efisiensi panel surya untuk catu daya lampu jalan pada dinas

EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA
DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA
KOTA PALEMBANG
LAPORAN AKHIR
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Oleh:
NUR RATNASARI SAKINAH
0613 3031 0163
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2016
EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA
DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA
KOTA PALEMBANG
LAPORAN AKHIR
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
Oleh:
NUR RATNASARI SAKINAH
0613 3031 0163
Pembimbing I
Palembang,
Pembimbing II
2016
Carlos R.S, S.T., M.T.
NIP. 19640301 198903 1 003
Yessi Marniati, S.T.,M.T.
NIP. 19760302 200812 2 001
Mengetahui,
Ketua Jurusan
Teknik Elektro
Ketua Program Studi
Teknik Listrik
Yudi Wijanarko, S.T., M.T.
NIP. 19670511 199203 1 003
Mohammad Noer, S.S.T., M.T.
NIP. 19650512 199502 1 001
ii
MOTTO
“Ketetapan Allah pasti datang, maka janganlah kamu meminta agar
dipercepat (datang)nya – Alqur’an”
“Sesungguhnya pertolongan Allah itu dekat – Alqur’an”
Ku persembahkan untuk:

Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW

Kedua
orangtuaku
atas
do’a,
kasih
sayang
dan
kesabarannya dalam membesarkanku

Keluarga besar sebagai penyemangatku

Bapak
laporan
Carlos
akhir
dan
Ibu
yang
Yessi
telah
selaku
pembimbing
membimbingku
dalam
Listrik
yang
telah
angkatan
2013
penyusunan laporan akhir

Seluruh
dosen
Prodi
Teknik
memberikan pengajarannya kepada kami

Seluruh
teman
Teknik
Listrik
khususnya kelas 6LA

Teman seperjuangan Belva dan Dina atas semangat
dan dukungannya selama ini

Almamater tercinta Politeknik Negeri Sriwijaya
iii
ABSTRAK
EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU JALAN PADA
DINAS PERHUBUNGAN KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA
KOTA PALEMBANG
(2016 : xii + 48 Halaman + Daftar Pustaka + Lampiran)
Nur Ratnasari Sakinah
0613 3031 0163
Jurusan Teknik Elektro
Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Sriwijaya
Laporan akhir ini menganalisa pengaruh intensitas cahaya dan cuaca
terhadap besar efisiensi panel surya yang digunakan sebagai catu daya lampu
jalan. Objek yang digunakan dalam penelitian ini adalah tiga buah modul surya 50
WP. Perhitungan efisiensi dilakukan setelah pengumpulan data berupa
pengukuran terhadap intensitas cahaya pada permukaan panel surya, arus keluaran
dan tegangan keluaran beban. Penelitian dilakukan selama tiga hari mulai pukul
13.00 WIB hingga 15.00 WIB. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa intensitas
cahaya terbesar 48,1% dihasilkan saat cuaca mendung dengan intensitas cahaya
sebesar 25,47 Watt/m2, sementara nilai daya masukan terbesar yaitu 88,74 Watt
dan daya keluaran terbesar yaitu 26,00 Watt. Efisiensi menunjukkan performansi
panel surya dimana suhu ikut mempengaruhi efisiensi. Semakin besar intensitas
cahaya yang diterima panel surya, semakin tinggi suhu pada panel surya, maka
semakin kecil efisiensi panel surya.
Kata kunci : efisiensi, panel surya, catu daya, lampu jalan
iv
ABSTRACT
SOLAR PANEL EFFICIENCY FOR TRAFFIC LIGHT POWER SUPPLY
AT DEPARTMENT OF COMMUNICATION AND INFORMATION
PALEMBANG
(2016 : xiii + 48 Pages + Bibliography + Attachments)
Nur Ratnasari Sakinah
0613 3031 0163
Electrical Engineering Department
Electrical Engineering Study Program
State Polytechnic of Sriwijaya
This final report analyzed the effect of light intensity and weather toward
solar panel efficiency value. The object of this research are three pieces of 50 WP
solar modul. The calculation of efficiency did after data collecting that is
measuring of light intensity at the surface of solar panel, output current, and
output voltage. The research did for three days start at 13.00 WIB until 15.00
WIB. The result shows the highest efficiency is 48,1% produced at cloudy
weather with light intensity in amount of 25,47 Watt/m2, while the highest input
power is 88,74 Watt and the highest output power is 26,00 Watt. Efficiency shows
the solar panel performance where the temperature also influence the efficiency.
The increase of ligth intensity at the surface of solar panel, higher the temperature
of solar panel, therefore the efficiency value is reduced.
Keyword : eficiency, solar panel, power supply, traffic light
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji dan Syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang
telah memberi rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
laporan akhir ini. Sholawat beserta salam tak lupa kita sampaikan kepada
Junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW, beserta keluarganya, para
sahabatnya, dan para pengikutnya hingga akhir zaman. Pada kesempatan ini,
penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ayah dan Ibu
serta Adik-adikku yang tercinta dan tersayang yang selalu memberikan doa,
dukungan, dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini
yang berjudul “EFISIENSI PANEL SURYA UNTUK CATU DAYA LAMPU
JALAN
PADA
DINAS
PERHUBUNGAN
KOMUNIKASI
DAN
INFORMATIKA KOTA PALEMBANG”. Laporan akhir ini dibuat untuk
memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan
Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Carlos R.S, S.T., M.T. Selaku Pembimbing I
2. Ibu Yessi Marniati, S.T.,M.T. Selaku Pembimbing II
Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehatnya kepada penulis
dalam menyelesaikan laporan akhir ini.
Penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak mungkin
laporan akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Penulis juga
menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat :
1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwijaya.
2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.
3. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Sekretaris Jurusan Teknik
vi
Elektro.
4. Bapak Mohammad Noer, S.S.T., M.T.
selaku Ketua Program Studi
Teknik Listrik.
5. Seluruh dosen Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya atas semua
bantuan yang diberikan dalam kelancaran laporan akhir ini.
6. Bapak Aldrin, Bapak Hermansyah dan para pegawai di Dinas
Perhubungan Komunikasi dan Informatika Kota Palembang khususnya
bagian TJR yang telah membantu selama pengambilan data di lapangan.
7. Teman-teman seperjuangan khususnya kelas 6LA yang telah memberikan
doa, dukungan, dan semangat dalam menyelesaikan laporan akhir ini.
Dalam penulisan laporan akhir ini penulis menyadari masih banyak
terdapat kekurangan baik dalam segi penulisan maupun isi. Oleh sebab itu,
penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran guna kebaikan bersama di
masa yang akan datang.
Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi
kita semua, khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi
Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang, Agustus 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ..............................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................
ii
MOTTO ...................................................................................................
iii
ABSTRAK ...............................................................................................
iv
ABSTRACT .............................................................................................
v
KATA PENGANTAR ............................................................................
vi
DAFTAR ISI ...........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
x
DAFTAR TABEL ..................................................................................
xi
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................
xii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ..................................................................... 2
1.3 Tujuan dan Manfaat ..................................................................... 3
1.3.1 Tujuan ................................................................................ 3
1.3.2 Manfaat .............................................................................. 3
1.4 Batasan Masalah .......................................................................... 4
1.5 Metode dan Teknik Pengumpulan Data ...................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................. 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Sumber Energi .............................................................. 6
2.1.1 Energi Konvensional ......................................................... 6
2.1.2 Energi Terbarukan ............................................................. 8
2.2 Tenaga Surya ............................................................................... 10
viii
2.2.1 Radiasi Tenaga Surya ........................................................ 11
2.2.2 Distribusi Radiasi Matahari ............................................... 13
2.2.3 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Surya .................. 15
2.3 Sel Surya (Solar Cell) dan Prinsip Kerjanya ................................ 17
2.3.1 Karakteristik Modul Surya ................................................ 20
2.3.2 Jenis Solar Cell .................................................................. 22
2.4 Traffic Light ................................................................................ 25
2.5 Catu Daya ................................................................................... 27
2.6 Perhitungan Daya Masukan dan Daya Keluaran ......................... 29
2.7 Efisiensi Sel Surya ...................................................................... 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Peralatan ..................................................................................... 33
3.2 Bahan .......................................................................................... 34
3.3 Prosedur Penelitian ...................................................................... 35
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Hasil ............................................................................................ 38
4.1.1 Grafik Hasil Pengukuran ................................................... 41
4.1.2 Tabel Hasil Perhitungan ................................................... 42
4.1.3 Perhitungan Efisiensi Panel Surya ..................................... 43
4.2 Pembahasan ................................................................................ 44
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 47
5.2 Saran ........................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema pembangkit listrik ............................................................... 7
Gambar 2.2 Cahaya matahari yang jatuh ke permukaan modul surya ............... 11
Gambar 2.3 Hubungan sudut ketinggian dan azimuth matahari ........................ 12
Gambar 2.4 Distribusi radiasi matahari ............................................................. 14
Gambar 2.5 Baterai penyimpan energi ............................................................... 16
Gambar 2.6 Skema sel fotovoltaik ..................................................................... 17
Gambar 2.7 Panel surya ..................................................................................... 18
Gambar 2.8 Hubungan modul surya dengan ketinggian matahari ..................... 19
Gambar 2.9 Efek geometri sinar matahari ......................................................... 20
Gambar 2.10 Pengaruh tingkat radiasi pada I-V sel surya ................................. 21
Gambar 2.11 Sel surya jenis Mono-crystalline .................................................. 22
Gambar 2.12 Sel surya jenis Poly-crystalline .................................................... 23
Gambar 2.13 Sel surya jenis Amorphous ........................................................... 23
Gambar 2.14 Jenis semi-konduktor silikon ........................................................ 24
Gambar 2.15 Sistem lalu lintas dengan tenaga matahari ................................... 26
Gambar 2.16 Rangkaian pengatur distribusi tegangan dari panel surya ke
rangkaian ...................................................................................... 27
Gambar 3.1 Konstruksi lampu pengatur lalu lintas dengan panel surya sebagai
catu daya ......................................................................................... 32
Gambar 3.2 Diagram alir (flow chart) tahapan kegiatan penelitian ................... 37
Gambar 4.1 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus ..................................... 39
Gambar 4.2 Grafik hubungan arus dan tegangan (17 Februari 2016).. .............. 41
Gambar 4.3 Grafik hubungan arus dan tegangan (18 Februari 2016) ................ 41
Gambar 4.4 Grafik hubungan arus dan tegangan (19 Februari 2016) ................ 42
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Data spesifikasi modul surya ........................................................... 38
Tabel 4.2 Data pengukuran panel surya (17 Februari 2016) .............................. 40
Tabel 4.3 Data pengukuran panel surya (18 Februari 2016) .............................. 40
Tabel 4.4 Data pengukuran panel surya (19 Februari 2016) .............................. 40
Tabel 4.5 Data perhitungan panel surya (17 Februari 2016) ............................. 42
Tabel 4.6 Data perhitungan panel surya (18 Februari 2016) ............................. 43
Tabel 4.7 Data perhitungan panel surya (19 Februari 2016) ............................. 43
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir (LA)
Lampiran 2 Lembar Bimbingan Laporan Akhir (LA)
Lampiran 3 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir (LA)
Lampiran 4 Surat Izin Pengambilan Data pada Dinas Perhubungan Komunikasi
dan Informatika Kota Palembang
Lampiran 5 Formulir Peminjaman Alat Laboratorium
xii