http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.100
Hayusman, L.M., Hidayat, T (2021) Redesain Panel kendali Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 400 Wp di Masjid Al-Ikhlas Perumahan Bumi Perkasa Regency Kabupaten Malang Jawa Timur. Buletin Profesi Insinyur 4(2) 062-069

## Redesain Panel kendali
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 400 Wp di Masjid Al-Ikhlas Perumahan

## Bumi Perkasa Regency Kabupaten Malang Jawa Timur
Masjid  Al-ikhlas  merupakan  salah  satu  masjid  yang memiliki suplai listrik dari pembangkit listrik tenaga surya (PLTS), dibangun pada akhir tahun 2018. Karena kapasitas yang dihasilkan masih terbatas, maka listrik PLN  tetap  digunakan  sebagai backup apabila  suplai listrik PLTS tidak optimal dengan proses perpindahan secara  otomatis.  Seiring  berjalannya  waktu  operasi PLTS  mengalami  beberapa  permasalahan  seperti terjadinya  dua  kali  kerusakan inverter ,  timbulnya shading pada modul surya. Redesain panel kendali dan upgrade komponen-komponen PLTS bertujuan untuk mengoptimalkan kinerja  PLTS yang  sudah terpasang. Metode yang dilakukan dengan cara mengidentifikasi penyebab  tidak  optimalnya  kinerja  PLTS  eksisting , selanjutnya dilakukan upgrade dan perencanaan panel kendali,  saran  relokasi  modul  surya  serta  estimasi biaya  yang  diperlukan  untuk  merealisasaikan  hasil perencanaan  tersebut.  Hasilnya  penentuan  jenis  dan perhitungan ulang komponen-komponen PLTS diajukan untuk dapat  mengoptimalkan kinerja PLTS. Desain penel kendali PLTS dalam bentuk diagram satu garis,  diagram  pengawatan, layout panel  kendali, layout sistem secara keseluruhan  dan estimasi biaya yang  diperlukan  untuk  proses redesain  dan upgrade ditampilkan. Penggunaan software untuk memastikan hasil desain panel kendali dapat berkerja dengn baik untuk  memindahkan  suplai  listrik  dari  PLTS  ke  PLN atau sebaliknya digunakan.
Kata kunci : panel kendali, redesain, PLTS
Diajukan: 25 Mei 2021 Direvisi: 30 Juli 2021 Diterima: 1 Oktober 2021 Dipublikasikan online: 7 Oktober 2021
Lauhil Mahfudz Hayusman 1 , Taufik Hidayat 2
1 Program Studi Teknik Listrik D-3, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Banjarmasin
2 Program Studi Teknik Listrik D-3, Fakultas Teknik Industri, Institut Teknologi Nasional Malang

##  hayusman@poliban.ac.id

## Pendahuluan
Masjid Al-Ikhlas merupakan tempat ibadah yang berada di lingkungan Perumahan Bumi Perkasa Regency (BPR) Desa  Ngenep  Kecamatan  Karangploso  Kabupaten Malang  Jawa  Timur.  Masjid  tersebut  selain  digunakan untuk  tempat  ibadah  wajib  sholat  lima  waktu,  juga digunakan  untuk  kegiatan  pengajian  rutin,  tempat berkumpul dan merayakan hari besar umat islam. Tidak jarang,  mesjid  ini  juga  digunakan  sebagai  tempat singgah  dan  menginap  para  Jama’ah  Tabligh  dari  luar daerah.  Tentunya  segala  aktifitas  yang  berlangsung  di lingkungan  masjid  bisa  berjalan  dengan  baik  berkat adanya  sarana  dan  prasarana  khususnya  ketersediaan energi listrik yang memadai. Sumber energi listrik untuk mendukung  segala  aktiftas  tersebut  bersumber  dari listrik  PLN  dengan  kapasitas  daya  terpasang  sebesar 1.300 VA yang dibayarkan rutin tiap bulan oleh Takmir dari dana kas masjid.
Atas  inisiasi  Takmir  Masjid  dan  adanya  dukungan pendanaan dari donatur,  maka  pada  akhir tahun  2018 dilakukan  kegiatan  pemasangan  pembangkit  listrik tenaga surya (PLTS) berkapasitas 400 Watt peak (Wp). Pemasangan  PLTS  tersebut  bertujuan  untuk  menjaga kontinuitas suplai energi listrik yang dibutuhkan masjid,
karena pada saat itu listrik PLN masih sering mengalami gangguan yang berakibat seringnya terjadi pemadaman dilingkungan  perumahan  Bumi  Perkasa  Regency. Dengan  adanya  PLTS  tersebut  diharapkan  juga  dapat membantu menekan biaya tagihan listrik perbulannya. Gambar  1  diperlihatkan  Masjid  Al-ikhlas  sebelum dilakukan renovasi.
Gambar 1 Masjid Al-Ikhlas Perumahan Bumi Perkasa Regency
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.100
PLTS  merupakan  pembangkit  listrik  energi  baru terbarukan  yang  memanfaatkan  sinar  matahari  untuk dikonversikan menjadi energi listrik arus serah ( DC ) melalui modul surya (Hayusman dkk, 2018). Agar energi listrik yang dihasilkan modul surya dapat dimanfaatkan untuk melayani peralatan-peralatan  listrik  masjid,  maka  listrik DC tersebut terlebih  dahulu  dikonversikan  menjadi  listrik  arus  bolak- balik  ( AC )  menggunakan inverter .  Dengan  adanya penggunaan baterai, energi listrik yang dihasilkan oleh PLTS pada  siang  hari  sebagian  dapat  disimpan  ke  dalam  baterai yang  nantinya  akan  digunakan  kembali  pada  malam  hari ketika sinar matahari tidak ada (Saputera dkk, 2020).
Seiring  berjalannya  waktu,  PLTS  yang  sudah  terpasang mengalami  beberapa  masalah  sehingga  tidak  dapat beroperasi dengan optimal. Permasalahannya yaitu inverter dua  kali  mengalami  kerusakan  (terbakar).  Pembangunan dan  perluasan  teras  masjid  di  bulan  April  tahun  2021  juga menyebabkan tidak optimalnya penyerapan sinar matahari oleh modul surya akibat adanya bayangan/ shading . Gambar 2 diperlihatkan lokasi modul surya yang tidak optimal karena terhalang oleh teras masjid yang baru dibangun.

## Gambar 2 Penangkapan sinar matahari oleh modul surya tidak optimal
Panel  kendali (automatic  transfer  switch/ATS) yang didesain untuk memindahkan suplai listrik yang semula dari PLTS  menuju  ke PLN  atau sebaliknya  tidak bekerja  optimal karena  pada  saat  kondisi  PLTS standbay,  inverter tetap beroperasi  mengambil  energi  listrik  dari  baterai  yang tentunya akan berdampak pada lifetime baterai. Disamping itu  tidak  adanya  peralatan  proteksi  arus  lebih  berupa miniature  circuit  breaker ( MCB )  yang  terpasang  dan peralatan  proteksi  lainnya  seperti residual  current  circuit breaker ( RCCB )  dan surge  protection  device ( SPD )  yang digunakan  untuk  pengaman  arus  bocor  dan  pengaman tegangan surya seperti yang terlihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Kondisi panel kendali PLTS
Pembahasan  ini  mengenai r edesain penel  kendali  dan saran  relokasi  modul  surya  yang  terpasang  di  Masjid  Al- Ikhlas  serta  estimasi  biaya  yang  dibutuhkan  untuk merealisasikan  hasil  redesain  panel  kendali  tersebut. Diharapkan  dengan  adanya  kajian ini, dapat  menjadi  saran dan  masukan  bagi  Takmir  Masjid  agar  PLTS  dapat  kembali beroperasi secara optimal.

## Metode
Redesain  panel  kendali  yang  dilakukan  ini  berdasarkan peralatan  PLTS  yang  sudah  terpasang  ( eksisting )  di  Masjid Al-Ikhlas  dan  beberapa upgrade peralatan.  Dengan dilakukannya  redesain penel  kendali  sehingga  diharapkan kinerja  PLTS  dapat  kembali  optimal  dan lifetime peralatan- peralatan yang terpasang sesuai dengan spesifikasi standar pabrikan.  Tabel  1  memperlihatkan  komponen  dan spesifikasi eksisting PLTS 4 x 100 Wp.
Tabel 1 Komponen dan spesifikasi eksisting PLTS No Nama Spesifikasi Qty 1. Modul surya merek Solarimba Monocrystalline ,
P max : 100 Wp, I sc : 6,1 A, V oc : 21,6 VDC
4 2. SCC merek MPPT PWM , 40 A 1 3. Inverter merek Suoer MSW , 1.500 Watt 1 4. Baterai, merek SMT VRLA 100 Ah 12 VDC 1 5. Kabel merek Eterna NYA, 1,5 mm 2 50 m 6. Relay & Soket 8 pin MK2P, 220 V, 6 A 1 7. Panel kendali ( ATS ) 1
Sinar  matahari  yang  ditangkap  oleh  modul  surya dikonversikan menjadi listrik arus searah ( DC ). Melalui solar charger  controller ( SCC )  tegangan  keluaran  modul  surya dirubah  atau  disesuaikan  dengan  tegangan  baterai  dan sekaligus  mengatur  proses  pengisian  energi  listrik  dari modul surya ke baterai serta mengatur penggunaan energi listrik  dari  baterai  ke  beban.  Agar  energi  listrik  yang dihasilkan  dapat  digunakan  untuk  melayani  beban,  maka tegangan baterai yang semula merupakan tegangan searah 12 VDC dirubah  menjadi  tegangan  bolak  balik  220 VAC melalui Inverter . Karena terbatasnya kapasitas baterai, maka suplai  listrik  untuk  masjid  selain  menggunakan  PLTS  juga tetap  menggunakan  PLN  yang  proses  perpindahannya ( switching PLTS  ke  PLN  dan  PLN  ke  PLTS)  dilakukan  secara otomatis  melalui ATS .  Konfigurasi  PLTS eksisting yang terpasang di Masjid AL-Ikhlas diperlihatkan pada Gambar 4.
Metode  kerja  yang  dilakukan  dalam  rangka  redesain panel  kendali  PLTS  yang  terpasang  di  Masjid  Al-Ikhlas dimulai  dengan  melakukan  identifikasi  masalah-masalah penyebab  tidak  optimalnya  atau  tidak  bekerjanya  PLTS seperti penyebab terjadinya dua kali kerusakan (terbakarnya) inverter ,  penyebab  timbulnya shading pada modul  surya,  tidak  ada  atau  minimnya  peralatan  proteksi yang  dipasang,  dan  rencana  perubahan  koneksi  4  modul surya ( eksisting 4 modul surya dihubungkan secara paralel). Berdasarkan  hasil  identifikasi  tersebut, selanjutnya dilakukan  studi  literatur  terkait  dengan  artikel-artikel  yang mendukung.
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.100
Gambar 6 Kondisi Masjid setelah dilakukan renovasi & rencana lokasi penempatan modul surya
DC/DC DC/AC Modul Surya 4 x 100 Wp Solar Charger Controller PWM 40 A Inverter MSW 1.500 Watt Beban AC Bus DC Bus AC : Proses peng isian : Proses pelepasan VRLA 1 x 100 Ah ATS Listrik PLN
Gambar 4 Konfigurasi PLTS sistem off-grid terpasang
Melakukan  redesain  panel  kendali  PLTS  dalam  bentuk rancangan  ( single  line  diagram dan layout ),  meliputi penambahan  peralatan  proteksi  ( MCB-DC , MCB-AC, RCCB , SPD-DC ), penambahan low voltage device ( LVD ), pengantian dan penambahan relay AC 220 V tipe LY4 dan relay DC 24 V tipe  MY2N,  pengantian solar  charger  controller berjenis MPPT , perubahan koneksi 4 modul surya, dan penyesuaian jenis  dan  diameter  konduktur  yang  digunakan.  Melakukan uji  coba  panel  kendali  ( ATS )  menggunakan software  Festo Fluidsim dan  terakhir  hasil  redesain  panel  kendali  dalam bentuk single  line diagram dan layout serta estimasi  biaya untuk  melakukan  redesain panel  kendali  dan  beberapa upgrade peralatan PLTS. Gambar 5 memperlihatkan metode kerja redesain panel kendali PLTS.
Identifikasi Masalah Studi Literatur
Melakukan Redesain Panel Kendali
Uji coba Panel Kendali dengan Software
Festo Fluidsim
Hasil Redesain panel kendali
Gambar 5 Metode kerja redesain panel kendali PLTS

## Hasil Kerja
Hasil identifikasi kondisi eksisting PLTS
Adanya  renovasi  teras  masjid  menyebabkan  lokasi penempatan  modul  surya  tidak  lagi  ideal  karena  sinar matahari  yang  seharusnya  ditangkap  sempurna  terhalang oleh  pembangunan  teras  masjid  sehingga  menimbulkan bayangan/ shading .  Jika  hal  tersebut  dibiarkan,  daya keluaran  modul  surya  tidak  lagi  optimal  dan  dalam  jangka
waktu  lama  akan  timbul hotspot yang  berdampak  pada timbulnya microcrack dan snail  track pada  modul  surya (Mansyur,  2019).  Adanya shading sebagian  ataupun keseluruhan  tidak  hanya  mengurangi  produksi  energi, namun  juga  beresiko  mempengaruhi  kondisi  modul  surya. Ketika  terkena  bayangan  sebagian,  pelepasan  panas  pada sel  surya  yang  terkena  bayangan  cendrung  meningkat (dikenal  dengan  titik  panas  atau hot  spot )  dan  dapat mengurangi lifetime dari  modul  surya  (Ramadhan,  2018). Rencana  relokasi  modul  surya  dilakukan  di  bagian  timur masjid seperti yang terlihat pada Gambar 6.
Penggunaan kabel jenis NYA 2 x 1,5 mm 2 yang digabung menjadi dua yang digunakan untuk menghubungkan modul surya  dan SCC tidak  tepat,  karena  jenis  kabel  tersebut diperuntukan untuk instalasi dalam ruangan. Sehingga perlu dilakukan  pergantian  kabel  dengan  jenis  PV1-F  2  x  6  mm 2 yang  mampu  menghantarkan  arus DC sampai  dengan  70 A ( Datasheet PV1-F Solar Thailand).
Tidak  adanya  peralatan  proteksi  arus  lebih  yang dipasang antara modul surya dan SCC , SCC dan baterai serta SCC dengan inverter dapat  menimbulkan  terjadinya kerusakan pada peralatan-peralatan tersebut. Lonjakan arus seketika  yang  terjadi  pada  saat  peralihan  suplai  listrik  dari PLN-PLTS  atau  pada  saat switch  inverter dinyalakan mengakibatkan  dua  kali  terjadinya  kerusakan inverter . Disamping  itu  desain  perpindah ATS masih  belum  optimal karena  pada saat PLN mensuplai kebutuhan beban, inverter masih dalam kondisi standby-on , sehingga tetap mengambil arus  listrik  dari  baterai.  Tidak  adanya  proteksi  baterai mengakibatan proses pengurasan ( discharge ) tejadi sampai
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.100
dengan  100%  tentunya  hal  tersebut  lambat  laun  akan berdampak pada kinerja baterai (Farizy dkk, 2017).
Penggunaan solar  charger  controller ( SCC )  jenis PWM tidak  optimal  dalam  mengkonversikan  nilai  tegangan keluaran  modul  surya,  karena  nilai  tegangan  modul  surya yang  besar  akan  diturunkan  menyesuaikan  tegangan input baterai (Perdana, 2020), (Bakthiar dan Tadjuddin, 2020).
Box panel  perlu  untuk  dilakukan  pergantian,  agar SCC Inverter , ATS dan  peralatan  proteksi  dapat  ditempatkan  di satu  tempat  yang  tertutup  agar  terhindar  dari  jangkauan para  jamaah  khususnya  anak-anak.  Disamping  itu penambahan  peralatan  monitoring  kondisi  baterai  dan sistem kelistrikan PLTS (Arus, Tegangan, Daya, Energi Listrik dsb) dalam bentuk digital perlu untuk dilakukan agar Takmir Masjid  bisa  dengan  mudah  memonitor  kondisi  PLTS  setiap saat.

## Redesain panel kendali
Berdasarkan  hasil  identifikasi  terhadap  kondisi  PLTS  dan panel  kendali eksisting ,  maka  redesain  panel  kendali  yang dilakukan meliputi:
1. Perubahan  hubungan  atau  sambungan  4  modul  surya yang semula  masing-masing  dihubungan  secara paralel dirubah menjadi hubungan seri. Ini bertujuan agar arus ( Idc )  yang  mengalir  tidak  besar  sehingga  penggunaan kabel  untuk  menghubungkan  modul  surya  dengan SCC tidak membutuhkan kabel dengan diameter besar. Modul  surya  100  Wp  sebanyak  4  buah  dihubungkan secara seri, maka:
Total tegangan  : 21,6 VDC x 4 = 86,4 VDC
Total arus
: 6,1 A
Tabel  2  memperlihatkan  data  teknis  modul  surya  100 Wp merek Solarimba.
Tabel 2 Datasheet modul surya Solarimba 100 Wp
Type SFM-100 Maximum Power 100 Wp Voltage at Pmax 18 V Current at Pmax 5,56 A Open Circuit Voltage 21,6 Short Circuit Current 6,1 Size 1196 mm x 541 mm x 30 mm Weight 7 Kg Cell 36 pcs, 125 x 125, monocrystalline
Sumber : Disalin langsung dari modul surya Solarimba
2. Upgrade SCC yang semula berjenis PWM menjadi MPPT . SCC berjenis MPPT memiliki  efisiensi  lebih  dari  98,1% jika  dibandingkan  jenis PWM .  Pemilihan SCC harus memiliki kriteria yaitu mampu menerima daya listrik dari modul  surya  sebesar  400  Wp,  tegangan input sebesar 86,4 VDC dan  arus charging sebesar  6,1  A.  Maka SCC MPPT yang  dipilh  yaitu  berkapasitas  60  A  dengan tegangan sistem 24 VDC seperti yang diperlihatkan pada Tabel 3.
3. Upgrade kapasitas  dan  jenis inverter yang  semula berkapasitas  1.500  W modified  sine  wave ( MSW ) menjadi 2.000 W pure sine wave ( PSW ) dengan tegangan input 24 VDC dan tegangan ouput 220 VAC . Ini bertujuan agar  kedepannya inverter masih  mampu  melayani penambahan  beban  dimasa  yang  akan  datang. Penggunaan jenis inverter PSW juga dapat menghilangkan noise akibat beroperasinya beban listrik seperti amplifier dan  kipas  angin  jika  masih
menggunakan inverter  MSW . Datasheet inverter diperlihatkan pada Tabel 4.
Tabel 3 Datasheet SCC MPPT merek PowMr
Models MPPT -30A MPPT- 40A MPPT- 50A MMPT -60A Charging mode 3 stage : constant current ( MPPT ), constant voltag e, floating
MAX PV Input Power 12V system 360W 480W 600W 720W 24V system 720W 960W 1200W 1440W 36V system 1080 W 1400W 1800W 2100W 48V system 1440 W 1700W 2200W 2800W Input specificat ion DC 12V system DC 20V- 80V 20V- 80V 20V- 80V 20V- 80V 24V system DC 37V- 105V 37V- 105V 37V- 105V 37V- 105V 36V system DC 50V- 160V 50V- 160V 50V- 160V 50V- 160V 48V system DC 72V- 160V 72V- 160V 72V- 160V 72V- 160V Overcharging protection voltage 15V 30V 45V 60V Limited current protection 31A 42A 51A 61A Max effciency ≥ 98,1 % PV utilization ≥ 99 %
Sumber: User manual PowMr
Tabel 4 Datasheet inverter pure sine wave
Model PSW 2000-24 Continuos Power 2000 W Peak Power 4000 W Input Voltage DC 24 V Output Voltage AC 220 V Output Frequency 50 Hz Waveform Pure Sine Wave Conversion Efficiency ≤ 90 % No-Load Current ≤ 0,8 A Sumber: www. kenika.com
4. Upgrade peralatan  proteksi  dan  penyempurnaan peralatan switching otomatis  ( ATS )  yang  semula  suplai listrik utama  bersumber  dari PLTS backup PLN  menjadi suplai  listrik  utama  PLN backup PLTS  dengan penambahan relay AC 220 V tipe LY4 dan relay DC 24 V tipe MY2N dan Low voltage device ( LVD ) yang berfungsi sebagai proteksi agar baterai tidak terkuras habis ( depth of discharge / DOD 100 %) (Wiranto, 2014), (Majid, 2017). Prinsip kerja panel kendali ATS , apabila suplai listrik PLN menyala koil relay 220 V aktif (13-14) mentriger kontak 9-1,  10-2  dan  11-3  yang  semula normally  close ( NC ) berubah menjadi normally open ( NO ). Posisi kontak 9-5,
10-6  dan  11-7  yang  semula NO menjadi NC ,  sehingga listrik  PLN  mengalir  dan  mensuplai  kebutuhan  beban. Pada  saat  listrik  disuplai  oleh  PLN,  kondisi Inverter standbay-off ,  namun  pada  saat  PLTS  kembali  bekerja switch inverter tidak perlu dioperasikan manual karena adanya kontak relay pada posisi 11-7. Apabila listrik PLN padam  koil  r elay tidak  aktif  kontak  akan  kembali  ke posisi 9-1, 10-2 dan 11-3  maka suplai listrik untuk Masjid akan diambil alih oleh baterai. Melalui inverter tegangan
searah 24 VDC baterai dirubah menjadi tegangan bolak- balik  220 VAC .  Adanya LVD yang  dipasang  pada  panel kendali ini bertujuan untuk mengatur proses pengurasan  beterai  dan  untuk  memproteksi  beterai. Agar LVD ini  dapat  bekerja  mengerakan  posisi  kontak pada relay  DC yang  semula  9-1  menjadi  9-5  atau sebaliknya maka input LVD dihubungkan dengan beterai sedangkan output LVD dihubungkan dengan koil relay 24 VDC seperti yang terlihat pada Gambar 7. Upgrade baterai yang semula 1 x 100 Ah 12 VDC menjadi 2  x  100  Ah  12 VDC .  Kriteria  yang perlu diperhatikan  dalam melakukan  penambahan  baterai  adalah  kapasitas  baterai harus  sama  dan  usahakan  dari  merek  yang  sama (Djaufani dkk,  2015).  Berdasarkan  hasil  pengukuran  menunjukan baterai  masih  dalam  kondisi  baik  “ Good  Battery ”  dengan nilai state  of  health ( SOH )  100  %,  nilai  resistansi  4,9  mΩ. Gambar  8  memperlihatkan  hasil  pengecekan  kondisi baterai.
Total energi listrik yang dihasilkan: 2 x 12 VDC x 100 Ah  = 2.400 Vah atau = 2.400 Wh Agar lifetime baterai  tetap  terjaga  maka  kapasitas  energi listrik  yang  dipakai  dibatasi  atau  diatur  pada  nilai  70  % dengan menggunakan LVD . Sehingga total energi listrik yang dapat dipakai sebesar: TEL = Kapasitas baterai x DOD : 100 = 200 Ah x 70 % : 100 = 140 Ah

## Desain rangkaian kendali
Desain  dan pengujian  rangkaian  kendali  untuk PLTS  dibuat dan  diuji  coba  menggunakan software Festo  Fluidsim  3.6. Hasilnya  rangkaian  kendali  yang  dirancang  dapat  bekerja dengan  baik.  Pada  saat  tuas MCB dinaikkan  ( on ),  sumber listrik  PLN  ( ON1 )  dan  sumber  listrik  PLTS  ( ON 2)  siap  untuk mensuplai  beban  namun  tidak  bisa  dilakukan  secara bersama-sama karena saling mengunci ( interlock ). Pada saat PLN on ,  koil  K1  mendapatkan  suplai  arus  menggerakan kontak relay K1  yang  semula  kondisi normally  open ( NO ) menjadi normally close ( NC )  sehingga  beban  mendapatkan suplai  listrik.  Selama  PLN on ,  sumber  listrik  PLTS  otomatis tidak  bisa  ikut  mensuplai  beban  karena  arus  listrik  yang menuju  koil  (K2)  terputus  akibat  kontak relay K1  dalam kondisi NO seperti yang diperlihatkan pada Gambar 9.
Inverter PSW L PLN L N Beban Listrik (Masjid) N
220 Volt Out AC In DC 24 Volt VRLA + - VRLA + - Switch In verter c nc no nc no nc no 9 10 11 c c 1 2 3 5 6 7 Relay AC 220 Volt 9 1 5 12 4 8 Vout Vin Low Voltage Device (LVD) 13 14 13 14 nc no c nc no c Relay DC 24 Volt 2 x 100 Ah, 12 V + - Keterangan: no : Normally open nc : Normally close c : Common MCB MCB MCB Gambar 7 Wiring diagram ATS
Gambar 9 Pengujian rangkaian kendali PLTS
Sistem  modifikasi  pada  rangkaian  kendali inverter ini adalah sistem pengaturan on/off pada inverter yaitu dengan menghubungkan common ke anak kontak NC relay AC , maka apabila PLN  menyala inverter akan standbay-off begitupun sebaliknya  apabila  PLN  padam inverter akan  langsung mensuplai  beban  listrik (masjid) seperti  yang diperlihatkan pada Gambar 10.
Desain box panel kendali ATS
Hasil rancangan layout tampak depan dari box panel kendali ( ATS )  PLTS  yang  berukuran  40  cm  x  60  cm  x  30  cm,  terdiri dari satu lampu indikator PLN dan satu lampu indikator PLTS. Digital  multimeter  dipasang  sebagai  informasi  untuk mengetahui  parameter-parameter  kelistrikan  seperti  nilai arus  (A),  tegangan  (V),  energi  listrik  (Wh),  Daya  (W  &  Wp) dan Charging (Ah).  Indikator  baterai  dan selector  switch yang difungsikan untuk memindahkan suplai listrik dari PLN ke  PLTS  atau  sebaliknya  secara  manual  seperti  yang diperlihatkan  pada  Gambar  11a.  Sedangkan  Gambar  11b memperlihatkan hasil rancangan layout tampak dari dalam panel  kendali.  Pada  Proses  redesain panel  kendali PLTS  ini, semua  peralatan-peralatan  PLTS  (kecuali  modul  surya  dan Baterai)  diletakan  di  dalam box panel  seperti Inverter , SCC MPPT, 2 MCB-DC dua  pole,  2 MCB-AC  satu pole, Relay  DC , Relay A C , SPD, RCCB, LVD dan 2 terminal blok 4 kutub.
(a)

## (b)
Gambar 11 Layout panel kendali (a) tampak dari depan, (b) tampak dari dalam
Tabel  5  memperlihatkan  estimasi  biaya  yang  dibutuhkan untuk  melakukan  redesain panel  kendali  dan upgrade beberapa  peralatan  PLTS  dengan  total  biaya  sebesar  Rp. 6.177.000,00.
Gambar 12 memperlihatkan rancangan layout keselurahan  dari  PLTS off-grid dengan  panel  kendali ATS beserta diameter kabel yang dibutuhkan.

## Kesimpulan
Redesain  panel  kendali  PLTS  kapasitas  400  Wp  telah dipaparkan. Hasilnya desain panel kendali eligible untuk diimplementasikan  dengan  total  perkiraan  biaya sebesar  Rp.  6.177.000,-  dan  rekolasi  penempatan  4 modul surya disarankan untuk dilakukan di bagian timur Masjid Al-Ikhlas Perumahan Bumi Perkasa Regency.

## Ucapan Terimakasih
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Takmir Masjid Al- Ikhlas  Perumahan  Bumi  Perkasa  Regency,  Ngenep Kabupaten  Malang.  Bapak  Direktur  Politeknik  Negeri Banjarmasin  dan  Ir.  Muhammad  Alkaff,  S.Kom.,  M.Kom., IPM  dosen  Program  Profesi  Insinyur  Universitas  Lambung Mangkurat.
+24V 0V K1 OFF1 ON1 K1 K2 OFF2 ON2 K2 K1 K2 MCB 1 2 3 4 1 +24V 0V R2 MCB_3 SWITCH SCC DC  Battery PV Inverter 1 2V H i P V P LN 11 12 (a) (b) PLN PLTS DIGITAL MULTIMETER INDIKATOR BATERAI SELEKTOR SWITCH PLN PLTS 40 Cm 6 0 C m Vou t Vin In PV In BAT In PLN Load  Out 220  V MY2 N Relay DC LY4 R elay AC RCCB SPD DC LVD MCB DC PV MCB DC BAT MCB AC PLN MCB AC Beban Relay DC R elay AC Terminal Block
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.100
Tabel 5 Perkiraan biaya redesain panel kendali PLTS Nama Komponen Spesifikasi Qt y Sat uan Harga Sat (Rp) Harga T ot (Rp) Solar charger cont roller MPPT , PowMr 60 A 1 Unit 1,125,000 1,125,000 Invert er PSW 24 VDC - 220 VAC 2.000 Wat t 1 Unit 2,000,000 2,000,000 Bat erai VRLA, SMT  12 V 100 Ah 1 Unit 1,100,000 1,100,000 LVD XH-M609 1 unit 61,000 61,000 MCB DC 2P, 100 A, 400 V 2 Unit 210,000 420,000 MCB AC 1P, 6 A 2 Unit 35,000 70,000 RCCB 2P 25 A, 30 mA 1 Unit 150,000 150,000 SPD 2P DC, 20-40 kA 1 Unit 135,000 135,000 Kabel SCC - Bat erai NYAF, 1 x 6 mm2 4 Mt r 20,000 80,000 Kabel  PV-SCC PV1-F, 2 x 6 mm2, 10 Met er 5 Mt r 63,000 315,000 Select or Swit ch Larkin, 3 posisi 1 Unit 30,000 30,000 Digit al Mult imet er P06S-20, 6 in 1 Volt age Met er 1 Unit 140,000 140,000 Indikat or Kapasit as Bat erai Bar & Prosesnt ase 1 Unit 70,000 70,000 Pilot  Lamp Hijau dan Merah 2 unit 8,000 16,000 Box Panel 60 x 40 x 20 cm 1 unit 415,000 415,000 T erminal blokk 4 P, 100 A, 400 V 2 unit 25,000 50,000 Jasa Inst alasi - Paket - - - Harga T ot al 6,177,000
Modul S urya 4 x 100 Wp + - + - + - + - VRLA + - VRLA + - Listrik PLN Baterai 2 x 100 Ah 24 Volt Panel Kendali Kabel 6 mm2 x 2 pcs Kabel 6 mm2 Kabel 2,5 mm2 PLN PL TS DIGITAL MULTIMETER INDIKATOR BATERAI SELECTOR SWITCH PL N PL TS Beban AC : Proses  pengisian : Proses  pelepasan : Suplai PLN BC 6 mm2,
Elektrod a 2,7 m
Gambar 12 Rancangan layout PLTS off-grid dengan kendali ATS

## Referensi
Bakthiar  &  Tadjuddin.  (2020).  Pemilihan  Solar  Charger Controller  (SCC)  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya. Makalah disajikan dalam Prosiding 4 th Seminar Nasional
Penelitian  dan  Pengabdian  Kepada  Masyarakat ,  168- 173.
Datasheet Inverter Kenika, diunduh dari https://www.kenika.com/v2/index.php?route=product /product&product_id=1133 pada tanggal 14 Mei 2021.
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.100
Djaufani,  M.  B.,  Hariyanto,  N  &  Saodah,  S.  (2015). Perancangan dan Realisasi Kebutuhan Kapasitas Baterai untuk  Beban  Pompa  Air  125  Watt  Menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Jurnal Reka Elkomika, 3(2), 75-86.
Farizi,  A.  F.,  Asfani,  A.  A &  Soedibjo.  (2016).  Desain  Sistem Monitoring  State  of  Charge  Baterai  pada  Charging Station  Mobil  Listrik  Berbasis  Fuzzy  Logic  dengan Mempertimbangan  Temperature.  Jurnal  Teknik,  5(2), B278-B282.
Hayusman,  L.  M.,  Anam,  A  dan  Hidayat,  T.  (2018). Pemanfaatan  Teknologi  Panel  Surya  Kelompok  Petani Bunga  Krisan  di  Desa  Blarang  dan  Desa  Gendro Kecamatan Tutur Kabupaten Pasuruan. Jurnal SOLIDITAS, 1(2), 53-58.
Majid,  A.  (2017).  Perancangan  Sistem  Automatic  Transfer Switch  (ATS)  sebagai  Komponen  Pelengkap  Sistem Hybrid PLN-Sel Surya. Jurnal Teknik Elektro, 7(1), 1-9.
Mansur,  A.  (2019).  Analisa  Dampak  Bayangan  Modul Terhadap  Output  PLTS.  Energi  dan  Kelistrikan  Jurnal Ilmiah, 11(2), 160-170.
Perdana,  A.  Y.  (2020).  Analisis  Efisiensi  Solar  Charger
Controller  Tipe  PWM  dan  MPPT  dengan  Metode
Simulasi: Skripsi Program Studi Fisika. Universitas Negeri Semarang.
PowMr  MPPT  SERIES  MPPT  SOLAR  CHARGE  CONTROLLER FOR MODEL MPPT series: MPPT-30A, MPPT-40A, MPPT- 50A, MPPT-60A, diunduh dari https://pdfcoffee.com/powmr-mppt-60a-user-manual- makegreenworldpdf-pdf-free.html pada tanggal 14 Mei 2021.
Ramadhani,  B.  (2018).  Instalasi  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  Dos  &  Don’ts.  Jakarta  Pusat:  Gesellschaft  f u r Internationale Zusammenarbeit (GIZ).
Saputera,  N,  Sampe,  E.  R  &  Hayusman,  L.  M.  (2020). Teknologi Mesin Penetas Telur Ayam Otomatis  dengan Sumber Energi Mandiri untuk Kelompok Peternak Ayam Kelurahan  Sungai  Ulin  Kota  Banjarbaru.  Jurnal  Aplikasi Sains Teknologi Nasional (JASTEN), 1(1), 24-29.
Solar  Thailand.  Technical  Data  Sheet  Solar  Cable  PV1-F. diunduh dari
https://www.solar-thailand.com/pdf/Datasheet-PV1-F- 6-mm2.pdf pada 16 Mei 2021.
Wiranto.  (2014).  Integrasi  Solar  Home  System  dengan Jaringan  Listrik  PLN  Menggunakan  Kendali  Relay  dan Kontaktor Magnet. Jurnal Teknik Elektro , 2(1) .