut (atau danau) dalam jumlah besar, selama jutaan tahun. Bahan bakar fosil merupakan sumber daya tak terbarukan karena proses pembentukannya memerlukan waktu jutaan tahun, sedangkan cadangan di alam habis jauh lebih cepat daripada proses pembentukannya.
Produksi dan penggunaan bahan bakar fosil menimbulkan keprihatinan lingkungan sehingga diperlukan sebuah gerakan global menuju generasi energi terbarukan contohnya panel surya yang bertujuan untuk membantu memenuhi kebutuhan energi yang semakin hari semakin meningkat.[1]
Saat ini di Indonesia sudah banyak masyarakat memanfaatkan energi panas matahari menjadi energi terbarukan. Panel surya adalah alat pemanfaatkan energi matahari menjadi energi listrik. Tegangan yang di hasilkan oleh panel surya adalah tegangan arus searah (Direct Current DC) dan selanjutnya akan di simpan ke dalam baterai.
Selanjutnya akan di rubah menjadi tegangan arus bolak balik (Alternating Current AC) menggunakan inverter. Biasanya masyarakat menggunakan nya pada malam hari untuk penerangan.
Biasanya pembangkit listrik tenaga surya yang terpasang di masyarakt belum memiliki sistem hibrida yang mengakibatkan umur pada baterai lebih cepat rusakdikarenakan pemakaian nya tidak terkontrol. Hingga baterai dari pembangkit habis barulah inverter tidak bisa di gunakan, dan akan menunggu siang hari untuk mengisi baterai kembali.
Unit pengendali sistem hibrida panel surya dengan PLN pada penggunaan rumah tinggal ini di buat bertujuan untuk membuat umur baterai lebih lama dan pemakaian beban tidak akan mati.
Dikarenakan baterai akan selalau terisi sebelum baterai benar-benar habis dengan sistem Hibrida ini inverter akan mati jika tegangan baterai di bawah 11 volt DC dan beban akan beralih ke teganggan PLN, pengontrol tegangan yang akan mengalihkan dari inverter ke PLN.
II. METODE PENELITIAN
Blok diagram sistem yang ditampilkan pada Gambar 1 dibawah adalah sebuah diagram yang menjelaskan konfigurasi alat secara keseluruhan yaitu input dan output. Dalam hal ini, terdapat beberapa input dan output dari alat unit pengendali sistem hibrida panel surya dengan PLN penggunaan rumah tinggal. Blok diagramnya dapat dilihat pada Gambar 1.
2.1 Rangkaian Sel Surya Menghasilkan Listrik Sel surya adalah komponen utama pada sebuah solar panel yang berfungsi mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, ini bisa terjadi photovoltaic yang bisa menghasilkan tegangan pada elektroda P dan N dari bahan semikonduktor
Pratowo Aji, Indra Roza, Unit Pengendali Sistem.... ISSN : 2598 – 1099 (Online) ISSN : 2502 – 3624 (Cetak)
Journal of Electrical Technology, Vol. 8, No.2, Juni 2023 75 silicon pada saat permukaannya mendapatkan
cahaya matahari (Gambar 2).
Gambar 1. Blok diagram
Gambar 2. Rangkaian Sel Surya Menghasilkan Listrik
2.2 Rangkaian SCC (Solar Charger Control) SCCberperan untuk mengatur proses pengisian baterai. Tegangan sebesar 12 Volt DC atau lebih yang di hasilkan oleh sel surya akan di kontrol oleh alat ini. Kontroler ini berfungsi sebagai alat pengatur tegangan baterai agar tidak melampau batas toleransi daya, alat ini juga mencegah batrai balik mngalir ke panel surya ketika malam hari, sehingga batrai yang sudah terisi tidak habis, alat ini juga akan memutuskan pegisian daya ketika batrai penuh pada siang hari.
Rangkaian pengisain daya baterai.
Gambar 3. Rangkaian SCC
2.3 Rangkaian auto cut menggunakan Charger Rangkaian auto cut menggunakan charger ini bekerja pada saat malam hari atau pada saat siang dalam keadaan mendung. Input dari charger ini di ambil dari tegangan listrik PLN dengan indikator auto cut maka jika batrai pada keadaan kurang tegangan pada 11 volt DC maka auto matis baterai di cas. Modul relay pada gambar berfungsi mengidetifikasi sinar matahari.Input dari auto cut yang ada pada gambar berasal dari tegangan yang di keluarkan oleh baterai, sedangkan input relay berasal dari panel surya.
Gambar 4. Rangkaian Auto Cut
2.4 Rangkaian Inverter
Rangkain Inverter ini adalah suatu alat yang dirangkai untuk merubah tegangan DC menjadi tegangan AC di mana pada penelitian ini penulis menggunakan inverter low frequency square wave dengan daya 450 watt dan diamankan menggunakan MCB dan mampu untuk menghidupkan bola lampu dan peralatan elektonik seperti kipas dan pemanas. Bisa dilihat pada Gambar 5 rangkaian inverter.
Gambar 5. Rangkain Inverter
2.5 Cara Kerja Sistem
pengendali sistem hibrida panel surya dengan PLN adalah suatu alat yang di gunakan dalam pembangkit listrik tenaga surya penggunaan rumah tinggal. Alat ini bekerja seprti saklar yang mengalihkan energi listrik. Alat ini di buat untuk memudahkan proses peralihan energi listrik dari
ISSN : 2598 – 1099 (Online) ISSN : 2502 – 3624 (Cetak) Pratowo Aji, Indra Roza, Unit Pengendali Sistem....
76 Journal of Electrical Technology, Vol. 8, No.2, Juni 2023 PLTS ke PLN dan sebagai penyimpan energi
matahari.
Perinsip kerja alat ini adalah alat ini bekerja ketika tegangan batrai inverter mencapai 11 volt atau baterai low. Ketika baterai dalam keadaan low maka auto matis relay pada auto cut bekerja meghidupkan pengisi daya, dan juga mengalihkan tegaggan PLN untuk di gunakan menghidupkan beban. Hal ini bekerja pada keadaan malam hari.
Ketika keadaan siang dan matahri bersinar, jika baterai dalam keadaan Low di karenakan pemakain bebean tinggi maka beban automatis beralih ke PLN, akan tetapi tidak meghidupkan pengisi daya karna arus yang masuk ke pengisi daya (Charger ) di putus oleh relay yang akan beroprasi pada siang hari ketika relay mendapatkan tegangan sekurangnya 9 Volt DC yang berasal dari panel surya, bisa di katakan relay tersebut sebagai sensor penanda siang dan malam. pengisian daya kebatrai pada siang hari memanfatkan sinar matahari yang bersinar.
2.6 Hasil Prakitan
Gambar 6. Hasil Peraktikan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 7. Rangkaian keseluruhan
Untuk pengujian sistem secara keseluruhan berdasarkan waktu yaitu pada siang hari ketika matahari bersinar dan panel surya menghasilkan tegangan 9 volt DC, jika baterai dalam keadan low maka otomatis energi yang dihasilkan dari panel surya disalurkan ke SCC (Solar Charger Control ) akan di control untuk dapat mengisi daya baterai hinggal penuh 13,7 Volt DC. Pada saat baterai diisi dayanya oleh panel surya beban pemakaian akan beralih ke PLN.
Ketika baterai dalam keadaan terisi penuh pada tegangan 13,7 Volt DC maka selanjutnya modul auto cut charger akan bekerja menghidupkan relay, fungsi relay ini adalah kontrol untuk memutus dan menyambungkan PLN dan hasil dari inverter untuk dipakai menghidupkan beban contohnya lampu.
Percobaan dalam keadaan malam hari ketika panel surya tidak dapat menghasilkan tegangan atau yang dihasil panel surya kurang dari 9 Volt DC, apabila baterai dalam keadaan low penulis mengatur tegangan low baterai di 11 Volt DC, Maka pengecasan akan diambil alih oleh tegangan PLN, beban pemakaian tidak akan mati dikarenakan pemakaian diambil alih oleh tegangan PLN.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil prakitan dan pembahasan maka didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Sebuah unit pengndali sistem hibrida panel surya dengan PLN pada pengguanan rumah tinggal dapat di terapkan di rumah dengan daya 450 watt. Dan dapat menghidupkan lampu dan kipas angin, manfaat yang di dapat dari penggunaan solar panel ini adalah dapat mengurai penggunaan bahan bakar fosil yang semangkin lama semangkin menipis seperti yang sudah di jelaskan di bab 1 halaman 1.
Energi matahari yang di simpan di dalam baterai dapat di manfaatkan untuk menghidupkan peralatan elektronik pada malam hari atau pada keadaan cuaca mendung ketika tida ada senar matahari.
2. Alat ini dapat bekerja pada keadaan siang dan malam hari, dapat membackuup beban ketika terjadi pemadaman listrik, pada saat terjadi pemadaman listrik beban beralih ke inverter, sistem pengisain daya baterai dapat diisi dengan 2 mode, dengan menggunakan panel surya dan dengan menggunakan PLN, pada siang hari pengisian daya baterai menggunakan panel surya dan malam hari pengisian daya batrai menggunakan PLN jika batrai dalam keadaan kurang dari 11 Volt DC. Alat ini idak dapat menghidupkan alat elektronika seperti komputer, televisi di karnakan gelombang ynag di hasilkan oleh inverter adalah gelombang sqauer wave.
Pratowo Aji, Indra Roza, Unit Pengendali Sistem.... ISSN : 2598 – 1099 (Online) ISSN : 2502 – 3624 (Cetak)
Journal of Electrical Technology, Vol. 8, No.2, Juni 2023 77 DAFTAR PUSTAKA
[1]. Claudia Dewi Larasati. 2015. Proposal Program Kreatifitas Mahasiswa Judul Program. https://eprints.uns.ac.id/27445/1/
I0111023_001027_Solar_Charger_sebagai_F asilita.pdf, diakses pada 28 April 2022 pukul 17:00.
[2]. Ansal Qadri. 2018. Pembangkit Listrik Sistemhibrid Sel Surya Dengan Energi Angin, ,https://digilibadmin.unismuh.ac.id/upload/24 485-Full_Text.pdf, diakses pada 1 Mei 2022 pukul 15:00.
[3]. Adria., Agus. Tarmizi. 2015. Model Hibrid PV-Genset Aplikasi pada Sistem Off Grid.
Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro : Universitas Syiah Kuala
[4]. Hasan, Hasnawiya. 2012. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Di Pulau Saugi. Jurnal Riset dan Teknologi Kelautan (JRTK) Vol 10 No. 2 : Makassar: Universitas Hasanuddin.
[5]. Muhamad Akbar. 2020. Pengendalian Pembangkit Listrik Hybrid Renewable Energy (Surya, Bayu Dan Picohidro) Menggunakan Mikrokontroler ATMega2560”
http://digilib.unhas.ac.id/uploaded_files/temp orary/DigitalCollection/ODAwMDcyOGQ4Y 2FkZDEwNjc0ZTNiMzc2Yzk2NjdjODMwN zFiOThkMw==.pdf, diakses pada 6 Mei 2022 pukul 14:00 : Makasar Universitas Hasanuddin.
[6]. L. S. Mulia, I. M. Shidiq, Soeprapto, and J.
M. T. Haryono, 2016, Analisis Teknik dan Ekonomi Power Hibrida (,” pp. 1–6.
[7]. April Angi Prayogi. 2018. Perancangan Sistem Pembangkit Listrik Hybrid (Pln- Solar Cell) Pada Gedung Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia Menggunakan Homer.
https://dspace.uii.ac.id/bitstream/handle/1234 56789/12623/revisi%20fiixxx%20laporan%2 0fix.pdf?sequence=3&isAllowed=y, diakses pada 21 Mei 2022.
[8]. Ditjen Energi Baru Terbarukan dan Konversi Energi., 2014., Statistik Energi Baru Terbarukan dan Konversi Energi, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, Jakarta.
[9]. Strong, Steven J, 1987, The Solar Electric House, A Design Manual for Home-Scale Photovoltaic Power Systems, Pennsylvania, Rodale Press.
[10]. Joseph and J. Kamala, 2013, Economic and Backslash Tolerable Solar Tracking System, International Multi - Conference on Automation, Computing, Communication, Control and Compressed Sensing (iMac4s), pp.748-753.
