## JURNAL ILMIAH FLASH
Vol. 8 No. 2, Halaman: 53 - 58 Desember 2022

## APLIKASI NODEMCU ESP8266 DAN SENSOR SUHU UNTUK MONITORING SUHU PERMUKAAN PANEL SURYA MELALUI SMARTPHONE
Riyani Prima Dewi 1 *, Uli Karyani 2 , dan Rony Darpono 3 1,2 Politeknik Negeri Cilacap Jl. Dr. Soetomo No. 1, Sidakaya, Kab. Cilacap
3 Politeknik Harapan Bersama Jl. Mataram No.9, Kota Tegal
* E-mail: riyanipdewi@gmail.com

## Abstrak
Potensi energi surya menurut energi outlook Indonesia (OEI) tahun 2019  sebesar 207,8 Gwp. Potensi tersebut merupakan yang terbesar diantara jenis energi terbarukan lainnya. Panel surya adalah peralatan utama sistem pembangkit listrik tenaga surya. Panel surya berfungsi untuk mengkonversikan energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Kinerja sebuah panel surya dapat diketahui dengan cara mengukur parameter keluarannya seperti tegangan, arus dan daya. Kinerja panel surya dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya intensitas iradiasi matahari dan temperature kerja panel surya. Semakin besar iradiasi matahari yang ditangkap oleh panel surya makan semakin besar daya listrik yang dibangkitkan. Sekitar 15%-20% energi matahari yang diserap panel surya diubah  menjadi  listrik,  sementara  sisanya  menghasilkan  panas  yang  menyebabkan  naiknya  temperature permukaan  panel  surya.  Kenaikan  temperature  ini  justru  akan  menurukan  daya  listrik  yang  dihasilkan.  Melalui pnelitian ini suhu panel permukaan panel surya akan diukur oleh sensor suhu DS18B20 kemudian dikirimkan ke NodeMCU  ESP8622  sehingga  dapat  ditampilkan  melalui  aplikasi  bylink  di  smartphone.  Monitoring  ini  adalah upaya awal sebelum melakukan control terhadap suhu permukaan panel surya. Dari 3 hari percobaan, diketahui bahwa  sistem  monitoring  yang  dibuat  berhasil  berjalan  dengan  baik.  Sensor  suhu  dapat  membaca  suhu permukaan panel dan aplikasi dapat menampilkan hasil pembacaan sensor. Terdapat selisih pembacaan suhu antara alat dengan alat ukur suhu sebesar 1,5 °C.
Kata kunci : Monitoring Suhu , NodeMCU ESP8622, Panel Surya, Sensor DS18B20.

## PENDAHULUAN
Indonesia  memiliki  kekayaan  potensi energi terbarukan yang melimpah. Energi baru terbarukan  adalah  energi  yang  berasal  dari sumber yang dapat diperbaharui seperti energi surya,  air,  bayu,  biomassa,  laut,  dan  panas bumi  [1].  Berdasarkan  data  ESDM  potensi listrik dari energi terbarukan mencapai 432 GW. Potensi  tersebut  baru  dimanfaatkan  sekitar  7 GW secara komersial. Pada  tahun 2028 akan ada  penambahan  sekitar  29  GW  oleh Pembangkit  Listrik Negara  (PLN) berdasarkan Rencana  Usaha  Penyediaan  Tenaga  Listrik (RUPTL)  2019-2028.  Rencana  Umum  Energi Daerah  (RUED)  yang  disusun  oleh  34 pemerintah  provinsi  mengindikasikan  total kapasitas  terpasang  energi  terbarukan  pada tahun 2025 mencapai 48 GW [2]
Indonesia  memiliki  potensi  energi  surya yang  cukup  besar  [3].  Potensi  energi  surya menurut  energi  outlook  Indonesia  (OEI)  tahun 2019  sebesar  207,8  Gwp.  Potensi  tersebut merupakan yang terbesar diantara jenis energi terbarukan lainnya [4]. Hal tersebut
dikarenakan  Indonesia  merupakan  salah  satu negara  yang  berada  di  garis  khatulistiwa. Berdasarkan  data  penyinaran  energi  matahari wilayah  Indonesia  mempunyai  potensi  energi matahari rata-rata 4.8 Kwh/m2 [5].
Panel  surya  adalah  peralatan  utama sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya.  Panel surya berfungsi untuk mengkonversikan energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Kinerja sebuah  panel  surya  dapat  diketahui  dengan cara mengukur parameter keluarannya seperti tegangan,  arus  dan  daya.  Dalam  proses pembangkitan  listrik,  panel  surya  mempunyai karaketrsiktik yang disajikan dalam kurva arus- tegangan  ditunjukkan  dalam  Gambar  1.  yang menggambarkan  daya  listrik  yang  mampu dibangkitkannya.  Karakteristik  arus-tegangan panel  surya  ini  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor,  diantaranya  intensitas  iradiasi  matahari dan temperature kerja panel surya[6][7].
(a)
(b)
Gambar 1. Kurva karakteristik (a) arus dan (b) tegangan panel surya
Semakin  besar  iradiasi  matahari  yang ditangkap  oleh  panel  surya  makan  semakin besar  daya  listrik  yang  dibangkitkan.  Sekitar 15%-20%  energi  matahari  yang  diserap  panel surya diubah menjadi listrik, sementara sisanya menghasilkan  panas  yang  menyebabkan naiknya temperature permukaan panel surya[8]. Kenaikan temperature ini justru akan menurukan  daya  listrik  yang  dihasilkan. Temperature ideal panel surya untuk menghasilkan  daya  listrik  paling  maksimal adalah  pada  suhu  25C.  Beberapa  penelitian menunjukkan  bahwa  peningkatan  suhu  pada panel surya sekitar 1C dari suhu idealnya dapat menurunkan efisiensi sebesar 0.45%[9].
Dari permasalahan diatas, tujuan penelitian ini adalah untuk membuat suatu alat monitoring  suhu  permukaan  panel  surya. Dengan  menggunakan  NodeMCU  ESP8266 dan sensor suhu, maka monitoring permukaan panel  surya  ini  dapat  dilakukan  melalui smartphone.

## METODE PENELITIAN
Tahapan  penelitian  ini  dimulai  dengan melakukan  studi  literatur  tetang  penelitian sebelumnya,  dan  juga  mengenai  komponen- komponen  elektronik  yang  akan  digunakan. Tahapan  selanjutnya  adalah  merangkai  alat monitoring dan memsangnya pada panel surya yang  akan  dilakukan  percobaan.  Setelah  alat
terpasang,  maka  akan  dilakukan  uji  test  alat. Hasil  pembacaan  sensor  yang  ditampilkan pada  smartphone  kemudian  dibandingkan dengan  hasil  uji  yang  dibaca  oleh  alat  ukur temperature  yaitu  thermometer.  Perbandingan hasil baca kedua alat ini menjadi referensi eror yang  dimiliki  oleh  alat  sekaligus  menguji validasi data suhu yang dibaca oleh alat.
Rancangan  alat  ini  terdiir  dari  sensor DS18B20 sebagai pembaca suhu dan
NodeMCU ESP8266 sebagai pemroses.
Sensor suhu  adalah komponen electro magnetic yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran  suhu  menjadi  besaran  listrik  dalam bentuk  tegangan.  Sensor  DS18B20  beroprasi dalam  kisaran  -55  oC  sampai  125  oC,  dan memiliki  tingkat  keakuratan  ±  0,5  oC  dalam kisaran -10 oC sampai 85 oC. sensor DS18B20 memiliki tingkat keakuratan tinggi dan memudahkan  perancangan  jika  dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, juga mempunyai  keluaran  impedansi  yang  rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta  tidak  memerlukan  penyetelan  lanjutan [10].
NodeMCU adalah sebuah board elektronik yang berbasis chip ESP8266 dengan kemampuan
menjalankan fungsi mikrokontroler dan juga koneksi internet (WiFi). Terdapat  beberapa  pin  I/O  sehingga  dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi monitoring  maupun  controlling  pada  proyek IOT.  NodeMCU  merupakan  sebuah  platform IoT  yang  bersifat  opensource  dan  Sebagai board yang mem-package ESP8266 ke dalam sebuah board yang sudah terintergrasi dengan berbagai  feature  selayaknya  microkontroler dan  kapasitas  akses  terhadap  WiFi  dan  juga chip  komunikasi  yang  berupa  USB  to  serial. Sehingga dala pemograman hanya dibutuhkan kabel data USB[11].
Adapun  blok  diagram  dari  sistem  ini ditunjukkan  oleh  gambar  2.  Data  dari  sensor suhu  dikirimkan  ke  Nodemcu  Esp  8266  untuk diolah,  kemudian  data  tersebut  ditampilkan melalui LCD dan di kirimkan ke aplikasi Blynk.
Gambar 2. Blok Diagram sistem

## Aplikasi NODEMCU ESP8266 dan Sensor Suhu untuk Monitoring Suhu Permukaan
Panel Surya Melalui Smartphone Dewi 1 *, Karyani 2 , dan Darpono 3 55
Berdasarkan gambar 2 dijelaskan bahwa ketika NodeMCU  ESP8266 terhubung dengan jaringan internet maka sistem siap dioperasikan dengan  aplikasi  blynk  yang  sudah  terinstal  di Smartphone.  Sensor  suhu  DS18B20  akan membaca  suhu  pada  permukaan  panel  surya Hasil pengukuran suhu tersebut akan ditampilkan  melalui  LCD  dan  dikirimkan  ke aplikasi Blynk.
(a)
(b)
Gambar 3. Flowchart (a) proses kerja alat, dan (b) aplikasi Blynk
Sistem  pertama  kali  dijalankan  akan menginisiaisasi input dan output terebih dahulu. Sistem  akan  bekerja  jika  NodeMCU  ESP8266 sudah  terhubung  ke  jaringan  wifi,  jika  belum terhubung maka akan menghubungkan ke wifi. Setelah wifi terhubung, sensor akan mengambil data suhu. Data yang telah diambi dari sensor kemudian  ditampikan  pada  LCD.  Data  yang ditampilkan pada LCD juga dikirimkan ke server Blynk, jika pengiriman ke server Blynk berhasil maka data yang dikirim akan ditampilkan pada aplikasi  Blynk.  Pada  aplikasi  Blynk  sebelum menggunakan  harus  melakukan  login,  jika email  dan  password  yang  dimasukan  benar akan  masuk  ke  user  interface  Blynk.  User interface  Blynk  akan  menampikan  data  yang telah  dikirimkan  ke  server.  Proses  kerja  ini ditampilkan oleh Gambar 3.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah semua sistem terpasang pada panel  surya,  maka  dilakukan  uji  coba  sistem. Percobaan  ini  dilakukan  di  halaman  jurusan Teknik  elektronika  Politeknik  Negeri  Cilacap. Penelitian ini merupakan bagian dari penelitain lainnya, sehingga panel surya yang digunakan adalah berdasarkan pada penelitian inti. Panel surya yang digunakan yaitu, 2 buah panel surya kapasitas 50 WP dan 1 panel dengan kapasitas 100  WP  yang  dirangkai  seri  sehingga  total kapasitasnya adalah 200 WP seperti ditunjukkan  Gambar  4.  Ketiga  panel  tersebut dipasang  pada  rangka  terbuat  dari  besi  yang dilengkapi dengan panel box untuk menempatkan komponen-komponen
elektronik.  Pengujian  dilakukan  selama  3  hari berturut-turut  dari  tanggal  5 –  7  September 2022,  pukul  10.00  WIB –  13.00  WIB  dengan interval  pengambilan  data  adalah  15  menit. Adapun  kondisi  cuaca  saat  dilakukannya pengujian alat ini adalah cerah.
Gambar 4. Percobaan pada Panel Surya
Hasil  dari  uji  coba  pengukuran  suhu permukaan  panel  surya  yang  dilakukan  oleh sensor  dibandingkan  dengan  pengukuran  alat ukur yaitu thermogun ditunjukkan oleh Tabel 1
– Tabel 3.
Tabel 1. Data Suhu Pengujian Hari ke-1
No Waktu (WIB) Data Suhu (°C) Selisih Sensor   Alat Ukur 1 10.00 36,4 37,5 1,1 2 10.15 33,9 35,5 1,6 3 10.30 37,2 38,75 1,55 4 10.45 38,4 39,56 1,16 5 11.00 38,6 39,5 0,9 6 11.15 38,8 40,5 1,7 7 11.30 39,3 41,35 2,05 8 11.45 39,5 41,5 2 9 12.00 39 41,5 2,5 10 12.15 40,1 41,25 1,15 11 12.30 38,7 40,34 1,64 12 12.45 39 40,62 1,62 13 13.00 38,2 40,5 2,3
Data  hasil  pengujian  hari  pertama menunjukkan  bahwa  alat  yang  telah  dibuat dapat  membaca  suhu  dengan  baik,  terbukti dengan  tidak  adanya  data  kosong  yang menunjukkan  sensor  tidak  membaca  sinyal atau system tidak terhubung ke internet. Pada Tabel  1.  Data  suhu  yang  diperoleh,  diketahui suhu  panel  surya  dalam  rentang  waktu percobaan tersebut beriksar antara 33,9 – 40,1 °C berdasarkan pembacaan sensor, sedangkan  berdasarkan  pembacaan  alat  ukur berupa thermogun adalah sebesar 35,5 – 41,5 °C.  terdapat  selisih  nilai  anatar  pembacaan suhu  antara  kedua  pengukuran  dengan  rata- rata  nilai  selisih  sebesar  1,6  °C.  Grafik perbandingan  nilai  suhu  permukaan  panel surya  pada  percobaan  hari  ke-1  ditunjukkan oleh Gambar 5.
Gambar 5. Data Pengukuran Suhu Hari ke-1
Tabel 2. Data Suhu Pengujian Hari ke-2
No Waktu (WIB) Data Suhu (°C) Selisih Sensor Alat Ukur 1 10.00 36,2 38 1,8 2 10.15 35,6 37,5 1,9 3 10.30 38 39,2 1,2
4 10.45 36,5 38,75 2,25 5 11.00 37,8 40,3 2,5 6 11.15 39,4 40,6 1,2 7 11.30 38,7 41,8 3,1 8 11.45 40,4 41,3 0,9 9 12.00 40 40,8 0,8 10 12.15 39,4 41 1,6 11 12.30 39,4 40,2 0,8 12 12.45 37,5 38,75 1,25 13 13.00 38 39,2 1,2
Data  hasil  pengujian  hari  kedua ditunjukkan oleh Tabel 2.  Pada pengujian  hari kedua  juga  dikerahui  alat  monitoring  bekerja dengan  baik  karena  dalam  setiap  waktu  yang ditentukan, sensor dapat membaca suhu. Pada pengujian  hari  kedua,  dengan  cuaca  yang hampir sama cerahnya dengan hari sebelumnya  diketahui  suhu  permukaan  panel surya  berkisar  antara  35,6 –  40,4  °C berdasarkan  pembacaan  sensor,  sedangkan data  uji  hasil  pengukuran  thermogun  adalah sebesar 37,5 – 41,8 °C, dan selisih antar kedua ujia  coba  tersebut  adalah  sebesar  1,5  °C. Perbandingan  hasil  uji  suhu  permukaan  panel surya dapat dilihat pada grafik yang ditunjukkan oleh Gambar 6.
Gambar 6. Data Pengukuran Suhu Hari ke-2
Tabel 3. Data Suhu Pengujian Hari ke-3
No  Waktu (WIB) Data Suhu (°C) Selisih Sensor Alat Ukur 1 10.00 36,2 37 0,8 2 10.15 35,6 36,8 1,2 3 10.30 37,6 38,5 0,9 4 10.45 37,7 39,2 1,5 5 11.00 38,9 40,1 1,2 6 11.15 38,9 41,2 2,3 7 11.30 40,6 41 0,4 8 11.45 40,8 41,5 0,7 9 12.00 39,2 40,8 1,6 10 12.15 40,6 41,2 0,6 11 12.30 37,2 39,7 2,5 12 12.45 38,2 40 1,8

## Aplikasi NODEMCU ESP8266 dan Sensor Suhu untuk Monitoring Suhu Permukaan
Panel Surya Melalui Smartphone Dewi 1 *, Karyani 2 , dan Darpono 3 57
13 13.00 38,6 40,4 1,8
Pada  pengujian  hari  ketiga  yang hasilnya  ditunjukkan  oleh  Tabel  3.,  diketahui bahwa suhu hasil pembacaan sensor  beriksar antara  35,6  °C  sampai  40,8  °C,  sedangkan hasil  pengukuran  menggunakan  thermogun adalah  sebesar  36,8 –  41,5  °C.  selisih pengukuran  kedua  alat  ini  adalah  sebesar  1,4 °C. perbandingan suhu permukaan panel surya pada  hari  ke-3  dapat  dilihat  pada  grafik  yang ditampilkan oleh Gambar 7.
Gambar 7. Data Pengukuran Suhu Hari ke-3
Dari  ketiga  pengujian  di  hari  berbeda tersebut  terdapat  selisih  pembacaan  antara thermogun  dengan  sensor  suhu,  meskipun sebelumnya sensor sudah di kalibrasi. Perbedaan  ini  sangat  mungkin  terjadi  karena pembacaan atau pengukuran suhu di permukaan panel surya belum persis dilakukan pada titik yang sama secara presisi. Selain itu, untuk mengetahui suhu permukaan panel surya keseluruhan perlu digunakan beberapa sensor suhu yang ditempatkan menyebar di beberapa titik  pada  permukaan  panel  surya,  karena  titik tengah  yang  digunakan  pada  penelitian  ini sebenarnya  belum  diuji  apakah  titik  tersebut merepresentasikan  keseluruhan  dari  suhu permukaan panel surya sebenarnya.
Gambar 9. Tampilan Aplikasi Monitoring Suhu
Pada  penelitian  ini,  data  suhu  yang dibaca  oleh  sensor  suhu  selain  ditampilkan
pada  LCD,  dapat  dipantau  juga  pada smartphone.  Adapun  tampilan  depan  dari aplikasi montioringnya dan tampilan monitoring hasil  pengukuran  suhu  dapat  dilihat  pada Gambar 8.
Sebelum  bisa  mengakses  halaman monitoring,  harus  melakukan  login  terlebih dahulu  menggunakan  username  berupa  email yang  telah  didaftarkan  dan  memasukan password.  Setelah  berhasil  log  in  maka  akan langsung  masuk  pada  halaman  monitoring. Pada gambar 9 ditampilkan 3 parameter yang bisa  dipantau  yaitu  suhu  permukaan  panel surya,  tegangan  output,  dan  arus  keluaran panel.  Akan  tetapi  2  parameter  lainnya  yaitu arus  dan  tegangan  tidak  dalam  pembahasan artikel ini. kesimpulan

## PENUTUP
Panel  surya  bekerja  maksimal  pada temperature kerja ideal. Berdasarkan riset-riset sebelumnya,  kenaikan  dan  penurunan  suhu permukaan  panel  surya  dapat  menurunkan kinerja  panel  surya.  Maka  dari  itu,  suatu  alat yang  dapat  memonitoring  suhu  permukaan panel  surya  telah  dirancang  untuk  dapat memonitoring  suhu  permukaan  panel  surya dari alat termudah dijangkau, yaitu smartphone. Pemanfaatan  sensor  suhu  dan  NodeMCU ESP2866 untuk memonitoring suhu permukaan panel surya telah dilakukan, dan hasil uji alat ini menunjukkan  bahwa  sensor  suhu  dapat membaca suhu panel surya dan mengirimkannya ke NodeMCU ESP2866 yang kemudian  dikirim  ke  aplikasi  bylink  di smartphone.  Hasil  uji  system  yang  dilakukan sebanyak  3  kali  menunjukkan  bahwa  system bekerja  dengan  baik  meskipun  ada  selisih pengukuran  antara  sensor  suhu  dengan  alat ukur  sebesar  1,5  °C.  Selisih  ini  terjadi  karena kurang  presisinya  tempat  yang  diukur  antara penempatan  sensor  dengan  permukaan  yang dikur  suhunya  menggunakan  tthermogun. Untuk pengembangan selanjutnya, riset ini bisa diteruskan  dan  dilengkapi  dengan  system control yang dapat menurunkan suhu permukaan  panel  surya.  Dengan  begitu diharapkan  panel  surya  dapat  bekerja  lebih maskimal dengan  adanya  control suhu permukaan panel surya.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  dibiayai  oleh  Direktorat
Akademik Pendidikan Vokasi, Direktorat Jederal Pendidikan Vokasi Kementerian
Pendidikan, Kebudayaan, Riset Dan Teknologi Tahun  Anggaran  2022  Nomor  Kontrak  :
063/PL43/PM.01.01/2022.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  J.  S.  Setyono,  F.  H.  Mardiansjah  and  M.  F.  K. Astuti, "Potensi Pengembangan Energi Baru dan  Energi  Terbarukan  di  Kota  Semarang," Riptek, vol. XIII, no. 2, pp. 177-186, 2019.
[2]  A.  P.  Tampubolon  and  J.  C.  Adiatma,  Laporan Status  Energi  Bersih  Indonesia,  Jakarta: Institute  for  Essential  Services  Reform (IESR), 2019.
[3] M.  E.  Yuggotomo,  E.  Gusmayanti  and  D. Kusnandar,  "Perubahan  Lama  Penyinaran Matahari  Tahun  1990-2019  di  Kalimantan Barat," Jurnal Meterologi dan Klimatologi dan Geofisika, vol. VII, no. 3, pp. 58-65, 2020.
[4] Suharyati, S. H. Pambudi, J. L. Wibowo and N. I. Pratiwi , Indonesia Energy Outlook 2019, Jakarta: Sektretarian Jenderal Dewan Energi Nasional, 2019.
[5] A. Kusmantoro and I. Farikhah, "Penyuluhan Identifikasi Potensi Energi Matahari Sebagai Sumber  Listrik  di  SD  Negeri  Tambakharjo Semarang,"  Jurnal  Pengabdian  Kepada Masyarakat, vol. X, no. 1, pp. 52-56, 2022.
[6] P. Singh and N. M. Ravindra, “Temperature dependence  of  solar  cell  performance —an analysis,”  Sol.  energy  Mater.  Sol.  cells,  vol. 101,pp. 36 –45, 2012.
[7] M.  Chegaar,  A.  Hamzaoui,  A.  Namoda,  P. Petit,  M.  Aillerie,  and  A.  Herguth,  “Effect  of
illumination intensity on solar cells parameters,”  Energy  Procedia,  vol.  36,  pp.
722 –729, 2013.
[8] Gomaa  MR,  Hammad  W,  Al-Dhaifallah  M, Rezk  H.  Performance  enhancement  of  grid- tied  PV  system  through  proposed  design cooling  techniques:  An  experimental  study and  comparative  analysis.  Sol  Energy 2020;211:1110 –27. http://dx.doi.org/10.1016/J.SOLENER.2020. 10.062
[9] I.  Yusuf  and  A.  Hiendro,  “IMPLEMENTASI
WATER COOLING SYSTEM UNTUK MENURUNKAN  TEMPERATURE  LOSSES PADA PANEL SURYA,” J. Tek. Elektro Univ. Tanjungpura, vol. 2, no. 1, p. 3, 2017.
[10]   D.  S.  and  N.  Pasra,  "Efisiensi  Panel  Surya Kapasitas  100  Wp  Akibat  Pengaruh  Suhu Dan Kecepatan Angin," Jurnal Ilmiah SUTET, vol. XI, no. 2, pp. 71-80, 2021.
[11]   N.  Safitri,  T.  Rihayat  and  S.  Riskina,  Buku Teknologi
Photovoltaic,
Medan:
YayasanPuga Aceh Riset, 2019. .