## PERANCANGAN SOLAR CELL SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK ALTERNATIF UNTUK PENERANGAN LOBBY FAKULTAS TEKNIK UNRIKA
,
,
1, 2,3) Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kepulauan Email : endang_unrika@yahoo.co.id

## ABSTRACT
Electricity is one of the most important needs of the community electricity shorttages are very disturbing  human  activities  as  well  as  the  University  of  Riau  Islands  campus  is  very  dependent  on electricity  supply  from  PLN,  because  this  campus  conducts  tearning  activities  at  night,  the  current energy is mustly fulfilled by fosil fuel energy such as petroleum, coal and natural gas but the supply of this  energie  is  decreasing, PLN  which  as  a  supply  of electricity  is  very  dependent  on fossil  fuels  so that  PLN  can  at  any  time  turn  out  blackouts  on  the  campus  of  the  University  of  Riau  Islands  very disturbed  with  the  rilling  blackout  because  the  campus  will  be  dark.there  needs  to  be  alternative energy at least illuminating as long as the electricity from PLN is on, this research and design is to build  asolar  electricity  supply  sistem  to  help  temporary  lighting  in  this  design.  PLTS  is  utilized  as Alternative electrical energy to illuminatethe lobby of the Faculty of engineering Universitas Riau.
Byusing50Wp solar cell panel,charge controller to maintain the stability of the sistem and 42 Ah  batrtery,  by  using  this  sistem  Dc  lamps  as  a  load  of  54  Watt  batrei  capacitycan  be  lit  during  a blackout from the PLN.

## Keywords: Alternative Energy, PLTS With DC load

## ABSTRAK
Energi  listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan  masarakat  yang  sangat  penting  kekurangan energi listrik sangat lah menggangu aktifitas manusia begitu juga kampus Universitas Riau Kepulauan sangat  tergantung  dengan  pasokan  listrik  dari  PLN,  karena  kampus  ini  melakukan  kegiatan  belajar- mengajar  dimalam hari, Energi yang ada saat ini sebagian besar terpenuhi oleh energy bahan bakar fosil seperti minyak bumi,  Batu Bara dan gas alam  namun persedian energy ini semakin berkurang ,PLN yang sebagai penyediaan energy listrik sangat lah tergantung dengan bahan bakar fosil sehingga PLN sewaktu-waktu bisa melakukan pemadaman bergilir kampus Universitas Riau Kepulauan sangat terganggu dengan Pemadaman Bergilir Tersebut Karna kampus akan gelap.
Dengan  mengunakan  Panel  Solar Cell 50Wp,  Charge  Controller  untuk  menjaga  kestabilan system dan batrei 42 Ah ,dengan menggunakan system ini lampu dc sebagai beban dari Batrei yang berkapasitas 54 Watt dapat menyala selama pemadaman dari PLN terjadi.
Kata Kunci: Energi Alternatif ,PLTS dengan beban  DC

## I. Pendahuluan
Kota  Industri  adalah  salah  satu  Kota yang  pengguna  Energi  yang  sangat  besar. Batam  adalah  salah  satu  termasuk  dalam Kategori  Kota  Industri  yang  tidak  bisa dipungkiri  menggunakan  Energi  sangat  besar juga  termasuk  Energi  Listrik  khusus  nya. Kebutuhan  Energi  yang  terus  meningkat sebagai  laju  pertumbuhan  pembangunan  dan semakin  menipisnya  cadangan  Minyak  Bumi memaksa  manusia  untuk  mencari  sumber Energi Alternative, Energi  yang  ada  saat  ini sebagian  besar  terpenuhi  oleh  Energi  bahan bakar Fosil seperti  Minyak  Bumi , Batu  Bara, dan  Gas  Alam,  namun  persediaan  Energi  saat ini  semakin  berkurang,  jika  tidak  segera ditangani  kemungkinan  tak  terhindarkan  lagi adanya krisis energi.[1]
Universitas Riau Kepulauan misalnya. Jika PLN melakukan  Program  pemadamam bergilir  ini  sangat  menggangu  bagi  mahsiswa di  Universitas  Riau  Kepulauan  ini  untuk melakukan  kegiatan  belajar  mengajar  maka dibutuhkan  Sumber Energi Listrik  yang  baru setidaknya  bisa  Mengkoper penyedian  Energi Listrik  selama  pemadaman  bergilir  yang dilakukan oleh PLN .
Dari  Uraian  diatas  penulis  tertarik meneliti dan menggakan tema penengan Solar Ceel sebagai  sumber  Energi Alternative untuk peneranggan lobby
Fakultas
teknik Universitas  Kepulauan  Riau  selama  3  jam sampai 4 jam karena sumber energy dari sinar matahari  bebas  di  manfaatkan  di  saat  siang dengan panel Solar cell energy matahari bias di simpan.

## II. Tinjauan Pustaka
Matahari adalah salah satu yang mensuplai semua  panas  dan  cahaya  yang  diterima  bumi untuk  digunakan  oleh  mahluk  hidup,  Energi Surya yang jatuh ke bumi dalam bentuk paket – paket  Energi yang  disebut Proton ,  sel  surya didefenisikan sebagai teknologi yang menghasilkan  Listrik DC dari  suatu  bahan Semikonduktor ketika  dipaparkan  oleh  cahaya
selama bahan
Semikonduktor tersebut dipaparkan  oleh  cahaya  maka  Sel  Surya  akan selalu  menghasilkan  Energi Listrik,  dan  ketika tidak dipaparkan oleh cahaya sel surya berhenti menghasilkan  energi listrik.  Sel Fotovoltaik Surya  adalah  Semi Konduktor dimana  radiasi surya  dari  pita  gelombang  tertentu  langsung diubah  menjadi  Listrik,  material  yang  sering digunakan  adalah Silicon  Kristal apa  bila lapisan  tipis Silicon dari  jenis -p dan  jenis -n digabungkan akan terjadi sel sambung p-n  (p-n junction cell) dengan muatan Listrik Statik pada sambungan  tersebut Silicon jenis -p kaya muatan positif dengan s ilicon jenis -n memiliki kelebihan e lectron [4].

## III. Landasan Teori
Dalam bab ini, dideskripsikan landasan teori  tentang  komponen  yang  berhubunggan dengan  rancangan  “pembangkit  Listrik  Tenaga Surya untuk penerangan Lobby Kampus Teknik Universitas Riau Kepulauan“ agar lebih spesifik sesuai penelitian yang akan dilakukan.

## A. Sel Surya

## Sel  Surya  adalah  peralatan  yang
Mengkorversi Energi matahari menjadi Energi Listrik  Arus  searah  ( Direct  Current )  bentuk sel  surya  yang  paling  umum  didasarkan  pada Efek photovoltaic (PV) .[3]
Perbedaan  utama  dari  solar cell panel adalah  bahan  produksi  dari  solar cells panel.
Bahan  solar cells panel  yang  paling  umum adalah crystalline  silicon ,  bahan cristaline dapat  terdiri  dari  single crystal, mono atau single  –  crystalline ,  dan poly atau multi- cristaline .  Selain  itu  solar cell panel  ada terbuat  dari  lapisan  tipis  A morphous  Silicon .
Sel cristaline  silicon mempunyai  2  tipe  yang hampir  serupa    meskipun sel  single cristaline lebih efisien di bandingkan kan dengan poly – cristaline  karena  poky  –  cristaline merupakan ikatan antara sel-sel. Keuntungan dari amorphous silicon adalah harga yang terjangkau  tetapi  tidak seefisien crystalline silicon solar cell .[2]

## Gambar 2.4 Sel Surya Monocristallined dan
Polycystaline [1] Elektroda  yang  terdiri  dari  endapan yang sangat tipis dipasang dilapisan permukaan.  Sinar  surya  dalam  batas frekuensi
gelombang  diperlukan  untuk  menghasilkan electron.  untuk  itu  elektroda  pada  permukaan ini  dibuat  sedemikian  rupa  sehingga  tidak menggangu  sinar  surya  yang  menimpa  nya, dibagian  atas  lapisan  permukaan  terdapat bahan  transfaran  yang  kuat  dan elastis, elektroda  pada wafer disambungkan  ke wafer oleh  bahan  penghantar  biasa  apa  bila  sinar surya  menimpa  sel  surya  sebagian  dari foton akan memberikan tenaganya pada sel tersebut.
[2]
Karakteristik yang  dibuat  berdasarkan panel  sel  surya 100  Wp adalah  sel  surya  yang memiliki  makximum  power (P max )  sebesar 100w ,  maksimum power  voltage (Vmp) sebesar  17.6V, short  circuit  current  (I mp ) Sebesar  4.26  A, open  circuit  voltage  (Voc) sebesar  21,6  V, short  circuit  current  (Isc) sebesar 4.69 A [3]

## B.   Baterai
Baterai adalah  perangkat  yang  dapat mengubah  energi  kimia  langsung  menjadi energi listrik sebagai tenaga pengerak komponen komponen listrik seperti penerangan  (lampu), klakson dan  lain  lain baterai  sangat  penting  memasok  energi keseluruh  komponen  kelistrikan  terutama berarus  DC,  baterai  atau Akumulator adalah sebuah  sel  listrik  dimana  didalam  nya berlangsung proses elektrokimia yang reversible (dapat berkebalikan) dengan efesiensi nya  yang  tinggi  yang  dimaksud dengan  reaksi  elektrokimia reversible adalah didalam  baterai  terdapat  proses  pengubahan kimia  menjadi  tenaga  listrik  dan  sebaliknya dimana  proses  tenaga  listrik  menjadi  tenaga kimia  dengan  cara  proses  regenerasi  dari
elektroda  –  elektroda yang  dipakai  yaitu dengan  melewatkan  energi  listrik  dalam  arah polaritas yang  berlawanan  dalam  sel  baterai menghasilkan listrik dalam proses kimia . [2]
Gambar 2.10 Barterai Lead Acid (Accu) [1]
jumlah  maksimum  muatan  listrik  yang  dapat ditampung  oleh  baterai  tersebut  kapasitas baterai  dapat  dinyatakan  dengan  persamaan diawah ini :
Ah  =  kuat  arus (ampere) x  Waktu (hours) Ah=Ix T……………….…………2.1[7]
Dimana :
Ah = Kapasitas baterai /aki I = Kuat arus (ampere) V = Tegangan (Volt) T = Waktu ( jam /sekon )

## C.  Lampu DC
Seperti  yang  kita  ketahui  arus  DC adalah  arus  searah  sedangkan  listrik  PLN dirumah  mengunakan  arus  AC  (arus  bolak balik)  sistim  penerangan  atau  lampu  dirumah pun juga mengunakan lampu listrik AC karena mudah didapatkan dam bisalangsung dipasang. Tetapi  lampu  jenis  lampu  AC  mengkonsumsi daya  yang  lebih  banyak  dibanding  lampu  DC yang  terbuat  dari LED ,  lampu LED 5 watt setara dengan 14 watt lampu AC.

## D.  Solar Charge Controller
Solar charge controller adalah peralatan elektronik yang mengatur aliran arus listrik  dari  modul  surya  ke  baterai  dan  beban Charge Controller menjaga baterai tetap terisi penuh  tanpa  berlebihan  ( over  charge ) ketika beban  sedang  menarik  daya,  solar Charge Controller memungkinkan arus listrik mengalir  dari  modul  ke  baterai.  Ketika pengontrol  menyensor  bahwa  baterai  terisi penuh  maka  Solar Charge  Controller akan menghentikan aliran arus dari modul solar cell

## panel.[6]

## E. Prinsip Dasar Perhitungan Daya Listrik
Besar  nya  beda  potensial,  kuat  arus listrik dan lama nya arus mengalir berbanding lurus  dengan  besar  nya  energi  listrik  yang  di ubah menjadi energi kalor hubungan ini dapat ditulis dengan secara sistemmatis yaitu: W= VIt…………..……… … …2.3 [8]
Dimana: W= Energy listrik yang diubah menjadi energy kalor (joule) V= Beda potensial LIstrik (Volt) I = Kuat arus Listrik ( ampere ) t = lama aliran arus listrik (sekon) Jika mengunakan hukum Ohm : P=V.I…………………………2.11 [8]
Untuk  mencari rata tata dari Arus dan Teganggan dapatdi  hitung  dengan  persamaan sebagai berikut:
Rata-rata  (r)  =  Arus  (I)total / Ʃpercobaan ………………………….…….2.13[8]
Dapat  dilihat  untuk  penentuan  daya listrik  tidak  memerlukan  besaran  waktu sehingga  lebih  mudah  dalam  perhitungan sehari-hari.  Sementara  untuk  perhitunggan lama  pemakain  batrei  dan  perhitungan  berapa lama charge  controller mengisi  batrei  dapat juga dilihat dari persamaan sebagai berikut:
Berdasarkan pemafaran factor – factor yang mempengaruhi energi yang di bangkitkan oleh  panel  surya  besar  nya  panel  surya  yang dibutuhkan  dalam  satu  rancangan  system PLTS  dapat  dihitung  mengunakan  persamaan sebagai berikut[3]:
I TOTAL  PANEL = I TOTAL  BEBAN X 1.20) / ESH……………………….2.15[5] Dan nilai ESH adalah Equivalent sun Hous
Besar  nya  daya  kebutuhan panel  yang akan  dibangkitkan  (Pwp)  maka  banyak  nya panel  surya  yang  akan  dihitung  dapat menggunakan persamaan sebagai berikut[3] Jumlah panel surya = P wp / P mpp …………………….……….2.16[5] Di mana :
P MPP =  Teganggan keluar panel surya Kapasitas  batrei  yang  di  butuhkan dapat di hitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Ah  =  E L /  (%  mak  DOD)  x  (TCF)  x  V batre x
AD……………….…..2.17[5] Dimana : E L = Energi Listrik DOD = Depth of Discharge TCF = Temperature Correction Factor AD = Atonomis Day Dan kapasitas pengunaan batrei dapat menggunakan persamaan berikut: Ah=E baterai /V baterai …………2.18 [5]
Ah pemakain Ah beban /Beban………………2.19 [5] Ah Pemakain x20 ..............................2.20 [5]
Sedangkan untuk perhitunggan Charge Controller dapat  Menggunakan  persamaan sebagai Berikut:
I Max =P Max / Vs…………….….2.21 [5]
Waktu  (t)    =  E pemakain  / Rata  –rata  (r)  Solar Cell ............. .......................2.22 [5]

## IV. Perancangan Sistem dan Pembuatan
Alat
Diagram flow cahrt dari stematik kerja PLTS
Gambar  3.3 Flow  Cahrt dari System kerja Solar Cell

## V. Hasil Dan Pembahasan
Mengacu  pada  metodologi  penelitian, untuk memudahkan pembuatan dan perancangan  alat,  maka  alat  dibagi  menjadi beberapa blok bagian  kemudian  alat  dirancang berdasarkan block yang  sudah  disusun  tersebut dan  kemudian  untuk  analisa  dan  pengukuran metode yang digunakan mengikuti blok diagram yang sudah disusun tersebut sehingga pengukuran  dilakukan  pada  setiap block dan secara sisteimatis.

## A. Pengujian pada alat
Bagian-bagian  alat yang di ukur adalah :
1. Panel Solar Cell
2. Batrei
Bagian-bagian  rangkaian  yang  di  tes poin adalah: 1. Charger Controller
2. Out  put  Baterai  setelah  di  gunakan oleh lampu DC
Keterangan Gambar  4.1  = Block Panel  Solar Cell yang akan diambil data nya Gambar  4.2  =  Batrei  yang  akan  diambil  data nya output dan input dari batrei Gambar 4.3 = Tes Point 1 atau TP 01 Tes poin t 2 atau TP 02

## B. Pengetesan Panel Solar Cell
Dari  tabel  4.2  di  bawah  ini  akan dijabarkan  data  hasil  pengukuran  pada  arus dan  tegangan  yang  dihasilkan  oleh  Solar Cell dari jam 7.00 pagi sampai jam 17.00 sore dan kemudian di analisa dan dibandingkan dengan berapa  lama  waktu  yang  di  butuhkan  Panel Surya untuk mengisi batrei adapun grafik yang di buat adalah sebagai berikut :
Grafik  4.1  Pembandingan  antara  Waktu Pengujian terhadap Arus
C. Pengujian Pada Charge Controller
Dari  tabel  4.2  di  bawah  ini  akan dijabarkan  data  hasil  pengukuran  pada  arus dan  tegangan  yang  dihasilkan  oleh  Charge Controllerr dari  jam  7.00  pagi  sampai  jam 17.00  sore  dan  kemudian  di  analisa  dan dibandingkan dengan berapa lama waktu yang di  butuhkan  Charge  controler  untuk  mengisi batrei  adapun  grafik  yang  di  buat  adalah sebagai berikut :
Grafik  4.2  Pembandingan  antara  Waktu Pengujian terhadap Arus

## D. Pengujian Pada Baterai
Untuk  Pengujian  pada  batrei  disaat  batrei dihubungkan  dengan  beban  DC  atau  lampu LED 54 watt dan  di  mana  pada Outpu t  diukur Tegangan  dan  Arus  yang  dihasilkan  oleh rangkaian  dan  dilakukan  pengujian  selama  3 jam    sampai  4  jam  dan  diambil  data  nya sebagai berikut : Jam nama keterangan 08.00 12.3 Volt 42 Ah 09.00 12 Volt 38 Ah 10.00 12 Volt 34 Ah 11.00 12. Volt 34 Ah
Berdasarkan  hasi  penggukuran  dapat  di  buat grafik sebagai aberikut:
0 5 1 7 1319 Aru s jam Pengujian Arus pada Solar Cell Arus 0 5 1 5 9 13 17 21 Aru s jam Pengujian Arus pada Charge Controller Arus
Grafik 4.3 Brafik Pengujian Pada Batrei Terhadap Beban
Dari  data  di  atas,  untuk  menghitung berapa  lama  pengisian  pada  batrei  dapat mengunakan  rumus  pada  persamaan  dan tabel di atas yaitu:
Beban  1  buah  lampu  Dc  18  x3  =54 watt = (1x18= 18 watt)
Dengan mengunakan Persamaan 2.11
I = P/V… (18 watt / 12 volt = 1.5 )
1.5 x 3 = 1.5 x 3 I  total = 4.5 A Total pemakaian lampu adalah: 4.5 A /12 volt
Berdasarkan  table  di  atas  dapat dihitung rata- rata pengisian Charge Controller adalah sebagai berikut:
Denganmengunakan Persamaan 2.13
Rata –Rata (r) = Ʃ I total / Ʃ banyak percobaan = 27.4 Ampere / 20
(r)  = 1,37 Ampere pada suhu
Berdasarkan  table  di  atas  dapat dihitung pemakain batrei selama 4 jam adalah 10 Ah . Berdasar data diatas untuk menghitung berapa lama pengisian batrei dapat mengunakan Persamaan 2.18 sebagai berikut:
T=  I  batrei  /  I  Solar Cell T=  10 Ah /  1.37 Ampere
T =  7.2 jadi 7,2 x 60 menit = 432 menit
Dari  hasil  perhitungan  diatas  dapat diambil  kesimpulan  bahwa  batrei  dalam keadan sudah digunakan beban untuk pengisian  kembali  oleh Charge  Controller adalah  mmengunakan  waktu  7  jam,12  menit batrei kondisi penuh kembali.

## VI. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan
perancangan  yang  penulis  lakuakan,  maka dapat  penulis  ambil  kesimpulan  mengenai Perancangan  Solar Cell Sebagai  Sumber Alternatif  untuk  Penerangan Lobby Fakultas Teknik  Unipersitas  Riau  Kepulauan  sebagai berikut:
Energi  listrik  dari Solar Cell bisa dijadikan energi alternative dengan menyimpan energi dengan mengunakan batrei,dengan memanfaatkan Sinar matahari,sinar  matahari  yang  masuk  ke  panel Solar Cell
Akan menimbulkan energy listrik.Pada  aplikasi  ini  dengan  memanfaatkan energy listrik dari solar Cell dan di transfer ke batrei,  dan  beban  yang  di  gunakan  adalah lampu LED atau  Lampu  DC  maka  rangkaian ini  hanya  membutuhkan  sebuh  rangkaian Charge  Controller yang  berfungsi  sebagai pengotrol arus masuk dari Solar Cell dan Arus keluar dari batrei.
Untuk  pengisian  batrei  dilihat  dari  daya  yang dihasilkan  oleh  Solar Cell dalam  perancangan ini batrei dapat terisi lama 7 jam 2 menit, dan lama waktu lampu meyala 1 sampai 4 jam.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Analisa rancangan sel surya dengan kapasitas 50 watt untuk penerangan
parker unista . 2016 http://www ejurnal undip.ac.id [4/04/2019] [2] Analisa rancangan lampu LED di dalam rumah http://www. tejo sutedi .ac.id [4/04/2019] [3] Pengisian baterai hanpon dengan mengunakan Solar Cell. 2014
0 50 1 3 5 7 9 ka p asi ta s b at re i lama pemakain batrei Pengujian pemakaian Batrei Terhadap Beban pemakai n batrei
http;//www.repository.ac.id [04/04.2019]
[4] Rancangan bangunan penyedian energy listrik (PLTS) untuk membantu pasokan   rumah tangga. 2018http://
www jurnal heri haryanto [5/04/2019]
[5] Su, Supranto Prof.dr.ir.h Teknologi
Tenaga Surya. Penerbit Prediya
Paramida, Jakarta, 2005
[6] Supradi toni, Komponen rangkaian Elektronika penerbit Kata pena ,
Jakarta 2015’
[7]
Klian Delman, Modern Control Teknologi Componen And Sistem ,
Hand Book, Mega Engineering,Inc Stamford 1999
[8] Wibowo tedi, Inspirasi sais Energi dan
Perubahan nya penerbit Ganeca Exact
jakarta april 2015