## PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ROOFTOP PENSUPLAI KANDANG AYAM PEDAGING DENGAN SISTEM ON GRID DI DESA TEGALHARJO TRANGKIL PATI
Ahmad Firna Nariyana 1) , Ida Widihastuti 2) , dan Dedi Nugroho 3)
1, 2, 3) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Islam Sultan Agung Jl. Kaligawe Raya no. Km 4 Terboyo Kulon, Kec. Genuk, Kota Semarang, Jawa Tengah 50112 e-mail: ahmadfirna@std.unissula.ac.id 1) , idafti@unissula.ac.id 2) , dedi.nugroho@unissula.ac.id 3)

## ABSTRACT
The public is increasingly interested in the broiler chicken business as a business venture because market demand for broiler chickens is increasing. The aim of this research is to measure the amount of electricity used in the chicken coop and create a daily load schedule for one month, determine the capacity of the solar panels based on the area roof that is currently used, and designing a PLTS system to meet the needs of the chicken coop and creating an electricity loading pattern of 50% PLTS and 50% PLN. The data collection methods used are observation, calculation, literature study and geographical study. The results of this research after carrying out calculations to meet the power requirements needed to supply the electricity needs in the chicken coop are 12.15 kW of the power that will be produced by PLTS using a 405 Wp capacity module with a total of 30  solar  panels  arranged  in  series  of  5  and  parallel.  6  which  will  produce  a  maximum  array  voltage  of  210  volts  and  a maximum current of 57.9 Amperes which will produce a power of 12.15 kW. Solar irradiation in chicken coops in Tegalharjo Trangkil Village varies throughout the year, with the planning design utilizing the lowest solar radiation intensity value in January (4.38 kWh/m 2 /day) and an average solar radiation  intensity of 5.43 kWh/m 2 /day to  guarantee maximum electrical energy output throughout the year.
Keywords: Broiler Coop, PLTS, On Grid

## ABSTRAK
Masyarakat semakin tertarik dengan bisnis ayam broiler ini sebagai sebuah usaha bisnis karena permintaan pasar terhadap ayam broiler yang semakin meningkat. Tujuan dari penelitian ini adalah mengukur jumlah listrik yang digunakan di kandang ayam  dan  buat  jadwal  beban  harian  selama  satu  bulan,  menentukan  kapasitas  panel  surya  berdasarkan  luas  atap  yang digunakan saat ini, dan merancang sistem PLTS untuk memenuhi kebutuhan kandang ayam dan membuat pola pembebanan listrik yaitu 50%  PLTS dan 50% PLN. Metode pengumpulan data yang digunakan adalah observasi, perhitungan, studi liter- atur  dan  studi  geografis.  Hasil  dari  penelitian  ini  setelah  melakukan  perhitungan  untuk  mencukupi  kebutuhan  daya  yang diperlukan untuk mensuplai kebutuhan listrik dikandang ayam yaitu sebesar 12,15 kW dari daya yang akan dihasilkan PLTS menggunakan  modul  berkapasitas  405  Wp  dengan  jumlah  panel  surya  sebanyak  30  buah  yang  disusun  secara  seri  5  dan parallel 6 yang akan menghasilkan tegangan maksimum array yang akan dibangkitkan sebesar 210 volt dan arus maksimum 57,9 Ampere yang akan menghasilkan daya sebesar 12,15 kW. Iradiasi  matahari  pada kandang ayam di  Desa Tegalharjo Trangkil bervariasi sepanjang tahun, dengan rancangan perencanaan memanfaatkan nilai intensitas radiasi matahari teren- dah bulan Januari (4,38 kWh/m 2 /hari) dan rata-rata intensitas radiasi matahari sebesar 5,43 kWh/m 2 /hari untuk menjamin keluaran energi listrik maksimum sepanjang tahun.
Kata Kunci: Kandang Ayam Pedaging, PLTS, On Grid

## I. P ENDAHULUAN
ASYARAKAT  semakin  tertarik  dengan bisnis ayam broiler ini sebagai sebuah usaha bisnis  karena  permintaan  pasar  terhadap ayam broiler yang  semakin  meningkat.  Fasilitas  kan- dang yang memadai tentunya sangat diperlukan dalam beternak, merawat, dan menggemukkan ayam broiler di kandang  ayam.  Hal  ini  terutama  berlaku  dalam  hal penyediaan  listrik  untuk  peralatan  listrik  seperti  pen- erangan, pompa air, heater dan blower . Namun dalam kaitannya proses pemeliharaan ayam sendiri pada kan- dang  ayam  membutuhkan  konsumsi  daya  listrik  yang cukup besar. Besarnya konsumsi daya listrik menyebab- kan pengeluaran pembayaran listrik juga besar [1]. Un- tuk menekan biaya tersebut akan dirancang pemasangan PLTS dengan memanfaatkan atap kandang ayam yang akan  dijadikan  sebagai  tempat  peletakan  panel  surya,
selain itu untuk menjaga dari suplai listrik selalu lancar dari pemadaman listrik misal terjadi [2].
Penelitian  ini  akan  menggunakan  PLTS rooftop dengan sistem On Grid di Desa Tegalharjo, Pati, untuk keperluan  perencanaan.  Januari  2022  memiliki  radiasi matahari  terendah,  yaitu  4,38  kWh/m 2 [3], sementara iraddiance terendah  yang  bisa  mensuplai  panel  surya sebesar  1,0  kWh/m 2 ,  sehingga  pada  daerah  tersebut layak  untuk  dikembangkan  pembangkit  listrik  tenaga surya. Di Tegalharjo Trangkil Pati, pelaku usaha peter- nakan  ayam broiler dapat  memasang  panel  surya  se- bagai sarana perencanaan kebutuhan energi listrik alter- natif, antisipasi gangguan, dan pemeliharaan  peralatan listrik khususnya penerangan, pompa air, pemanas, dan blower, karena lingkungan sekitar tidak banyak terdapat tanaman tinggi [4].
Ketentuan PERMEN ESDM No. 49 Tahun 2018 di- acu  dalam  perencanaan  ini.  Kandang  yang  terpasang tenaga  listrik  PLN  berkapasitas  5,5  kVA  ini  mampu
M
menghidupkan lampu, pompa air, pemanas, blower, dan peralatan lainnya. Berdasarkan data hasil observasi dan perhitungan  didapatkan  rata-rata  pemakaian  energi listrik  dikandang  ayam  selama  30  hari  sebesar  86,72 kWh dengan total daya seluruh peralatan tersebut sebe- sar 4.798 Watt. Pada kandang ayam broiler di Desa Te- galharjo Pati juga memiliki luas lahan 1.400 m 2 dan luas bangunan  1.200  m 2 yang  dapat  menampung  ayam broiler dengan kapasitas 15.000 ekor, dengan luas atap yang menghadap ke timur dan barat yang akan dipasang PLTS [5].

## II. K AJIAN P USTAKA
Penelitian yang dilakukan oleh Teguh Priyono, Kho Hie  Khwee,  dan  Yandri  diberi  nama  “Studi Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya pada Pe- ternakan Ayam Broiler di Gang Karya Tani Pontianak Selatan”.  Setelah  menimbang  hasil  dan  perbincangan, terlihat bahwa peternakan ayam broiler di Gang Karya Tani, Pontianak Selatan, menargetkan PLTS berencana menyuplai  energi,  dengan  fokus  penerangan  kandang ayam agar pasokan tetap stabil. daya hidup. Untuk me- menuhi  total  daya  listrik  yang  dibutuhkan,  komponen sistem PLTS diperlukan 16 panel surya 100 Wp, 3 buah charge  controller  600  W  dengan  tegangan  input  12 VDC dan arus 45 A, 20 buah baterai 12 V 100 Ah, dan 1  buah  inverter  600  W.  dengan  tegangan  masukan  12 VDC atau 24 VDC dan tegangan keluaran inverter 220 VAC. Berdasarkan analisis ekonomi, rencana ini mem- butuhkan  investasi  sebesar  Rp94.639.088.  Net  Present Value (NPV) rencana ini positif sebesar Rp. 56.772,00 (>0),  menunjukkan  bahwa  investasi  PLTS  pada  peter- nakan ayam broiler (Boiler) di Gang Karya Tani Ponti- anak Selatan [4].
Kajian  dengan  judul  “Perencanaan  Teknis  dan Ekonomi Pembangkit Listrik Tenaga Surya Sistem On- Grid”  dilakukan  oleh  Jufrizel  dan  Muhammad  Irfan. Perancangan  pembangkit  listrik  tenaga  surya  yang sesuai  dengan  kebutuhan  kelistrikan  PT  Gedung Terpadu  dapat  disimpulkan  dari  penelitian  yang  telah dilakukan.  Biaya  yang  dikeluarkan  Pertamina  RU  II Dumai cukup besar. Pay Back Period (PBP) adalah 18 tahun  bila  sistem  PLTS  digunakan  selama  20  tahun dengan total biaya investasi sebesar Rp 6.263.989.000, menurut  riset  keuangan.  Berdasarkan  analisis  seluruh faktor  ekonomi, PLTS  Gedung  Terpadu  berada  dalam kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan perusahaan.[7].
Kajian  dengan  judul  “Perencanaan  PLTS  Atap  Ka- wasan  Pabrik  Teh  PT  Pagilaran  Batang”  adalah  judul kajian yang dilakukan oleh Muhammad Sulthon Novera Rega, Nazaruddin Sinaga, dan Jaka Windarta. Berdasar- kan kajian yang dilakukan, PLTS Atap PT Pagilaran di- perkirakan mampu menghasilkan energi listrik sebesar 629.840,8 kWh dalam setahun. Jumlah tersebut mampu menutupi 95,85% kebutuhan beban listrik area pabrik. Total  energi  yang  dapat  dihasilkan  dalam  satu  tahun
dibandingkan  dengan  kapasitas  rangkaian  PV,  diukur dalam kWh/kWp, adalah 1,209. Rasio kinerja menurut hasil simulasi adalah 77,5%.[8].
Berdasarkan  temuan  dan  pembahasan  mengenai perancangan PLTS Skenario 1 berkapasitas 21,6 kWp, maka  dilakukan  penelitian  oleh  Allan  Ardiansyah,  I Nyoman  Setiawan,  dan  I  Wayan  Sukerayasa  dengan judul  “Perancangan  PLTS  Atap  On  Grid  Di  Kota Probolinggo  Penelitian  dan  Pembangunan  Badan Perencanaan  Pembangunan  Daerah”  Biayanya  sebesar Rp 267.000.000, sedangkan dibutuhkan Rp 395.850.000  untuk  merancang  PLTS  Skenario  2  yang berkapasitas  32,4  kWp.  Bagi  Kantor  BAPPEDA LITBANG, PLTS Skenario 1 dan 2 mampu menghemat tagihan  listrik  masing-masing  sebesar  Rp43.979.592 dan Rp64.642.977 pada tahun pertama [9].
Kajian  berjudul  “Optimasi  Perencanaan  PLTS  On Grid System di Ngarai Jatidiri Semarang Menggunakan Software  Homer”  dilakukan  oleh  Siti  Zumrotun Khoiroh, Bambang Winardi, dan Karnoto. Secara geo- grafis, GOR Jatidiri terletak di wilayah Kecamatan Ka- rangrejo  Kabupaten  Gajahmungkur,  Semarang,  Jawa Tengah, menurut penelitian yang telah dilakukan. Rata- rata  intensitas  radiasi  di  kawasan  GOR  Jatidiri  adalah 5.539 Kwh/m2/hari, menurut National Aeronautics and Administration (NASA). Inverter tersebut berkapasitas 100.000 Watt, dan kapasitas panel surya 261 x 320 Wp, sesuai  hasil  perhitungan  desain  PLTS.  HOMER digunakan  untuk  membandingkan  berbagai  kemung- kinan konfigurasi baik secara ekonomis maupun teknis. Temuan simulasi HOMER menunjukkan bahwa desain jaringan fotovoltaik dengan produksi daya panel surya tahunan  sebesar  115.009  kWh  merupakan  konfigurasi PLTS terbaik untuk GOR Jatidiri Semarang. Kelebihan energi yang dihasilkan oleh PLTS akan dijual ke PLN untuk  mencapai  keuntungan  teknis  dan  finansial  bagi sistem tersebut [10].

## A. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Gambar 1 Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
PLTS merupakan pembangkit listrik yang menghasilkan  energi  dari  radiasi  matahari  melalui  sel fotovoltaik.  Berbagai  sel  fotovoltaik  digunakan  untuk mengubah  radiasi  matahari  menjadi  listrik.  Semakin banyak radiasi matahari yang mengenai sel surya, out- put daya  meningkat.  Di  Indonesia,  PLTS  merupakan teknologi yang berpotensi membantu dalam
menghasilkan listrik pada kondisi sinar matahari tropis dan khatulistiwa. Sistem PLTS dipisahkan menjadi be- berapa kelompok. Berdasarkan implementasi dan kon- figurasinya, PLTS secara garis besar dapat dikategori- kan  menjadi  dua  jenis:  sistem  PV off-grid dan  PLTS yang  berdiri  sendiri  dan  sistem  PLTS  yang  terhubung ke  suatu  jaringan  (juga  dikenal  sebagai  sistem  PV on- grid )  [11].

## B. PrinsipKerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya

## Gambar 2 Prinsip Kerja PLTS
Pembangkit  listrik  tenaga  surya  (PLTS)  dapat dibangun untuk memenuhi kebutuhan listrik skala kecil hingga  besar.  Pada  hakikatnya  PLTS  adalah  penyedia tenaga  listrik,  atau  alat  yang  menghasilkan  tenaga listrik.  Sinar  matahari  diterima  oleh  panel  surya  pada siang hari, dan proses fotovoltaik menggunakan energi tersebut  untuk  menghasilkan  listrik.  Panel  surya menghasilkan listrik, yang dapat digunakan langsung ke beban  atau  disimpan  dalam  baterai  untuk  digunakan nanti.  Panel  surya  yang  terbuat  dari  sel  surya  melalui proses  ini.  Tenaga  listrik  arus  searah  (DC)  dihasilkan oleh  PLTS  dengan  menggunakan  sinar  matahari,  dan listrik DC ini kemudian dapat diubah menjadi listrik AC (arus bolak-balik) .

## C. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Modul  fotovoltaik,  baterai,  inverter  baterai,  solar charge  controller  atau  grid  inverter,  dan  beberapa  ba- gian pendukung lainnya membentuk sistem PLTS. Sis- tem PLTS ada berbagai macam, antara lain sistem On- Grid yang  terhubung  dengan  jaringan  listrik  PLN  dan sistem Off-Grid yang beroperasi secara mandiri. Saat ini PLTS (On-Grid), PLTS (Off-Grid), dan  PLTS  hybrid (PLTS yang dicampur dengan sumber energi lain sep- erti angin atau solar) juga banyak digunakan, namun sis- tem PLTS tersebar (SHS/solar home system) lebih ban- yak digunakan.  umum  digunakan karena  biaya  rendah dan  desain  sederhana.  diterapkan,  yang  berupaya menghasilkan  listrik,  serta  peningkatan  konsumsi  en- ergi  dan  peningkatan  keberlanjutan  sistem  melalui kepemilikan bersama.

## 1. Sistem PLTS Off-Grid

## Gambar 3 Sistem PLTS Off-Grid
Yang dimaksud dengan “PLTS Off-Grid ” adalah sis- tem  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Terpusat (Off- Grid), yaitu suatu alat yang menghasilkan tenaga listrik dengan  menggunakan  radiasi  matahari  tanpa  ter- sambung  dengan  jaringan  saluran  listrik.  Dengan  kata lain,  satu-satunya  cara  sistem  ini  menghasilkan  listrik adalah dengan menggunakan radiasi matahari dan panel surya atau fotovoltaik. Sistem PLTS Off-Grid juga di- batasi  penggunaannya  di  wilayah  yang  tidak  terlayani jaringan listrik dari PLN, seperti daerah pedesaan.

## 2. Sistem PLTS On-Grid
Gambar 4 Sistem PLTS On-Grid
Sistem  PV Grid-Connected ,  kadang-kadang  disebut sebagai  sistem  PLTS On-Grid ,  adalah  aplikasi  Energi Hijau  untuk penghuni  perkotaan,  industri,  perumahan, dan perkantoran. Dengan bantuan modul surya, sistem ini  menghasilkan  listrik  yang  bebas  emisi  dan  ramah lingkungan. Karena sistem PLTS On-Grid dapat men- gurangi  biaya  listrik  untuk  rumah,  kantor,  dan  bisnis, sehingga menawarkan nilai tambah bagi konsumen. Ka- rena sistem PLTS ini memaksimalkan pemanfaatan en- ergi surya untuk menghasilkan energi listrik sebanyak- banyaknya,  maka  terkoneksi  dengan  jaringan  listrik PLN maka dinamakan “On-Grid”. Gambar 2.5 menun- jukkan sistem yang sedang beroperasi. Fitur anti island- ing pada  inverter  yang  menjamin  PLTS  tidak menghasilkan  listrik  jika  terjadi  pemadaman  listrik merupakan salah satu fitur pada sistem PLTS On-Grid.

## 3. Sistem PLTS hybrid

## Gambar 5 Sistem PLTS Hybrid
Sistem hybrid merupakan  sistem  yang  meng- gabungkan pemanfaatan PLTS dengan tambahan pem- bangkit  listrik.  PLTMH,  PLTB,  dan  generator  sering- kali merupakan sistem pembangkit yang paling umum digunakan;  sistem  ditunjukkan  pada  Gambar  2.6.  Sis- tem Hybrid memberikan tenaga untuk mengibangi daya dari beberapa pembangkit, setiap terjadi kelebihan daya yang  dihasilkan  maka  akan  disimpan  terlebih  dahulu untuk penggunaan selanjutnya [12].

## D. Komponen – komponen Sistem PLTS On Grid

## 1. Panel Surya

## Gambar 6 Panel Surya
Bagian  yang  berfungsi  mengubah  radiasi  matahari menjadi energi listrik disebut panel surya. Panel surya ini terdiri dari banyak sel surya yang disusun secara par- alel  atau  seri.  Dalam  kebanyakan  kasus,  sebuah  panel surya memiliki 32-40 sel surya. Sebuah "array" dibuat oleh susunan panel surya.
Satuan Wattpeak  (Wp) digunakan  untuk  mengukur kapasitas  daya  panel  surya.  Satuan  Wp  menunjukkan daya maksimum yang dapat dihasilkan panel surya pada saat insolasi matahari atau radiasi matahari masuk dan diterima sama dengan 1000 W/m². Besarnya radiasi ma- tahari yang diterima menentukan seberapa besar listrik dan arus listrik yang dapat dihasilkan panel surya. Kon- disi lingkungan, sudut kemiringan, dan kebersihan per- mukaan panel surya semuanya mempengaruhi besarnya daya yang dihasilkan panel surya [14].

## 2. Inverter

## Gambar 7 Inverter Sistem On Grid
Alat  listrik  yang  disebut  inverter  digunakan  untuk mengubah  arus  searah  (DC)  menjadi  arus  bolak-balik (AC).  Perangkat  seperti  baterai  dan  panel  surya menghasilkan listrik 12–24 V DC, yang diubah inverter menjadi arus 220 V AC. Baik suatu sistem terhubung ke jaringan  PLTS  atau  jaringan  PLN,  pemilihan  inverter terbaik  untuk  aplikasi  tertentu  bergantung  pada  kebu- tuhan beban dan sistem PLTS itu sendiri. berdiri sendiri. Inverter  dapat  dibagi  menjadi  tiga  kategori: stand- alone, grid-tied, dan grid-tied dengan cadangan baterai. Sistem  PLTS  yang  terhubung  dengan  utilitas menggunakan inverter tipe grid-tied. Sedangkan PLTS standalone  menggunakan inverter  off-grid atau stand alone.
Berikut ini adalah faktor-faktor yang perlu dipertim- bangkan saat menggunakan inverter:
1. Pada  daya  rata-rata  dan  puncak,  inverter  ber- fungsi  normal.  Oleh  karena  itu,  untuk  menjaga terhadap  beban  puncak,  diperlukan  faktor  kea- manan. Dengan faktor keamanan inverter sebesar 1,25  diharapkan  faktor  keamanan  tersebut mampu  menjaga  terhadap  beban puncak.  Persa- maan (1) dapat digunakan untuk menghitung ka- pasitas inverter dan mencakup faktor keamanan.
Capacity of inverter = Demad Watt × Safety fac- tor (1)
dengan,
Demad Watt =Permintaan daya / daya output (W) Safety factor =Faktor keamanan (1,25) Capacity of inverter =Kapasitas Inverter
2. tegangan masukan inverter
3. Masukan arus inverter
4. memiliki kualitas siklus yang sempurna
5. Menggunakan  transistor  bipolar  gerbang  teriso- lasi dalam sistem pergantian elektronik
6. Dilengkapi  seperangkat  aturan  yang  disebut MPPT (Maximum Power Point Tracking).
7. Mampu beroperasi pada suhu 45˚ Celcius

## 3. Meteran Exim (Exsport Import)
Gambar 8 Meteran Exim ( Exsport Import )
Melalui  mekanisme  layanan  yang  dikenal  sebagai "net metering "  atau "EXIM  metering ",  daya  yang dihasilkan oleh sistem panel surya atap dapat diekspor ke  jaringan  distribusi  PLN  dan  kemudian  digunakan kembali untuk keperluan rumah tangga.
Pada  sistem  PLTS  Atap,  PLN  menempatkan  kWh meter unik yang disebut kWh ekspor-impor atau EXIM meter. Tujuan dari meteran EXIM adalah untuk mela- cak berapa banyak listrik yang diekspor pemilik rumah ke PLN dan berapa banyak listrik yang mereka gunakan di  PLN.  Selisih  listrik  yang  dihasilkan  panel  surya dengan daya yang dikonsumsi akan dicatat dan dihitung di PLN.
Sederhananya, cara kerjanya adalah ketika cuaca ce- rah di siang hari, panel surya akan menghasilkan listrik. Listrik yang dihasilkan panel surya akan digunakan oleh konsumen;  jika  ada  surplus  akan  dikirim  ke  jaringan distribusi PLN sebagai penghematan energi. Konsumsi listrik  PLN  oleh  konsumen  mengurangi  kelebihan pasokan  listrik  ke  jaringan  distribusi  pada  malam  dan siang hari mendung atau hujan.

## 4. Miniature Circuit Breaker (MCB)
Hubung pendek, cuaca, dan arus berlebih merupakan contoh  gangguan  yang  dapat  mempengaruhi  pen- goperasian sistem kelistrikan dan tidak dapat dihindari. Oleh  karena  itu,  MCB  sangat  penting  untuk  menjaga rangkaian kelistrikan guna membatasi kerusakan sistem karena  memberikan  keamanan  pada  rangkaian  sistem kelistrikan.

## Gambar 9 MCB 3 Phase 25 Ampere DOMF01325
MCB adalah saklar yang dapat diprogram, yang jika terjadi  arus  lebih  atau  hubung  singkat  akan  terbuka (open  Circuit).  Ini  berfungsi  pada  dasarnya  tanpa  me- merlukan campur tangan manusia. MCB ini beroperasi dengan cara memanaskan strip bimetal pada MCB dan
membengkokkan  komponen  bimetal  sehingga  mem- buka slot (pengunci) penghantar beban ketika arus ab- normal mengalir melalui rangkaian MCB.

## 5. Panel Combiner
Komponen  yang  menjaga  terhadap  gangguan  yang dapat merusak komponen sistem pada sistem kelistrikan PLTS  lainnya  disebut  dengan Combiner  Board atau Combener  Box .  Oleh  karena  itu,  batas-batas  peng- gabung  menjadi  sangat  penting  bagi  kemajuan  PLTS. Kotak penggabung adalah alat yang sangat ampuh, teru- tama  ketika  menggabungkan  banyak  rangkaian  modul PV  menjadi  satu output  yang digabungkan  ke  satu  in- verter.

## Gambar 10 Panel Combiner
Ketika modul PV menghasilkan daya dari siang hari untuk  dicampur  dengan  daya  dari  sumber  PLN,  maka kotak  penggabung  akan  bekerja.  Kabel-kabel  dari modul PV yang mengangkut daya akan dipasang pada busbar di dalam kotak tertutup ini. Inverter memproses tegangan  dan  arus  sebelum  listrik  dari  panel  didistri- busikan untuk memastikan aliran stabil dan aman.

## III. M ETODE P ENELITIAN
Penelitian  ini pertama  kali  mengumpulkan  data penelitian setelah melakukan survei lokasi. Data primer berasal dari informasi yang dikumpulkan langsung dari sumber penelitian, sedangkan data sekunder berasal dari dua  sumber  berbeda.  Informasi  penting  diperoleh  dari cara paling umum dalam memperkirakan dan menguji objek  di  lokasi  penelitian  secara  langsung  di  kandang ayam.  Hal  ini  kemudian  dilanjutkan dengan  informasi tambahan  atau  pengumpulan  data    dari  buku,  catatan harian atau informasi otentik dari kandang ayam. Data Iradiasi Matahari
Data iradiasi matahari di kandang ayam di Desa Te- galharjo Trangkil Pati yang didapatkan melalui aplikasi HOOMER PRO yang berpedoman pada data NASA.

## A. Konsumsi Energi Kandang Ayam
Data  konsumsi  energi  pada  Kandang  Ayam Broiler dengan daya terpasang sebesar 5,5 KVA. Berdasarkan data  dari  hasil  observasi  dan  perhitungan  didapatkan rata-rata konsumsi energi listrik di bulan Desember ta- hun 2023 di tunjukkan pada Tabel 1.

## TABEL I PEMAKAIAN KONSUMSI ENERGI LISTRIK DI KANDANG AYAM BROILER
Hari Pemakaian Energi Listrik/Hari (kWh) 1 73,76 2 73,76 3 73,76 4 73,76 5 73,76 6 94,01 7 94,01 8 94,01 9 94,01 10 94,01 11 94,76 12 94,76 13 94,76 14 94,76 15 94,76 16 85,93 17 85,93 18 85,93 19 85,93 20 85,93 21 85,93 22 85,93 23 85,93 24 85,93 25 85,93 26 85,93 27 85,93 28 85,93 29 85,93 30 85,93 Jumlah pemakaian 1 bulan 2.601,6 Rata – rata Harian (24 Jam) 86,72 Rata – rata Harian (12 Jam) 43,36

## B. Komponen
Dalam penelitian ini, panel surya monokristalin 405 Wp digunakan. Ketika monokristalin digunakan, lebih banyak energi yang dihasilkan karena efisiensinya yang besar. Salah satu cara untuk mengoptimalkan lahan dan biaya adalah dengan menggunakan panel dengan daya tinggi;  semakin  besar  panelnya,  semakin  rendah biayanya.
Gambar 12 Modul Panel Surya 405 Wp Monocrystalline

## TABEL II
SPESIFIKASI MODUL PANEL SURYA 405 WP MONOCRYSTALLINE C. Flowchart

## Gambar 13 Flowchart IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Iradiasi Sinar Matahari
Karena iradiasi matahari merupakan faktor utama da- lam  produksi  tenaga  dari  sinar  matahari,  informasi mengenai radiasi matahari sangat penting dalam mem- perkirakan  keluaran  daya  yang  diharapkan  dari  panel surya.  Data  radiasi  matahari  dari  satelit  NASA  yang
dikumpulkan menggunakan aplikasi HOMER ditampil- kan pada tabel 3.

## TABEL III DATA IRADIASI MATAHARI DI KANDANG AYAM
Fluktuasi suhu dan kecepatan angin dalam satu tahun atau kurang disajikan pada tabel 3. Penyinaran matahari pada kandang ayam di Desa Tegalharjo Trangkil yang memiliki  rata-rata  penyinaran  matahari  sebesar  5,43 kWh/m 2 /hari menjadi salah satu topik utama penelitian ini.
Karena  bulan  Januari  menghasilkan  energi  cahaya matahari  paling  sedikit  dibandingkan  bulan-bulan lainnya,  maka  nilai  penyinaran  matahari  pada  bulan Januari  adalah  4,38  kWh/m 2 /hari  pada  desain  ini.  Hal ini bertujuan agar setiap tahunnya dapat tercapai jumlah keluaran energi listrik yang maksimal.

## B. Luas Atap
Penelitian  ini  menggunakan  luas rooftop yang  akan digunakan  sebagai  tempat  pemasangan  modul  surya. Perhitungan  luas  atap  digunakan  untuk  mengetahui ketersediaan luas atap dalam menampung semua panel surya, yang nantinya akan di susun pada atap kandang ayam di Desa Tegalharjo Trangkil.

## Gambar 14 Atap Kandang Ayam
Atap  kandang  ayam  ini  mempunyai  lebar  10  m dan tinggi sebesar 2 m. dengan demikian maka dapat diten- tukan panjang kemiringan atap untuk melakukan perhi- tungan luas atap yang tersedia, sebagai berikut :
Sisi miring = √ 1 2 𝑙 2 + 𝑡 2 = √ 1 2 10 2 + 2 2 = √5 2 + 2 2 = √25 + 4 = √29
= 5,38 meter
Hasil  pengukuran  menunjukkan  bahwa  kedua  sisi miringnya berjumlah 10,76 meter, sedangkan kemiringan  atapnya  sendiri  berukuran  5,38  meter. Lebar atap dilihat dari atas dan jumlah panel surya yang akan dipasang, keduanya ditentukan oleh kemiringannya.  Dari  sana,  Anda  dapat  menduplikasi panjang setiap luas atap dan menggantinya dengan leb- arnya.

## Gambar 15 Denah Rooftop Kandang Ayam
Dengan  di ketahuinya  panjang kandang  ayam  maka dapat diketahui luas atap kandang ayam, luas atap kan- dang ayam broiler sebagai berikut :
Luas Atap  = 1 2 (b1 + b2) . t = 1 2 (sisi 1 + sisi 2) . panjang = 1 2 (5,38 m + 5,38 m) . 60 m = 1 2 10,76 m . 60 m
= 5,38 m . 60 m = 322,8 meter 2
Karena atap kandang berbentuk segitiga maka setiap atap mempunyai dua sisi, jadi berdasarkan hasil perhi- tungan di atas agar mendapatkan total luas atap kandang maka dari hasil perhitungan luas atap dikalikan dua se- hingga untuk luas keseluruhan atap di kandang adalah :
Luas Atap =  322,8 meter 2 × 2 = 645,6 meter 2

## C. Menentukan Kebutuhan Energi Listrik yang dibangkitkan Panel Surya
Daya  terpasang  sebesar  5,5  kVA  hadir  di  Kandang Ayam  itu  sendiri.  Setengah  dari  rata-rata  penggunaan energi  harian  diperkirakan  dihasilkan  oleh  PLTS.  Ka- rena  perencanaan  PLTS  ini  menggunakan  sistem On Grid yang mana pada saat malam hari kebutuhan listrik di kandang ayam tidak bisa mensuplai listrik dari PLTS dan  mensuplai  kebutuhan  kandang  pada  listrik  PLN, oleh  karena  itu  saya  merencanakan  PLTS On  Grid dengan menggunakan 50% dari penggunaan energi rata -  rata  setiap  hari  pada  bulan  Desember  2023  sebesar 43,36 KWh. Maka energi listrik yang akan dibangkitkan oleh PLTS rooftop adalah : E pv = 1,1  ×   E Load w/hari E pv = 1,1  × 43360 w/hari E pv = 47.696 w/hari  atau 47,69 kWh/hari
Setelah mendapatkan nilai energi yang akan dibang- kitkan,  maka  selanjutnya  dapat  menghitung Peak  Sun Hour (PSH) dengan menggunakan persaman.
PSH = Gav 1000 W/m 2
PSH = 4380 WH/m 2 1000 W/m 2 PSH = 4,38 Hours
Setelah  mendapatkan  nilai  PSH  maka  selanjutnya dapat menentukan kapasitas daya panel surya yang akan digunakan pada penelitian kali ini dengan menggunakan persamaan dengan data iradiasi matahari yang terendah yaitu 4,38 kWh/m 2 /d berdasarkan tabel 2, maka dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut :
kapasitas daya panel surya = E pv (WH) PSH (H)
kapasitas daya panel surya = 47.696  (WH)
4,38 (H)
kapasitas daya panel surya =  10.889,49 W atau 10,88 kW
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa nilai kapasi- tas  daya  panel  surya  yang  dibutuhkan  sebesar  10,88 kW,  selanjutnya  bisa  menentukan  jumlah  panel  surya yang  akan  dibutuhkan  dengan  menggunakan  modul dengan  ukuran  405  Wp  dengan  menggunakan  persa- maan antara lain :
N PV = Kapasitas panel surya sistem kapasitas individu modul PV
N PV = 10.889,49 405
N PV =  26,8 buah atau 30 buah

## D. Penyusunan Modul Panel Surya
Penelitian ini perlu mengatur modul panel surya se- hingga  dapat  menentukan voltase yang  berfungsi  dan tidak  melebihi  area rooftop Kandang  Ayam.  Dengan menghitung  jumlah  modul  panel  surya  yang  disusun seri  dan  pararel  berdasarkan  data  pada  tabel  2  dengan persamaan sebagai berikut:
N PV Seri = Tegangan output sistem PV Tegangan output modul PV
N PV Seri = 220 Volt 42,0 Volt
N PV Seri = 5,2 buah atau 5 buah
Setelah mengetahui jumlah panel surya yang disusun secara seri, selanjutnya menghitung jumlah panel surya yang disusun secara parallel sebagai berikut:
N PV paralel = N PV N PV_seri N PV paralel = 30 5
N PV paralel = 6
Berikut  susunan  seri  dan  paralel  panel  surya  yang akan mendapatkan tegangan, arus dan daya dari modul panel surya yang akan direncanakan.
Io = 57,9 Ampere Vo = 210 Volt

## Gambar 16 Susunan Modul Panel Surya
Berdasarkan gambar susunan modul panel surya di Kandang Ayam terdapat 30 panel surya. Dengan setiap array  menghasilkan  tegangan  maksimal  (Vmpp)  dan arus maksimal (Impp) sebagai berikut :
Tegangan maksimum yang dihasilkan setiap panel surya :
Vmpp array  = V mp x Jumlah seri = 42 volt x 5 = 210 Volt
Arus  maksimum  yang  dihasilkan  setiap  panel surya :
Impp array = Imp x Jumlah Parallel = 9,65 Ampere x 6 = 57,9 Ampere Daya maksimal yang dihasilkan panel surya: Pmpp array  = Vmpp x Impp
= 210 volt x 57,9 Ampere
= 12.159 Watt atau 12,15 Kw
Dengan perhitungan array yang terpasang pada Kan- dang  Ayam  mempunyai  tegangan  maksimal  sebesar 210 Volt dan arus maksimal sebesar 57,9 Ampere, se- hingga menghasilkan daya sebesar 12.159 Watt.

## E. Penempatan Modul Panel Surya Pada Atap Kan- dang Ayam
Dalam menentukan penempatan modul panel surya pada atap kandang ayam pentingnya meninjau total se- luruh luas modul panel surya yang akan dipakai untuk penempatannya dengan jumlah panel surya sebanyak 30 buah  dengan  berdasarkan  tabel  2  yang  mana  setiap modul panel surya memiliki ukuran 2008×1002×40mm (79.06×39.45×1.57 inch ).  Oleh  karena  itu,  dengan menggunakan persamaan tersebut, berikut cara menghi- tung luas modul panel surya agar dapat disusun dengan benar tanpa memakan banyak tempat:
a. Panjang total panel  = panjang modul x seri = 2008 mm x 5 seri = 10.040 mm = 10,04 m
b. Lebar total panel   = lebar modul x paralel = 1002 mm x 6 paralel = 6.012 mm = 6,01 m
c. Luas area panel  = Panjang total modul x Lebar total modul
= 10,04 m x 6,01 m = 60,34 m 2
Jadi  pada  penelitihan  kali  ini  menggunakan  luas rooftop sebagai  tempat  panel  surya  sebesar  60,34  m 2 dari total luas atap kandang sebesar 645,6 meter 2 .
PLN A ta p K a nda ng A ya m INVERTER PANEL DISTRIBUSI METERAN EXIM BEBAN/ KANDANG A ta p K a nda ng A ya m

## Gambar 17 Penempatan Array pada rooftop kandang
Tata  letak  panel  surya  pada  bagian  atas  kandang ayam ditunjukkan pada Gambar 17. Inverter digunakan sebagai komponen pendukung untuk mengubah tegan- gan DC dari setiap modul surya menjadi tegangan AC yang selanjutnya akan disalurkan oleh panel  distribusi sesuai jalurnya dan juga akan disalurkan ke alat meteran EXIM yang mempunyai fungsi melakukan sinkronisasi ke beban dan ke jaaringan PLN.

## F. Menghitung Kapasitas Inverter
Dalam menentukan kapasitas inverter, penting untuk menyadari  berapa  banyak  daya  yang  disalurkan  oleh panel surya disetiap array . Dari hasil perhitungan daya panel surya yang disusun, maka daya setiap array yang akan  dipasang  pada  Kandang  Ayam  adalah  sebesar 12,159 Watt berikut ini merupakan perhitungan kapasi- tas inverter:
Kapasitas Inverter = Pmpp  × safety factor = 12.159 Watt  × 1,25 = 15.198,75 Watt = 15.19 kW

## V. K ESIMPULAN
1. Iradiasi matahari pada kandang ayam di Desa Te- galharjo  Trangkil  bervariasi  sepanjang  tahun, dengan  rancangan  perencanaan  memanfaatkan nilai intensitas radiasi matahari terendah bulan Jan- uari (4,38 kWh/m 2 /hari) dan rata-rata intensitas ra- diasi  matahari  sebesar  5,43  kWh/m 2 /hari  untuk menjamin  keluaran  energi  listrik  maksimum sepanjang tahun.
2. Setelah  melakukan  perhitungan  untuk  mencukupi kebutuhan daya yang diperlukan untuk mensuplai kebutuhan  listrik  dikandang  ayam  yaitu  sebesar 12,15  kW  dari  daya  yang  akan  dihasilkan  PLTS menggunakan modul berkapasitas 405 Wp dengan jumlah panel surya sebanyak 30 buah yang disusun secara  seri  5  dan  parallel  6  yang  akan menghasilkan  tegangan  maksimum  array  yang akan  dibangkitkan  sebesar  210  volt  dan  arus maksimum 57,9 Ampere yang akan menghasilkan daya sebesar 12,15 kW.
3. Pada  perencanaan  ini  menggunakan  pola  pem- bebanan listrik dengan pembagian persentase 50% dari  PLN  dan  50%  dari  PLTS,  dengan menggunakan  inverter  dengan  kapasitas  18  kW dan melakukan perhitungan 50% dari penggunaan energi  rata  -  rata  setiap  harinya.  Karena  pada perencanaan  PLTS  ini  menggunakan  sistem On Grid yang  mana pada  saat  malam  hari  kebutuhan listrik di kandang ayam tidak bisa mensuplai listrik dari  PLTS  dan  mensuplai  kebutuhan  listrik  kan- dang pada listrik PLN.
4. Dari hasil perhitungan diatas perencanaan ini me- merlukan luas atap untuk penempatan modul panel surya sebesar  60,34 m 2 dari luas seluruh atap kan- dang sebesar 645,6 meter 2 .

## D AFTAR P USTAKA
[1] R.  K.  Sebayang,  O.  Zebua,  and  N.  Soedjarwanto, “Perancangan  Sistem  Pengaturan  Suhu  Kandang Ayam Berbasis Mikrokontroler,” J. Inform. dan Tek. Elektro  Terap. ,  vol.  4,  no.  3,  2016,  doi: 10.23960/jitet.v4i3.543.
[2] C. Christiono, S. Samsurizal, S. Azzahra, R. Pratama, T. Ratnasari, and M. Fikri, “Penyuluhan Pemanfaatan Energi  Terbarukan  (PLTS)  di  SMP  IT  Almaka Jakarta,” Terang , vol. 2, no. 1, pp. 10–15, 2019, doi: 10.33322/terang.v2i1.479.
[3] NASA,  “NASA  Prediction  of  Worldwide  Energy Resource  (POWER)  Higher  Resolution  Daily  Time Series Renewable Energy Community,” Nasa ,  2023. https://power.larc.nasa.gov/api/temporal/monthly/poi nt?parameters=ALLSKY_SFC_SW_DWN,ALLSKY _SFC_LW_DWN,QV2M,RH2M,PRECTOTCORR, PRECTOTCORR_SUM,PS,WS10M,WS10M_MAX ,WS10M_MIN,WS10M_RANGE,WD10M,WS50M, WS50M_MAX,WS50M_MIN,WS50M_RANGE,W D50M&community=RE&longitude=1.
[4] Y.  Teguh  Priyono,  Kho  Hie  Khwee,  “Studi Perencanaan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Pada
Peternakan Ayam Pedaging ( Broiler ) Di Gang Karya
Tani  Pontianak  Selatan,” Univ.  Tanjung  Pura
Pontianak , 2019.
[5] J. T. Elektro and P. N. Bali, “Perencanaan plts atap on grid  kandang  ayam  broiler  di  desa  tembuku,  kab. bangli menggunakan software helioscope,” 2023.
[6] Oleh,  “Analisis  Perbandingan  Biaya  Plts  Off-Grid Dengan  Pln  Sebagai  Sumber  Energi  Lampu Penerangan Jalan Dan Pompa Air Di Subak Nyitdah,” 2023.
[7] M.  Irfan,  “Perencanaan  Teknis  dan  Ekonomis Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Sistem  On-Grid,” Semin.  Nas.  Teknol.  Informasi,  Komun.  dan  Ind.  9 Fak. Sains dan Teknol. UIN Sultan Syarif Kasim Riau Pekanbaru,  18-19  Mei  2017  ISSN ,  vol.  77,  no. Seminar  Nasional  Teknologi  Informasi,  Komunikasi dan Industr, pp. 18–19, 2017.
[8] M.  S.  N.  REGA,  N. SINAGA,  and  J.  WINDARTA, “Perencanaan  PLTS  Rooftop  untuk  Kawasan  Pabrik Teh PT Pagilaran Batang,” ELKOMIKA J. Tek. Energi Elektr. Tek. Telekomun. Tek. Elektron. , vol. 9, no. 4,
p. 888, 2021, doi: 10.26760/elkomika.v9i4.888.
[9] A. Ardiansyah, I. N. Setiawan, and I. W. Sukerayasa, “Perancangan Plts Atap on Grid System Pada Kantor
Badan  Perencanaan  Pembangunan  Daerah Penelitian Dan Pengembangan Kota Probolinggo,” J.
SPEKTRUM ,  vol.  8,  no.  4,  p.  200,  2022,  doi: 10.24843/spektrum.2021.v08.i04.p23.
[10] S.  Zumrotun  Khoiroh  and  B.  Winardi  dan  Karnoto, “Optimasi  Perencanaan  Plts  on  Grid  System  Di Gor Jatidiri  Semarang  Menggunakan  Software  Homer,”
Transient , vol. 8, no. 4, pp. 289–297, 2019, [Online]. Available: https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/transient.
[11] I. K. Juniarta, I. N. Setiawan, and I. A. Dwi Giriantari, “Analisis Sistem Kelistrikan Pada Pembangkit Listrik
Tenaga  Surya  on-Grid  Kapasitas  25  Kwp  Di  Badan Perencanaan Pembangunan Daerah (Bappeda) Provinsi Bali,” J. SPEKTRUM , vol. 9, no. 1, p. 111, 2022, doi: 10.24843/spektrum.2022.v09.i01.p13.
[12] A.  Wicaksana  and  T.  Rachman,  “PERENCANAAN PLTS ON-GRID ATAP  2 mWp MENGGUNAKAN HELIOSCOPE  DI  KAWASAN  INDUSTRIAL,” Angew. Chemie Int. Ed. 6(11), 951–952. , vol. 3, no. 1, pp. 10–27, 2018, [Online]. Available:
https://medium.com/@arifwicaksanaa/pengertian- use-case-a7e576e1b6bf.
[13] Sanfordlegenda, “Sollar cells : Jenis-jenis sel surya,” sanfordlegemda.blogspot.com ,
2013. http://sanfordlegenda.blogspot.com/2013/10/Solar- cells-Jenis-jenis-sel-surya.html.
[14] T.  Engelbertus,  “PERENCANAAN  PEMBANGKIT LISTRIK  TENAGA  SURA  UNTUK  CATU  DAYA TAMBAHAN PADA HOTEL KINI KOTA PONTIANAK,” Annual  International  Conference  of the  IEEE  Engineering  in  Medicine  and  Biology  - Proceedings , vol. 3. 2018, doi: 10.1109/iembs.2002.1053119.
[15] A.  Rachmi,  B.  Prakoso,  Hanny  Berchmans,  I.  Devi Sara,  and  Winne,  “Panduan  Perencanaan  dan Pemanfaatan PLTS atap di Indonesia,” PLTS Atap , p. 94, 2020.
[16] M.  C.  Alkholish,  “STUDI  PERENCANAAN

## PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ROOFTOP  DENGAN  SISTEM  ON-GRID  DI  CV  .
QIRANA MEUBEL JEPARA STUDY OF ROOFTOP  SOLAR  POWER  PLANT  PLANNING WITH  ON-GRID  SYSTEM  IN  CV  .  QIRANA FURNITURE FACULTY OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY,” 2023.
[17] S. Thermal and S. Pv, “Desain  Instalasi  Pembangkit Listrik Tenaga Surya Rumah Tangga,” 2023.