Perancangan Solar Cell untuk Kebutuhan Energi Listrik pada Kapal Nelayan
Adelia A Zamista Program Studi Teknik Industri, Sekolah Tinggi Teknologi Dumai Jl. Utama Karya Bukit Batrem II Email: alfadelia17@gmail.com

## ABSTRAK
Sumber  penghasil  energi  listrik  tak  terbarukan  semakin  lama  semakin  menipis, sehingga  kelangsungan  untuk  distribusi  listrik  akan  terhambat,  dan  semakin meningkatnya  biaya  yang  diperlukan  untuk  menghasilkan  energi  listrik. Untuk mengatasi  kesulitan  ini,  perlu  dicari  sumber  alternatif  penghasil  energi  listrik. Sumber  penghasil  energi  listrik  alternatif  ini  salah  satunya  adalah  menggunakan cahaya  matahari.  Alat  yang  dapat  mengkonversikan  cahaya  matahari  menjadi energi  listrik  adalah solar  cell. Nelayan  yang  pergi  melaut  berhari-hari  (dalam rentang waktu 3 – 7 hari) tentu memerlukan sumber energi listrik selama berlayar. Sumber  energi  listrik  yang  terbarukan,mudah  diisi  ulang,  dan  tidak  rentan kehabisan daya ketika melaut sangat diperluan nelayan. Maka solar cell sebagai alat yang dapat mengkonversi cahaya matahari menjadi energi listrik dianggap  sebagai sumber  energi  listrik  alternatif  yang  paing  tepat  diterapkan  pada  kapal  nelayan. Penelitian  ini  merancang solar  cell yang  diterapkan  pada  miniatur  kapal  nelayan. Dari perancangan solar cell untuk kebutuhan listrik pada kapal nelayan yang telah di lakukan pada kapal miniatur dengan ukuran solar panel 10 wp, inverter 150 watt dan  baterai  10  Ah/12  volt,  dengan  cuaca  temperatur  30 o C  dapat  mengisi  baterai penuh  selama    8 jam,  dengan  daya pada  baterai  dapat menyalakan  lampu  15  watt selama  5 jam  20 menit.  Dengan  perancangan  ini  kapal  nelayan  bisa menggunakan solar cell .
Kata kunci: solar cell, energi listrik, kapal nelayan.

## ABSTRACT
Non-renewable  sources  of  electrical  energy  are  getting  thinner,  so  that  the sustainability  of  the  electricity  distribution  will  be  hampered,  and  caused    the increasing costs required to generate electrical energy. To overcome this difficulty, it is necessary  to  find  an  alternative  source  of  electrical  energy.  One  of  the  kind  of alternative source of electrical energy  is using sunlight. Tool that can convert sunlight into electrical energy is solar cell. Fishermen who go to sea for days (within 3 - 7 days) would  need  a  source  of  electrical  energy  during  sailing.  Renewable  energy  sources, easily rechargeable, and not susceptible to run out of power when their  going to sea. So solar cell as a tool that can convert sunlight into electrical energy is considered as an alternative energy source  that really appropriate to applied in fishing boats. This research designed solar cell that applied to miniature of fishing boat with 10 wp solar panel size, 150 watt inverter and 10 Ah / 12 volt battery, with temperature of 30 C can fully charge battery for 8 hours, with power On battery can turn on 15 watt lamp for 5 hours 20 minutes. By designing this, concluded that fishing boat can use solar cell.
Keywords: solar cell, electricity, fishing boats

## Pendahuluan
Persedian  energi    khususnya  energi  listrik  merupakan  salah  satu  masalah utama yang dihadapi oleh hampir seluruh negara di dunia. Hal ini mengingat bahwa energi  listrik  merupakan  salah  satu  faktor  utama  bagi  terjadinya  pertumbuhan ekonomi   suatu  negara.  Permasalahan  energi  menjadi  semakin  kompleks  ketika kebutuhan yang meningkat akan energy listrik dari seluruh negara di dunia untuk menopang  pertumbuhan  ekonominya  justru  membuat  persediaan  cadangan  energi konvensional menjadi semakin sedikit.
Upaya  mengatasi  kesulitan  ini  maka  dicari  sumber  alternatif  penghasil energi  listrik.  Salah  satu  sumber  penghasil  energi  listrik  alternatif  yaitu menggunakan cahaya matahari. Dengan bantuan alat yang dapat mengkonversikan cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik  maka  matahari  menjadi  sumber  alternatif energi listrik yang paling menjanjikan, karena cahaya matahari sebagai sumberdaya terbarukan dan tidak berbayar. Alat yang dapat mengkonversikan cahaya matahari menjadi energi listrik adalah solar cell.
Kebutuhan  akan  energi listrik juga merupakan  kebutuhan  yang  menglobal, tidak terbatas pada daerah ataupun jenis pekerjaan tertentu. Siapapun manusianya dan apapun pekerjaannya pada era ini membutuhkan energi listrik, tidak terkecuali nelayan.  Sebagian  besar  mata  pencarian  di  kabupaten  Bengkalis  khususnya  di kecamatan  Bukit  Batu  adalah  nelayan.  Umumnya  nelayan  melaut  saat  malam dengan waktu berpergian menangkap ikan 1 hari sampai 3 hari bahkan sampai satu minggu dilautan, sehingga membutuhkan penerangan. Minimnya penerangan pada malam hari membuat para nelayan jadi terganggu
Hasil observasi dilapangan menunjukkan bahwa para nelayan di kecamatan Bukit Batu menggunakan lampu senter ataupun lampu neon dengan sumber tenaga baterai  untuk  penerangan  disaat  melaut.  Jenis  penerangan  senter  ataupun  lampu neon dengan tenaga batrai ini terdapat beberapa kekurangan, salah satunya apabila daya baterai yang digunakan telah berkurang maka baterai harus di carger kembali untuk  menambah  energi.  Sedangkan  saat  melaut  dengan  jangka  waktu  panjang seperti 3 hari sampai seminggu dilautan nelayan tidak dapat melakukan carger dan masalah tidak tersedianya energi listrik ketika melaut akan menyebabkan kesulitan bagi nelayan. Untuk mengatasi hal ini dirasa perlu untuk merancang sumber energi listrik alternatif yang dapat digunakan pada kapal nelayan, yaitu dengan merancang penerapan solar cell untuk memenuhi kebutuhan energi listrik pada kapal nelayan.

## Metode Penelitian
Pada penelitian ini dibuat model perahu nelayan yang akan menggunakan tenaga surya  sebagai  sumber  listrik  untuk  penerangan  perahu.  Dimensi  perahu ,  dengan  ukuran solar  cell Batasan-
batasan  pada  penelitian  yang  dilakukan  yatitu:  1) solar  cell hanya  digunakan  sebagai sumber listrik yang digunakan khususnya untuk penerangan kapal nelayan, bukan sebagai sumber  daya  penggerak  kapal,  2)  perahu  yang  digunakan  adalah  miniatur  yang
menggunakan bahan kayu triplek, 3) jenis solar cell solar cell yang digunakan adalah solar cell tipe polycristaline berukuran  10  WP  dengan  kapasitas  pengisian  baterai  10 watt/jam, charger  controler type  10I  (10A,12V/24V), inverter berukuran  150  W  (DC 12V to AC 220V) dan baterai berukuran 10 AH(12V).
Perancangan  yang  telah  dibuat  sesuai  dengan  langkah-langkah  pembuatan kemudian  dilakukan  dengan  pengujian  alat  tersebut,  setelah  diuji  kemudian  di analisa terhadap perancangan yang dibuat.

## Hasil dan Pembahasan
Nelayan  adalah  orang  yang  hidup  dari  mata  pencaharian  hasil  laut.  Di Indonesia  para  nelayan  biasanya  bermukin  di  daerah  pinggir  pantai  atau  pesisir laut.  Komunitas  nelayan  adalah  kelompok  orang  yang  bermata  pencaharian  hasil laut dan tinggal didesa-desa atau pesisir (Sastrawidjaya. 2002).
Dilihat  dari  teknologi  peralatan  tangkap  yang  digunakan  dapat  dibedakan dalam dua katagori, yaitu nelayan modern dan nelayan tradisional. Nelayan modern mengunakan  teknologi  penangkapan  yang  lebih  canggih  dibandingkan  dengan nelayan  tradisional.  Ukuran modernitas bukan  semata-mata  karena  pengunaan motor  untuk  mengerakkan  perahu,  melainkan  juga  besar  kecilnya  motor  yang digunakan  serta  tingkat  eksploitasi  dari  alat  tangkap  yang  digunakan.  Perbedaan modernitas teknologi alat tangkap juga akan berpengaruh pada kemampuan jelajah operasional mereka (Imron, 2003).
Berdasarkan  sumber  dari  data  kapal  yang  telah  diperoleh  dari  nelayan pancang  cermal  Bukit  Batu    maka  peneliti  terfokus  pada  kapal  3  karena  pada umumnya  nelayan  pancang  cermal  bukit  batu  memiliki  kapal  yang  sama  dengan spesifikasi  kapal  ukuran  kapal:  1)  panjang  kapal:
,  2)  lebar  kapal: ,  3) tinggi  kapal: .  Dari  ukuran  kapal  sebenenarnya  ini  dibuatlah  miniatur  kapal
Dimensi perahu .
Gambar 1. Kapal Nelayan
Kapal  nelayan  ini  umunya  melaut  selama    hari  dan  menggunakan  sumber energi listrik berupa baterai   untuk emmenuhi kebutuhan  peneranagn  dan  sumber
energi  listrik  selama  melaut.  Namun  penggunaan  baterai  sebagai  sumber  energi listrik  di  saat  melaut  dalam  durasi  3  hari  diamati  tidak  efisien  karena  adanya kemungkinan  baterai  kehabisan  daya  saat  melaut.  Untuk  itulah  sumber  energi listrik  alternatif  diperlakuan.  Dan  dalam  penelitian  ini  sumber  energi  listrik alternatif yang digunakan adalah sollar cell .
Solar  Cell adalah  seperangkat  alat  listrik  yang  mengubah  energi  cahaya langsung  menjadi  energi  listrik . Solar  Cell terdiri  dari  persambungan  bahan semikonduktor yang jika tertimpa sinar Matahari maka akan terjadi aliran elektron. Aliran elektron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik.
Bahan Solar Cell sendiri terbuat dari kaca pelindung dan material adhesive transparan  untuk  menyerap  cahaya  dengan  menggunakan photo-electric  effect . Rangkaian solar  cell dapat  dilihat  pada  gambar  1.  Sebuah Solar  Cell yang  terbuat dari bahan semikonduktor yang tersusun dalam satu panel yang disebut solar panel . Sebuah solar  panel dapat  menghasilkan  kurang  lebih  tegangan  0.5  Volt. Kemampuan  menghasilkan  daya  listrik solar  panel tergantung  ukurannya,  seperti solar  panel 10WP  berarti  adalah  solar  panel  yang  mampu  mengisi  baterai  10 watt/jam,  sedangkan solar  panel 240WP  berarti  adalah  solar  panel  yang  mampu mengisi  baterai  124  watt/jam. Solar  panel akan  dihubungkan  dengan charge controller . Charge  controller adalah  digunakan  untuk  mengatur  pengaturan pengisian  baterai. Charge  controller diperlukan  untuk  mencegah  tegangan  tinggi yang  dapat  merusak  baterai  yang  dihasilkan  oleh solar  panel ketika  matahari bersinar  terik.  Dalam  rangkaian solar  cell pada  gambar  1  terlihat  bahwa  arus  DC    yang dihasilkan  dari solar  panel dapat  langsung  disimpan  pada  baterai. Baterai  adalah perangkat kimia  untuk  menyimpan  tenaga  listrik  dari  tenaga  surya.  Tanpa  baterai  energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari.
Energi  listrik  yang  dihasilkan  dari solar  panel berupa  arus  searah  ( direct curent/ DC), sedangkan beberapa alat-alat listrik membutuhkan energi listrik berupa arus  bolak-balik  ( alternating  current/ AC).  Oleh  karena  itu  dalam  rangkaian solar cell dibutuhkan inventer . Inventer perangkat  elektrik  yang  mengkonversikan  arus DC  menjadi  arus  AC.  Pada Solar  Cell terdapat  tombol On/Off .  Fungsi  dari control On/Off adalah  untuk  mengontrol  pengisian battery dan  menghubungkan  arus  dari
Gambar 2. Rangkaian Sollar Cell
battery ke inverter .Energi listrik yang dihasilkan dari tenaga matahari tersebut (baik yang  berupa  arus  DC  yang  tersimpan  pada  baterai  maupun  arus  AC  yang  telah melalui proses konversi pada inverter) dapat langsung digunakan.
Proses pemasangan solar cell pada miniatur kapal nelayan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pemasangan Panel Surya Panel surya adalah alat yang mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik.
Sel  silikon (disebut  juga solar  cell )  yang  disinari  matahari/surya,  Panel  surya harus  di  pasang  dibagian  atas  kapal,  bertujuan  agar  panel  terkena  cahaya matahari.
2. Pemasangan Charger Controller Charge  controller digunakan  untuk  mengatur  pengaturan  pengisian  Baterai. Tegangan  maksimun  yang  dihasilkan  solar  panel  pada  hari  yang  terik  akan menghasilkan  tegangan  tinggi  yang  dapat  merusak  baterai, charger  control diletakan pada bagian rumah kapal.
3. Pemasangan Baterai dan Inverter Pemasangan  baterai  dan inverter ini  harus  berdekatan  karena  bateraiini menghasilkan  arus  listrik  DC  ( Direct  Current ),  dan  di  alirkan  ke inverter untuk merubah  arus  listrik  DC  ( Direct  Current )  menjadi  AC  ( Alternating  Current ), karena  lampu  yang  digunakan  pada  kapal  ini  menggunakan  arus  listrik  AC ( Alternating Current ). Posisi penempatan baterai dan inverter ini berada didalam engine room .
4. Pemasangan Instalasi Listrik Pemasangan  intalasi  listrik  yaitu  pemasangan  alat-alat  listrik  sesuai  dengan tempat dan kegunaan, seperti pemasangan kontak lampu ( seclar ), dan lampu.
Dilakukan  pengujian  terhadap sollar  cell yang  telah  dipasang  pada  minitur kapal nelayan dengan langkah sebagai berikut:
1. Pertama  kita  harus  menyambungkan  kabel  dari charger  controller ke  baterai, pada charger controller ada dua kabel positif dan negatif, maka kabel ini harus di pasang  pada  baterai  yang  positif  sama  positif  dan  negatif  sama  negatif.  Bukti bahwa  baterai  sudah  terpasang  dengan  benar,  maka  lampu  pada charger controller menyala.
2. Setelah  terpasang  dengan  benar,  maka  langkah  selanjutnya  kapal  miniatur  ini akan  di  jemur  di  tempat  yang  panas,  agar  panel  surya  ini  bisa  mengisi  baterai dengan cahaya matahari, dan bukti bahwa panel surya sudah mulai bekerja atau sudah  mulai  mengisi  maka  lampu  akan  menyala  dua  warna  hijau  dan  satu berwarna orange .
3. Setelah  2  atau  3  jam  panel  surya  sudah  di  jemur  di  tempat  yang  terkena matahari, maka selanjutnya kita menguji atau mengetes inverter (mengubah arus DC menjadi arus AC) untuk menyalakan lampu. Disini harus juga di perhatikan pemasangan kabel inverter ke baterai, karena apabila salah pasang kabel positif dan negatifnya maka akan terjadi konslet atau rusak.
4. Setelah semua alat terpasang dengan baik dan benar, selanjutnya membuktikan dengan  menyalakan  lampu  pada  kapal  nelayan,  apabila  lampu  menyala  maka semua alat yang kita gunakan berfungsi dengan baik.
Tabel 1. Pengujian Solar Cell No Daya baterai Lama pengecasan baterai Daya lampu Lama pemakaian lampu Keterangan 1 10Ah / 12 volt 8 jam 15 watt 15 watt Dengan pengisian baterai 8jam dapat menghidupkan lampu dengan daya 15 watt selama 5 jam 20 menit. 2 9 Ah / 12 volt 8 jam 60 watt 1 jam 20 menit Dengan pengisian batrai 8 jam dapat menghidupkan lampu dengan daya 60 watt selama 1 jam 20 menit. 3 10Ah / 12 volt 10 jam 60 watt 1 jam 40 menit Pada pengisian 10 jam baterai baru penuh  dan dapat menghidupan lampu ukuran 60 watt selama 1 jam 40 menit. 4 9 Ah / 12 volt 8 jam 30 wat 2 jam 40 menit Pada pengisian 8 jam baterai baru penuh dan dapat menghidupkan lampu ukuran 30 watt selama 2 jam 40 menit.
Sumber: Penelitian, 2016
Perhitungan pemakaian daya  pada kapal nelayan sebagai berikut:
1. Solar cell 10 wp dapat menghasilkan 10 wp/jam.
Daya batrai yang digunakan: 10 Ah/12 volt Lama pengecasan baterai: 8 jam Daya lampu yang digunakan: 15 watt 1 jam pengecasan  = 10 wp 8 jam pengecasan  = 80 wp 80 wp : 15 watt   = 5,33 x 60 menit
= 320 menit
= 5 jam 20 menit
Jadi  dengan  pengisian  baterai  8  jam/hari  dengan  daya  yang  digunakan  sebesar  15 watt dapat menghidupkan lampu selama 5 jam 20 menit.
.

## Simpulan
Rangkaian solar cell pada kapal nelayan yang terdiri dari beberapa komponen- komponen yaitu solar panel, charger controller , baterai dan inverter . Kapal nelayan diKecamatan  Bukit  Batu  menggunakan  daya  lampu  60  watt,  pada  pengujian  yang dilakukan  pada  kapal  miniatur  dengan  daya  lampu  15  watt  dan  daya  baterai  10 Ah/12 volt dengan  cuaca  panas  30  ˚C  dapat  mengisi  baterai  penuh  selama8  jam, dengan daya pada baterai dapat menyalakan lampu 15 watt selama 5 jam 20 menit, ini membuktikan sistem solar cell bisa digunakan pada kapal nelayan.

## Daftar Pustaka
A.R.  Jha,  Ph.D,  2010  “ Solar  Cell,  Tecnology  and  Applications”,  Taylor  and  Francis Group, LLC, USA,
Alfatih, M. (2008). Analisis Tahanan dan Satbilitas Perahu Motor Berpenggerak Solar Cell . Skripsi  Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Muhammadiyah Surakarta (tidak diterbitkan).
Alfisyahrial,R.  (2017). Integralistrik  Perencanaan  Desain  Kapal  Nelayan  dan  Pariwisata Tenaga  Surya  dan  Motor  Gas  untuk  Banyuwangi. Skripsi  Jurusan  Teknik  Sistem Perkapalan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (tidak diterbitkan).
Sastrawidjaya, (2002). “Nelayan Nusantara”Erlangga, Jakarta. Supranto, 2015. “Teknologi Tenaga Surya”, Global Pustaka Utama. Yogyakarta.