## Perancangan Tata Letak Mesin Pendingin dan Instalasi Panel Surya sebagai Supply Daya Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan KM. Jaya Putra
Sabilil Huda Al Hakiki 1 , Urip Prayogi 2 , Belly Yan Dewantara 3
1,2 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah, Surabaya
3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah, Surabaya 1,2,3 Jln. Arief Rahman Hakin No. 150, Keputih, Kec. Sukolilo, Kota Surabaya, 60111, Indonesia Email: 1 hudaalhakiki@gmail.com, 2 yogi@hangtuah.ac.id, 3 bellyyandewantara@hangtuah.ac.id
Intisari— Pendingin ruang muat kapal ikan merupakan sebuah  ruangan  yang  dirancang  khusus  dengan  kondisi suhu  tertentu  yang  mempunyai  fungsi  utama  untuk mempertahankan  mutu  ikan  hasil  tangkapan  nelayan dengan  cara  membekukan  ikan  hasil  tangkapan  dan menyimpan ikan yang telah dibekukan selain itu bertujuan untuk  menghambat  berkembangnya  bakteri  pada  ikan sehingga  dapat  menjaga  kesegarannya  dan  berkualitas. Perencanaan  sistem  pendingin  box  /  Palka  Kapal  Ikan menggunakan  Tenaga  Surya  melalui  Panel  Surya.  Pada penelitian sebelumnya, belum dilakukan perancangan tata letak  komponen-komponen  Panel  Surya  dan  belum dilakukan  perancangan  instalasi  kelistrikan  Panel  Surya pada  kapal  ikan.  Oleh  karena  itu  perlu  diadakannya Penelitian  mengenai  Perancangan  Tata  Letak  Mesin Pendingin Dan Instalasi Panel Surya Sebagai Supply Daya Sistem  Pendingin  Ruang  Muat  KM.  JAYA  PUTRA. Manfaat pada penelitian yang akan dilakukan yaitu dapat menghasilkan perancangan tata letak komponen- komponen  Panel  Surya  serta  merancangan  instalasi kelistrikan  pada  panel  surya  yang  terpasang  pada  KM. JAYA  PUTRA.  Selain  itu  pihak  pemilik  kapal  dapat mengaplikasikan  hasil  dari  penelitian  tersebut.  Dengan studi  kasus  tersebut,  perlu  dilakukan  perancangan menggunakan software AutoCAD sebagai desain 2 dimensi, kemudian  diterapkan  desain  3  dimensi  menggunakan software  Rhinoceros  agar  dapat  memberikan  gambaran visual  secara  nyata  pada  penelitian  tata  letak  yang  akan dilakukan.
Kata Kunci: Kapal Ikan, Panel Surya, Tata Letak.

## I. P ENDAHULUAN
Pendingin  ruang  muat  kapal  ikan  merupakan  sebuah ruangan  yang  dirancang  khusus  dengan  kondisi  suhu  tertentu yang  mempunyai  fungsi  utama  untuk  mempertahankan  mutu ikan  hasil  tangkapan  nelayan  dengan  cara  membekukan  ikan hasil tangkapan dan menyimpan ikan yang telah dibekukan. Keseluruhan  tahapan  kegiatan  tersebut  dilakukan dalam  serangkaian  proses  higienis,  sehingga  ikan  dapat  di bekukan dengan suhu internal -18°C dalam waktu 8 jam  [1].
Supply daya  pendingin  ruang  muat  kapal  ikan  masih menggunakan diesel  generator pasalnya  kebutuhan  bahan bakar pada pembangkit masih mengunakan bahan bakar solar, konsumsi  bahan  bakar  solar  atau  bahan  bakar  minyak  bumi sebagai sumber energi saat ini masih menjadi prioritas utama. Konsumsi  yang  berlebihan  dan  ketergantungan  pada  sumber bahan  bakar  minyak  bumi  akan  menimbulkan  kelangkaan dikarenakan pembentukannya yang membutuhkan waktu yang sangat  lama.  Penggunaan  bahan  bakar  minyak  bumi  juga merupakan  salah  satu  penyebab global  warming dan  hujan asam  akibat  emisi  gas  yang  dihasilkan  dan  dibuang  ke lingkungan.  Semakin  menurunnya  cadangan  sumber  bahan bakar minyak bumi sebagai bahan bakar pembangkit [2].
Energi  terbarukan  umumnya  dianggap  sebagai  sumber energi yang tidak ada habisnya, matahari, angin, hidro, energi panas bumi dan lain-lain. Pengelolaan penggunaan energi yang sangat  diperlukan  adalah  menyediakan  energi  berupa  tenaga listrik dengan biaya seminimal mungkin dan dampak alam yang sekecil-kecilnya. Teknologi panel surya yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga surya berupa sistem terpusat, sistem stand alone dan sistem hybrid [3] .
Pembangkit  listrik  tenaga  surya  sebagai  salah  satu  solusi energi listrik yang ramah lingkungan harus dapat dimanfaatkan secara  optimal  bagi  para  nelayan  yang  sedang  melaut,  yang sangat  membutuhkan  listrik  di  kapal  untuk  keperluan penangkapan ikan pendinginan dan penerangan [4]. Penerapan pembangkit listrik tenaga surya teknologi adalah memanfaatkan  potensi  energi  matahari  tersedia  di  kapal penangkap ikan merupakan solusi yang tepat dan unggul [5].

## II. LANDASAN TEORI
Kapal merupakan alat transportasi yang paling efektif untuk membantu  penyebaran  ekonomi  di  Indonesia,  hal  ini dikarenakan  kapal  mampu  membawa  berbagai  macam kebutuhan  yang  akan  di supply kesuatu  daerah.  Kapal  ikan contohnya yang merupakan salah satu tipe kapal yang memiliki fungsi  utama  untuk  menangkap  ikan.  Besarnya  dimensi  dari kapal  ikan  akan  memberikan  fungsi  tambahan  pada  kapal tersebut, seperti halnya kapal penangkap ikan tidak hanya dapat melakukan untuk menangkap ikan yang namun kapal tersebut juga  dapat  digunakan  sebagai  tempat  penyimpanan  hasil
tangkap  ikan  hingga  kapal  tersebut  kembali  merapat  ke dermaga [6].
Tata letak adalah bagaimana mengubah sumber daya yang transformasinya  diposisikan  satu  dengan  yang  lain  dan bagaimana  berbagai  tugasnya  dialokasikan  ke  sumber  daya transformasi tersebut [7]. Selain itu pengertian tata letak sendiri dapat  didefinisikan  sebagai  sumber  pengatur  peletakan  suatu barang  maupun  komponen-komponen  serta  menciptakan  area kerja yang efisien, aman dan ergonomis .
Sistem  kerja  panel  surya  yaitu  kumpulan  sel  surya  yang ditata  sedimikian  rupa  agar  efektif  dalam  menyerap  sinar matahari,  yang  bertugas  menyerap  sinar  matahari  yaitu  sel surya. Sel surya sendiri terdiri dari beberapa komponen photovoltaic atau komponen yang dapat mengubah cahaya ( photo ) menjadi listrik ( voltaic ).

## Gambar 1. Panel Surya
Energi  dari  panel  surya  sering  dijadikan  sebagai  energi alternatif untuk mengatasi kenaikan harga listrik konvensional dan  juga  non  subsidi.  Energi  utamanya  berasal  dari  energi matahari  yang bisa  Anda dapatkan secara  gratis.  Secara letak geografis,  Indonesia  berada  di  garis  khatulistiwa,  sehingga Indonesia  sangat  kaya  akan  sumber  energi  surya  dengan intensitas radiasi matahari rata-rata sekitar 4.8 kWh/m² per hari di seluruh wilayah Indonesia .
Berdasarkan daya yang akan dibangkitkan (Wpeak), maka jumlah  panel  surya  yang  diperlukan,  diperhitungkan  dengan rumus sebagai berikut:
P 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑝𝑒𝑎𝑘 = area array x PSI x n pv
Dimana: Area array = area yang tersedia untuk panel surya PSI = peak solar insolation Ƞ pv = evisiensi panel surya
Pada  penggunaan  panel  surya  yaitu  terdapat  batrai  yang sebagai  sumber  penyimpanan,  pemilihan  kebutuhan  batrai yaitu  memiliki  perhitungan  untuk  memilih  kapasitas  batrai sebagai berikut.
Konsumsi total energi beban: Daya pendingin x waktu operasi

## AH: (Total 𝑙𝑜𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑡𝑖𝑜𝑛 x 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑦 𝑑𝑎𝑦) ( Tegangan Batrai x DOD)
Untuk  kebutuhan  sebuah  panel  surya  yaitu  memiliki perhitungan  yang  dimana  menghitung  luasan  area  setelah  itu menghitung kebutuhan daya panel untuk memenuhi kebutuhan daya.  Rumus  luasan  area  dan    kebutuhan  daya  panel  surya sebagai berikut.
E L = PV area x G av x n pv x TCF x n out Dimana:
E L = pemakaian energi perhari (kWh/hari) PV area = luasan panel surya G av = isolasi harian matahari rata-rata (kWh/m 2 /hari) Ƞ pv = evisiensi panel surya TCF = faktor koreksi suhu Ƞ out = evisiensi inverter
Berikut  perhitungan  kebutuhan  daya  panel  surya  untuk memenuhi kebutuhan daya pada kapal.
Kapasitas panel surya = (AH batrai x Tegangan batrai x DOD) 𝑆𝑝𝑒𝑠𝑖𝑓𝑖𝑐 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑦 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑

## III. METODE PENELITIAN
Penenlitian  ini  memiliki  beberapa  tahapan  yang  akan dilakukan.  Tahapan-tahapan  yang  akan  dilakukan  dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Mengidentifikasi  masalah  dimana  pada  tahap  ini dilakukannya  pencarian  solusi  untuk  permasalahan pada latar belakang.
2. Tahap  selanjutnya  yaitu  studi  literatur  yang merupakan  tahap  untuk  mencari  refrensi  teori  yang relefan  dengan  kasus  atau  permasalahan  yang  akan diteliti. Lalu pengumpulan data di lapangan, beberapa data yang dikumpulkan dari lapangan yaitu :
a. Data Kapal
Data utama kapal yang dibutuhkan adalah ukuran utama kapal sebagai berikut :
 Nama Kapal
: KM. JAYA PUTRA
 Tipe Kapal : Kapal Ikan Purse Seine
 Ukuran Utama :  LOA : 17,7 m  B : 3,8 m  D : 2 m
 T : 1,7 m
Gambar 2. Kapal Ikan Purse Seine
b. Data Beban Kebutuhan Kelistrikan Panel Surya Pada Kapal Data beban kelistrikan panel surya pada kapal antara lain : a. Panel Surya : 455 WP
b. Batrai : 48V 500AH
Berikut adalah flowchart
Gambar 3. Flowchart IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pembuatan Model
Pada  pembahasan  ini  menjelaskan  perbandingan  model lama  dan  model  baru  dengan  penambahan  komponen  panel surya dan komponen lainnya. Untuk gambar kapal yang belum dipasang komponen panel surya dapat dilihat pada gambar.
Gambar 3. Kapal Ikan Purse Seine dua dimensi.
Mengubah  gambar  dua  dimensi  ke  tiga  dimensi  yaitu menggunakan tools  rhinoceros yang  dimana  gambar  tersebut dijadikan 3 dimensi. Dalam proses mengubah gambar dari dua dimensi  ke  tiga  dimensi  yaitu  dibutuhkan  gambar general arrangement kapal  ikan purse  sein tersebut  agar  gambar  dua dimensi dapat diubah.
Gambar 4. Kapal Ikan Purse Seine Tiga Dimensi

## B. Penambahan Komponen Pada Atap Kapal
Penambahan  komponen  pada  atap  kapal  ikan purse sein yaitu komponen panel surya dan pemecah angin yang ditunjukan  pada  gambar  5.  Yang  dimana  sesuai  dengan penelitian yang dilakukan. Penempatan panel surya yaitu diatas  atap  kapal  ikan  dimana  penambahan  atap  yaitu bertujuan  agar  panel  surya  bisa  mendapatkan  sinar  dari matahari dikarenakan atap kapal bukan ruangan tertutup dan panel mengikuti alur dari atap tersebut.
Gambar 5. Penambahan Komponen Panel Surya Dan Pemecah Angin
Gambar 6. Penambahan Komponen Panel Surya Dan Pemecah Angin Tiga

## Dimensi

## C. Penambahan Komponen Mesin Pendingin
Penambahan  mesin  pendingin  yang  berletak  pada frame (gading)  15-17.  Semulanya  kapal  ikan  KM  Jaya  Putra  tidak memiliki cold  storage atau  pendingin  pada  palka  ikan, ditambahnya  komponen  seperti  mesin  pendingin  yaitu membantu nelayan agar bisa menyimpan ikan hasil tangkapan agar tetap segar dan tidak mudah busuk.
Gambar 7. Penambahan Mesin Pendingin dan Pipa Pendingin
Gambar 8. Penambahan Mesin Pendingin dan Pipa Pendingin Tiga Dimensi

## Berikut spesifikasi komponen mesin pendigin
Spesifikasi Keterangan Tipe Unit LH135E/6HE-28Y Seri Standart Refrigeran R134a Suhu Acuan Suhu titik embun Suhu Evaporasi SST -10,00 °𝐶 Suhu Lingkungan 32.0 °𝐶 Suhu Gas Hisap 20,00 °𝐶 Mode Operasi Otomatis Sumber Daya Listrik 400v-3-50Hz Kontrol Kapasitas 100%
Gambar 9. Wiring Diagram Kelistrikan Panel Surya
Dari  pemasangan  komponen  panel  surya  yaitu  terdapat wiring diagram  yang  mana  menunjukan  alur  dari  suatu kelistrikan,  dimana  alur  kelistrikan  yang  dimaksud  yaitu  dari panel surya menuju ke mesin pendingin. Pengertian dari wiring diagram sendiri yaitu d iagram atau gambar yang menghubungkan  antara  beberapa  komponen  listrik  yang dinyatakan dalam simbol-simbol dan garis-garis penghubungnya.

## D. Perhitungan Potensi dan Luasan Area
Panel surya digunakan sebagai sumber energi kedua untuk menghasilkan  tenaga  listrik  dikapal.  Daya  listrik  yang dihasilkan  oleh  panel  surya  digunakan  untuk  melakukan penghematan  bahan  bakar  pada  generator  dalam  penggunaan mesin  refrigerasi  atau  mesin  pendingin.  Namun  pada sistemnya,  daya  listrik  yang  berasal  dari  panel  surya  hanya digunakan  untuk  mensuplai  kelistrikan  pada  komponen van evaporator  mesin  refrigerasi.  Untuk  melakukan  perhitungan menentukan  jumlah  panel  surya  yang  dibutuhkan  guna mengetahui daya yang akan diperoleh dari perhitungan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
P 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑝𝑒𝑎𝑘 = area array x PSI x n pv
Dimana:
Area array = (39,55 m 2 )
PSI = (1000 W/ m 2 )
N pv = 16,8%
Maka  dari  data  yang  diketahui  dapat  dihitung  jumlah  panel surya sebagai berikut. P wattpeak = 39,55 x 1000 x 0,168 = 5573,232 Wp
= 5,573232 kW
4.5. Perhitungan Kapasitas Batrai
Untuk  dapat  mengetahui  berapa  baterai  yang  digunakan untuk  memenuhi  kebutuhan  dapat  dilakukan  perhitungan sebagai berikut:
Konsumsi total energi beban  : 1596 x 12 jam
: 19152 Wh atau 19,152 Kwh
AH: (19,152 Kwh x 1 Hari)
(48V x 0,95) AH: 19,152 Kwh / 45,6 V AH: 420 Ah
Untuk  menampung  energi  dari  panel  surya  yang  dihitung dari luasan yang tersedia pada kapal  menggunakan baterai 500 AH sebanyak 1 baterai total 500 AH dengan sistem  tegangan 3,2V.  Sistem  baterai  500  AH  3,2V  untuk  menjadi  48V dibutuhkan  15  baterai.  1 pack baterai  dihubungkan  secara paralel jadi (48V 500 AH) total jumlah baterai 3,2V 500Ah, 1 pack baterai terdiri dari 15 unit.
Gambar 10. Batrai Tabel 1. Spesifikasi Batrai Spesifikasi Keterangan Usage Solar Power Capacity 500AH
Dimension 285x450x71 mm Aplication Type Cycle Use Voltage 3,2V Weight 14,3Kg

## E. Perhitungan Kebutuhan Daya Panel Surya
Berikut  perhitungan  kebutuhan  daya  panel  surya  untuk memenuhi kebutuhan daya pada kapal. Pada perhitungan kali ini  menggunakan  rumus  yang  berbeda  dengan  rumus  yang sebelumnya.  Menghitung  kebutuhan  daya  panel  surya  untuk memenuhi  kebutuhan  daya  pada  kapal,  berikut  rumus  yang digunakan.
 Kapasitas panel surya = (500 Ah x 48V x 0,95) / 4,23 = 5390 WP
Jika  menggunakan  panel  surya  dengan  kapasitas  200  WP maka perlu 28 panel surya. Jadi satu panel surya memiliki daya 200 WP jika dikalikan 28 unit yaitu total daya yang diperoleh 5600 WP.
 Kapasitas panel surya = (500 Ah x 48V x 0,95) / 4,23 = 5390 WP
Jika  menggunakan  panel  surya  dengan  kapasitas  455  WP maka perlu 14 panel surya. Jadi satu panel surya memiliki daya 455 WP jika dikalikan 14 unit yaitu total daya yang diperoleh 6370 WP.
 Kapasitas panel surya = (500 Ah x 48V x 0,95) / 4,23 = 5390 WP
Jika  menggunakan  panel  surya  dengan  kapasitas  500  WP maka perlu 12 panel surya. Jadi satu panel surya memiliki daya 500 WP jika dikalikan 12 unit yaitu total daya yang diperoleh 6000  WP.  Dari  perhitungan  kebutuhan  kapasitas  panel  surya diatas yaitu memilih jumlah kapasitas 455 WP. Dapat diketahui untuk panel surya yang dapat memenuhi kebutuhan pada luasan yang tersedia pada kapal adalah panel surya dengan kapasitas 455 Wp.
Gambar 11. Panel Surya
Tabel 2. Spesifikasi Panel Surya
Spesifikasi Keterangan Max. Power (Pmax) 455 Wp Max. Power Voltage (Vmp) 41,7 V Max. Power Current (Imp) 10.92 A Open Circuit Voltage (Voc) 49,5 V Short Circuit Voltage (Isc) 11,66 A Max. System Voltage 1500 V Max. Series Fuse 20 A Weight 23,3 Kg Dimension 2000 x 1000 x 35 mm

## V. KESIMPULAN
Dari  seluruh  hasil  yang  dilakukan  terkait  analisa  dan pembahasan  terkait  tata  letak  mesin  pendingin  dan  instalasi panel surya sebagai supplay daya sistem pendingin ruang muat kapal ikan KM.Jaya Putra, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan  analisa  desain  tata  letak  mesin  pendingin didapatkan  penempatan  komponen  terletak  pada  area ruang  mesin  karena  pada  area  ruang  mesin  komponen mesin  pendingin  tidak  terkontaminasi  secara  langsung dengan  air  laut  sehingga  mesin  pendingin  tidak  mudah rusak. Penempatan mesin pendingin pada kapal ikan KM. Jaya Putra terletak pada frame (gading) 15-17.
2. Pada  pembahasan  penentuan  peletakan  komponen- komponen panel surya  yaitu berletak diatap kapal untuk panel  surya  sedangkan  untuk  komponen  pendukung seperti  batrai, inverter dan  lain-lain  yaitu  terletak  pada ruang  akomodasi.  Dipembahasan  peletakan  komponen panel  surya  yaitu  terdapat  ukuran  atap  panel  surya  11,7 meter dengan dimensi panel surya yaitu panjang 2 meter dan lebar 1 serta terdapat batrai untuk menyimpan energi yang  memiliki  kapasitas  48V  500  AH  dan  kebutuhan inverter yaitu  mengikuti  dari  kebutuhan  daya  yang diperoleh dari panel surya dan batrai.meter
3. Desain  sistem  instalasi  pada  pembahasan  kali  ini  yaitu digambarkan  dengan wiring diagram  yang  dimana menunjukan alur dari sistem kelistrikan yang berawal dari panel  surya  sampai  menuju  ke  beban  atau  mesin pendingin.  Selain  itu  juga  menentukan  perkabelan  yang dimana sesuai kebutuhan dari setiap komponen.

## R
EFERENSI
[1] S. A. Kwandang, “Pemanfaatan Cold Storage,” 19 Januari 2021 , 2021. https://kkp.go.id/djpt/ppnkwandang/artikel/26458- pemanfaatan-cold-storage#:~:text=Cold storage merupakan sebuah ruangan,menyimpan ikan yang telah dibekukan.
[2] Juarni, “Prototipe sistem pendingin ( freezer ) ikan berbasis energi surya ( photovoltaic ) pada kapal nelayan,” 2021.
[3] Y. Songli, K. Pasau, A. Kassa, and C. L. Rantererung, “Development of Solar Power Plant for Fish Cooling in the Fisherman Ship,” ARPN J. Eng. Appl. Sci. , vol. 15, no. 8, pp. 991– 997, 2020.
[4] C. L. Rantererung, S. Soeparman, R. Soenoko, and S. Wahyudi, “DUAL NOZZLE CROSS FLOW TURBINE AS AN
ELECTRICAL,” vol. 11, no. 1, pp. 15–19, 2016.
[5] Pradeepkumar. G, “A Review on Solar Drying System and its
Applications. IJSRD - International Journal for Scientific Research
& Development,” pp. 662–667, 2017.
[6] M. M. Senatung, “Analisis Teknis Dan Ekonomis Pada Desain
Sistem Cold Storage Kapal Ikan Tuna 30 Gt Dengan
Menggunakan,” 2018.
[7] R. Slack, N., Jones, A. B., & Johnston, “Operations management.
Harlow: Pearson Education Limited.,” 2013.