e-ISSN : 2715-5064

## PERANCANGAN DESAIN ALAT PENSTABIL SUHU OTOMATIS PADA PANEL SURYA 100 WP BERBASIS IOT
1 Firman Rusandi , 2 Lela Nurpulaela
1,2 Jurusan Teknik Elektro, Universitas Singaperbangsa Karawang,
1,2 Jln. H.S. Ronggowaluyo, Puseurjaya, Kec. Telukjambe Timur, Kabupaten Karawang, Jawa Barat, 41361, Indonesia Email: 1 firman.rusandi18137@student.unsika.ac.id , 2 lela.nurpulaela@ft.unsika.ac.id
Abstract Along with the times, the availability of energy continues to decrease, all of which require an energy source that can meet their daily needs. The rate of population growth and the high mobility of the  people  are  very  influential.  The  problem  is  that  the  increasing demand  for  power  is  not  matched  by  the  availability  of  sufficient resources. Energy needs that continue to increase will result in energy crises  in  the  future,  therefore,  it  is  necessary  to  have  other  energy resources (renewable energy). Based on these problems, solar energy which is included in renewable energy is chosen as alternative energy to  produce  electrical  energy  from  sunlight.  This  Automatic  Cooling System (SPOT) is designed to support the acceleration of the use of renewable  energy.  This  tool  is  made  with  the  aim  of  cooling  the surface of the solar panel in order to get maximum output .
Keywords : Renewable Energy, Population Growth, Energy Crisis, Solar Panels
Abstrak  − Seiring  perkembangan  zaman  ketersediaan  energi  terus berkurang,  semuanya  memerlukan  sumber  energi  yang  dapat memenuhi kebutuhannya setiap hari. Tingkat pertumbuhan penduduk dan  tingginya  mobilitas  masyarakat  menjadi  hal  yang  sangat berpengaruh,  Yang  menjadi  masalah  adalah  peningkatan  kebutuhan daya  yang  terus  meningkat  tidak  diimbangi  dengan  adanya ketersediaan  sumber  daya  yang  mencukupi.  Kebutuhan  energi  yang terus  meningkat  mengakibatkan  krisis  energi  di  masa  yang  akan datang, maka dari itu diperlukan adanya sumber daya energi yang lain (renewable  energi).  Dari  masalah  itu  senditi,  energi  matahari  yang merupakan energi terbarukan, dipilih sebagai energi terbarukan untuk menghasilkan  energi  listrik  dari  cahaya  matahari.  Sistem  Pendingin Otomatis (SPOT) ini dirancang dalam rangka mendukung percepatan penggunaan  energi  terbarukan.  Alat  ini  dibuat  dengan  tujuan mendinginkan permukaan panel surya agar mendapatkan output yang lebih maksimal.
Kata Kunci Energi Terbarukan, Pertumbuhan Penduduk, Krisis Energi, Panel Surya

## I. PENDAHULUAN
Seiring  Di  era  pembangunan,  ketersediaan  energi  semakin berkurang,  karena  semua  membutuhkan  sumber  energi  yang dapat memenuhi kebutuhan sehari-hari.. Tingkat pertumbuhan penduduk  dan  tingginya  mobilitas  masyarakat  menjadi  hal yang  sangat  berpengaruh,  Yang  menjadi  masalah  adalah peningkatan  kebutuhan  daya  yang  terus  meningkat  tidak diimbangi  dengan  adanya  ketersediaan  sumber  daya  yang mencukupi.  Kebutuhan  energi  yang  terus  meningkat mengakibatkan krisis energi di masa depan, oleh kareana nya dibutuhkan sumber daya energi yang lain (renewable energi). Dengan  adanya  kendala  tersebut  maka  energi  matahari  yang merupakan  energi  terbarukan  dipilih  sebagai  sumber  energi alternatif  untuk  pembangkit  listrik  yaitu  sinar  matahari.. Cahaya  matahari  digunakan  untuk  menjadi  sumber  energi terbarukan yang potensial terutama jika kita lihat dari sumber yang memancarkan energi dalam jumlah besar dan memakan
waktu. Maka dari itu diharapkan energi surya bisa digunakan menjadi  sumber  energi  terbarukan,  dengan  harapan  sumber energi  ini  dikelola  dengan  baik  sehingga  dapat  memenuhi kebutuhan  energi  masyarakat.  Banyak  startup  PV  menarik investasi dari kapitalis dan bahkan perusahaan minyak dan gas Sel  surya  merupakan  elemen  semikonduktor  yang  dapat mengubah energi cahaya menjadi energi listrik dengan prinsip fotovoltaik Modul surya merupakan rakitan beberapa sel surya dan  panel  energi  Surya  adalah  rakitan  eerapa  modul  surya. Intensitas  radiasi  matahari  yang  diterima  oleh  sel  surya berbanding  lurus  dengan  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan oleh  sel  surya  sebaliknya  semakin  tinggi  suhu  lingkungan dengan intensitas radiasi matahari yang konstan maka semakin besar  pula  beda  tegangannya.  daya  yang  dihasilkan meningkatkan arus. Variasi suhu sel surya ini disebabkan suhu pada cuaca mendung dan  laju  angin  pada  lokasi panel  surya. Hal  ini  berpengaruh  pada  keluaran  tegangan  dan  arus  yang dihasilkan  oleh  panel  surya.  Berdasarkan  latar  belakang tersebut,  maka  dirancang  nya  Sistem  Pendingin  Otomatis (SPOT)  ini  dalam  upaya  memonitoring  kondisi  suhu  pada permukaan panel surya  untuk  meningkatkan output  tegangan dan arus pada panel surya.
II. PENELITIAN YANG TERKAIT Darri  penelitian  yang  berjudul  “Perancangan  desain  alat penstabil suhu otomatis pada panel surya 100 wp berbasis IoT” Membahas tentang perancangan desain pada alat agar sistem dan desain yang dibuat nantinya berjalan dengan baik.  Solar Cell  atau  Sel  Surya  merupakan  alat  yang  berfungsi  untuk mengubah cahaya matahari menjadi sebuah energi listrik yang melalui  efek  photovoltaic.  Material  semikonduktor  seperti silikon memiliki efek photoelectric, adalah kemampuan suatu material  untuk  menyerap  foton  dari  cahaya  matahari  sambil melepaskan  elektron  bebas,  elektron  bebas  tersebut  nantinya akan  dialirkan  ke  sebuah  rangkaian  sehingga  nanti  akan menghasilkan suatu arus listrik.
Gambar 1. Panel Surya
Sinar  matahari  meradiasikan  partikel-partikel  yang  sangat kecil yang disebut foton, saat foton menabrak atom dari silicon
e-ISSN : 2715-5064
terjadilah  transfer  energi  yang  mengakibatkan  terlepasnya electron.  Namun  pada  implementasinya  solar  cell  memiliki kekurangan,  yaitu  ketika  permukaan  panel  surya  mengalami kenaikan suhu yang drastic makan output daya yang dihasilkan akan berkurang, oleh karena itu dibutuhkan sebuah sistem yang dapat membuat suhu permukaan panel surya tetap terjaga agar output daya yang dihasilkan nantinya menjadi maksimal. Pada  penelitian  kali  ini  media  yang  digunakan  untuk mendinginkan  permukaan  panel  surya  nantinya  adalah  air, berdasarkan penilitian sebelumnya yang dilakukan oleh Deni Almanda  dan  Doddy  Baskara  menurutnya  air  memiliki efisiensi sebesar 14%, dalam mendinginkan permukaan panel surya,  diperlukan  perancangan  yang  tepat  agar  permukaan panel surya nantinya dapat teraliri air secara merata. Pada  penelitian  kali  ini  Sensor  DHT11  digunakan  untuk mendeteksi suhu dan kelembaban pada permukaan panel surya secara realtime, ketika nantinya sensor mendeteksi suhu telah melampaui  batas  yang  telah  ditentukan  makan  sensor  akan mengirimkan  sinyal  ke  mikrokontroler  untuk  menghidupkan pompa  DC  dengan  tujuan  mendinginkan  permukaan  panel surya secara otomatis.
Untuk mendapatkan hasil yang baik dalam perancangan harus terlebih  dahulu  memperhatikan  sifat-sifat  komponen  yang akan  digunakan  pada  alat.  Sehingga  nantinya  mendapakan hasil  yang  maksimal.  Sifat  mekanik  dan  teknologi  perlu diperhatikan agar nantinya proses pembuatan berjalan dengan baik dan tidak mengalami banyak kegagalan.

## III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Percobaan akan dilakukan mulai dari siang hari  mulai dari jam 10:00 sampai dengan 15:00 WIB. Untuk lokasinya sendiri akan dilakukan didaerah karawang
B. Sumber Data
Sumber  data  merupakan  suatu  yang  sangat  penting  dan menjadi  poin  utama,  sumber  data  nantinya  akan  didapatkan dari hasil pengujian pada alat.
C. Teknik Pengumpulan Data
Teknik  pengumpulan  data  yang  akan  dilakukan  pada penelitian  kali  ini  akan  didapatkan  langsung  dengan melakukan pengujian pada alat
D. Metode Literatur Metode ini digunakan guna mengumpulkan data dari hasil penelitian dan percobaan sebelumnya dengan tujuan menjadi suatu referensi untuk penelitian yang akan dilakukan kali ini.
E. Metode Observasi Metode  ini  dilakukan  dengan  melakukan  pengecekan, pengujian serta mengamati kinerja alat Ketika sedang di uji.
F. Teknik Analisis
Pada penelitian kali ini data dari hasil percobaan nantinya akan  digunakan  akan  diproses  sesuai  dengan  kebutuhan penulis. Kemudian data yang didapat nantinya akan di analisis sesuai kebutuhan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Perangkat Keras (Hard Ware)
Perangkat  keras  yang  berhasil  dirancang  pada penelitian  kali  ini  adalah  sistem  penstabil  suhu  otomatis dengan menggunakan mikrokontroler Arduino uno, sensor arus, sensor tegangan, serta sensor suhu dan kelembaban. Adapun prototype alat ditunjukan oleh gambar berikut.

## Gambar 2. Prototype Rangkaian Alat
Komponen  tersebut  dihubungkan  dengan  kabel  untuk dipasangkan di papan breadboard atau project board serta dirangkai  sesuai  dengan  skematik  yang  telah  dibuat. Adapun  gambar  skematik  rangkaian  dapat  dilihat  pada gambar 3.

## Gambar 3. Rangkaian pada proteus
Adapun  cara  kerja  alat  penstabil  suhu  otomatis  ini memfokuskan bagaimana caranya agar suhu dipermukaan panel  surya  tetap  terjaga  dengan  baik  dan  tidak  melewati batas suhu  yang telah ditentukan. Adapun Cara  kerja alat dapat dilihat pada gambar 4.
e-ISSN : 2715-5064
Gambar 4. Flowchart Sistem Kerja Alat
Alat akan bekerja Ketika suhu pada permukaan panel surya mencapai  batas  yang  telah  di  tentukan,  kemudian mikrokontroler  akan  mentriger  pompa  untuk  bekerja mendinginkan  permukaan  panel  surya  dengan  media  air agar suhu di permukaan panel surya dapat Kembali satbil. Ketika  suhu  berhasil  Kembali  ke  kondisi  normal  maka pompa akan berhenti bekerja.
2. Desain Rancang bangun alat
a. Kerangka alat kerangka  yang  digunakan  pada  alat  menggunakan kanal C dengan ketebalan 0,75mm, kerangka memiliki
5 tiang penyangga sebagai penompang panel surya, dan memiliki  sebuah  panel  box  sebagai  tempat  semua sistem pada alat ditempatkan, Adapun desain kerangka alat dapat dilihat pada gambar 5.

## Gambar 5. Desain Kerangka Alat
Dibawah  terdapat  pompa  DC  dan  bak  berisi  air  yang nantinya  menjadi  media  untuk  menempatkan  air sebagai sumber untuk mendinginkan permukaan panel surya  secara  otomatis,  yang  mana  nantinya  air  akan mengalir  melalui  pipa  yang  sudah  dirancang  khusus pada alat.
b. Kerangka Pipa
Kerangka pipa menggunakan jenis pipa pvc dengan diameter  ½  inch,  pemilihian  pipa  pvc  dipilih  karena harga nya terjangkau juga perakitan yang mudah. Selain itu kualitas pipa pvc juga terbilang bagus. Diameter ½ inch dipilih agar laju air nantinya dapat berjalan dengan cepat.  Adapaun  gambar  desain  kerangka  pipa  dapat dilihat pada gambar 6.

## Gambar 6. Desain Kerangka Pipa
Nantinya  air  akan  megalir  ke  bagian  atas  pipa  untuk mendinginkan  permukaan  panel  surya,  air  akan melewati lubang-lubang di bagian atas pipa, jarak antar lubang  pada  pipa  dengan  jarak  masing-masing  pada pipa  yaitu  3cm  dan  memiliki  diameter  4,5mm  dan dibawahnya  terdapat  talang  air  yang  dimodifikasi khusus  untuk  nantinya  menahan  air  agar  mengalir Kembali ke bak  yang ada di bawah alat. . hal tersebut dapat dilihat pada gambar 7.
MULAI Sensor Membaca Sampel Data diproses Mikrokontroler Apakah suhu mencapai batas maksimal Sistem pompa bekerja Apakah suhu mencapai batas minimal Pompa berhenti bekerja SELESAI Tidak Tidak Ya Ya
e-ISSN : 2715-5064
Gambar 7. Kerangka Bagian Atas Pipa
3. Pengujian Alat
Pengujian  pada  alat  ini  dilakukan  pada  waktu  siang hari dari pukul 10:00 sampai dengan 15:00, pada pengujian kali ini batas sushu maksimum pada permukaan panel yaitu 45°C Ketika  sensor  mendeteksi  bahwa  sushu  telah melewati batas yang di tentukan maka pompa akan bekerja secara  otomatis  untuk  mendinginkan  permukaan  panel surya. pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat bekerja  dengan  baik  atau  tidak.  Berdasarkan  pengujian yang telah di lakukan didapat data pada tabel berikut
Tabel 1. Hasil Pengujian Alat
Didapat bahwa suhu terpanas pada permukaan panel surya yaitu  pada  jam  11:00-12:00    sekitar 48°C, dengan  suhu tersebut  mikrokontroler  memerintahkan  pompa  untuk bekerja  dengan  tujuan  mendinginkan  permukaan  panel surya. berikut tampilan skematik rangkaian Ketika pompa aktif.
Gambar 8. Skematik Pompa Pekerja
Berdasarkan  skematik  diatas  Terlihat  bahwa  pompa berhasil  bekerja  dengan  baik  dan  mampu  membaca perintah  dari  mikrokontroler  dengan  baik  ketika  suhu terdeteksi  telah  melewati  batas  yang  telah  ditentukan, Adapun tampilan pada saat  pompa bekerja mendinginkan panel surya yaitu sebagai berikut.
Gambar 9. Tampilan saat pompa mengairi panel surya
Berdasarkan  gambar  diatas  pipa  yang  telah  di  rangkai sedemikian rupa mampu mengairi permukaan panel  surya secara  keseluruhan,  dalam  hal  ini  berarti  rangkaian  pipa yang telah dirancang sudah tepat, pompa akan aktif sampai nantinya sistem akan berhenti bekerja Ketika sensor telah membaca  bahwa  suhu  pada  permukaan  panel  surya  telah Kembali  ke  keadaan  normal  atau  kondisi  temperatur dibawah batas maksimum yang ditentukan.
Gambar 10. Pompa Berhenti Bekerja
Adapun kondisi dimana pompa berhenti bekrja dan air sudah tidak  mengalir  melewati  pipa-pipa  yang  sudah  di  rancang dengan  tujuan  mendinginkan  permukaan  panel  surya  dapat diliihat sebagai berikut
JAM SUHU  TEGANGAN POMPA BEKERJA 10:00 – 11:00 37°C 18,85 V TIDAK 11:00 – 12:00 48°C 18,21 V YA 12:00 – 13:00 47°C 18,24 V YA 13:00 – 14:00 46°C 18,34 V YA 14:00 – 15:00 38°C 18,55 V TIDAK
e-ISSN : 2715-5064
Gambar 11. Tampilan setelah didinginkan
V. KESIMPULAN DAN SARAN Hasil  yang  peroleh  pada  percobaan  kali  ini  bahwa  suhu menjadi  faktor  penting  dalam  tercapainya  output  yang dihasilkan  oleh  panel  surya,  Ketika  suhu  permukaan  panel surya  mengalami  kenaikan  atau  mengalami  perubahan  yang tak  beraturan  maka  hal  tersebut  nantinya  berdampak  pada output yang akan dihasilkan oleh panel surya hal tersebut dapat dilihat pada data tabel hasil pengujian.
Diharapkan  kedepannya  nanti  akan  ada  alat  penstabil  suhu yang  mampu  bekerja  lebih  baik  dan  mampu  mendapatkan secara realtime tentang suhu, teganan dan daya yang dihasilkan oleh panel surya.
UCAPAN TERIMA KASIH Selaku  penulis,  ucapan  terimakasih  kepada  ibu  Ir.  Lela Nurpulaela  M.T.,selaku  dosen  pembimbing  atas  bimbingan nya selama penelitian ini , rekan-rekan kelompok tugas akhir yang  memberi  arahan  dan juga masukan pada penelitian kali ini,

## DAFTAR PUSTAKA
[ 1]Darwin, D., Panjaitan, A., & Suwarno, S. (2020). Analisa pengaruh Intesitas
Sinar  Matahari  Terhadap  Daya  Keluaran  Pada  Sel  Surya  Jenis Monokristal. Jurnal  MESIL  (Mesin  Elektro  Sipil)/Journal  MESIL (Machine Electro Civil) , 1 (2), 99-106.
[2]Dzulfikar,  D.,  &  Broto,  W.  (2016,  October).  Optimalisasi  pemanfaatan energi  listrik  tenaga  surya  skala  rumah  tangga.  In Prosiding  Seminar
Nasional Fisika (E-Journal) (Vol. 5, pp. SNF2016-ERE). [3]GUNA, A. (2022). ANALISIS PENGARUH SUHU TERHADAP OUTPUT YANG DIHASILKAN PANEL SURYA MONOCRYSTALLINE DAN CIGS (COPPER  INDIUM  GALLIUM  SELENIDE) (Doctoral  dissertation, Universitas Gadjah Mada).
[4]Martawati, M. (2018). Analisis simulasi pengaruh variasi intensitas cahaya terhadap daya dari panel surya. Jurnal Eltek , 16 (1), 125-136.
[5]Muslim,  S.,  Khotimah,  K.,  &  Azhiimah,  A.  N.  (2020).  Analisis  Kritis
Terhadap  Perencanaan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (Plts)  Tipe Photovoltaic  (Pv)  Sebagai  Energi  Alternatif  Masa  Depan. Rang  Teknik Journal , 3 (1), 119-130.
[6]Sirait, S., Saptomo, S. K., & Purwanto, M. Y. J. (2015). Rancang bangun sistem otomatisasi irigasi pipa lahan sawah berbasis tenaga surya. Jurnal Irigasi , 10 (1), 21-32.
[7]Suryawinata, H., Purwanti, D., & Sunardiyo, S. (2017). Sistem monitoring pada  panel  surya  menggunakan  data  logger  berbasis  ATMega  328  dan Real Time Clock DS1307. Jurnal Teknik Elektro , 9 (1), 30-36.
[8]Suwarti, W., & Prasetiyo, B. (2018). Analisis Pengaruh Intensitas Matahari, Suhu Permukaan & Sudut Pengarah Terhadap Kinerja Panel Surya. Jurnal Teknik Energi , 14 (3), 78-85.
[9]Tarigan,  A.  D.,  &  Hamdani,  H.  (2020,  September).  Penggunaan  Sistem Pendingin  Temperatur  Sebagai  Peningkatan  Kinerja  Panel  Surya. In Seminar Nasional Teknik (SEMNASTEK) UISU (Vol. 3, No. 1, pp. 121- 127).
[10] Tiyas,  P.  K.,  &  Widyartono,  M.  (2020).  Pengaruh  Efek  Suhu  Terhadap Kinerja Panel Surya. Jurnal Teknik Elektro , 9 (1).