Pengaturan Pergerakan Solar Cell Berdasarkan

Pengaturan Pergerakan Solar Cell Berdasarkan Intensitas Cahaya
Matahari (Solar Cell, Sensor, Rx)
Rezi Muharmen 1), Rizki Dian Rahayani, S.T, M.T. 2), Wahyuni Khabzli, S.T. 3)
1)
2)
3)
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: [email protected]
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: [email protected]
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: [email protected]
Abstrak
Dalam pengembangan aplikasi elektronika, listrik disebut-sebut sebagai unsur terpenting. Karena
listrik merupakan sumber energi aplikasi elektronika tersebut. Sejauh ini, aplikasi aplikasi tersebut
akan menggunakan baterai. Namun baterai ini kurang efektif karena kapasitasnya terbatas. Oleh
karena itu baterai tersebut harus di charge, maka dibutuhkan sumber energy listrik baru untuk
melakukan pngecasan terhadap aplikasi tersebut. Dan sumber listrik yang paling tepat adalah solar
cell yang dapat menghasilkan energy listrik dari cahaya matahari. Agar lebih efektif, alat ini di
design agar dapat mengikuti pergerakan intensitas cahaya matahari tertinggi. Digunakanlah LDR
yang berfungsi layaknya mata untuk alat ini agar dapat selalu mencari posisi intensitas cahaya
matahari tertinggi. Untuk memudahkan pengguna, disediakanlah monitoring pada PC dengan
transmisi wireless KYL 500s agar pengguna dapat mengetahui kondisi pasokan daya listrik dengan
menggunakan VB.net. dan daya yang terukur diperoleh dari pengalian sensor tegangan dan sensor
arus ACS 712. Dari penelitian yang telah dilakukan, tegangan rata-rata yang dihasilkan dapat
mencapai 35,17 V. Hal ini menunjukkan bahwa daerah rumbai yang menjadi tempat dilakukannya
pengujian penelitian ini sangat berpotensi untuk dilakukannya pengembangan pembangkit listrik
tenaga surya. Energi listrik yang dihasilkan oleh solar cell yang dipasok ke baterai 24V dapat
bertahan selama 18 jam dengan beban lampu 6 Watt. Sehingga dapat dikatakan pembangkit listrik
tenaga surya dapat menjadi alternatif baru sebagai sumber energi listrik baru.
Kata kunci: solar cell, LDR, wireless KYL 500s, visual basic.net, sensor tegangan, sensor arus ACS
712.
Abstract
In the development of the application of electronics, electricity is cited as an important element. Since
electric is a source of energy the application of electronics. So far, the application of these
applications will use the battery. But this battery less effective due to its enlarging capacity is limited.
Hence the battery needed to be in charge, it is required a source of energy new power to perform
charging against the application. And a source of electricity the most appropriate is solar cell that can
produce electric energy from the light of the sun. To be more effective, this organ is designed to be
able to follow the movement of the intensity of light of the sun highest. LDR as the eye for this device
that you can always find the position of the intensity of light of the sun highest. To easy for users,
monitoring in pc are provided with the transmission of a wireless KYL 500s to make the user can
know the state electrical power supply by using vb.net. And power unmeasured obtained from
multiplying censorship voltage and current ACS 712 censorship. From a research has been carried
out, voltage average produced can reach 35,17 v. It showed that the area of a tassel that houses he did
testing this research have a tremendous potential to perform the development of water electrical
power station solar system. Electrical energy produced by solar cell that is supplied into the battery
24v could survive for 18 hours with a load a lamp 6 watts. So as to be said to solar power generating
stations can be an alternative new as a source of electrical energy new.
Keywords : Solar cell, LDR Wireless kyl 500s, visual basic.net, censorship voltage, censorship the
current acs 712.
1.
Pendahuluan
Listrik adalah unsur terpenting dalam
pengembangan aplikasi elektonika, karena
elektronika membutuhkan pasokan listrik sebagai
sumber energinya. Sudah banyak aplikasi
elektronika yang inovatif dan bersifat mandiri
tanpa menggunakan sumber energi listrik dari
PLN dan menggunakan baterai sebagai sumber
energinya. Karena baterai memiliki kapasitas
tertentu maka aplikasi otomatis akan kurang
maksimal pengoperasiannya karena pasti ada
masanya kapasitas baterai akan habis. Dan
dibutuhkanlah energi listrik untuk mengisi baterai
tersebut. Hal tersebut yang membelakangi
disusunnya penelitian yang berjudul Pengaturan
Pergerakan Solar Cell Berdasarkan Intensitas
Cahaya Matahari.
Oleh karena itu pada penelitian mengenai
Pengaturan Pergerakan Solar Cell Berdasarkan
Intensitas Cahaya Matahari agar dapat
menghasilkan suatu sistem alat yang dapat
menjadi sumber energi listrik untuk alat tersebut
yang
hemat,
efisien,
efektif
dalam
pengaplikasiannya.
2.
Teori Penunjang
2.1.
Solar Cell
surya / solar cell (memperluas) berarti
menambah konversi tenaga surya.[1]
2.2.
Light Dependent Resistor
Gambar 2 Sensor Cahaya LDR
Sensor cahaya merupakan salah
satu dari sekian banyak sensor cahaya . LDR
secara garis besar berfungsi untuk
mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita.
Sensor yang terkenal untuk mendeteksi
cahaya ialah LDR (Light Dependent
Resistor). Sensor ini akan berubah nilai
hambatannya apabila ada perubahan tingkat
kecerahan cahaya.
2.3.
Visual Basic.Net 2008
Visual Basic adalah salah satu bahasa
pemrograman
komputer.
Bahasa
pemrograman adalah perintahperintah yang
dimengerti oleh komputer untuk melakukan
tugas-tugas tertentu.
2.4.
ACS 712
Gambar 1 Papan Solar Cell
Solar Cell merupakan suatu kumpulan
sel fotovoltaic, dan juga dikenal oleh modul
fotovoltaic moniker. Solar cell dapat
mengubah intensitas sinar matahari menjadi
energi listrik. Panel surya / solar cell
menghasilkan arus yang digunakan untuk
mengisi baterai. Solar cell saat intensitas
cahaya berkurang (berawan, hujan, dan
mendung) arus listrik yang dihasilkan juga
akan berkurang. Dengan menambah panel
Gambar 3 Sensor Arus
Sensor arus dari keluarga ACS-712
ELC-05B adalah solusi untuk pembacaan
arus didalam dunia industri, otomotif,
komersil dan sistem-sistem komunikasi.
Sensor ini biasanya digunakan untuk
mengontrol motor, deteksi beban listrik,
switched-mode power supplies dan proteksi
beban berlebih.[2]
2.5. KYL-500S
4.
Flowchart
Gambar 4 KYL-500S
KYL-500S adalah sebuah modul
wireless transciever yang digunakan sebagai
wireless data transciever pada jarak dekat
dengan ukuran yang kecil, ringan, dan
konsumsi daya yang rendah dan dengan
stabilitas dan reliabilitas yang baik [2].
3.
Perancangan Sistem
Gambar 6 Flowchart sistem monitoring
5.
Pengujian dan Hasil Data
Data hasil pengujian merupakan data yang
diperoleh setelah pembuatan sistem
penelitian secara keseluruhan selesai dan
sesuai
dengan
konsep
yang awal
perencanaan. Dalam pengujian alat ini
dilakukan dengan dua metode, yaitu metode
dengan mekanik panel tetap dan metode
dengan mekanik panel bergerak.
Gambar 5 Blog diagram sistem
5.1. Perbandingan Vout Dan Intensitas Cahaya Matahari Antara Solar Cell Dengan
Pergerakan Dan Tanpa Pergerakan
Tabel 1.Tegangan otuput solar panel terhadap intensitas cahaya matahari
Nilai Rata-Rata
Vout Solar Cell
Dengan Kondisi
Bergerak (V)
Nilai Rata-Rata
Vout Solar Cell
Dengan Kondisi
Diam (V)
Intensitas Cahaya
Matahari Ratarata Dengan
Pergerakan
Intensitas
Cahaya
Matahari Ratarata Tanpa
Pergerakan
No
Pukul
(Wib)
1
7:00
22.47
24.4
3390
3675
2
7:30
26.83
27.1
13333
10940
3
8:00
29.30
28.35
19493
19000
4
8:30
31.33
30.95
34533
32400
5
9:00
34.93
32.85
56067
49400
6
9:30
34.73
32.95
55400
47400
7
10:00
34.47
34.35
55267
55700
8
10:30
34.43
33.1
54700
57100
9
11:00
35.17
27.75
57033
24275
10
11:30
33.13
32.2
48267
36300
11
12:00
34.97
31.9
54367
36800
12
12:30
34.47
30.75
53600
35300
13
13:00
31.97
30.45
38267
35350
14
13:30
32.33
28.8
41833
9800
15
14:00
32.40
28.9
39033
9650
16
14:30
34.30
28.3
39933
8200
17
15:00
34.27
28.75
52767
7585
18
15:30
34.03
28.55
52600
7485
19
16:00
30.27
27.7
24133
6095
20
16:30
30.47
27
27567
4245
21
17:00
28.20
24.8
18700
1955
22
17:30
24.27
11.3
12820
620
Tabel 1 diatas menunjukkan perbandingan ratarata V out dan Intensitas cahaya matahari yang
pengujiannya dilakukan selama 3 hari. Yaitu
pada tanggal 8 juli, 12 juli dan 13 juli. Data
diatas diambil di daerah Pekanbaru, Riau dan
lebih tepatnya rumbai. Dari tabel 4.3 tampak jelas
tegangan yang dihasilkan oleh solar cell dengan
menggunakan pergerakan konstan diatas 24V dan
sangat efektif untuk melakukan pengisian ulang
baterai seharian penuh. Dengan menggunakan
alat tanpa pergerakan juga dapat melakukan
pengisian baterai karena tegangan yang
dihasilkan konstan diatas 24 V, namun tegangan
yang dihasilkan oleh solar cell ini akan
mengalami penurunan dan hanya dapat bekerja
efektif menghasilkan energi listrik hanya sampai
pukul 17:00 Wib. Sepintas memang kondisi
kedua sistem memang efektif menghasilkan
energi listrik walaupun sistem tanpa pergerakan
mengalami penurunan yang signifikan. Hal ini
dikarenakan daerah dimana dilakukan pengujian
memang memiliki intensitas cahaya matahari
yang tinggi. Namun jika dibandingkan dari kedua
sistem tampak jelas solar cell yang menggunakan
system pergerakan lebih efektif dibandingkan
dengan sistem solar cell yang diam.
5.2. Perbandingan Antara Tegangan Rata-rata
Keluaran Solar Cell Terhadap Intensitas
Cahaya Matahari
Berdasarkan data yang terdapat pada tabel
1, terdapat nilai tegangan yang dihasilkan oleh
panel surya dan juga intensitas cahaya matahari.
Tampak jelas dari data tersebut besarnya energi
listrik yang dihasilkan oleh panel surya
dipengaruhi oleh besarnya intensitas cahaya
matahari. Tampak jelas antara intensitas cahaya
matahari dan energi listrik yang dihasilkan saling
berbanding lurus. Karena jika semakin tinggi
nilai intensitas cahaya matahari maka energi
listrik yang dihasilkan juga akan semakin besar.
Pada pengukuran kali ini diambillah satu
sampel dari solar cell dengan menggunakan
sistem pergerakan yang diambil berdasarkan
tabel 1. untuk dapat mempermudah agar dapat
melihat pengaruh dari intensitas cahaya matahari
terhadap tegangan yang dihasilkan oleh solar cell
dapat dilihat dari gambar 7.
Gambar 7 Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari
Terhadap Tegangan Yang Dihasilkan
Dari gambar diatas tampak jelas intensitas dan
tegangan yang dihasilkan saling berbanding
lurus. Namun terdapat penurunan tegangan yang
dihasilkan
sedangkan
intensitas
cahaya
mataharinya semakin tinggi. Hal ini dikarenakan
ada faktor lain yang mempengaruhi dari tegangan
yang dihasilkan oleh solar cell. Yaitu suhu pada
solar cell juga mempengaruhi dari performa solar
cell tersebut.
5.3. Pengujian Efektifitas Penerimaan Intensitas Cahaya Matahari
Tabel 2 Hasil Pengukuran Intensitas Cahaya Matahari
Hari Ke 3(13 Juli) Dengan Pergerakan
Hari ke 1(7 Juli) Tanpa Pergerakan
Pukul
Pengukuran
Intensitas Cahaya
Matahari Panel
1
7:00
2890
2920
3930
38000
2
7:30
3240
3310
3480
32200
3
8:00
10480
12300
15300
4420
4
8:30
14300
15560
28400
25700
5
9:00
60500
62900
49400
49400
6
9:30
46400
49900
42400
51200
7
10:00
48200
51200
68200
67300
8
10:30
51300
61300
57100
56100
9
11:00
54300
64000
42300
62300
10
11:30
48400
47400
36300
59400
11
12:00
45100
45100
31800
54100
12
12:30
42200
52200
31800
81200
13
13:00
35400
45400
38000
79600
14
13:30
43500
29400
9300
17000
15
14:00
60800
63300
9600
15400
16
14:30
42800
64000
8300
14800
17
15:00
63200
63800
7800
80900
18
15:30
30200
36100
7450
21300
19
16:00
12400
12800
6300
43400
20
16:30
28900
31800
4110
25500
21
17:00
11900
22100
1780
19700
22
17:30
1860
11300
-
-
No
Pengukuran Intensitas
Cahaya Matahari
Langsung
Pengukuran
Intensitas Cahaya
Matahari Panel
Pengukuran
Intensitas Cahaya
Matahari Langsung
Dari tabel 2 diatas dapat dibandingkan
antara pengukuran intensitas cahaya
matahrari di papan dan juga langsung
menghadap langsung ke matahari. Dari
data tersebut tampak jelas solar cell dengan
menggunakan metode pergerakan lebih
memaksimalkan intensitas cahaya matahari
yang ada dibandingkan dengan solar cell
dengan metode tanpa pergeraka. Hal ini
dapat dilihat bahwa intensitas cahaya
matahari yang diterima oleh solar cell yang
menggunakan metode pergerakan beda
tipis dengan intensitas cahaya matahari
yang diukur langsung berhadapan dengan
matahari. Ini menunjukkan bahwa solar
cell
dengan
menggunakan
metode
pergerakan dapat memaksimalkan besar
intensitas cahaya matahari yang ada. Dan
dapat dikatakan metode ini sangat efektif
memanfaatkan intensitas cahaya matahari
dibandingkan dengan metode diam yang
tidak maksimal memanfaatkan intensitas
cahaya matahari yang ada terutama diatas
pukul 13:00 Wib dikarenakan alat ini
bersifat diam dan membelakangi matahari
6.
6.2.
6.1.
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Setelah melakukan pengujian pada sistem
dan membuat analisa maka dapat disimpulkan :
1.
2.
3.
4.
Peningkatan intensitas cahaya matahari
mempunyai pengaruh yang signifikan
terhadap output tegangan yang dihasilkan
solar panel.
Sistem mekanik dengan panel bergerak
merupakan sistem yang lebih cocok untuk
memaksimalkan kinerja solar panel.
Penggunaan solar cell sangat efektif
menjadi sumber tenaga listrik baru karena
baterai yang dipakai akan selalu diisi dan
secara otomatis baterai tidak akan pernah
kosong dan umur baterai juga akan semakin
panjang.
Daerah Pekanbaru, khususnya Rumbai
mempunyai potensi yang cukup bagus untuk
menggunakan sistem ini, karena curah
intensitas
matahari dengan rata-rata
pengambilan data selama 8 hari 29678,603
LUX (tanggal 7, 8, 11, 12 dan 13 Juli 2012
serta 4, 5, 7 Agustus 2012).
Saran
Untuk menyempurnakan proyek akhir ini
maka ada beberapa saran dari penulis yaitu :
1. Alangkah baiknya media transmisi alat ini
menggunakan wireless yang lebih jauh
jangkauannya, karena alat ini dibuat agar
membuat alat-alat yang masih belum mandiri
menjadi mandiri.
2. Penggunaan sensor node yang lebih banyak
agar dapat memonitoring area yang luas
Daftar Pustaka
[1]
[2]
http://www.panelsurya.com
Sensor Arus Efek Hall ACS 712. Diamnbil
2
Desember
2011
http://ilmubawang.blogspot.com/2011/04/s
ensor-arus-efek-hall-acs721-hall.html
[2] Senjaya, Gandhy.2011, Prototype Wireless
Sensor Network (WSN) Sebagai Sistem
Pendeteksi Dini Kebakaran Hutan
Menggunakan Media Wireless, Pekanbaru:
Politeknik
Caltex
Riau