http://ejournal.unp.ac.id/index.php/jtev/index
Volume 5  Number 2  2019 ISSN: 2302-3309

## Sistem Tenaga Listrik Berbasis Hybrid Pada Alat Penetas Telur Puyuh
Juli Sardi 1), Risfendra 2)
1), 2), Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik  Universitas Negeri Padang *Corresponding author, e-mail: julisardi@ft.unp.ac.id

## Abstrak
Peternak  puyuh  saat  ini  melakukan  penetasan  telur  tidak  lagi  melalui  pengeraman  induk,  tetapi menggunakan  alat  penetas  telur.  Alat  penetas  telur  adalah  suatu  alat  yang  berbentuk  ruangan  tertutup yang dipanasi dan digunakan untuk mengerami dan menetaskan telur dilengkapi dengan pemanas telur dan sensor suhu sehingga suhu yang terdapat pada alat penetas telur dapat distabilkan. Untuk menetaskan telur puyuh diperlukan suhu ruang sekitar 39 0 C selama lebih kurang 21 hari. Alat penetas telur puyuh yang ada saat ini hanya mengandalkan sumber listrik dari PLN. Selama proses penetasan sumber listrik untuk alat penetas tidak boleh mati karena akan berdampak gagalnya telur untuk entaskan. Penelitian ini bertujuan  untuk  merancang  suatu  alat  penetas  telur  puyuh  dengan  menggunakan  sistem  tenaga  listrik berbasis hybrid. Sistem hybrid ini terdiri dari sumber listrik PLN sebagai sumber listrik utama dan energi matahari melaui panel surya sebagai sumber listrik cadangan. Sistem ini bekerja secara otomatis karena diatur menggunakan Automatic Transfer Switch (ATS). Hasil yang didapatkan adalah semua bagian yang terdapat  pada  sistem hybrid dapat  berfungsi  dengan  baik.  Alat  ini  bisa  digunakan  oleh  peternak  telur puyuh untuk menetaskan telur.

## Abstract
Quail breeders are now no longer hatching eggs through brooders, but using egg incubators. Egg incubator is a device in the form of a closed room which is heated and used to incubate and hatch eggs equipped with egg heaters and temperature sensors so that the temperature contained in the egg incubator can be stabilized. To incubate a quail egg it needs a room temperature of around 39 0 C for about 21 days. Quail egg incubator which currently exists only relies on electricity from PLN. During the hatching process the power source for the incubator may not die because it will impact the failure of the eggs to sift. This study aims to design a quail incubator using a hybrid-based electric power system. This hybrid system consists of a PLN electricity source as the main source of electricity and solar energy through solar panels as a backup power source. This system works automatically because it is set using the Automatic Transfer Switch (ATS). The results obtained are all parts contained in the hybrid system can function properly. This tool can be used by quail egg breeders to hatch eggs.
Keywords : Sitem Tenaga Hybrid, Panel Surya, Telur Puyuh, Alat Penetas Telur

## PENDAHULUAN
Puyuh sebagai salah satu ternak unggas, sangat cocok diusahakan sebagai usaha sambilan maupun komersial, sebab telur dan dagingnya semakin popular dan dibutuhkan sebagai salah satu sumber protein hewani yang cukup penting. Mengonsumsi daging dan telur puyuh sebagai upaya untuk menjaga kesehatan bagi tubuh kita. Hal ini mendorong beternak puyuh semakin popular oleh kalangan peternak-peternak  yang mencari peluang usaha.  Tingginya kebutuhan masyarakat akan telur dan daging puyuh membuat proses pengembangbiakan menjadi sangat penting. Kenyataan tersebut tidak diimbangi dengan proses pengembangbiakan yang optimal karena banyak faktor yang menyebabkan telur tidak menetas seperti faktor suhu (temperatur) , ventilasi (ventilation) ,  kelembapan  udara (humidity) dan  posisi  telur  saat  di  inkubator. Kemampuan  penetasan  telur  ayam  juga  terbatasnya  pada  induk  ayam  yang  hanya  dapat mengeramkan satu telur dan hanya satu induk [1].
Permasalahan  tersebut  bisa  diatasi  dengan  melakukan  pembibitan  puyuh  secara  mandiri oleh kelompok ternak. Pembibitan ini bisa dilakukan dengan cara membuat alat penetas telur yang berfungsi menggantikan induk unggas dalam mengerami telur. Alat penetas telur adalah ruangan tertutup yang dipanasi dengan aliran listrik atau pemanas buatan lainnya yang dipakai untuk mengerami dan menetaskan telur. Pengeraman dengan alat penetas telur biasa dipakai untuk menetaskan telur dalam jumlah banyak sehingga lebih efektif dan effisien. Biasanya alat penetas telur dilengkapi  dengan pemanas telur dan sensor suhu sehingga suhu  yang terdapat pada alat penetas telur dapat distabilkan [2].
Untuk  mengurangi  biaya  operasional  yang  disebabkan  pemakaian  listrik  PLN,  maka konsep  alat  penetas  telur  yang  akan  dibuat  menggunakan  sistem  Energi Hybrid sehingga mampu  meminimalisir  penggunaan  listrik  PLN.  Sistem hybrid merupakan  gabungan  dari  2 sistem suply yang berbeda. Dalam pembuatan alat penetas telur ini digunakan 2 sumber supply antara listrik PLN dengan sumber listrik Batrai yang di supply dari tenaga Surya [3]. Teknologi hybrid juga mampu mengatasi permasalahan listrik PLN yang sering padam. Untuk menetaskan telur puyuh diperlukan suhu ruang sekitar 39 0 C selama lebih kurang 21 hari [4]. Embrio dalam telur  akan  cepat  berkembang  selama  suhu  telur  berada  pada  kondisi  yang  sesuai  dan  akan berhenti  berkembang  jika  suhunya  kurang  dari  yang  dibutuhkan.  Untuk  itu,  selama  proses penetasan sumber listrik untuk alat penetas tidak boleh mati karena akan berdampak gagalnya telur  untuk  entaskan.  Untuk  menghasilkan  suhu  yang  dibutuhkan  menggunakan  beberapa lampu  fijar  dengan  daya  5  watt  sampai  15  watt  dan  suhu  tersebut  dikontrol  dengan menggunakan thermostat.

## METODE
Perancangan  dimulai  dengan  menganalisa  kebutuhan  dan  ukuran  alat  penetas  puyuh. Ukuran box yang akan dibuat berukuran 120 cm  x 60 cm x 30 cm dan diperkirakan mampu menetaskan telur puyuh sekitar 600 biji dalam satu kali penetasan. Gambar 1 berikut merupakan rancangan  alat  penetas  telur  yang  akan  dibuat.  Berikut  ini  blok  diagram  dari  rancangan  alat penetas puyuh:
Gambar 1. Rancangan Alat Penetas Telur
Sementara itu blok diagram rancangan system hybrid yang akan direalisakan seperti yang terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Blok Diagram Alat Penetas Telur Puyuh Bersumber Tenaga Hybrid
Berikut ini penjelasan blok diagram diatas:
1. Alat  Penetas  Puyuh  yang  dirancang  berbasis  sumber  tenaga  hybrid.  Sistem  hybrid merupakan  gabungan  dari  2  sistem  suply  yang  berbeda.  Dalam  pembuatan  alat  penetas telur ini digunakan 2 sumber supply antara listrik PLN dengan sumber listrik Batrai yang di supply dari tenaga Surya.
2. Sumber  listrik  PLN  merupakan  sumber  tenaga  utama  yang  digunakan.  Listrik  PLN memiliki tegangan keluaran 220 Volt AC. Tegangan ini bisa langsung digunakan karena beban berjenis sumber tegangan AC.
3. Panel  surya  merupakan  alat  yang  bisa  langsung  mengkonversi  energi  matahari  menjadi energi  listrik.  Panel  surya  digunakan  sebagai  sumber  energi  cadangan  ketika  terjadi gangguan pada sumber listrik PLN. Biasanya tegangan keluaran dari panel surya berjenis Tegangan DC sehingga tidak bisa dilangsung digunakan pada beban listrik yang berjenis AC.
4. Solar Charger Controller berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran dari panel surya agar sesuai  dengan  tegangan  yang  dibutuhkan  oleh  batterai  (aki)  untuk  proses charging (pengecasan). Pada alat ini  akan terlihat  beberapa indicator diantaranya indicator proses charging dan indikator baterai (aki).
5. Baterai (aki) digunakan untuk tempat penyimpanan energi listrik yang dihasilkan dari panel surya.  Energi listrik yang disimpan berjenis DC dengan tegangan keluaran 12 V – 24 V DC.
6. Inverter  berfungsi  untuk  merubah  tegangan  DC  menjadi  tegangan  AC  sehingga  bisa digunakan  untuk  menghidupkan  beban  listrik  berjenis  AC.  Inverter  ini  akan  merubah tegangan 12 V DC – 24 V DC menjadi tegangan 220 V AC.
7. Automatic  Transfer  Switch berfungsi  untuk  memindahkan  power  listrik  secara  otomatis dari sumber listrik PLN ke baterai panel surya atau sebaliknya. Jika listrik PLN terputus maka  secara  otomatis  supplai  energi  diambil  dari  panel  surya  dan  ketika  sumber  listrik kembali hidup maka secara otomatis sumber listrik berpindah lagi ke listrik PLN. Alat ini juga dilengkapi dengan timer yang bisa kita atur.
Listrik PLN Panel Surya Solar Charge Controller Baterai (Aki) Inverter DC to AC Automatic Transfer Switch Alat Penetas Telur Puyuh
8. Thermostat berfungsi untuk mengatur suhu alat penetas telur puyuh yang bekerja seperti sebuah saklar. Jika suhu melebihi 39 0 C maka secara otomatis thermostat akan memutus sumber listrik ke lampu sehingga lampu akan mati.
9. Lampu berfungsi untuk menghasilkan suhu alat penetas sesuai dengan yang dibutuhkan. Suhu ini dihasilkan dari cahaya lampu yang menyala.
Perhitungan Kebutuhan Lampu dan Panel Surya:
Untuk mengetahui kebutuhan daya lampu pada alat penetas telur ini bisa dihitung dengan pendekatan sebagai berikut [6]:
Diketahui: Kalor jenis udara ( c ) : 1000 J/Kg0C Massa jenis udara ( m ) : 1,2 Kg/m3 Volume (v)
: 120 Cm x 60 Cm x 30 Cm  = 216.000 Cm3 = 0,216 M3
Jadi,
m = massa jenis udara x volume = 1,2 x 0, 216 = 0, 2592 kg Q = m. c. Ʌ T = 0,2592 x 1000 x (40 -27)
= 3.369,6 J Q = W W = P x t P = W / t = 3369,6 / 30 dt = 112, 32 Watt.
Dengan demikian maka  dipilihlah lampu dengan daya 15 watt sebagai  sumber pemanas yang berjumlah 8 buah. System panel surya diharapkan mampu mensuport daya listrik selama 8 jam / hari. Maka daya total yang dibutuhkan adalah:
Daya total = 112,32 watt/hours x 8 jam
= 898, 56 watt = 900 watt / hari.
Jika lamanya proses charging yang efektif diperkirakan sekitar 8 Jam, maka besarnya Wp (wattpeak) panel surya yang dibutuhkan adalah:
900 watt : 6 jam = 150 Wp
Panel surya yang digunakan adalah tipe 100 Wp dan 50 Wp, maka jumlah panel surya yang dibutuhkan  adalah  1  buah  panel  surya  100  Wp  dan  1  buah  panel  surya  50  Wp.  Untuk menyimpan  daya  sebesar  900  watt,  maka  diperlukan  baterai  dengan  spesifikasi  12  V  80  Ah sebanyak 1 buah.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Uji Coba Sistem Tenaga Listrik Hybrid
Uiji coba ini dilakukan dengan tujuan untuk melihat apakah sistem tenaga listrik berbasis hybrid yang  dirancang  bisa  beroperasi  dengan  baik  sehingga  nanti  bisa  diterapkan  pada  lat penetas  telur  puyuh.  Uji  coba  ini  di  Laboratorium  Konversi  Energi  Jurusan  Teknik  Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang. Pada percobaan ini digunakan beban listrik berupa 2 buah lampu pijar dengan total daya 200 Watt. Alat ukur yang digunakan adalah Power Quality Analyzer. Alat ini bisa menampilkan gelombang arus dan tegangan yang dihasilkan oleh sistem hybrid. Berikut hasil uji coba yang didapatkan. Sistem ini memiliki dua Sumber tenaga yang disuplai  dari  PLN  dan  Panel  Surya.  Gambar  3  dan  4  berikut  ini  merupakan  perbandingan tegangan yang dihasilkan oleh masing-masing sumber.
Gambar 3. Tegangan dari PLN
Pada Gambar 3 terlihat besarnya tegangan yang terukur dari sumber PLN sebesar 232,2 V. Tegangan ini merupakan tegangan AC murni dan besarnya konstan karena bentuk gelombangnya adalah gelombang sinus murni. Besarnya yang terukur sebesar 0,69 A. Listrik PLN merupakan sumber utama yang digunakan pada sistem hybrid ini. Dari uji coba yang dilakukan didapatkan hasil bahwa listrik PLN bisa menyalakan beban yang digunakan.
Gambar 4. Tegangan dari Panel Surya
Jenis  tegangan  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  adalah  tegangan  DC.  Untuk merubahnya  menjadi  tegangan  AC  kita  membutuhkan  sebuah  inverter.  Gambar  4 merupakan hasil tegangan dari panel surya yang dirubah menjadi tegangan AC. Disini terlihat bahwa besarnya yang dihasilkan hanya sebesar 200 V AC. Arus yang dihasilkan sebesar 0,65 A. Bentuk gelombangnya pun belum berbentuk gelombang sinus murni. Dari  hasil  uji  coba  lakukan  tegangan  tersebut  mampu  menghidupkan  beban  yang digunakan.  Sumber  listrik  dari  panel  surya  merupakan  sumber  listrik  cadangan  dari sistem. Sumber listrik ini akan digunakan secara otomatis jika listrik dari PLN mati.
B. Pemasangan Sistem Tenaga Listrik Berbasis Hybrid pada Alat Penetas Telur Puyuh Setelah  dilakukan  uji  coba  terhadap  semua  komponen  yang  ada  pada  sistem hybrid , selanjutnya sistem dipasang pada alat penetas telur puyuh. Kegiatan diseminasi teknologi ini diterapkan pada alat penetas telur puyuh milik Kelompok Ternak Sejahtera yang berlokasi di Kenagarian  Gunung  Selasih  Kecamatan  Pulau  Punjung  Kabupaten  Dharmasraya.  Gambar  5 berikut ini merupakan alat penetas telur puyuh sebelum dipasang sistem tenaga hybrid.
Gambar 5. Alat Penetas Telur Puyuh sebelum dipasang sistem Hybrid
Proses pemasangan dimulai dengan memasang panel surya. Agar dapat menyerap cahaya matahari untuk di ubah menjadi tegangan DC, panel surya harus di letakan pada tempat yang terkena langsung sinar matahari dan tidak mudah dijangkau oleh manusia. Oleh karena itu, pada kegiatan  ini  panel  surya  ditempatkan  pada  bagian  atap  kandang  puyuh.  Proses  pemasangan dapat dilihat pada Gambar 6 berikut ini.
Gambar 6. Pemasangan Panel Surya yang Diletakan pada Atap kandang Puyuh
Tegangan  yang  dihasilkan  panel  surya  akan  disalurkan  melalui  kabel  yang  kemudian dihubungkan  dengan solar  charger  controller .  Komponen  diletakakan  didalam  sebuah  box panel yang juga berisi sebuah inverter dan automatic transfer switch . Tujuan diletakkan panel
karena mempertimbangkan factor keamanan karena tegangan yang digunakan adalah tegangan AC yang berbahaya jika tersentuh langsung oleh manusia. Selain itu, dengan adanya box panel proses akan terlihat lebih rapi. Bentuk box panelnya dapat dilihat pada Gambar 7. Box panel dipasang pada dinding kandang puyuh.
Gambar 7. Box Panel Sistem Hybrid
Setelah  proses  instalasi  dilakukan  selanjutnya  dilakukan  proses  pengujian  sistem  tenaga listrik berbasis hybrid . Gambar hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Pengujian Alat Penetas Telur Puyuh Berbasi Hybrid
Dari Gambar terlihat bahwa sistem hybrid yang dirancang berhasil menghidupkan alat penetas telur puyuh. Selain itu dilakukan juga pengukuran tegangan dan arus yang dihasilkan dengan menggunakan Power Quality Analizer. Hasil pengukurannya dapat dilihat pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Gambar 9. Hasil Pengukuran Sistem Hybrid dari Sumber Listrik PLN
Pada Gambar 9 terlihat besarnya tegangan yang terukur dari sumber PLN sebesar 236,1 V. Tegangan  ini  merupakan  tegangan  AC  murni  dan  besarnya  konstan  karena  bentuk gelombangnya adalah gelombang sinus murni. Besarnya yang terukur sebesar 0,58 A. Listrik PLN  merupakan  sumber  utama  yang  digunakan  pada  sistem hybrid ini.  Dari  uji  coba  yang dilakukan didapatkan hasil bahwa listrik PLN bisa menyalakan beban yang digunakan.
Gambar 10. Hasil Pengukuran Sistem Hybrid dari Sumber Listrik Panel Surya
Jenis tegangan yang dihasilkan oleh panel surya adalah tegangan DC. Untuk merubahnya menjadi tegangan AC kita membutuhkan sebuah inverter. Gambar 4 merupakan hasil tegangan dari  panel  surya  yang  dirubah  menjadi  tegangan  AC.  Disini  terlihat  bahwa  besarnya  yang dihasilkan  hanya  sebesar  213,3  V  AC.  Arus  yang  dihasilkan  sebesar  0,55  A.  Bentuk gelombangnya  pun  belum  berbentuk  gelombang  sinus  murni.  Dari  hasil  uji  coba  lakukan tegangan  tersebut  mampu  menghidupkan  beban  yang  digunakan.  Sumber  listrik  dari  panel surya merupakan sumber listrik cadangan dari sistem. Sumber listrik ini akan digunakan secara otomatis jika listrik dari PLN mati.

## PENUTUP
Sistem Tenaga Listrik Berbasis Hybrid yang dipasang pada alat penetas telur puyuh dapat bekerja  dengan  baik.  Sistem  ini hybrid yang  dipasang  bekerja  secara  otomatis  dengan menggunakan Automatic  Transfer  Switch  (ATS) .  Dimana,  ketika  listrik  dari  PLN  mati,  alat penetas telur puyuh akan tetap hidup karena karena suplai listrik secara otomatis akan berpindah ke  sumber  baterai  yang  disuplai  dari  panel  surya.  Ketika  listrik  dari  PLN  kembali  menyala, maka sistem secara otomatis akan berpindah untuk menggunakan sumber listrik dari PLN.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ramdan  Ahaya,  Syamsu  Akuba. Rancang  Bangun  Alat Penetas  Telur  Semi  Otomatis .  Jurnal  Teknologi Pertanian Gorontalo, Volume 3 Nomor 1, April 2018, pp 44-50, 2018.
[2] Jasa Lie. Pemanfaatan Mikrokontroler Atmega163 Pada Prototipe Mesin Penetas Telur Ayam. Fakultas Teknik Universitas Udayana. Denpasar. 2006.
[3] Syafik, Koko Joni, Achmad Fiqhi Ibadillah. Rancang Bangun Alat Penetas Telur Ayam Otomatis dengan Metode PID Controller Berbasis Energi Hybrid . Jurnal Teknik Elektro dan Komputer TRIAC; Universitas Trunojoyo.Eggen. 2017.
[4] Firman  H  Yanuar. Otomasi  Sistem  Pengaturan  Suhu,  Kelembaban,  Sirkulasi  Udara  dan  Pemutar  pada Mesin Penetas Telur Dengan Menggunakan PLC Twido TWDLMDA20DTK . Institut Teknologi Nasional. Bandung. 2010.
[5] Taufik Ismail Ar, Nasrun Hariyanto, Waluyo. Perancangan dan Realisasi Alat Penatas Telur dengan Catu Daya  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Berbasis  Arduino  Uno  R3 .  Jurnal  Reka  Elkomika  Vol  3  No.1. Institut Teknologi Nasional. 2017

## Biodata Penulis
Juli Sardi , lahir di Pulau Punjung, 18 Juli 1987. Sarjana Pendidikan di Jurusan Teknik Elektro FT UNP 2010. Tahun 2013 memperoleh gelar Master Teknik di jurusan Teknik Elektro Pasca sarjana ITS. Staf pengajar di jurusan Teknik Elektro FT UNP sejak tahun 2014- sekarang.