## Abdimas Galuh

## PENERAPAN TEKNOLOGI TEPAT GUNA PADA PENERANGAN LAMPU JALAN TENAGA SURYA DI RT 67 PERUMAHAN BUMI MAKMUR KELURAHAN SEPINGGAN KOTA BALIKPAPAN

## APPLICATION OF APPROPRIATE TECHNOLOGY IN SOLAR CELL FOR STREET LIGHTING IN RT 67 HOUSING BUMI MAKMUR SEPINGGAN VILLAGE BALIKPAPAN CITY
Andi Sri Irtawaty * , Maria Ulfah, Armin, Hadiyanto, Angga Wahyu Aditya, Dwi Lesmideyarti, Hilmansyah, Mikail Eko Prasetyo
Jurusan Rekayasa Elektro, Politeknik Negeri Balikpapan *Email: andi.sri@poltekba.ac.id (Diterima 14-02-2023; Disetujui 14-03-2023)

## ABSTRAK
Penerangan Lampu Jalan (PJU) tenaga surya masih jarang diberdayakan di lingkungan masyarakat. Selain agak mahal  dalam  pengadaannya,  juga  agak  rumit  dalam  perawatannya.  Namun,  dari  sisi  positifnya  sangat menguntungkan karena sumber power nya berasal dari sinar matahari yang dapat dikonversikan pada beban lampu DC ataupun lampu AC (sesuai kebutuhan). Jika ditambahkan dengan sensor cahaya ( photocell ), maka lampu penerangan tesebut akan bersifat otomatis. Pada  malam hari,  nilai tahanan sensor cahaya akan turun, sehingga lampu  DC  akan  menyala.  Sebaliknya,  pada  siang  hari  nilai  tahanan  akan  naik,  dan  lampu  DC akan  padam.  PJU  tenaga surya tersebut  akan  menerangi  lingkungan  sekitar  jalanan,  sehingga  memberikan kenyamanan  bagi   pengguna  jalan terutama di malam hari. Berdasarkan survey tim PkM, RT 67 Kelurahan Sepinggan Balikpapan  belum  memiliki  PJU.  Oleh karena itu, tim PkM telah merancang 1 tiang penerangan lampu jalan kapasitas 20 wp di RT tersebut dengan beban daya  1  lampu  DC  5  watt  pada  ruas  jalan  utama. Adapun  komponen  utama   PJU tenaga surya meliputi panel surya 20 wp, controller 10 ampere, aki VRLA 10 Ah, kabel serabut, lampu DC 5 watt, saklar on off dan fitting . Hasil pengujian ketahanan aki setelah panel surya ter charge selama 5 jam (saat matahari terik), maka lampu penerangan tersebut dapat digunakan selama 12 jam. Ketua RT 67  Kelurahan Sepinggan mengharapkan keberlanjutan kerja sama antara RT 67 Kelurahan Sepinggan dengan tim PkM Politeknik Negeri Balikpapan, terutama dalam penambahan unit penerangan lampu jalan panel surya. Karena di area RT 67 terdapat 2 perumahan yaitu Perumahan Melati dan Perumahan Bumi Makmur sama sekali tidak ada lampu penerangan jalannya.
Kata kunci: PJU, panel surya 20 wp, controller 10A, aki VRLA 10 Ah, RT 67 Kelurahan Sepinggan

## ABSTRACT
Solar  street  lighting  (PJU)  is  still  rarely  used  in  the  community.  In  addition  to  being  rather  expensive  to procure, it is also rather complicated to maintain. However, from the positive side, it is very profitable because the power source comes from sunlight which can be converted to DC lamp loads or AC lamps (as needed). If you add a light sensor (photocell), then the lighting will be automatic. At night, the resistance value of the light sensor will drop, so the DC light will turn on. Conversely during the day, the resistance value will increase, and the DC lamp will go out. The solar PJU will illuminate the environment around the streets,  thus providing comfort for road users, especially at night. Based on a survey by the PkM team, RT 67 Sepinggan Village, Balikpapan, does not yet have PJU. Therefore, the PkM team has designed 1 street light pole with a capacity of 20 wp in the RT with a power load of 1 5 watt DC lamp on the main road section. The main components of solar  street  lighting  (PJU)  include  a  20  wp  solar  panel,  a  10  ampere  controller,  a  10  Ah  VRLA  battery, stranded cable, a 5 watt DC lamp, an on off switch and fittings. The results of the battery resistance test after the solar panel has been charged for 5 hours (during the hot sun), the lights can be used for 12 hours. The head of RT 67 of the Sepinggan Sub-district hopes for  the continuation  of  the  collaboration  between  RT  67 of  the Sepinggan Sub-district and  the Balikpapan State. Polytechnic PkM team, especially in the addition of solar panel street light lighting units. Because in the RT 67 area there are 2 housing estates, namely the Melati Housing and the Bumi Makmur Housing which have absolutely no street lighting.
Keywords: PJU, 20 wp solar panel, 10A controller, 10 Ah VRLA battery, RT 67 Sepinggan Village
Volume 5, Nomor 1, Maret 2023, 704-711

## PENDAHULUAN
Pentingnya fasilitas Penerangan Jalan Umum (PJU), khususnya di RT 67 Kelurahan Sepinggan yang belum memiliki PJU untuk kenyamanan akses masuk bagi pengguna jalan di  RT  tersebut,  terutama  saat  kondisi  malam  hari.  Faktor  keamanan  juga  mempengaruhi jika  kondisi  jalan  masuk  masih  gelap.  Pengguna  jalan  hanya  mengandalkan  lampu  pada kendaraan  mereka  masing-masing.  Sementara  bagi  pejalan  kaki,  mereka  mengandalkan senter atau lampu pada handphone nya. Namun dari segi keamanan, tetap menimbulkan rasa was-was, sehingga tetap harus waspada jika terpaksa harus keluar rumah pada malam hari. Sebagian warga lebh memilih untuk tetap di rumah jika hari sudah mulai gelap. Gambar 1 menyajikan kondisi RT 67 saat siang  hari.
Gambar 1. Kondisi RT 67 Kelurahan Sepinggan saat siang hari
Berdasarkan latar belakang tersebut, tim Pengabdian Masyarakat  Politeknik Negeri Balikpapan  yang  terdiri  atas  8  dosen  (6  dosen  Teknologi  Listrik  dan  2  dosen  Teknik Elektronika)  berinisiatif  untuk  berkontribusi  dalam  perancangan  dan  pemasangan  PJU sederhana bersumber dari matahari yang dikenal dengan istilah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) kapasitas 20 wp dan akan diimplementasikan  pada  ruas jalan utama RT 67 Perumahan Bumi Makmur  Kelurahan Sepinggan Kota Balikpapan.
Penerangan Jalan Umum (PJU) tenaga surya yang dirancang  memiliki kemampuan dapat menyalakan 1 lampu DC 5 watt selama 17 jam. Uraian detailnya sebagai berikut: (1) Satu panel surya 20 wp, (2) Satu lampu DC = 5 watt, dan (3) Aki 12 volt DC =10 Ah.
Jika  5  jam  waktu  matahari  bersinar  terik,  maka  dalam  sehari  panel  menghasilkan supply = 5 jam x 20 wp = 100 watt. Total waktu yang dibutuhkan untuk 1 lampu DC 5 watt =100 watt /[(5 watt *t)+(20%*5 watt*t)] = 16,7 jam = 17 jam.

## Abdimas Galuh

## BAHAN DAN METODE
Bahan dan alat yang digunakan tersaji pada Tabel 1.
Tabel 1. Bahan dan alat serta spesifikasinya No. Bahan /alat dan spesifikasinya Jumlah (unit/meter) 1  Panel surya 20 wp 1 2 Controller 10 ampere 1 3  Aki 7 Ah 1 4  Inverter 150 watt 1 5  Sensor cahaya ( photocell ) 1 6  Lampu AC 5 watt, fitting dan kap lampu khusus PJU 1 7  Kabel panel surya 1,5 mm 3 8  Kabel lampu 0,75 mm 3 9  Tiang lampu 4 meter 1 10  Kabel Ties 30 cm 1 11  Boks panel listrik 40 x 30 x 20 cm 1 12  Tang kombinasi 1 13  Obeng plus dan minus 1 14  Lem tembak 1 15  Multimeter 1
Metode kegiatan pelaksanaan pengabdian kepada masyarakat meliputi :
1. Lokasi dan waktu
Kegiatan  PkM  ini  dilaksanakan  di  RT  67  Perumahan  Bumi  Makmur  Kelurahan Sepinggan. Waktu pelaksanaannya selama seminggu mulai pada tanggal 13 januari 2023 sampai  20 Januari  2023.
2. Kelompok sasaran
Adapun  kelompok  sasaran  mitra  adalah  RT  67  Perumahan Bumi  Makmur  Kelurahan
Sepinggan.
3. Teknik Pengumpulan Data
Untuk  memperoleh  hasil  maksimal,  telah  dilakukan  pengujian  selama  7  hari  setelah lampu  penerangan  jalan  terpasang  dengan  3  kondisi  cuaca  yaitu  cerah,  mendung dan hujan (Tabel 2).
4. Analisis Data
Pengujian ketahanan aki merupakan parameter analisis data. Telah dilakukan  pengujian selama 7 hari berturut-turut lalu hasilnya dibandingkan dengan perhitungan teoritisnya. Keakuratan dari alat tersebut terlihat dari nilai rata-rata error yang diperoleh dari selisih perhitungan teoritis dengan kondisi pengamatan langsung (pengujian realita).
5. Penyajian data
Penyajian  data  berupa  tabel  waktu  lamanya  aki  mampu  bertahan  mensuplay lampu penerangan jalan di malam hari secara otomatis. Juga dilengkapi grafik/ chart sehingga
Volume 5, Nomor 1, Maret 2023, 704-711
mudah  menganalisa  hasil  perbandingan  antara  waktu  ketahanan  aki  secara  teoritis dengan waktu ketahanan aki  berdasarkan  pengamatan  langsung.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kegiatan PkM  Mandiri  ini  merupakan  bagian  output  dari  proyek  akhir (PjBL mata kuliah  Pengukuran  Listrik dan Instrumentasi  I) yang  telah  diujikan  pada akhir  Desember 2022. Kegiatan  PkM Mandiri  ini  berlangsung  seminggu  (mulai  perakitan,  uji laboratorium  hingga  implementasi  di    lapangan).  Ketua  RT  67  sangat  antusias dengan hadirnya penerangan lampu jalan berbasis panel surya 20 wp, yang baru pertama kali diadakan di RT tersebut.
Adapun  urutan  langkah-langkah perancangan  dan  pemasangan  instalasi  penerangan lampu jalan berbasis panel surya 20 wp sebagai berikut:
1. Menyiapkan komponen-komponen utama. meliputi:

## Gambar 2. Menyiapkan komponen-komponen utama
2. Merakit komponen-komponen penerangan lampu jalan tenaga surya pada boks panel dan tiang PJU.
Gambar 3. Merakit komponen-komponen penerangan lampu jalan tenaga surya pada boks panel dan tiang PJU

## Abdimas Galuh
3. Menguji penerangan lampu jalan tenaga surya

## 4. Proses serah terima dari tim  PkM Mandiri Politeknik Negeri Balikpapan kepada mitra
RT.67 Perumahan Bumi Makmur Kelurahan Sepinggan Kota Balikpapan.
Gambar 5.Serah terima 1 unit penerangan lampu jalan tenaga surya
Pengujian  ketahanan  aki  dilakukan  melalui  pengamatan  selama  seminggu  oleh wargasetempat. Uraian detailnya disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengujian ketahanan aki dan prosentase errornya
No  Hari ke-n  Waktu  aktif teori (jam) Waktu aktif realita (jam) % error Keterangan 1  Hari ke-1 16,7 16,5 1,19 Cerah 2  Hari ke-2 16,7 15,9 4,79 Cerah 3  Hari ke-3 16,7 16,4 1,80 Cerah 4  Hari ke-4 16,7 15,5 7,18 Cerah 5  Hari ke-5 16,7 16,1 3,59 Cerah 6  Hari ke-6 11,7 11,4 2,56 Mendung 7  Hari ke-7 6,7 6,2 7,46 Hujan Rata-rata Error 4,08
Keterangan:
1. Jika  cuaca  cerah,  berarti  proses  pengechargesan  aki  berlangsung  maksimal  (5  jam), sehingga tegangan  maksimal pada scc sekitar 14,4 volt. Adapun ketahanan aki dalam menyalakan lampu dc 5 watt adalah sebagai berikut:
W 𝑎𝑘𝑡𝑢 = 5 j 𝑎𝑚 𝑥 20 𝑤𝑝 5 𝑤𝑎𝑡𝑡 + (20% * 5 𝑤𝑎𝑡𝑡 )
Penerapan  Teknologi  Tepat  Guna  Pada  Penerangan  Lampu  Jalan Tenaga  Surya  Di  RT  67  Perumahan  Bumi  Makmur Kelurahan Sepinggan Kota Balikpapan
Andi Sri Irtawaty, dkk.
Volume 5, Nomor 1, Maret 2023, 704-711
= 16,7 j 𝑎𝑚
2. Jika  kondisi  mendung,  berarti  proses  pengechargesan  aki  kurang  maksimal,  sehingga tegangan  yang  ditampilkan  oleh  scc  nya  hanya  sekitar  13  volt.  Misalkan  proses pengechargesan  hanya  berlangsung  3,5  jam,  maka  ketahanan  aki  dapat  digunakan selama:
W 𝑎𝑘𝑡𝑢 = 3,5 j 𝑎𝑚 𝑥 20 𝑤𝑝 5 𝑤𝑎𝑡𝑡 + (20% * 5 𝑤𝑎𝑡𝑡 )
= 11,7 j 𝑎𝑚
3. Jika kondisi hujan disertai cuaca gelap, maka proses pengechargesan aki sangat kurang maksimal,  sehingga  tegangan  yang  ditampilkan  oleh  scc  nya  hanya  sekitar  12  volt.
Misalkan  akumulasi  proses  pengechargesan  aki  hanya  berlangsung  2  jam,  maka ketahanan aki dapat digunakan selama:
W 𝑎𝑘𝑡𝑢 = 2 j 𝑎𝑚 𝑥 20 𝑤𝑝 5 𝑤𝑎𝑡𝑡 + (20% * 5 𝑤𝑎𝑡𝑡 ) = 6,7 j 𝑎𝑚
Berdasarkan  ketiga  teori  perhitungan  ketahanan  aki  untuk  3  kondisi  cuaca,  maka secara realita, implementasi kemampuan aki untuk menyalakan lampu DC 5 watt mengalami selisih  /perbedaan  waktu  aktif.  Berarti  prosentase  keakuratan  antara  implementasi  realita dengan perhitungan teoritis, dapat dihitung melalui rumus:
Contoh perhitungan untuk data ke-1 pada Tabel 1 adalah sebagai berikut :
Waktu teori = 16,7 jam
Waktu realita = 16,5 jam
Prosentase error = 16,7−16,5 𝑥 100% =1,19 % 16,7
Dengan cara yang sama, juga dilakukan perhitungan error untuk data ke-2 sampai data ke-7. Berdasarkan hasil pengujian tujuh kali pengambilan sampel  selama  7  hari, diperoleh rata-rata error sebanyak 4,08%. Cukup membuktikan bahwa penerangan lampu jalan tenaga surya tersebut mampu bekerja maksimal dan dapat memberikan manfaat bagi masyarakat sekitarnya,  terutama  yang  beraktivitas  pada  malam  hari.  Gambar  6  menyajikan  grafik ketahanan aki panel surya untuk 3 kondisi cuaca: cerah, mendung dan hujan.
Gambar 6. Grafik ketahanan aki untuk kondisi cerah, mendung dan hujan

## KESIMPULAN DAN SARAN
Kegiatan  Pengabdian  Kepada  Mayarakat  (PkM)  Potekba  yang  dilaksanakan  secara mandiri  selama  seminggu  mulai  pada  tanggal  13-20  Januari  2023  bertempat  di  RT  67 Perumahan  Bumi  Makmur  Kelurahan  Sepinggan  Kota  Balikpapan  telah  berhasil diimplementasikan dengan konsep “Penerangan Lampu  Jalan  Tenaga Surya”. Pengujian ketahanan aki dilakukan selama 7 hari berturut-turut, dan hasilnya cukup  akurat. Rata-rata error hanya  4.08%.  Alat  penerangan  lampu  jalan  tenaga  surya  tersebut  bekerja  dengan sebaik-baiknya. Saat cuaca cerah, aki bertahan sampai 16.5 jam; saat mendung, aki bertahan sampai 11.4 jam; dan saat hujan aki bertahan sampai 6,2 jam. Ketua  RT 67 mengharapkan adanya  keberlanjutan  dari  penerapan  teknologi  penerangan  lampu  jalan  tenaga  surya, setidaknya di area masjid Al Akbar yang terletak di RT tersebut.

## DAFTAR PUSTAKA
Irtawaty.  AS,  Ulfah.  M,  Armin,  Hadiyanto,  (2022).  Implementasi  Plts  50  Wp  Untuk Penerangan Jalan Di Kelurahan Manggar Kota Balikpapan. Jurnal COMSEP , 3 (3), 274-279.
Irtawaty. AS, Ulfah. M, Armin, Hadiyanto, (2022).  Perancangan Dan  Implementasi Plts Mini   Kapasitas   20   Wp    Untuk    Teras    Rumah    Warga    Di Kelurahan Mannggar Kota Balikpapan. Jurnal TAROA , 1 (3), 93-100.
Anhar, W., Basri, Amin, M., Randis, & Sulistyo, T. (2018). Perhitungan lampu penerangan jalan berbasis solar system . Jurnal Sains Terapan , 4 (1), 33-36.
Randis. (2021)., Rancang Bangun Sistem Mini Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Portable. Jurnal Teknologi Terpadu ,  9 ( 1),  65-70. Sutopo  W.,  Mardikaningsih  I.K.,  Zakaria  R.,  Ali  A.,  (2020). A  Model  to  Improve  the Implementation Standards of Street Lightining Based on Solar Energy: A Case Study .
Energies 13(3):630. https://doi:10.3390/en13030630 Handrea, B.T. (2020). Sistem Pembanngkit Listrik Tenaga Surya . volume 20, edisi pertama, Deepublish: Yogyakarta.
Penerapan  Teknologi  Tepat  Guna  Pada  Penerangan  Lampu  Jalan Tenaga  Surya  Di  RT  67  Perumahan  Bumi  Makmur Kelurahan Sepinggan Kota Balikpapan
Andi Sri Irtawaty, dkk.
Volume 5, Nomor 1, Maret 2023, 704-711
Bayuaji Kencana, dkk. (2018). Panduan Studi Kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Terpusat.
Yudhi Ardiyanto, Anna Nur Nazilah Chamim , Rama Okta Wiyagi. (2020). Implementasi Penerangan  Jalan  Umum  Berbasis  Sel  Surya  Sebagai  Media  Pembelajaran  Dan Promosi.  Dalam  :  Prosiding  SEMNAS  PPM  2020.  Program  Studi  Teknik  Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, 867-873.
Restu Anugrah, A.E. (2021). Rancang Bangun Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya Sm Komunal Untuk Jalan Lingkung Desa Kurai Taji Kecamatan Pariaman Selatan Kota Pariaman. Skripsi  Program  Studi  Teknik  Elektro  Fakultas  Teknik  Universitas Muhammadiyah Sumatera  Barat.  http://eprints.umsb.ac.id/704/1/A.E.pdf.