perancangan sumber energi hybrid pada alat mesin pengering ikan

PERANCANGAN SUMBER ENERGI HYBRID PADA ALAT
MESIN PENGERING IKAN
Triadi desmanto, S.T1*, Ir. NH Kresna, M.T.1, Mirzazoni, ST, M.T1
1
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Energi surya merupakan sumber energi terbarukan yang ketersediannya tidak terbatas. Untuk
mendapatkan listirk yang berasal dari matahari diperlikan panel surya sehingga energi cahaya dari
matahari dapat berubah menjadi energi listrik. Dengan berkembangnya teknologi pada saat sekarang
banyak membantu nelayan dalam pengeringan ikan. Proses pengawetan ikan yang umum dilakukan
dengan pengeringan, penggaraman, pemindangan, pengasapan dan pendinginan. Untuk itu dibutuhkan
mesin pengering ikan otomatis. Mesin pengering yang sedang berkembang berupa mesin pengering
ikan yang dapat bekerja lebih efektif dan cepat, yaitu menggunakan sumber energi hybrid dapat
dijadikan solusi untuk pengering ikan. Penggunaan dua atau lebih pembangkit listrik dengan sumber
energi yang berbeda, tujuan utama dari sistem hybrid pada dasarnya adalah berusaha menggabungkan
dua atau lebih sumber energi (sistem pembangkit) sehingga dapat saling menutupi kelemahan masingmasing dan dapat dicapai keandalan supply dan efisiensi ekonomis pada beban tertentu. Pemanfaatan
matahari merupakan satu diantara sumber energi yang dapat dimafaatkan untuk membangkitkan
tenaga listrik. Sumber hybrid yang digunakan adalah listrik PLN dan tenaga surya. Pada proses
perancangan digunakan panel surya dengan kapasitas 50 Wp dan bateray 12 volt dengan ampere 65
Ah. Dari hasil pengujian didapat panel surya yang paling efisien digunakan sebanyank 14 modul panel
surya 50 Wp dan accu 12 volt 65 Ah sebanyak 4 buah.
Kata Kunci : Sumber Energi Hybrid, Solar Sel, Pengering Ikan.
Dalam tugas akhir ini, energi matahari
1. PENDAHULUAN
dimanfaatkan sebagai energi alternatif pada alat
1.1 Latar Belakang
Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang
pengering ikan. Energi matahari akan diubah
terus
terus
menjadi energi listrik menggunakan sel surya
mengembangkan berbagai energi alternatif, di
untuk selanjutnya disimpan dalam batteray atau
antaranya
accu.
meningkat,
energi
pemerintah
terbarukan.
Potensi
energi
Energi
tersebut
akan
diubah
dengan
terbarukan, seperti biomassa, panas bumi, energi
menggunakan inverter dari tegangan DC menjadi
surya, energi air, dan energi angin sampai saat ini
AC sebagai sumber pada elemen pemanas alat
belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi
pengering ikan.
energi terbarukan di Indonesia sangat besar.
Apabila proses pengering ikan terganggu
Dimana Energi Listrik ini merupakan salah satu
atau tidak berjalan lancar akan menyebabkan
kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan
kerugian pada pengusaha ikan kering karena ikan
manusia. Tanpa adanya listrik, akan sulit bagi kita
tersebut tidak akan kering sempurna bahkan ikan
untuk melakukan dan mengembangkan suatu
bisa membusuk. Maka dari itu untuk mendapatkan
aktivitas.
kualitas pengering ikan yang sempurna maka
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) ini
dimamfaatkan sebagai sumber energi alternatif
apabila terjadi gangguan pada sumber energi listrik
dari PT. PLN.
Agar tidak meluasnya permasalahan dalam
penelitian ini maka perlu di batasi ruang lingkup
Salah satu contoh untuk memperoleh
energi listrik adalah dengan merubah energi
cahaya
1.3 Batasan Masalah
matahari
menjadi
energi
permasalah, adapun ruang lingkup permasalah
adalah sebagai berikut:
listrik.
Photovoltaic cell (sel surya fotovoltaik) adalah
1. Panel Solar Cell yang digunakan
pada pengujian adalah 50 Watt
piranti yang dapat mengkonversi energi cahaya
Peak.
matahari menjadi energi listrik. Selama ini
penggunaan energi matahari di negara tropis
2. Hanya
sistem
seperti Indonesia, energi matahari ini belum
dimanfaatkan
secara
maksimal,
salah
dimana
saja
tanpa
analisis
daya
yang
yang
di
3. Pengunaan mikrokontroller dan
automatic transfer switch.
kurang efektif. Dengan adanya alat pengering ikan
dilakukan
mengenai
hasilkan.
contohnya pemasangan kolektor pada solar cell
dengan sumber hybrid maka pengering ikan dapat
dan
mempengaruhi
satu
yang masih dipasang secara permanent sehingga
membahas
4. Mengenali sistem kerja dari alat
harus
menghawatirkan gangguan sumber energi untuk
proses pengering ikan.
yang dirancang.
Pembuatan laporan ini sesuai dengan
pengujian yang dilakukan pada alat yang dibuat.
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah
membuat alat pengering ikan dengan sumber
hybrid dengan tujuan utama :


Memanfaatkan energi matahari sebagai
energi alternatif pada alat pengering ikan.
Energi matahari akan diubah menjadi
energi listrik menggunakan sel surya untuk
selanjutnya disimpan dalam bateri atau
accu.
Alat pengering ikan yang dapat bekerja
dengan akurat, tepat dan hemat energi.
Dan hasil dari pengeringan ikan
menggunakan sumber hybrid ikan tetap
higienis tanpa takut adanya bakteri yang
berkembang pada ikan, karna proses
pengeringan dilakukan pada ruangan
tertutup.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Pada penelitian ini penulis mencari acuan
materi buku dan riset-riset sebelumnya, seperti
yang tercantum di bawah ini :
1. M.
Helmi
Pemanfataan
F.
A.
P
energi
,
(2007).
matahari
menggunakan solar sell sebagai energi
alternatif untuk mengerakan konveyor.
Menjelaskan tentang energi surya
merupakan sumber energi terbarukan
yang ketersedianya tidak terbatas.
Untuk mendapatkan energi listrik yang
berasal dari matahri diperlikan panel
surya sehingga energi cahaya dari
2
matahari dapat berubah menjadi energi
menunjang proses perancangan serta realiasisnya
listrik.
secara hardware dan software. Dalam perancangan
2. Widodo Wahyu, (2008). Perancangan
secara hardware, dipelajari rangkaian dari blok
sistim hybrid pembangkit listrik tenaga
diagram alat, sedangkan pada perancangan secara
surya dengan jala jala Listrik PLN
software
Untuk
pemograman untuk alat yang dirancang.
Rumah
Tangga.
dalam
akan
dipelajari
mengenai
bahasa
penelitian ini. Menjelaskan sistim
hybrid pada PLTS mengunakan baterai
sebagai tempat penyimpana daya yang
dihasilkan oleh sinar matahari, untuk
dapat digunakan ketika diperlukan.
3. Nasution
Evikarimah,
Optimalisasi
alat
(2011).
pengering
ikan
Untuk
lebih
jelasnya
urutan
metode
penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Studi literatur dan pengumpulan data
Penulis mempelajari prinsip kerja solar
sell,
mikrokontroller,
pengoperasian
sensor,
dan
cara
pemograman
dengan cahaya matahari dan elemen
mikrokontroller
pemanas mengunakan mikrokontroler.
pemograman serta teori-teori pendukung
Universitas Bung Hatta. Menjelaskan
perancangan.
dengan
bahasa
tentang sistim optimalisasi cahaya
matahari mengunakan cahaya matahari
mengunakan cermin sebagai pemantul
lora
pratama,
(2013).
Perancangan penjejak cahaya matahari
berbasis mikrokontroler sebagai upaya
optimalisasi daya keluaran solar sell.
Dalam
penelitaian
tentang
ini
Penulis
mendapatkan
arahan
dan
bimbingan dari pembimbing serta diskusi
cahaya untuk pengering ikan.
4. Ades
2. Diskusi dan bimbingan
membahas
pengoptimalisasian
dengan narasumber lain yang memiliki
pemahaman lebih mengenai perancangan
dan analisis
3. Perencanaan alat peiangkat keras
Penulis melakukan perencanaan dimulai
sinar
dari perancangan konstruksi, arur kerja
matahri yang menyentuh permukaan
dari solar cell dan komponen elektronika
solar
yang diperlukan dalam perancang alat
cell
dengan
memanfaatkan
sensor light dependent resistor (LDR)
pengering ikan dengan sumber hybrid.
untuk mendeteksi datangnya sinar
4. Pembuatan alat
matahari.
Setelah tahap perencanaan selesai, maka
3. METODOLOGI PENELITIAN
Dalam penyusunan dan penulisan skripsi
ini
penulis
melakukan
identifikasi
masalah,
pengumpulan bahan dan materi dari berbagai
sumber, serta diskusi dan bimbingan sehingga
alat mulai dibuat sesuai dengan hasil
perancangan. Kemudian rangkaian sensor
serta
rangkaian
dikoneksikan
pendukung
dengan
lainnya
mikrokontroller.
Selanjutnya dibuat bahasa program yang
3
akan di load ke mikrokontroller sehingga
(ampere) dan daya (watt), pada waktu dan suhu
didapatkan tampilan hasil pengukuran
tertentu.
parameter pada simulasi programnya.
Dilihat dari tabel hasil penelitian saaat
5. Pengujian alat
penggabungan solar cell dengan alat pengering
Dalam tahap ini alat akan diuji apakah
ikan, dimana posisi solar cell diletakan dibawah
sesuai dengan kriteria yang dikehendaki.
sinar matahari. Pengujian mulai dilakukan pada
jam 10.00 sampai jam 15.00, diketahui selama
6. Pengambilan Kesimpulan dan penulisan
laporan
jam nya berkurang dari 12,20 Volt sampai 11,88
Pengambilan kesimpulan berdasarkan pada
hasil
percobaan berlangsung, tegangan pada accu tiap
pengujian
sistem
yang
telah
dilakukan pada alat yang dibuat.
Volt. Ini disebabkan karena daya yang dikeluarkan
untuk mengoperasikan mesin pengering ikan
(output accu) lebih besar daripada (input accu).
Keluaran dari solar cell tersebut yang
4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1
Pengujian Tegangan dan Arus Solar
Cell Menggunakan Mesin Pengering Ikan.
nantinya digunakan sebagai sumber pengecasan
Pada pengujian ini dilakukan mulai dari
Pada percobaan, tegangan yang dihasilkan oleh
jam 10.00 WIB sampai dengan jam 14.00 WIB
solar cell diketahui tidak konstan setiap jam,
dengan mengamati nilai tegangan dan arus yang di
dikarenakan oleh penyinaran cahaya matahari akan
hasilkan solar sell saat satu jam sekali mengunakan
selalu berubah setiap waktu. Apabila penyinaran
multimeter adapun hasil pengujian terlihat pada
cahaya matahari pada keadaan maksimal, maka
table 4.1.
tegangan yang dikeluarkan oleh solar cell semakin
accu atau bisa disebut juga sebagai input accu.
besar, dan sebaliknya apabila penyinaran cahaya
Tabel 4.1 Pengujian Hasil Pengukuran Parameter
Solar Cell dengan Menggunakan Mesin Pengering
Ikan.
matahari pada keadaan minimal maka tegangan
yang dikeluarkan solar sell akan semakin kecil.
Pada kolom tabel “Tegangan pada solar cell” bisa
dilihat nilai tegangan yang terukur tidak tetap atau
berubah-ubah, didapat hasil pada pengukuran
untuk
keadaan
penyinaran
cahaya
matahari
maksimal menghasilkan tegangan sebesar 12,20
Volt
dan
keadaan
minimum
menghasilkan
tegangan 12,10 Volt. Sedangkan untuk parameter
tegangan pada inverter serta arus dan daya pada
Pada tabel diatas dapat dilihat nilai dari
mesin pengering ikan bernilai tetap.
beberapa hasil percobaan tentang tegangan pada
solar cell (volt), tegangan pada inverter (volt), arus
4
Sumber PLN
ATS
(relay)
Mesin pengering ikan
Sumber solar
cell
Gambar 4.2. Blok diagram kerja ATS untuk
Gambar 4.1. Pengujian Solar Sell sebagai sumber
suplai utama dari Sumber PLN dan suplai
pada mesin Pengering Ikan.
cadangan dari Hybrid ( solar Cell ) pada mesin
4.2 Pengujian Sistem Kerja ATS Pada Sumber
Energi Hybrid Pada Alat Mesin Pengering
Ikan
pengering ikan.
Pengujian
ATS
ini
dilakukan
untuk
dapat
menguji proses pemindahan beban dari suplai
mengetahui bagaimana respon ATS ini setelah
utama (PLN) ke suplai cadangan ( hybrid atau
proses
ini
solar cell ) serta sebaliknya secara otomatis tanpa
dinyatakan dapat beroperasi dengan baik bila
menekan tombol apapun pada ATS tersebut.
kerja
telah
Apabila sumber dari PLN mengalami pemadaman
direncanakan saat perancangan. Pengujian
atau gangguan, maka ATS akan melakukan proses
dilakukan secara keseluruhan pada sistem
pemindahan sumber pada mesin pengering ikan
mesin pengering ikan dengan suplai utama
yang awalnya bersumber dari PLN ke posisi
(PLN) serta suplai cadangan ( hybrid atau
sumber cadangan dari solar cell , sehingga mesin
solar cell ). Pengujian dilakukan untuk
pengering ikan dapat beroperasi secara normal
mengetahui komponen yang digunakan dalam
kembali, dapat kita lihat pada gambar pengujian
kondisi baik dan peralatan yang dibuat telah
4.3 dan 4.4. dibawah ini.
Pengujian
dilakukan
perakitan
ATS
agar
dilakukan.
sesuai
fungsi
ATS
yang
bekerja sesuai dengan hasil yang diharapkan.
Pada
gambar
4.10
dibawah
ini
menggambarkan blok diagram pemasangan
ATS pada sistem hybrid sebagai sumber
cadangan untuk mesin pengering ikan.
Berikut
adalah
gambar
blok
diagram
pemasangan ATS dalam sistem pemindahan
sumber atau suplai untuk mesin pengering
ikan, yang mana terdaapat dua jenis suplai
yaitu suplai utama yang bersumber PLN dan
suplai cadangan yang bersumber ( hybrid atau
solar cell ) :
5
Vac out
= 222
Prosedur pengujian panel ATS adalah sebagai
berikut:
GND

Merangkai peralatan seperti gambar 4.12 dan
4.13

Menghubungkan mesin pengering ikan dengan
sumber utama dari PLN dan sumber cadangan
dari Hybrid, serta memposisikaan tombol mesin
pengering ikan ke posisi ON.

Mematikan atau mencabut sumber dari PLN (
tindakan ini mengindikasikan suplai PLN
GND
Vac Pln = 222
GND
VAC inverter= 226
terjadi pemadaman). Disini penulis mendisain
relay DC untuk difungsikan sebagai ATS,
apabila relai DC merespon maka ini merupakan
tanda proses switching otomatis dari suplay
utama PLN ke suplai cadangan Hybrid bekerja
Gambar 4.3. Pengujian Hybrid sebagai sumber
cadangan pada mesin pengering ikan dengan
sumber PLN.
seperti yang diharapkan.

Suplai cadangan Hybrid dalam keadaan on load
setelah terjadi proses switching otomatis.
Vac out
= 226
Diketahui pada prosedur sebelumnya, bahwa
sudah dihubungkan antara suplay cadangan
hybrid dengan mesin pengering ikan, hal
GND
tersebut
akan
menyebabkan
mengalirnya
tegangan dari accu ke mesin pengering ikan,
sehingga mesin pengering ikan akan hidup dan
dapat broperasi lagi dengan normal seperti
sebelumnya.

Menghubungkan kembali mesin pengering ikan
dengan suplai utama dari PLN ( tindakan ini
mengindikasikan sumber utama PLN kembali
GND
Vac Pln = 222
GND
VAC inverter= 226
Gambar 4.4. Pengujian Hybrid sebagai sumber
cadangan pada mesin pengering ikan dengan
sumber Solar Cell.
normal ). Jika relai DC stop Hybrid merespon,
ini merupakan tanda proses switching otomatis
dari suplai cadangan ke suplai utama dapat
bekerja
seperti
yang
diharapkan.
Suplai
cadangan dari Hybrid akan mati dan suplai
utama PLN dalam kondisi on load.
6
510,4 watt x 5 jam = 2552 Wh per hari
4.3
Hasil
Pengukuran
Daya
Yang
untuk mengamankan modul surya maka total total
Terpakai Oleh Sumber Energi Hybrid Pada
keseluruhan daya di kali 1,3 .
Alat Mesin Pengering Ikan
2552 x 1,3 = 3317,6 watt jam per hari.
Setelah di lakukan penelitian maka dapat
Pada umumnya energi surya yang dapat di serap
didapat kan nilai seperti yang terlihat pada
dan di konversi kedalam energi listirk berlangsung
tabel 4.2. di bawah ini.
selama 5 jam karena itu untuk menghitung
kebutuhan modul surya dengan cara membagi total
kebutuhan daya dengan 5 jam.
3317,6 Wh : 5 jam = 663,52 Wp
Panel surya yang digunakan pada mesin pengering
ikan ini adalah 50 Wp, maka jumlah modul surya
yang paling efisien digunakan adalah sebanyak :
663,52 Wp : 50 Wp = 13,2704 (dibulatkan menjadi
Dari hasil pengujian data yang telah
14 modul surya)
dilakukan seperti yang terlihat pada tabel
Jadi modul surya yang dibutuhkan adalah 14
4. 2 telah di lakukan 3 pengujian yaitu
modul surya dengan ukuran 50 Wp.
pengujian
terpakai,
Beban pada pengering ikan adalah 510,4 watt yang
pengujian solar sell berbeban dan solar sell
akan di hidupkan dengan menggunakan sistem
tanpa beban.
solar panel selama 5 jam. Kosumsi daya beban
daya
PLN
yang
Dimana pengujian daya PLN selama 50% adalah.
dalam sehari adalah :
W = V . I . cosø.
5 jam x 510,4 watt = 2552 watt
= 220 x 2,9 x 0,8 = 510,4 watt.
Dari 2552 watt ini, dibagi 12 volt (tegangan pada
Pengujian daya bateray berbeban selama 50%
batery) maka kuat arus yang dibutuhkan selama
W = V . I . cosø.
pengeringan adalah :
= 132 x 5,45 x 0,8 = 575,5 watt.
= 212,67 ampere
Pengujian daya bateray tanpa beban selama 50%
W = V . I . cosø.
Jika menggunakan bateray sebesar 65 Ah 12 volt
maka membutuhkan bateray sebanyak :
= 132 x 5,45 x 0,8 = 630,2 watt.
Dari
data
di
atas
terlihat
bahwa
dengan
menggunakan daya yang di hasilkan oleh
= 3,72 (dibulatkan menjadi 4 bateray
sebesar 65 Ah).
sumber PLN dan hybrid atau solar sell.
Pada pengering ikan membutuhkan waktu selama
5 jam pengeringan ikan membutuhkan waktu
selama 5 jam pengeringan. Maka total kebutuhan
daya yang diperlukan adalah :
Daya pengering ikan x lama pengeringan
7
5. KESIMPULAN
Berdasarkan
pengujian
yang
telah
dilakukan pada sistem ini, didapatkan beberapa
4.
kesimpulan, yaitu :
1. Alat mesin pengering ikan ini, dapat
bekerja dengan akurat, tepat dan hemat
5.
energi. Dan hasil dari pengeringan ikan
menggunakan sumber hybrid ikan tetap
6.
higienis tanpa takut adanya bakteri yang
berkembang pada ikan, karna proses
pengeringan
dilakukan
pada
7.
ruangan
tertutup.
8.
2. penggunan solar sell yang digunakan
sebagai sumber untuk mesin pengering
ikan dapat mengoperasikan mesin tersebut
yang membutuhkan daya 510,4 Watt.
3. Dengan
mesin
pengering
ikan
9.
10.
Dan Elemen Pemanas Mengunakan
Mikrokontroler” Teknik Elektro
Universitas Bung Hatta 2011.
Ades Lora Pratama, “Perancangan
Penjejak Cahaya Matahari Berbasis
Mikrokontroler “ Universitas Bung Hatta
2013.
Needle, Mchael., 1989, Teknologi Instalsi
Listrik, Edisi Ketiga, Penerbit Erlanga,
Jakarta.
Jokartono, Sumis, 1987, Elektonika
Praktis, Penerbit Pt. Elex Media
Komputindo, Jakarta.
Widyatmo, Arianto, Belajar
Microprosesor-Microkontroler Melalui
Komputer Pc, Elekmedia Komputindo,
Jakarta 1999.
Https://Www.Google.Co.Id/Search?Q=Pan
el+Surya+50
Https://Www.Google.Co.Id/Search?Q=Mi
krocontroler+Atmega8
Https://Www.Google.Co.Id/Search?Q=Ic+
Regulator+Lm+7805
ini,
pengering ikan dapat dilakukan dimana
saja dengan menggunakan sumber hybrid
dengan daya sebesar 1200 watt.
4. Dengan menggunakan sollar sel 50 WP
(Watt Peak) pada saat tegangan input
maksimal 12,20 Volt dengan tegangan
output yang diterima pada terminal bateri
sebesar 12,88 volt.
6. Daftar Pustaka
1. M. Helmi F. A. P , “Pemanfaatan Energi
Matahari Menggunakan Solar Cell Sebagai
Energi Alternatif Untuk Menggerakkan
Konveyor” Teknik Elektro Industri,
Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.
2007.
2. Widodo Wahyu, “Perancangan Sistem
Hibrid Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Dengan Jala-Jala Listrik Pln Untuk Rumah
Perkotaan” Teknik Elektro Fakultas
Teknologi Industri Universitas Trisakti.
2008.
3. Nasution Evikarimah, “Optimalisasi Alat
Pengering Ikan Dengan Cahaya Matahari
8