## STABILISASI PENERANGAN KEBUN BUAH NAGA BERBASIS SOLAR PANEL
Henry Anggoro Putro 1 , M. Saleh Al Amin 2 , Nita Nurdiana 3
Teknik Elektro Universitas PGRI Palembang 1,2,3)
1) henryanggoro5@gmail.com
2) salehamin@univpgri-palembang.ac.id
3)* nurdiana78@univpgri-palembang.ac.id

## ABSTRAK
Buah naga merupakan jenis tanaman hortikultura yang banyak dibudidayakan di Indonesia. Tanaman buah  naga  mampu  berbunga  sepanjang  tahun  dengan  total  produksi  bunga  tertinggi  pada  bulan September, dan produksi terendah pada bulan Februari. Tanaman buah naga disebut sebagai tanaman CAM,  yaitu  tanaman  yang  membutuhkan  pencahayaan  sepanjang  hari,  oleh  karena  itu  diperlukan teknologi berupa pemberian penerangan di malam hari. Petani membutuhkan inovasi dalam penerangan, guna menekan biaya produksi dan memaksimalkan keuntungan, oleh sebab itu perlu pemanfaatan panel surya. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk menghitung kapasitas panel surya yang dibutuhkan, dan untuk  menciptakan  desain  pemasangan  panel  surya  yang  efektif.  Penelitian  yang  berlokasi  di  Desa Nguntoronadi,  Kecamatan  Gorang-gareng,  Kabupaten  Magetan,  Jawa  Timur.  Berdasarkan  hasil observasi, total panel yang dibutuhkan yaitu 5 buah panel untuk mensuplay 120 buah lampu selama 4 jam. Jumlah baterai yang dibutuhkan berjumlah 5 buah, dengan 1 buah SSC yang memiliki arus 38,8 A. Panel surya dipasang pada tepi kebun, dimana diletakkan diantara baris tananman buah naga, hal ini dilakukan agar sinar matahari maksimal.
Kata Kunci: buah naga, pencahayaan, penerangan, panel surya

## 1. PENDAHULUAN
Buah  naga  merupakan  jenis  tanaman  hortikultura  jenis  buah  yang  banyak  dibudidayakan  di Indonesia,  namun  menurut  Hariyanto  (Hariyanto,  n.d.)  belum  tersedianya  data  produksi  buah  naga yang lengkap dalam skala nasional. Proses munculnya bunga pada buah naga dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain cuaca, suhu, kelembapan, dan intensitas cahaya. Tanaman buah naga secara fisiologis termasuk dalam jenis tanaman CAM (crassulacean acid metabolism), yaitu tanaman yang membutuhkan penyinaran sepanjang hari (Setyawati, n.d.). Tumbuhan CAM, memiliki stomata yang akan  terbuka  pada  malam  hari,  dan  menutup  pada  siang  hari.  Hal  ini  yang  menyebabkan  perlunya tambahan pencahayaan pada tanaman buah naga.
Faktor utama yang menyebabkan produksi buah naga tidak stabil yaitu pada fase pembungaan, dimana fase pembungaan merupakan fase krusial yang menentukan hasil produksi buah naga. Indeks produktivitas buah naga dipengaruhi oleh jumlah bunga yang mampu berproduksi. Menurut Hariyanto fase  pembungaan  pada  buah  naga  rentan terhadap  faktor  iklim, yaitu  suhu,  cuaca,  curah  hujan,  dan utamanya  pada  lama  penyinaran  matahari  (Hariyanto,  n.d.).  Penambahan  penerangan  buatan menggunakan  lampu  LED  menjadi  salah  satu  upaya  yang  dapat  dilakukan  untuk  menjaga  tanaman buah naga mendapat pencahayaan sepanjang hari (Saputra et al., n.d.). Dibutuhkan penerangan buatan selama tiga sampai empat jam dengan intensitas cahaya dalam kisaran 32-108 lux (Wiguna, n.d.).
Menurut Hidayat (Hidayah et al., n.d.) diperlukannya teknologi yang mampu membantu petani buah  naga  untuk  menjaga  kebun  buah  naga  mendapatkan  supplai  cahaya  sepanjang  hari  dengan
menggunakan pembangkit listrik tenaga surya (PLTM) atau panel surya skala kecil. Tenaga surya atau sistem photovoltaic dimanfaatkan untuk mengubah sinar matahari menjadi tenaga listrik. Bahan yang digunakan  untuk  pembuatan  modul  surya  terbuat  dari  bahan  semi  konduktor  yang  terdapat  partikel electron. Partikel elektron akan meloncatkan arus listrik saat adanya energi konetik cahaya matahari yang mengandung gelombang elektromagnetik (Rosalina, n.d.). Panel surya yang dipasang di kebun buah naga dimaksudkan agar mampu mensupplay kebutuhan pencahayaan pada malam hari.
Tujuan dilakukan penelitian terkait pemanfaatan teknologi untuk penerangan kebun buah naga yaitu  untuk  menghitung  kapasitas  panel  surya  yang  dibutuhkan,  dan  melakukan  desain  panel  surya yang  sesuai  dengan  kebutuhan  kebun  buah  naga  di  Kabupaten  Magetan,  Jawa  Timur.  Hasil  yang diharapkan penulis terhadap penelitian ini yaitu didapatkan desain panel surya yang lulus uji sehingga dapat dimanfaatkan para petani buah naga, sehingga mampu meningkatkan produktivitas buah naga.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Buah Naga
Buah  naga  membutuhkan  penerangan  sekitar  6  jam  hingga  8  jam  pada  kondisi  off  season (Hidayah et al., n.d.). Hal ini berbeda dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Wiguna (Wiguna, n.d.) dalam penelitiannya menjelaskan bahwa penerangan pada tanaman buah naga optimal dilakukan selama tiga sampai empat jam dengan intensitas cahaya 32-108 lux. Penerangan yang dilakukan oleh petani  buah  naga  selama  ini  dengan  menggunakan  lampu  LED.  Tujuan  diberikannya  pencahayaan tambahan  pada  kebun  buah  naga  yaitu untuk membantu proses  pembungaan  pada tanaman,  dengan bunga  yang  dihasilkan  optimal  maka  akan  tanaman  mampu  memproduksi  buah  secara  optimal, sehingga  hal  ini  akan  meningkatkan  hasil  produksi  dan  produktivitas  petani  buah  naga.  Perlakuan pencahyaan  pada  saat  off  season  di  kebun  buah  naga  terbukti  efektif  mampu  merangsang  proses pembungaan pada buah naga (Hidayah et al., n.d.).
Jenis lampu LED yang digunakan untu k pencahayaan pada kebun buah naga sangat berpengaruh terhadap  pembungaaan  tanaman.  Menurut  Saputra(Hadi  &  S,  n.d.),  sinar  lampu  LED  sangat berpengaruh terhadap total kuncup atau bakal bunga, total bunga mekar dalam satu tanaman, dan total buah  yang  mampu  dihasilkan.  Penggunaan  lampu  LED  bewarna  kuning  terbukti  efektif  dalam menstimulus  proses  pembungaan  pada  tanaman  buah  naga.  Pemanfaatan  sinar  lampu  LED  yang berintensitas cahaya lebih tinggi akan membantu proses pembungaan pada tanaman buah naga lebih cepat.
Menurut Hadi (Hadi & S, n.d.) terdapat dua teknik penerangan yang digunakan di kebin buah naga, yaitu:  (1) Sistem 4-1 (satu lampu untuk menyinari 4 tanaman) dan (2) Sistem 2-1 (satu lampu untuk  menyinari  2  tanaman).  Dua  teknik  penyinaran  pada  buah  naga  akan  memberikan  hasil  yang berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, teknik penerangan dengan sistem 2-1 (satu lampu untuk dua tanaman) mampu menstimulus proses pembungaan secara optimal. Jumlah jam yang digunakan yaitu 6 jam penyinaran, terbukti mampu meningkatkan proses pembuahan pada tanaman buah naga (Hidayah et al., n.d.).

## B. Panel Surya
Menurut  Rosalina  (Rosalina,  n.d.)  panel  surya  adalah  alat  pengubah  energi  cahaya  matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip kerja yang disebut photovoltaic. Photovoltaic (PV) adalah  suatu  proses  yang  mampu  menbangkitkan  energi  listrik  dengan  mengubah  energi  matahari dengan  proses  tertentu  (Rif’an  et  al.,  n.d.).  Photo  dapat  diartikan  sebagai  cahaya  dan  voltaic  dapat diartikan  sebagai  tegangan.  Modul  surya  atau  photovoltaic  cell  mengandung  partikel  elektron  dan terbuat dari bahan semi konduktor. Sistem kerja panel surya secara umum yaitu, modul surya mampu meloncatkan arus listrik saat terdapat kontak dengan energi kinetik, yang berasal dari cahaya matahari. Cahaya matahari yang mengenai cell menyebabkan elektron terlepas dari atom silikon dan mengalir menjadi sirkuit listrik yang menyebabkan adanya arus listrik (Rif’an et al., n.d.).
Menurut Rosalina (Rosalina, n.d.), sel surya mampu mengkonversikan sinar matahari dalam dua
bentuk, yaitu: energi yang berasal dari panas matahari, dan energi yang berasal dari cahaya matahari. Panel  surya  mampu  menangkap  radiasi  yang  dipancarkan  oleh  matahari.  Radiasi  cahaya  matahari berupa partikel energi yang diubah menjadi energi listrik. Energi radiasi yang dipancarkan matahari dan  diterima  oleh  lapisan  bumi  sebesar  1353  W/n.  Pergerakan  bumi  mengitari  matahari  akan mempengaruhi jumlah energi radiasi yang diterima oleh bumi, oleh karena itu diperlukannya desain pemasangan sel surya yang berbeda disetiap belahan bumi. Menurut Rif’an (Rif’an et al., n.d.) terdapat tiga teknik pemasangan panel surya, yaitu  (a) Panel surya dipasang menghadap ke utara (bagi wilayah dibelahan bumi selatan) (b) Penel surya dipasang menghadap selatan (bagi wilayah dibelahan bumi utara) dan (c) Panel surya dipasang tegak datar (bagi wilayah didaerah katulistiwa)
Panel  surya  tersusun  dari  beberapa  perangkat  yang  saling  berkaitan  satu  sama  lain.  Adapun perangkat penyusun panel surya yaitu sebagai berikut:
1.  Panel surya
Panel surya tersusun dari modul cell yang terbuat dari bahan semi konduktor.
2.  Baterai
Baterai  pada  pemasangan  panel  surya  berfungsi  sebagai  alat  penyimpanan  energi  listrik  yang dihasilkan.
3.  Regulator baterai atau controller Regulator batera merupakan alat yang berfungsi untuk menagtur arus DC dan befungsi sebagai monitor suhu baterai.
4.  Inverter Inverter berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi arus AC.
Menurut Masya (Masya et al., n.d.), penerangan diseain panel surya meliputi persiapan alat yang berupa  perancangan  desain,  persiapan  komponen,  dan  mempersiapkan  alat-alat  yang  digunakan. Perancangan desain panel surya menggunakan komponen-komponen transistor dan permukaan panel surya menggunakan bahan semikonduktor sehingga mampu menyerap energi panas. Permukaan bawah panel surya dipasang thermoelectric cooler (TEC) yang berfungsi untuk  menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan energi panas yang diserap dari permukaan plat baja yang melapisi panel surya. Energi panas yang ditangkap akan memanaskan permukaan Thermoelectric Cooler (TEC).

## C. Prosedur
1. Penghitungan Beban
Dalam perencanaan pembangunan pembangkit listrik tentu terdapat beban yang perlu dipenuh, jadi perhitungan total beban perlu dilakukan. Penghitungan  total beban dapat mengunakan persamaan berikut ini:
Kebutuhan listrik kebun = K x U Ket: U
: Daya listrik dalam satuan Watt (W)
K : Unit Kebun

## 2. Menghitung Panel Surya
Menghitung jumlah panel surya yang dibutuhkan.Setelah diperoleh total beban yang dingunakan maka dapat menghitung jumlah panel surya yang dibutuhkan dengan persamaan dibawah ini:
Daya digunakan dalam satu malam = P x H Pengecasan satu panel surya dalam satu hari = WpxH
Total panel surya = (P x H) : (Wp x H)
Ket:     P : Daya listrik dalam satuan Watt (W) H : Pemakaian per jam
Wp : Watt peak/kapasitas panel surya

## 3. Solar Charge Controller (SCC)
Menghitung Solar Charge Controller (SCC) yang dibutuhkan untuk mengetahui jumlah Solar Charge Controller  (SCC)  yang  berfungsi  mengontrol  pengecasan  batrai  dapat  menggunakan  persamaan berikut:
Total arus untuk SCC = Imp x S Ket: F : Total Arus SCC Imp : Power Panel Surya S : Jumlah Panel
4. Jumlah Baterai
Menghitung baterai yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan listrik kebun selama semalam yang dihitung mengunakan persamaan berikut :
Total batrai = Ph : (V x Ah)
Ket :   Ph : Daya dalam pemakaian satu hari (W) V : Tegangan baterai (Volt) Ah : Kapasitas baterai (A)
5. Jumlah Inverter
Menghitung inverter yang dubutuhkan setelah baterai sudah didapatkan jumlahnya maka selanjutnya yaitu  menghitung  inverter  yang  berfungsi  merubah  arus  DC  ke  arus  AC  dengan  mengunakan persamaan berikut:
Total inverter = (Ph : V) : R Ket :   Ph : Daya dalam pemakaian satu hari (W) V : Tegangan baterai R : Kapasitas inverter

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Lokasi  pemasangan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  berada  di  Desa  Selorejo,  Kecamatan Kawedanan,  Kabupaten  Magetan,  Provinsi  Jawa  Timur.  Titik  koordinat  lokasi  berada  di  7038'30" Lintang Selatan dan 111020'30" Bujur Timur. Lahan yang digunakan berupa lahan buah naga dengan luasan 1000 m 2 . Jumlah buah naga yang ditanam 120 pohon, dengan memanfaatkan 120 buah lampu.
Gambar 2. Peta Lokasi Desa Selorejo, Kawedanan, Magetan

## Studi Beban
Perhitungan yang dilakukan untuk mengetahui beban panel surya yang digunakan yaitu dengan menentukan spesifikasi lampu dan mengetahui intensitas cahaya matahari. Berikut merupakan tabel spesifikasi lampu yang digunakan:
Tabel 1. Studi Beban Warna LED Warm White Intensitas Cahaya 1500 Lm Jumlah LED 120 Konsumsi Daya 12 Watt

## Kapasitas Panel Surya Kebun Buah Naga
Berdasarkan tabel 1, kapasitas panel surya yang dibutuhkan dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Keperluan Desain Panel Surya No Keterangan Alat Jumlah 1 Lampu LED 12W 120 Unit 2 Panel Surya 5 Unit 3 Solar Charge Controller 1 Unit 4 Baterai 5 Unit 5 Inverter 1 Unit

## Desain Pemasangan Panel Surya Kebun Buah Naga
Gambar 2. Desain panel surya kebun buah naga
Berdasarkan gambar diatas yang dirancang diperuntukkan kebun buah naga yang berada di Kabupaten Magetan, dipaparkan bahwa panel yang digunakan sejumlah 5 buah panel yang dilengkapi dengan tiang penyangga setinggi 3 m. Panel surya yang digunakan diletakkan diatas ketinggian buah naga, hal ini dilakukan guna mencegah terhambatnya sinar matahari yang masuk. Masukkan atau kemampuan panel dalam  menerima  pencahayaan  matahari  sangat  berpengaruh  terhadap  daya  yang  akan  di konversikan.berikut merupakan gambar desain panel surya yang dibuat:
Gambar 3. Desain Panel Surya
Gambar 4. Desain Tiang Penyangga Panel
Gambar 5. Simulasi Rangkaian PLTS Kebun Buah Naga
Sistem kerja panel surya berupa penyerapan sinar matahari yang akan dikonvesikan menjadi energi listrik melalui proses fotovolatik. Arus listrik yang dihasilkan berupa arus DC, selanjutmya arus tersebut  akan  di  lanjutkan  ke  SCC  ( Solar  Charge  Controller ).  SCC  merupakan  alat  yang  berfungsi sebagai  pengatur  arus  yang  akan  diisikan  ke  baterai,  dan  berfungsi  untuk  mengatur  arus  yang dikeluarkan oleh baterai. SCC juga berfungsi untuk mencegah terjadinya over charger pada baterai. Baterai berfungsi sebagai penyimpanan sumber daya dan sumber catu daya. Inverter berfungsi untuk mengubah arus DC dengan tegangan rendah menjadi arus AC bertegangan tinggi. Arus yang dihasilkan oleh inverter akan disalurkan untuk menghidupakn beban (lampu).

## Anggaran Pembuatan PLTS di Kebun Buah Naga
Penyusunan anggaran pembuatan rancangan panel surya dikebun buah naga lokasi penelitian di  Ds.  Selorejo,  Kecamatan  Kawedanan,  Kabupaten  magetan,  Jawa  Timur.  Penyusunan  biaya  yang dibutuhkan untuk membangun suatu sistem panel surya yang sesuai dengan kondisi lapangan sebagai penerangan  kebun  buah  naga  didasarkan  pada  HET (Harga  Eceran  Tertinggi)  yang  telah  beredar  di pasaran. Kebun seluas 1.000 m 2 dengan total buah naga 120 pohon, memerulukan anggaran sebagai berikut:

## Tabel 3. Anggaran Biaya Pembuatan PLTS
No Komponen Jumlah (unit) Harga (Rp) Total (Rp) 1 LED 12 W 120 20.500 2.460.000 2 Panel Surya 200WP 5 1.500.000 7.500.000 3 SSC 50 A 1 500.000 500.000 4 Batere 12 V, 100W 5 2.425.000 12.125.000 5 Inverter 10000 W 1 2.400.000 2.400.000 Total 25.985.000

## 4. PENUTUP
Desain peletakan panel surya yang cocok untuk kebun buah naga lokasi penelitian yaitu panel diletakkan dimasing-masing baris deret buah naga. Terdapat 5 bedeng dimana, dalam satu larik terdapat 30 pohon buah naga. Ukuran panel yang digunakan sebesar 1345 ml x 990 ml x 35 ml.Panel surya yang dibutuhkan untuk penerangan kebun buah naga berjumlah 5 panel dengan masing-masing berkapasitas 200  watt  per  jam  yang  mampu  mensuplai  energi  listrik  untuk  penerangan  120  lampu.    Penerangan kebun buah naga dilakukan selama 6 jam.

## DAFTAR PUSTAKA
Hadi, C. F., & S, D. (n.d.). Rancangan Kendali Berbasis Android pada Penyinaran Kebun Buah Naga. Sinarfe , 7,1(1 , 171–174.
Hariyanto.  (n.d.).  Produktivitas  Buah  Naga  (Hylocereus  polyrhizus)  di  Lahan  Marjinal. J  Tanaman Tropika , 1 (1), 371–379.
Hidayah,  E.,  F.,  G.  A.,  B.,  L.,  &  C.H,  Y.  (n.d.).  Optimalisasi  Durasi  Lama  Pencahayaan  dengan Menggunakan  Lampu  Bohlam  pada  Budidaya  Buah Naga  dalam  Kondisi  Off  Season. Semnas Fisika , 1 (1), 1–9.
Masya,  I.,  T.,  B.,  &  Hasbullah.  (n.d.).  Pemanfaatan  Tenaga  Surya  Menggunakan  Rancangan  Panel Surya Berbasis Transistor 2N3055 dan Thermoelectric Cooler.J. Electrans , 12 (2), 89–96.
Rif’an, M., H.P., S., S., M., Y., R., S., H., & S, F. (n.d.). Optimasi Pemanfaatan Energi Listrik Tenaga Matahari di Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya. J EECCIS , 6 (1), 44–48.
Rosalina, E. S. (n.d.). Penerapan Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Lahan Pertanian Terpadu Ciseeng Parung-Bogor. Seminar Nasional Teknoka , 4 (4), 74–83.
Saputra, A. A., G., I. G. A., & W, I. W. (n.d.). Efek Penggunaan Beberapa Sinar LED pada tanaman Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus. J Atgroup , 10 (2), 201–210.
Setyawati,  H.  (n.d.).  Analisis  Kajian  Fisiologi  Tumbuhan  Budidaya  Buah  Naga  (Hylocereus  spp.) Menggunakan Lampu di Banyuwangi. Prossiding Symbion , 1 (1), 361–265. Wiguna, I. K. W. (n.d.). Respon Tanaman terhadap Penambahan Warna Cahaya Lampu LED selama 30 hari pada Vase Vegetetatif terhadap Produksi Bunga Krissan . Skripsi Universitas Udayana.