Jurnal Elektro dan Telkomunikasi
PENINGKATAN PENANGKAPAN CAHAYA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
SURYA MENGGUNAKAN EMPAT TITIK
BERBASIS MIKROKONTROLER
Zulkarnain Lubis1.
Solly Aryza2 Staf Pengajar Fakultas Sains dan Tekhnologi.
Universitas Pembangunan Panca Budi.
Medan.
Indonesia
ABSTRAK
Solar cell merupakan sebuah alat yang mengkonversi radiasi dari sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung, yang disebut juga dengan photovoltaic.
Modul Surya ( Photovoltai.
, berfungsi mengubah energi matahari menjadi arus listrik DC yang diteruskan ke alat BCU (Battery Control Uni.
untuk selanjutnya disimpan pada baterai.
Solar panel tracking merupakan mekanisme penjejak panel surya agar menghasilkan cahaya matahari yang sempurna dengan mampu melacak dan mengikuti arah sinar matahari agar solar cell selalu tegak lurus dengan sinar matahari agar nilai guna matahari yang diterima sel surya lebih optimum.
Setiap meter persegi luas permukaan panel surya yang menghadap matahari secara langsung dengan mengatur pergerakan motor, panel surya dapat menyerap sekitar 1000 W energy dari matahari .
engan perkiraan daya gunanya mencapai 100.
Kapasitas energi surya yang terdapat di Indonesia sangat besar yakni sekitaran angka 4.
8 KWh/m2 atau bahkan setara dengan 112.
000 GWp, akan tetapi yang sudah dimanfaatkan dan dipergunakan baru sekitar sebesar 10 MWp Kata Kunci : panel surya, sinar matahari, energi, photovoltaic PENDAHULUAN Solar panel tracker adalah rangkain yang dapat melacak dan mengikuti arah pergerakan dari matahari agar solar cell selalu tegak lurus dengan matahari dan supaya intensitas matahari yang diterima sel surya lebih maksimum, yaitu dengan mengatur pergerakan motor.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka perlu untuk membuat solar tracker yang dirancang secara otomatis untuk menggerakkan modul solar cell agar dapat tegak lurus terhadap cahaya matahari sehingga mampu menyerap cahaya matahari secara Rancang bangun sistem tracking panel surya berbasis mikrokontroler arduino merupakan sesuatu alat yang digunakan untuk mengikuti arah pergerakkan matahari setiap jamnya, mulai dari terbit hingga terbenamnya matahari.
Pergerakkan panel surya diatur setiap jam dengan sudut yang telah diuji, sehingga posisi panel surya selalu tegak lurus dengan arah datangnya sinar matahari.
Berdasarkan uraian diatas, maka pada penelitian ini akan dibuat sistem tracking panel surya berbasis mikrokontroler arduino.
Sistem tracking ini berfungsi menggerakkan panel surya mengikuti pergerakkan dari sinar matahari berdasarkan waktu.
TINJAUAN PUSTAKA
Solar cell merupakan sebuah alat yang mengkonversi radiasi dari sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung, yang disebut juga dengan photovoltaic.
Photovoltaic adalah teknologi yang berfungsi untuk mengubah atau mengkonversi radiasi matahari menjadi energi listrik secara Solar panel tracking merupakan mekanisme penjejak panel surya agar menghasilkan cahaya matahari yang sempurna dan solar panel tracker adalah rangkain yang mampu melacak dan mengikuti arah sinar matahari agar solar cell selalu tegak lurus dengan sinar matahari agar nilai guna matahari Jurnal Elektro dan Telkomunikasi yang diterima sel surya lebih optimum, yaitu dengan mengatur pergerakan motor.
Modul Surya ( Photovoltai.
, berfungsi mengubah energi matahari menjadi arus listrik DC yang diteruskan ke alat BCU untuk selanjutnya disimpan pada baterai.
Modul surya terdiri dari beberapa sel surya (Solar cel.
yang disambung secara seri untuk menghasilkan system tegangan tertentu METODOLOGI PENELITIAN Struktur Dan Diskripsi Komponen Inti Berikut adalah diskripsi dari komponen yang digunakan pada alat solar tracker ini dijelasakan seperti di bawah yaitu:
Power supply Yang dimaksud power supply ialah yang menggunakan dua buah baterai yang diletakkan pada bagian yang statis atau yang tidak ikut bergerak pada alat solar tracker tersebut.
Mikrokontroler Mikrokontroler yang digunakan pada alat ini adalah ATmega1328.
Atmega328 ialah mempunyai 20 digital input/output port RX dan TX, 8 analog input port A0 A7, 1 level serial port sebagai port pengirim dan penerima, mendukung power supply dari 3,3 V Ae 12 V , bisa menggunakan batrai dari port VIN, 16 MHZ clock frequency, menggunakan mikrokontroler ini sama dengan menggunakan arduino uno, hanya saja cuma beda kemasan.
Sensor LDR Sensor Cahaya LDR .
ight dependent Resisto.
merupakan salah satu tipe resistor yang dapat berubah- ubah resistansinya jika mengalami perubahan penyerapan cahaya matahari.
Besarnya nilai dari hambatan pada sensor cahaya LDR .
ight dependent resisto.
terlihat dari besar kecilnya cahaya yang diserap oleh LDR itu LDR Sering disebut juga dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang responsif terhadap cahaya Arduino Arduino yang dipakai disini adalah arduino nano.
Arduino Nano ialah merupakan salah satu komponen varian dari produk papan mikrokontroller keluaran Arduino.
Arduino Nano ialah papan Arduino paling kecil, menggunakan mikrokontroller Atmega yang dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B.
Relay Relay ialah merupakan suatu komponen elektronika yang dapat berfungsi sebagai salah satu penyambung atau memutus suatu aliran dari arus energi listrik yang diperintahkan dengan cara memberi tegangan dan arus tertentu pada koilnya.
Motor DC Motor arus searah .
otor DC) ialah sebuah komponen mesin yang dapat mengkonversikan energi listrik arus searah menjadi energi mekanis Perakitan Solar Cell Empat Titik Pada perakitan di tahap ini penulis menggunakan solar cell sebagai komponen utama.
Penulis menggunkan arduino sebagai otak untuk menggerakkan alat tersebut.
Sensor LDR Jurnal Elektro dan Telkomunikasi dipergunakan untuk menangkap datangnya cahaya matahari.
Relay merupakan sebagai salah satu penyambung atau memutus suatu aliran.
Motor DC dapat mengkonversikan energi listrik arus searah menjadi energi mekanis agar dapat berputar.
Sistem ini dirancang sesuai dengan diagram blok yang dapat dilihat dibawah ini :
Sensor LDR 1 Relay 1 Sensor LDR 2 Relay 2 Arduino Nano Relay 3 Sensor LDR 3 Relay 4 Sensor LDR 4 Solar Cell Motor DC Gambar 1 Blok Diagram Rangkaian Pada gambar diagram blok di atas bermulai dari sel surya/solar cell sebagai sumbernya.
Yang mana keluarannya dari panel surya berupa tegangan (V.
dan arus (I.
yang berasal dari intensitas cahaya matahari.
Output dari panel surya dialirkan ke regulator sebagai penyetabil charging baterai, yang mana baterai adalah sebagai sumber dari load.
Untuk sensor Light Dependent Resistor (LDR) akan mendeteksi nilai dari intensitas cahaya yang akan mengirim sinyal pada mikrokontroler Arduino yang berfungsi sebagai kontroler.
Keempat sensor LDR tersebut mendeteksi cahaya yang akan diterima oleh arduino nano, arduino nano sebagai pengontrol yang telah di tentukan untuk menggerakkan panel surya melalui relay 1, relay 2, relay 3, dan relay 4.
Ke empat relay tersebut berfungsi sebagai mengaktifkan putaran motor terhadap panel surya.
Perancangan Mekanik Perancangan mekanik pada tahap ini dilakukan dengan memperlihatkan bentuk desain kontrol kendali pada listrik tenaga panas matahari, diperlukan beberapa komponen yang akan digunakan dalam perancangan alat tersebut.
Komponen Ae komponen ini mempunyai fungsinya masing Ae masing yang dapat memudahkan kontrol kendali dalam listrik tenaga panas matahari dalam memudahkan tugasnya masing Ae masing.
Dapat dilihat dalam beberapa komponen inti yang digunakan dalamt perancangan mekanik tersebut dapat dilihat pada table dibawah ini :
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Table 1 Komponen Inti Pada Perakitan Solar Cell N0.
Nama Komponen Jumlah Spesifikasi Panel surya 1 pcs 20 Wp Arduino Nano 1 pcs ATmega 328 Light Dependent Resistor 4 pcs Modul LDR 4 pcs 4 Kaki Relay 4 pcs Modul Relay 4 pcs 4 Relay Motor DC 2 pcs Batrai 1 pcs SCC (Solar Charger Controlle.
1 pcs
12 V / 24 V
Power Supply 1 pcs Alat Ae alat yang dilakukan untuk melakukan perancangan konsektaktor pada cahaya matahari adalah sebagai berikut :
Tabel 2 Alat Ae Alat yang Digunakan Dalam Pembuatan Solar Cell N0.
Nama Komponen Solder Avometer Adaptor Obeng Jumlah 1 pcs 1 pcs 1 pcs 1 pcs Pemasangan Komponen Komponen Ae komponen yang digunakan dapat dihubungkan sesuai dengan tata letak komponen dan layout sehingga tidak terjadi salah dalam pemasangan, atau hal- hal yang tidak diinginkan.
Tata letak bahan diletakkan sebaik mungkin agar penelitian ini dapat berjalan dengan sebaiknya dan dengan sesuai yang diharapkan.
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Flowchart Gambar 2 Flowchart Dari gambar flowchart diatas penulis dapat menjelaskan Mulai Inisialisasi port pada program Sensor 1 mendeteksi cahaya? Jika iya, relay 1 akan bekerja.
Sensor 2 mendeteksi cahaya? Jika iya, relay 2 akan bekerja.
Sensor 3 mendeteksi cahaya? Jika iya, relay 3 akan bekerja.
Sensor 4 mendeteksi cahaya? Jika iya, relay 4 akan bekerja.
Relay akan memerintahkan motor agar bekerja Apakah motor bekerja dalam pemograman? Jika motor bekerja maka Secara otomatis motor akan bergerak kearah datangnya cahaya secara perlahan, jika sensor atau pun relay tidak bekerja maka perlu dilakukan pemeriksaan ulang pada setiap port rangkaian atau pemeriksaan pada inisialisasi program.
Selesai.
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rancangan Tracker Pembangkit Listrik Tenaga Surya Menggunakan Empat Titik Dalam sistem tracking pada intesitas cahaya matahari dibagi menjadi dua jenis yaitu satu sumbu dan dua sumbu.
Pada sistem tracking satu sumbu ialah mempunyai metode dimana modul solar cell tersebut mendeteksi cahaya matahari dari arah timur ke barat menggunakan satu titik poros, sedangkan pada sistem tracking dua sumbu menggunakan dua titik poros untuk menjejak cahaya matahari dari timur ke barat dan dari utara ke selatan.
Sistem tracking satu sumbu terbagi lagi menjadi tiga jenis yaitu sumbu vertikal, sumbu horizontal dan sumbu miring.
Sedangkan sistem tracking dua sumbu dan dua jenis.
Pada penelitian alat ini, penulis menggunakan dua sumbu serta menggunakan kontrol dan pemrograman mikrokontroller arduino sebagai pengolahan data yang di dapat dari sensor Untuk intesitas pada cahaya matahari yang mengenai sensor ldr dapat membuat nilai resistansinya dapat berubah sehingga dapat mempengaruhi nilai tegangan untuk diinformasikan ke analog input mikrokontroller tersebut.
Pada penelitian ini penulis ingin membuktikan bahwasannya alat ini mampu mencari dan mendeteksi arah datanganya cahaya matahari.
Modul solar cell ditempatkan di atas penyangga yang akan bergerak mengikuti arah datangnya cahaya matahari.
Modul solar cell
yang digunakan adalah jenis polykristallin dengan spesifikasi yang dapat dilihat pada tabel 3
Tabel 3 Spesifikasi modul solar cell
Module Type
SP -20-P36
Rated Max.
Power (Pma.
Current at Pmax (Im.
Voltage at Pmasx(Vm.
Short Ae Circuit Current (Is.
Open Circuit Voltage (Vo.
Dimension .
Number of cells Max.
System Voltage Temperature Range -45AC- 80AC
490*350*25
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Gambar 2 Rangkaian Panel Surya Tracker 4 Titik Perakitan Rangkaian Relay Pada Solar Cell Empat Titik Ini secara sederhana bekerja sebagai saklar pada suatu rangkaian listrik.
Relay yang kini ada pada umumnya biasanya digunakan pada rangkaian AC maupun DC sesuai dengan petunjuk pemakaian dan penggunaannya.
Kebanyakan, pada relay bertuliskan jenis relay tersebut apakah berfungsi untuk listrik AC atau listrik DC.
Pada zaman sekarang ini, tersedia relai dalam berbagi bentuk dan ukuran.
Biasanya, untuk lebih mudah dapat dibedakan dengan berdasarkan jumlah kaki relay yang ada.
Gambar 3 Rangkaian Relay Dapat diartikan ialah bahwa relay dapat berfungsi sebagai untuk memutus dan menyambungkan arus listrik dalam sebuah rangkain.
Rangkaian diatas menjelaskan bahwa relay disambungkan kepada motor dan juga LDR.
Agar relay dapat memutuskan dan menyambungkan arus pada motor dan LDR tersebut Gambar 4 Rangkaian Keseluruhan Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Efek Solar Cell Tracker Terhadap Cahaya Matahari Kemiringan Module Solar Cell Pada Empat Titik Menguji kemiringan terhadap module surya cell terhadap posisi datangnya matahari, merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk dapat mengetahui kemampuan suatu alat tracking terhadapt suatu cahaya untuk mengarahkan permukaan module surya cell agar dapat tegak lurus .
embentuk sudut 90A) dengan sudut saat datangnya cahaya matahari dengan diberbagai arah.
Pengujian kemiringan mengukur sudut permukaan modul solar cell dan sudut datangnya cahaya matahari terhadap solar cell ini dapat penulis gunakan dengan menggunakan busur derajat.
Gambar 5 Sudut Kemiringan Pada Jam 09.
Gambar 6 Sudut Kemiringan Pada Jam 10.
Gambar 7 Sudut Kemiringan Pada Jam 11.
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Gambar 8 Sudut Kemiringan Pada Jam 12.
Gambar 9 Sudut Kemiringan Pada Jam 13.
Gambar 10 Sudut Kemiringan Pada Jam 14.
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Gambar 11 Sudut Kemiringan Pada Jam 15.
Gambar 12 Sudut Kemiringan Tanpa Tracker Karena panjang 0N=0A maka segitiga yang terbentuk adalah segitiga siku siku sama Besar sudut yang dibentuk adalah Sudut A0B=sudut0 dimana Sudut A0B=90 0 karena berputar A lingkaran = A x 3600 =900.
Titik A berpindah ke titik B sebanyak 7 kali pengukuran dimulai dari jam 09.
00 sampai dengan jam 15.
00, maka 1 klai berpindah = 90 0 /7 = 12,80 ,untuk disetiap perpindahan sudut yang diinginkan.
Jadi setiap kali panel surya bergerak hingga 12,80.
Tabel 4 Table Sudut Yang Didapat Dari Hasil Penelitian Jam Sudut Yang Didapat Pada Penelitian Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Pengujian Relay Pada percobaan ini penulis menggunakan 4 buah relay dengan masing Ae masing tegangan relay 5 volt 5 kaki sebagai driver.
Pengujian dilakukan dengan cara memberikan tegangan positif dan negative pada relay.
Sehingga tegangan yang diterima relay adalah 12 V dan tidak ada teganga adalah 0 V.
Pengujian Modul LDR (Light Dependent Resisto.
LDR merupakan jenis Resistor yang nilai hambatannya atau pun nilai dari resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya.
Nilai Hambatan dari LDR tersebut akan menurun pada saat cahaya yang diterima terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam keadaan kondisi gelap.
Pengukuran ini dilakukan pada titik VCC dan output pada sensor yang dihubungkan dengan grounding.
Data hasil pengukuran tegangan output .
LDR diperoleh menggunakan alat multimeter sebagai berikut.
Tabel 6 Hasil Pengukuran Tegangan LDR
LDR ke Terminal Kaki
Hasil Ukur/Tegangan i VCC
GND
DOTA (DO)
VCC
GND
DOTA (DO)
VCC
GND
DOTA (DO)
VCC
GND
DOTA (DO)
Dilihat dari tabel diatas menerangkan bahwasannya jika hasil tegangan di kaki VCC 5 V.
GND 0 V.
DOTA (DO) 0 V, tegangan tersebut menjelaskan bahwa LDR sedang lagi bekerja dan ketiga LDR lainnya tidak lagi bekerja.
Pengujian Solar Cell Pada Empat Titik Pengambilan data solar cell ini diambil pada suhu 26AC dengan hasil keluaran modul solar cell dilakukanpada jam 09.
00 sampai dengan jam 15.
Alat yang digunakan dalam pengukukuran keluaran modul solar cell ini adalah dengan multimeter.
Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Tabel 7 Hasil Pengukuran Solar Cell Menggunakan Tracker Jam Tegangan Penulis ingin meneliti pengukuran menggunakan tanpa tracker dan peneliti ingin mengetahui mana lebih baik menggunakan tracker atau menggunakan tanpa tracker.
Hasil pengukuran solar cell tanpa tracker dapat dilihat pada table dibawah ini Tabel 8 Hasil Pengukuran Solar Cell Tanpa Tracker Dengan Suhu 26AC Jam Tegangan Pengujian Batrai Pengambilan data pada batrai ini dengan hasil keluaran pada batrai dilakukan pada saat 00 sampai dengan jam 15.
Alat yang digunakan dalam pengukukuran keluaran baterai ini adalah dengan menggunakan multimeter.
Tabel 9 Hasil Pengukuran Batrai Tanpa Tracker Jam Tegangan Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Tabel 10 Hasil Pengukuran Batrai Menggunakan Tracker Jam Tegangan Dapat dilihat dari kedua table diatas bahwasannya tegangan yang dihasilkan dengan menggunakan tracker lebih baik dari pada tanpa tracker dan dapat dilihat dari kedua table diatas pada 13.
00 sampai dengan jam 15.
00 perubahan tegangan menurun Coding Pemograman Gambar 13 Coding Pemograman Gambar 14 Coding Pemograman Jurnal Elektro dan Telkomunikasi Gambar 15 Coding Pemograman Gambar 16 Coding Pemograman KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dari penulis pada alat tracker pembangkit listrik tenaga surya di empat titik menjelaskan bahwa panas yang maksimal yang dihasilkan adalah pada saat di jam 09.
00 dengan tegangan yang dihasilkan 19 V Prototipe solar tracker berbasis Arduino nano dengan sensor cahaya LDR dapat mengarahkan solar panel surya pada matahari dengan mengikuti orientasi matahari Solar cell menggunakan tracker lebih baik dari pada menggunakan tanpa tracker Tegangan yang dihasilkan batrai dengan menggunakan tracker lebih baik dari pada tanpa tracker, dapat dilihat pada saat dijam 13.
00 sampai dengan jam 15.
00 dengan menggunakan tracker dan dengan menggunakan tanpa tracker perubahan tegangan Jurnal Elektro dan Telkomunikasi
REFERENCES