## Kajian  Teoritis  Penentuan  Sudut  Kemiringan Optimal Kolektor Surya Studi Kasus: Mataram - Nusa Tenggara Barat
Theoretical  Study  of  The  Determination  of  Optimal  Tilt  Angle  of  a  Solar Collector Case Study: Mataram – Nusa Tenggara Barat
Nanang  Apriandi 1*) ,  Yusuf  Dewantoro  Herlambang 1 ,  Totok  Prasetyo 1 ,  Margana 1 , Komang Metty Trisna Negara 2 , Rani Raharjanti 3 1 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang, Semarang, Indonesia.
2 Program Studi Teknik Mesin, Universitas Samawa, Unter Iwes-Sumbawa, Indonesia.
3 Komputerisasi Akuntansi, Politeknik Negeri Semarang, Semarang, Indonesia. Email*): nanang.apriandi@polines.ac.id
Received:
22 July 2022
Revised: 10 August 2023 Accepted: 10 September 2023 Published: 27 September 2023 DOI: 10.29303/jrpb.v11i2.416 ISSN 2301-8119
e-ISSN 2443-1354
Tersedia online di http://jrpb.unram.ac.id/
Abstract: The performance of solar energy based apparatus in various locations is inseparable from the determination of the orientation direction and tilt angle. This study aims to determine an optimal tilt angle in Mataram city area. Photovoltaic Geographical Information System from European Commission (online) was used as the database to obtain global radiation and monthly average diffusion radiation on  the  horizontal  surface  with  locus  coordinates  at  Latitude/Longitude:  - 8.583°/116,107°  South  Latitude.  That  data  was  then  processed  mathematically using  Microsoft  Excel  software.  As  the  result,  for  the  application  of  solar-based apparatus with a fixed structural configuration throughout the year, the optimal tilt angle (β) was 15° with the orientation facing north, and it was estimated that total solar radiation received throughout the year on average was 115,195 MJ/m 2 .
Keywords : Mataram; optimal; solar collector; tilt angle
Abstrak :  Kinerja dari  perangkat  berbasis  energi  surya  di  wilayah  yang  berbeda tidak  terlepas  dari  penentuan  orientasi  arah  dan  sudut  kemiringan/tilt  (β). Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan  sudut  tilt  optimal  di  wilayah  kota Mataram.  Photovoltaic  Geographical  Information  System  dari  European Commision (online) dijadikan basis data radiasi global dan radiasi difusi rata-rata perbulan  untuk  bidang  horizontal  dengan  koordinat  lokus  pada Latitude/Longitude  -8.583°/116.107°  Lintang  Selatan.  Data  tersebut  kemudian diolah secara matematis dengan menggunakan bantuan software Microsoft Excel. Hasilnya,  untuk  pengaplikasian  pada  perangkat  berbasis  surya  dengan konfigurasi  struktur  tetap  sepanjang  tahun,  sudut  β  optimal adalah  15°  dengan orientasi arah bidang menghadap ke utara, dengan estimasi radiasi matahari total yang diterima sepanjang tahun rata-rata sebesar 115,195 MJ/m 2 .
Kata kunci : kolektor surya; Mataram; optimal; sudut tilt

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Penggunaan  energi  matahari  sebagai  sumber  energi,  baik  dalam  bidang  teknologi pascapanen  (alat  pengering  tenaga  surya)  maupun  pembangkit  listrik  (sistem photovoltaic ) berkembang semakin masif seiring dengan semakin berkurangnya cadangan sumber energi berbasis  fosil  (Aji  et  al.,  2022).  Di  sisi  lain,  fakta  bahwa  peningkatan  jumlah  penduduk berkolerasi  positif  dengan  peningkatan  kebutuhan  energi,  mendorong  pencarian  sumber energi alternatif untuk pemenuhan akan kebutuhan energi tersebut.
Nusa Tenggara Barat (NTB) sebagai  salah satu provinsi di Indonesia terdiri dari dua pulau besar yaitu Lombok dan Sumbawa. NTB diketahui memiliki garis pantai yang panjang (2.333 km) (Qur’aini et al., 2019) , sehingga dengan posisi ini sinar matahari tersedia sepanjang tahun, dengan rata-rata radiasi sinar matahari per hari sepanjang tahun sebesar 5,47 kWh/m 2 (Zurhalki, 2020). Hal ini berarti bahwa, NTB mempunyai potensi untuk mengaplikasikan dan mengembangkan perangkat teknologi pemanfaatan sinar matahari ( solar collector ), baik untuk keperluan pertanian ataupun keperluan elektrifikasi.
Studi terkait pemanfaatan energi surya di NTB sudah banyak di laporkan. Secara umum dilaporkan bahwa pemanfaatan energi surya digunakan untuk teknologi pengeringan hasil pertanian  dan  desalinasi  air  laut.  Dari  laporan  tersebut  diketahui  bahwa  kinerja  sistem teknologi sel surya yang dihasilkan berbeda-beda (Sabani et al., 2021; Zamharir et al., 2016; Mukaddim  Aldi  et  al.,  2013;  Tira  et  al.,  2020).  Ditemukan  juga  fakta  bahwa  desain  dan pemasangan kolektor surya sangat bergantung pada orientasi arah dan sudut β . Oientasi arah pemasangan  (menghadap  selatan/utara)  kolektor  surya  dan  penyesuaian  arah  normal datangnya  sinar  matahari  pada  peralatan, β , penting  guna  mendapatkan  intensitas  sinar matahari yang diterima oleh peralatan lebih optimal.
Banyak  laporan  yang  merekomendasikan  penggunaan  sudut β yang  berbeda  pada beberapa negara seperti  Senegal (Adama et al., 2021); Jepang (Masrur et al., 2020); Pakistan (Ullah et al., 2019); Regional Mediterania (Darhmaoui & Lahjouji, 2013); China (Tang & Wu, 2004) demikian juga waktu yang dinyatakan dalam tahunan, bulanan, musim (Jain & Lalwani, 2017); musim hujan, musim panas (Kurnianto et al., 2017) yang berbeda untuk meningkatkan kinerja dari kolektor surya.
Di  Indonesia,  optimalisasi  sudut β di  beberapa  wilayah  sudah  diinvestigasi  oleh beberapa  peneliti  dengan  rekomendasi  sudut β yang  berbeda.  Darussalam  et  al.  (2016) merekomendasikan  besarnya β di  daerah  Bandung,  Jawa  Barat,  pada  bulan  Oktober – Februari antara 5 - 10° dengan panel menghadap selatan, dan pada bulan Maret – September antara 5 - 25° dengan panel menghadap  utara. Sedangkan untuk solar kolektor tipe tetap, sudut β yang  direkomendasikan  adalah  10°  mengarah  ke  utara.  Sutanto  et  al.  (2021) merekomendasikan sudut kemiringan optimum di daerah Semarang, Jawa Tengah, berada pada  kisaran  0 – 30,14°  dengan  orientasi  menghadap  utara,  dan  0  -  16°  dengan  orientasi menghadap  Selatan.  Sementara  untuk  sudut β konstan  direkomendasikan  sebesar  7° menghadap utara.
Handoyo  et  al.  (2013)  dalam  investigasinya  di  wilayah  Surabaya,  Jawa  Timur, menghasilkan rekomendasi sudut β yang optimal antara 0 - 40° menghadap utara (12 Maret – 30 September) dan 0 - 30° untuk periode 1 Oktober – 11 Maret dengan orientasi menghadap ke  selatan.  Sementara  itu,  Kurnianto  et  al.  (2017)  merekomendasikan  sudut β sebesar  0° menghadap utara pada musim hujan dan 1,86° (September) – 21,98° (Juni) pada musim panas, serta 1,69° untuk sudut tetap sepanjang tahun di daerah Pontianak.
Berdasarkan  beberapa  investigasi  terkait  dengan  penentuan  sudut β optimal  di atas, dapat disimpulkan bahwa rekomendasi penggunaan sudut β akan berbeda tergantung dari koordinat suatu wilayah.  Sejauh ini, belum ada laporan terkait dengan penentuan sudut β optimal di daerah Mataram, NTB. Oleh karena itu, investigasi terkait hal tersebut menarik untuk dilakukan guna mendapatkan nilai sudut β optimal sepanjang tahun, yang nantinya menghasilkan  rekomendasi  mengenai  sudut β dan  orientasi  arah  dalam  desain  dan pemasangan kolektor surya di wilayah Mataram, NTB.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  melakukan  investigasi  guna  mendapatkan  sudut β yang  optimal  di  wilayah  Mataram,  NTB,  sebagai  upaya  untuk  meningkatkan  kinerja  dari sistem peralatan kolektor surya.
Gambar 1 . Hubungan geometris antar berbagai sudut

## METODE PENELITIAN

## Metode
Investigasi  dilakukan  di  Kota  Mataram,  Nusa  Tenggara  Barat,  dengan  mengambil lokasi di Universitas Mataram ( Latitude/Longitude : -8.583°/116.107° Lintang Selatan/LS). Data radiasi  global  dan  radiasi  difusi  matahari  pada  permukaan  horizontal  didapatkan  dari European  Commision:  Photovoltaic  Geographical  Information  System, bersifat open  acsess ,  dan dapat diakses melalui https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#DR, dengan menginputkan  koordinat Latitude/Longitude lokasi  target.  Data  harian  radiasi  global  (H g ), radiasi difusi (H d ), dan radiasi langsung (H b ) diperoleh dan disimpan dalam bentuk .csv. Data tersebut  diolah  secara  matematis  dengan  menggunakan  bantuan software  Microsoft  Excel untuk mendapatkan data radiasi bulanan yang nantinya digunakan untuk mengestimasi nilai sudut β optimum yang menghasilkan intensitas radiasi matahari yang paling optimal setiap bulan sepanjang tahun.

## Prosedur Matematis untuk Menghitung Sudut Tilt Optimum
Dasar dari kalkulasi sudut β optimum adalah terletak pada nilai radiasi matahari yang jatuh pada permukaan bidang miring. Nilai rata-rata dari total radiasi matahari pada bidang miring (H T ) berhubungan erat dengan radiasi langsung (H B ), radiasi difusi (H D ) dan radiasi pantul (H R ) pada bidang miring mengikuti persamaan 1 (Duffie & Beckman, 2013).
𝐻 𝑇 = 𝐻 𝐵 + 𝐻 𝐷 + 𝐻 𝑅 ............................. (1)

## A. Radiasi Langsung
Radiasi  langsung  pada  permukaan  bidang  miring  dapat  diestimasi  menggunakan Persamaan 2 dan 3 (Duffie & Beckman, 2013):
𝐻 𝐵 = 𝐻 𝑏 𝑅 𝑏 ........................................... (2) 𝐻 𝑏 = 𝐻 𝑔 −   𝐻 𝑑 ...................................... (3)
dimana, H B adalah total radiasi langsung untuk bidang miring (MJ/m 2 ), H b adalah radiasi langsung untuk permukaan horizontal (W/m 2 ), H g adalah radiasi global pada permukaan horizontal (W/m 2 ), H d adalah radiasi difusi untuk permukaan horizontal (W/m 2 ). Sementara itu, Rb adalah rasio radiasi langsung pada bidang miring terhadap bidang horizontal, yang nilainya  dapat  dihitung  berdasarkan  pada  persamaan  yang  telah  diintegrasikan  antara matahari terbit hingga matahari terbenam sebagai berikut (Xianping, 2012):
𝑅 𝑏 = 𝑐𝑜𝑠(𝜑−𝛽)𝑐𝑜𝑠𝛿𝑠𝑖𝑛𝜔 𝑠𝑡 +(𝜋 180 ⁄ )𝜔 𝑠𝑡 sin(𝜑−𝛽)𝑠𝑖𝑛𝛿 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐𝑜𝑠𝛿𝑠𝑖𝑛𝜔 𝑠 +(𝜋 180 ⁄ )𝜔 𝑠 𝑠𝑖𝑛𝜑𝑠𝑖𝑛𝛿 .. (4)
𝜔 𝑠 = arccos(−𝑡𝑎𝑛𝛿𝑡𝑎𝑛𝜑) ................... (5)
𝜔 𝑠𝑡 = min [ arccos(−𝑡𝑎𝑛𝛿𝑡𝑎𝑛𝜑) arccos (− tan(𝜑 − 𝛽) 𝑡𝑎𝑛𝜑 ] .. (6)
d engan  φ  adalah latitude atau  posisi  garis  lintang, β adalah  sudut tilt (°),  δ  adalah  sudut deklanasi (°), ω s adalah sudut jam untuk permukaan horizontal (°), dan ω st adalah sudut jam untuk permukaan miring. N ilai sudut deklanasi (δ) untuk masing -masing hari pada setiap bulan (n) ditunjukkan seperti pada Tabel 1.

## B. Radiasi Difusi
Radiasi  difusi  untuk  bidang  miring  dihitung  menggunakan  pendekatan Ray’s  model , Persamaan 7-9 (Xianping, 2012), dimana persamaan ini merupakan model anisentropik yang mempunyai  ciri  khas  dan  menghasilkan  nilai  yang  lebih  dekat  dengan  kenyataan  serta penggunaanya dapat diadopsi secara luas:
𝐻 𝐷 = 𝐻 𝑑 𝑅 𝑑 ........................................... (7)
𝐻 𝐷 = 𝐻 𝑑 [ 𝐻 𝑏 𝐻 0 𝑅 𝑏 + 0,51 (1 − 𝐻 𝑏 𝐻 0 ) (1 + 𝑐𝑜𝑠𝛽)] ... (8)
𝐻 0 = 24𝑥3600𝐺 𝑠𝑐 𝜋 [1 + 0,033cos ( 360𝑛 365 )] 𝑥 [𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐𝑜𝑠𝛿𝑠𝑖𝑛𝜔 𝑠 + 2𝜋𝜔 𝑠 360 𝑠𝑖𝑛𝜑𝑠𝑖𝑛𝛿] ................................ (9)
dimana,  H D adalah  total  radiasi  difusi  pada  bidang  miring  (MJ/m 2 ),  R d adalah  rasio  flux radiasi pada bidang miring terhadap radiasi difusi pada bidang horizontal, H 0 adalah radiasi exstraterrestrial harian pada permukaan horizontal, dan G sc adalah solar constant dengan nilai sebesar 1353 W/m 2 (Xianping, 2012).

## C. Radiasi Pantul
Radiasi pantul untuk bidang miring didekati dengan Persamaan 10 (Xianping, 2012):
𝐻 𝑅 = 1−𝑐𝑜𝑠𝛽 2 (𝐻 𝑏 + 𝐻 𝑑 )𝜌 .................... (10)
dimana, H R adalah total radiasi pantul untuk bidang miring (MJ/m 2 ) dan ρ adalah reflektansi difusi dari tanah yang nilainya bisa diasumsikan 0,2 (Benghanem, 2011).

## D. Total Radiasi
Untuk total radiasi harian pada permukaan bidang miring dengan sudut kemiringan β , dihitung menggunakan persamaan 11  (Xianping, 2012):
𝐻 𝑇 = 𝐻 𝑏 𝑅 𝑏 + 𝐻 𝑑 [ 𝐻 𝑏 𝐻 0 𝑅 𝑏 + 0,5(1 − 𝐻 𝑏 𝐻 0 )(1 + 𝑐𝑜𝑠𝛽)] + 1−𝑐𝑜𝑠𝛽 2 (𝐻 𝑏 + 𝐻 𝑑 )𝜌 .................................... (11)
dimana, H T adalah total radiasi harian pada bidang miring (MJ/m 2 ).
Tabel 1. Hari rata-rata yang direkomendasikan untuk bulan dan nilai n per-bulan (Duffie & Beckman, 2013)
Bulan n untuk hari ke-i setiap bulan Rata – rata hari setiap bulan Tanggal n δ Jan i 17 17 -20,9 Feb 31 + i 16 47 -13,0 Maret 59 + i 16 75 -2,4 April 90 + i 15 105 9,4 Mei 120 + i 15 135 18,8 Juni 151 + i 11 162 23,1 Juli 181 + i 17 198 21,2 Agust 212 + i 16 228 13,5 Sept 243 + i 15 258 2,2 Okt 273 + i 15 288 -9,6 Nov 304 + i 14 318 -18,9 Des 334 + i 10 344 -23,0
*n=1 pada tanggal 1 Januari

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Radiasi Matahari Rata-rata Bulanan pada Permukaan Horizontal Estimasi total radiasi matahari tahunan dapat diperoleh dengan menjumlahkan radiasi matahari rata-rata setiap bulan sepanjang tahun. Radiasi bulanan rata-rata tersebut berupa radiasi global, radiasi difusi, dan radiasi langsung pada bidang permukaan horizontal.
Tabel  2  memberikan  gambaran  terkait  dengan  besaran  rata-rata  radiasi  matahari bulanan untuk permukaan horizontal di daerah Mataram, NTB. Pada sudut Latitude/Longitude -8.583/116.107 LS, didapatkan estimasi rata-rata radiasi matahari sepanjang tahun masing- masing  untuk  radiasi  matahari  global  (H g ),  difusi  (H d )  dan  radiasi  langsung  (H b )  pada permukaan horizontal adalah 40,57 MJ/m 2 , 14,89 MJ/m 2 , dan 25,69 MJ/m 2 . Nilai rata-rata radiasi  matahari  bulanan  tersebut  cenderung  lebih  tinggi  dari  radiasi  matahari  rata-rata Indonesia  menurut  data  Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  (ESDM)  yang berkisar 4,8 kWh/m 2 /hari (atau sekitar 17,28 MJ/m 2 ), yang berarti bahwa di wilayah Kota Mataram  mempunyai  potensi  untuk  menjadikan  matahari  sebagai  salah  satu  sumber pengembangan energi alternatif (DESDM, 2005).
Tabel 2. Radiasi matahari rata-rata pada permukaan horizontal setiap bulan
Bulan Radiasi Global, H g (MJ/m 2 ) Radiasi Difusi, H d (MJ/m 2 ) Radiasi Langsung, H b (MJ/m 2 ) Jan 38,62 17,51 21,11 Feb 40,07 16,6 23,47 Maret 39,93 15,99 23,94 April 39,51 14,15 25,36 Mei 37,86 12,21 25,65 Bulan Radiasi Global, H g Radiasi Difusi, H d Radiasi Langsung, H b
(MJ/m 2 ) (MJ/m 2 ) (MJ/m 2 ) Juni 37,62 11,35 26,27 Juli 38,77 11,99 26,78 Agust 42,57 13,45 29,12 Sept 45,65 14,82 30,83 Okt 45,67 16,12 29,55 Nov 43,86 16,7 27,16 Des 36,74 17,75 18,99 *diolah dari data online (European Commision, 2022)

## Sudut Deklanasi
Berdasarkan posisi dari Universitas Mataram sebagai titik pengujian yang berada pada garis Lintang Selatan, memiliki konsekuensi yaitu kecenderungan posisi matahari sepanjang tahun lebih banyak pada sisi utara.
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  posisi  matahari  (berdasarkan  sudut  kedatangan,  δ) lebih dominan di sisi utara lokus. Waktu edar matahari sepanjang tahun di sisi utara berkisar antara tanggal 1 Maret – 13 Oktober, sementara di sisi selatan antara 14 Oktober – 28 Februari. Artinya, hampir delapan bulan sepanjang tahun posisi matahari akan berada di sisi utara titik uji. Sudut kedatangan matahari harus diperhatikan didalam pengaplikasian peralatan yang mengandalkan sumber energi dari sinar matahari untuk mendapatkan hasil yang optimal. Dalam hal ini, untuk kasus perancangan dan/atau penempatan peralatan kolektor surya, di wilayah  Kota  Mataram  dan  sekitarnya  disarankan  lebih  banyak  menghadap  ke  sisi  utara (Darussalam et al., 2016); (Sutanto et al., 2021).
Gambar 2. Sudut deklanasi (δ) pada n yang berbeda untuk setiap bulan sepanjang tahun dengan lokus (φ) di Universitas Mataram, NTB
Gambar 3. Radiasi matahari total bulanan untuk sudut tilt ( β ) yang berbeda di Universitas Mataram, NTB; (a). untuk bulan Januari – Juni, dan (b). untuk bulan Juli – Desember

## Sudut Tilt Optimal Bulanan
Untuk mendapatkan besaran sudut β yang optimal di setiap bulan sepanjang tahun, dilakukan perhitungan secara matematis dengan memvariasikan nilai sudut β yang berbeda antara 0° - 90°. Orientasi arah pengujian berdasarkan data sudut deklanasi (δ) matahari yaitu ke arah utara.
Sebagai bagian dari wilayah yang beriklim tropis, perubahan musim hujan dan musim kemarau di Kota Mataram  tidak terlalu menampakkan  perbedaan yang signifikan. Hal ini dikarenakan, meskipun pada kondisi musim penghujan, sinar matahari langsung juga selalu ada  sepanjang tahun.
Perubahan  orientasi  sudut  kemiringan, β , pada  suatu  permukaan  terhadap  arah datangnya sinar matahari,ditunjukkan pada Gambar 3. Dari hasil ini dapat diketahui bahwa nilai  radiasi matahari  total  (H T )  pada  bidang miring  yang  berfluktuasi.  Untuk  bulan  yang berbeda diperoleh sudut β optimal yang berbeda pula. Hal ini sesuai dengan hasil investigasi yang  dilakukan  oleh  beberapa  peneliti  lain,  yaitu  bahwa  perbedaan  titik  uji ( Latitude/Longitude ),  perbedaan  sudut β ,  dan  perbedaan  waktu  pengamatan  akan menghasilkan radiasi total matahari optimal yang diterima pada suatu perangkat kolektor surya  yang  berbeda  juga  (Adama  et  al.,  2021);  (Masrur  et  al.,  2020);  (Ullah  et  al.,  2019); (Darhmaoui & Lahjouji, 2013); (Tang & Wu, 2004); (Jain & Lalwani, 2017); (Kurnianto et al.,
2017). Dengan demikian,  dalam pengaplikasian peralatan  berbasis energi surya, pemilihan sudut β yang tepat pada daerah yang berbeda, mutlak diperlukan guna mendapatkan kinerja perangkat yang lebih optimal.
Perhitungan besaran sudut β optimal pada suatu wilayah dipengaruhi juga oleh besaran sudut albedo ( ρ ) atau sudut reflektansi difusi. Besaran sudut ρ digunakan untuk menentukan ratio  antara  radiasi  matahari  yang  dipantulkan  dari  permukaan  bukit  dengan  radiasi matahari yang datang ke permukaan bumi yang nilainya tergantung dari material penyusun permukaan bidang datar dan besarnya bervariasi antara 0-1 (Ni Wayan et al., 2015)  Dengan asumsi  bahwa  besaran  sudut albedo ( ρ )  atau  sudut  reflektansi difusi  dari  tanah  sebesar  0,2 (Benghanem,  2011)  dan  dengan  pendekatan Ray’s  model pada  n  yang  direkomendasikan (Tabel 1), dengan menggunakan Persamaan 11, didapatkan bahwa besaran sudut β optimal untuk setiap bulan sepanjang tahun di wilayah Kota Mataram, NTB, berkisar antara 10° - 40° dengan orientasi arah secara umum menghadap ke utara (Tabel 3). Lebih detail, merujuk data pada Gambar 2 (dan digabungkan dengan data pada Tabel 3), untuk wilayah Kota Mataram, NTB, pada awal Maret hingga pertengahan bulan Oktober, sudut β optimal berada pada 10° -  40°  dengan  orientasi  arah  menghadap  ke  utara.  Sementara  itu,  dari  pertengahan  bulan Oktober sampai akhir bulan Februari, sudut β optimal berada pada 10° - 40° dengan orientasi arah menghadap ke selatan.
Tabel 3. Sudut tilt optimal ( β opt ) setiap bulan
Bulan Tanggal n β opt (°) H Tmax (MJ/m 2 Jan 17 17 15 116,37 Feb 16 47 10 127,76 Mar 16 75 10 103,65 Apr 15 105 40 150,83 Mei 15 135 40 134,39 Juni 11 162 15 72,31 Juli 17 198 40 92,58 Agust 16 228 20 118,87 Sept 15 258 40 128,76 Okt 15 288 40 128,68 Nov 14 318 40 183,41 Des 10 344 40 123,71
Guna  mendapatkan  sudut β optimal yang  bekerja  pada  peralatan  energi  surya  yang memberikan  kinerja  paling  baik,  penggunaan solar  tracker pada  perangkat  tersebut  bisa direkomendasikan (Sutanto et al., 2021).

## Sudut Tilt Optimal Tahunan
Sudut β optimal  tahunan  diaplikasikan  pada  pemasangan  peralatan  berbasis  energi surya  dengan  konfigurasi  struktur  tetap  sepanjang  tahun.  Besaran  sudut β tahunan,  yang diperoleh  dari  besaran  sudut β rata-rata  bulanan  sepanjang  tahun,  untuk  wilayah  Kota Mataram  adalah  15°  dengan  orientasi  arah  menghadap  ke  Utara.  Hal  ini  berarti  untuk perancangan  dan/atau  pemasangan  kolektor  surya,  dengan  konfigurasi  struktur  tetap sepanjang  tahun    di  wilayah  Kota  Mataram,  diestimasikan  akan  mendapatkan  radiasi matahari total sepanjang tahun rata-rata sebesar 115,195 MJ/m 2 .
Komparasi Total Radiasi Matahari Bulanan untuk Sudut Tilt yang Berbeda
Gambar 4. Komparasi total radiasi matahari bulanan untuk sudut tilt yang berbeda
Perbandingan  nilai  radiasi  matahari  total  setiap  bulan  sepanjang  tahun  untuk  sudut kemiringan  yang  berbeda,  yaitu  berdasarkan  sudut β optimal  bulanan,  sudut β optimal tahunan, dan juga sudut Latitude (φ) dimaksudkan guna memperoleh pendekatan sudut β yang dapat diaplikasikan secara sederhana.
Gambar 4 memperlihatkan trend radiasi matahari yang dihasilkan dari masing-masing konfigurasi sudut β . Dapat diketahui bahwa pada bulan Januari, Maret, Juni, Juli, September, dan Desember tidak terdapat perbedaan yang signifikan terkait nilai radiasi matahari total yang diterima, yaitu rata-rata untuk β bulanan , β t ahunan , dan β =φ masing-masing sebesar 106,23 MJ/m 2 , 104,96 MJ/m 2 , dan 100,81 MJ/m 2 .
Gambar  4  juga  menggambarkan  bahwa  sudut β tahunan  dapat  digunakan  sebagai acuan pada perancangan dan/atau pemasangan peralatan kolektor surya dengan konfigurasi struktur tetap sepanjang tahun tanpa khawatir akan kehilangan energi radiasi matahari yang signifikan.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Investigasi  terhadap  upaya  optimalisasi  sudut β kolektor  surya  di  wilayah  Kota Mataram, NTB sudah dilakukan. Pada bulan Maret hingga pertengahan bulan Oktober, sudut β optimal berada pada kisaran 10° - 40° dengan orientasi arah menghadap ke utara. Sementara itu, dari pertengahan bulan Oktober sampai akhir bulan Februari, sudut β optimal berada pada  kisaran  10°  -  40°  dengan  orientasi  arah  menghadap  ke  selatan.  Untuk  kepentingan desain  dan  pemasangan  kolektor  surya  dengan  konfigurasi  tetap  sepanjang  tahun, direkomendasikan sudut β sebesar 15° dengan orientasi arah bidang menghadap ke  utara, dimana pada posisi tersebut, estimasi radiasi matahari total yang diterima sepanjang tahun rata-rata sebesar 115,195 MJ/m 2 .

## Saran
Perlu dilakukan investigasi secara eksperimental pada perangkat berbasis energi surya (baik  itu  untuk  keperluan  desain  maupun  pemasangan)  alat  pengering  tenaga  surya,  alat desalinasi,  dan  sel  surya  dengan  menggunakan  sudut β yang  diekomendasikan  guna memvalidasi hasil.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Tim Riset Energi Terbarukan, Laboratorium Konversi  Energi,  Jurusan  Teknik  Mesin,  Politeknik  Negeri  Semarang  atas  bantuannya mengakses  data  radiasi  matahari  di Website European  Commision:  Photovoltaic  Geographical Information System .

## PENDANAAN
Penelitian ini tidak menerima pendanaan eksternal.

## CONFLICT OF INTEREST
Penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan dengan pihak mana pun.

## DAFTAR REFERENSI
Adama, S., Cheikh, M. F. K., & Ababacar, N. (2021). Determination of the optimum tilt angle for  photovoltaic  modules  in  Senegal. African  Journal  of  Environmental  Science  and Technology , 15 (6), 214 – 222. https://doi.org/10.5897/ajest2021.2988
Aji, E. P., Wibowo, P., & Windarta, J. (2022). Kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dengan  Sistem  On  Grid  di  BPR  BKK  Mandiraja  Cabang  Wanayasa  Kabupaten Banjarnegara.
Jurnal Energi Baru Dan Terbarukan , 3 (1), 15 – 27. https://doi.org/10.14710/jebt.2022.13158
Benghanem, M. (2011). Optimization of tilt angle for solar panel: Case study for Madinah,
Saudi Arabia. Applied Energy , 88 (4), 1427 – 1433. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.10.001
Darhmaoui,  H.,  &  Lahjouji,  D.  (2013).  Latitude  based model  for  tilt  angle  optimization  for solar  collectors  in  the  mediterranean  region. Energy  Procedia , 42 ,  426 – 435. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.11.043
Darussalam, R., Rajani, A., Kusnadi, K., & Atmaja, T. D. (2016). Pengaruh Arah Azimuth dan Sudut  Tilt  Panel  Photovoltaic  Untuk  Optimalisasi  Radiasi  Matahari,  Studi  Kasus: Bandung - Jawa Barat. Prosiding Seminar Nasional Fisika , SNF2016-ERE-31-SNF2016-ERE- 36. https://doi.org/10.21009/0305020606
DESDM. (2005). Blueprint Pengelolaan Energi 2005-2025 .
Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (2013). Solar engineering of thermal processes: Vol. Wiley . Wiley.
European
Commision.
(2022). Photovotaic Geographical Information System . Https://Re.Jrc.Ec.Europa.Eu/Pvg_tools/En/.
Handoyo, E.  A.,  Ichsani,  D.,  &  Prabowo.  (2013).  The  optimal  tilt  angle  of  a  solar collector. Energy Procedia , 32 , 166 – 175. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.05.022
Jain,  D.,  &  Lalwani,  M.  (2017).  A  Review  on  Optimal  Inclination  Angles  for  Solar  Arrays. International Journal of Renewable Energy Research , 7 (3).
Kurnianto,  R.,  Hiendro,  A.,  &  Yusuf,  H.  M.  I.  (2017).  Optimum  orientation  angles  for photovoltaic  arrays  to  maximize  energy  gain  at  near  equator  location  in  Indonesia.
International Review of Automatic Control , 10 (1), 86 – 91.
https://doi.org/10.15866/ireaco.v10i1.11017
Masrur, H., Othman, M. L., Arefin, A. A., Hizam, H. B., Wahab, N. I. A., Islam, S. Z., & Senjyu, T. (2020). Determining optimal tilt angle to maximize the PV yield. PECon 2020 - 2020 IEEE International Conference on Power and Energy , 219 – 223. https://doi.org/10.1109/PECon48942.2020.9314455
Mukaddim, A., Wirawan, M., & Alit, I. B. (2013). Analisa Pengaruh Variasi Bentuk Absorber Pada  Alat  Destilasi  Air  Laut  Terhadap  Kenaikan  Suhu  Dalam  Ruang  Pemanas  dan Jumlah Penguapan Air yang Dihasilkan. Dinamika Teknik Mesin , 3 (2), 127 – 135.
Ni Wayan, M. M. S., I Ketut, S., & I Gede, H. (2015). Menentukan variabilitas spasial albedo pada wilayah Bali menggunakan data satelit MODIS BRDF MCD43A1 Tahun 2005-2012. Buletin Fisika , 16 (1), 15 – 24.
Qur’aini,  J.  W.,  Awaluddin,  M.,  &  Amarrohman,  F.  J.  (2019).  Analisis  batas pengelolaan wilayah  laut  antara  Kabupaten  Lombok  Utara,  Lombok  Barat,  Lombok  Tengah,  dan Lombok Timur. Jurnal Geodesi Undip , 8 (2), 40 – 49.
Sabani, R., Sukmawaty, Murad, Ansar, & Amuddin. (2021). Application of hybrid solar dryer for supporting community business on the new normal era. Proceeding ICST , 638 – 648.
Sutanto,  B.,  Herlambang,  Y.  D.,  Bono,  Alfauzi,  A.  S.,  &  Munawwaroh,  D.  A.  (2021).
Optimalisas  Arah  Sudut  Tilt  dan  Sudut  Azimuth  Dari  Alat  Pemanen  Energi  Radiasi Matahari Di Semarang, Jawa Tengah. Eksergi , 17 (2), 145 – 154.
Tang, R., & Wu, T. (2004). Optimal tilt-angles for solar collectors used in China. Applied Energy , 79 (3), 239 – 248. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2004.01.003
Tira, H. S., Natsir, A., & Putranto, T. (2020). Kinerja modul surya melalui variasi solar collector dan kecepatan angin. Dinamika Teknik Mesin , 10 (1), 25.
https://doi.org/10.29303/dtm.v10i1.302
Ullah, A., Imran, H., Maqsood, Z., & Butt, N. Z. (2019). Investigation of optimal tilt angles and effects of soiling on PV energy production in Pakistan. Renewable Energy , 139 , 830 – 843. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.114
Xianping, L. (2012). Calculation and Analysis of Optimal Tilt Angle for PV/T hybrid Collector. International Conference on Intelligent Systems Design and Engineering Application , 791 – 795.
Zamharir,  Sukmawaty,  &  Priyati,  A.  (2016).  Analisis  Pemanfaatan  Energi  Panas  pada Pengeringan  Bawang  Merah  (Allium  ascalonicum  L.)  Dengan  Menggunakan Alat  Pengering Efek Rumah Kaca (ERK). Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian Dan Biosistem ,
2 (2), 264 – 274.
Zurhalki, M. (2020, June). Menengok Potensi Energi Surya di Nusa Tenggara Barat . Isnet.or.Id.