Pengembangan Panel Surya 120 Wp Dengan Solar Tracker Double Axis Sebagai Bahan Pembelajaran Mahasiswa di Program Studi Teknik Mesin UHN
Parulian Siagian, Rokki Manurung Program Studi Teknik Mesin Universitas HKBP Nommensen,  Medan 20234 parulian.nommensen@gmail.com

## Abstract
The current need for electrical energy sourced from fuel oil is increasingly running out and  expensive.  Anticipating  future  energy  crises  will  require  creativity  from  energy observers in finding alternative energy sources that can improve people's welfare. We get solar  energy  for  free  throughout  the  year  with  good  intensity,  one  of  which  is  because Indonesia's  position  is  on  the  equator.  To  convert  solar  heat  from  the  outside  into electrical energy, several converter technologies such as solar panels are needed. Solar panels that are directly exposed to solar radiation can produce efficient electrical energy depending  on the  position  of  the  incident  light  that  hits  the surface  of  the  solar  panel. Solar panels that can follow the direction of the radiation source at an angle of 90 o to the surface of the solar panel must require a solar tracker.
Solar tracker is a control circuit that is able to detect and follow the direction of the sun so  that  the  solar  panel  is  always  perpendicular  to  the  sun  so  that  the  light  intensity received by the panel is optimal by adjusting the motor movement.
The results of this study indicate a light intensity of 408.10 W/m 2 at a wind speed of 1.08 m/s produces a current of 19.20 Volts with an efficiency level of 4.21% at the incoming energy (Pin) 279.05 and the outgoing energy ( Pout) 11.77 W. Keywords : radiation, solar cell, solar tracker, double axis

## 1. PENDAHULUAN
Energi  merupakan  kebutuhan  yang  sangat  mendasar  bagi  keberlangsungan  hidup manusia  yang penggunaan  dan harganya  cenderung  terus  menerus  meningkat. Faktor- faktor  tersebut  menyebabkan  betapa  perlunya  untuk  mencari  dan  menggunakan sumber  energi  terbarukan  yang  dapat  diperbarui  dalam  waktu  singkat  dan  memiliki dampak lingkungan yang minimum [1], [2]. Salah satu sumber energi baru terbarukan yang  berkembang  pesat  dan  berlimpah  jumlahnya  serta  gratis  adalah  energi  matahari. Bumi  mendapatkan  16x10 18 Joule  dari  matahari  setiap  tahunnya,  atau  setara  dengan 20.000  kali  dari  kebutuhan  seluruh  umat  manusia  di  bumi  [3].  Indonesia  merupakan sebuah negara yang posisinya terletak di khatulistiwa dan memperoleh energi matahari sebanyak 4,8-6,0 kWh/m 2 tiap tahunnya [4]. Potensi energi matahari Indonesia memiliki 207.898 MW, namun baru sekitar 78,5 MW yang digunakan [5].
Energi yang berasal dari matahari dapat dikonversi menjadi listrik dalam beberapa cara, salah satu cara yang paling umum digunakan saat ini adalah fotovoltaik (PV) atau panel surya.  Namun,  kendala utama dari  PV  adalah  masih  rendahnya efisiensi  namun hingga  saat  ini  Potovoltaiklah  yang  masih  relatif  mudah  untuk  mengkonversi  radiasi matahari menjadi energi listrik. Tingkat efisiensi yang belum maksimum jika memakai Potovoltaik  menjadikan  para  peneliti  dan  pemerhati  energy  mencari  solusi  agar  bisa menjadi  lebih  efisien  lagi.  Salah  satu  solusi  untuk  mengatasi  kendala  tersebut  adalah menggunakan solar  tracker [6]. Solar  tracker adalah  sebuah  perangkat  yang  dapat
membantu  panel  surya  untuk  memaksimalkan  serapan  radiasi  matahari  dengan  cara membuat panel surya selalu menghadap (tegak lurus) matahari [2], [6]-[8]. Pada panel surya  statis  atau  sumbu  tetap,  penangkapan  radiasi  matahari  secara  maksimum  dapat dicapai  dengan  mengoptimalkan  arah  dan  kemiringan  dari  panel  itu  sendiri  secara manual  dan  otomatis.  Penelitian  mengenai  sistem  penjejak  matahari  telah  banyak dikembangkan  baik  dari  segi  mekanisme  penjejakan,  sumbu  rotasi  maupun  sistem kontrol  yang  digunakan.  Penelitian  ini  merujuk  pada  penelitian  yang  telah  dilakukan sebelumnya oleh Imam Abadi [9]
Sistem  pelacak  matahari  terdiri  dari  beberapa  jenis  dan  dapat  diklasifikasikan menurut  jumah  sumbu  rotasi.  Sistem  pelacak  matahari  menurut  jumlah  sumbu  rotasi yaitu  satu  sumbu  rotasi  atau  sumbu  tunggal  dan  dua  sumbu  rotasi  [10].  Arah  dan kemiringan panel yang optimal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain lokasi dan musim di tempat tersebut [11]-[12]. Hasil penelitian-penelitian terkait dengan solar tracker ,  baik  sumbu  tunggal  maupun  ganda,  menunjukkan  kecenderungan  adanya peningkatan keluaran panel surya yang nilainya tentu bervariasi. [2], [11]-[15].
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur besar arus yang keluar dari solar tracker sumbu  ganda  atau  dual  axis.  Penggunaan solar  tracker dual  axis  dipilih  dengan memperhatikan  sisi  keluaran  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  dan  biaya  yang diperlukan  [1].  Selain  itu,  letak  Indonesia  yang  berada  di  khatulistiwa  menyebabkan pergerakan matahari yang tidak terlalu signifikan jika dibandingkan dengan negara yang terletak  di  luar  lingkar  tropis.  Keluaran  dari  solar  tracker  ini  dengan  memakai  panel surya  ukuran  120  Wp  bisa  didapatkan  energi  dengan  efisiensi  yang  tinggi  sehingga diharapkan bisa memberi rekomendasi bagi pengguna khususnya di daerah Kota Medan area Universitas HKBP Nommensen Medan

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Teori-Teori Energi Surya
Matahari  memancarkan  radiasi  cahaya  dengan  berbagai  panjang  gelombang, mulai dari ultraviolet, cahaya  tampak, sampai infrared dari  spektrum  elektromagnetik. Radiasi ini timbul sebagai akibat dari permukaan matahari yang mempunyai temperatur sekitar 5800 K (~5500 o C). Pada permukaan matahari energi radiasi yang dipancarkan yaitu sebesar 62 MW/m 2 , dan diatas atmosfer bumi radiasinya berkurang menjadi total sebesar 1353 W/m 2 [15].
Gambar 1. Jarak Bumi dan matahari [16]
Pada gambar 1 matahari dikelilingi oleh bumi dalam lintasan oval dengan matahari sebagai  pusatnya.  Matahari  memiliki  diameter  sebesar  ± 1,39 × 10 meter  sedangkan bumi  memiliki  diameter  ± 1,27 × 10 meter.  Jarak  rata  rata  matahari  dengan  bumi berkisar  antara  1,495 × 10 meter.  Jarak  matahari  dengan  bumi  tidaklah  Konstan dikarenakan  lintasan  bumi  dan  matahari  berbentuk  oval.  jarak  terdekat  bumi  dengan matahari adalah 1,47 × 10 meter tepatnya pada tanggal 3  Januari , sedangkan  jarak terjauh  matahari  dan  bumi  1,52 × 10 meter  terjadi  pada  tanggal  3  Juli.  Perbedaan jarak ini mempengaruhi radiasi yang dipancarkan oleh matahari ke bumi.

## 2.2. Solar Time atau Jam Matahari
Adalah  waktu  yang  berdasarkan  pergerakan  semu  matahari  di  langit  pada  tempat tertentu.  Jam  matahari  (disimbolkan  ST)  berbeda  dengan  penunjukkan  jam  biasa (standard time, disimbolkan STD) [18].
Untuk  mencari  STD  digunakan  persamaan  yang  ditetapkan  oleh Duffie dan Beckman [18]:
ST = STD ± 4 (L st – L loc ) + E 1
Tanda "±" merupakan tanda "+" atau "-". Persamaan akan menggunakan tanda "+" atau tambah pada saat matahari berada pada bujur timur dan tanda "-" atau kurang pada saat matahari  berada  pada  bujur  barat.    Dimana  E  adalah  persamaan  waktu  yang  dihitung dengan persamaan:
E = 229,2. (0,000075 + 0,00186cosB - 0,032077sinB – 0,014615cos2B – 0,04089 sin2B) 2
Gambar 2. Sudut dalam Perhitungan Energi Radiasi Matahari [18]
L st adalah  standar  meridian  untuk  waktu  daerah  setempat,  sementara  L loc adalah derajat  bujur  daeah  yang  diukur.  Dalam  Menghitung  energi  radiasi  matahari  yang sampai  ke  suatu  permukaan  perlu  dipertimbangkan  beberapa  sudut,  karena  garis  edar sumbu matahari yang cukup kompleks. Gambar 2  menunnjukkan beberapa istilah sudut yang sering digunakan dalam analisis energi radiasi surya.
Beberapa istilah sudut dalam perhitungan energi radiasi matahari antara lain:
1. Slope β adalah sudut antara permukaan yang dianalisis dengan horizontal
2. Φ adalah sudut lintang dimana posisi permukaan benda
3. Sudut deklinasi δ yaitu kemiringan sumbu matahari terhadap garis normalnya.
Nilai sudut ini pada persamaan 2.3 diperoleh dengan menggunakan persamaan yang diajukkan oleh Cooper
δ = 23,45 sin (360 ( ) ) 3
Atau dapat juga menggunakan persamaan 2.4, yang diajukan oleh Spencer [17]:
= 6,91 x 10 -3 –  (3,99912cosB + 0,070251sinB – 0,006758cos2B + 9,07x10 4 sin 2B . 0,002679cos3B + 0, 00148sin3B 4
Dimana nilai n merupakan nilai urutan hari dalam satu tahun yang dapat diperoleh dari tabel 1 berikut
Tabel 1. Urutan hari dalam  tahun No.  Bulan Nilai n pada hari ke-i 1 Januari i 2 Februari 31 +i 3 Maret 59 + i 4 April 90 + i 5 Mei 120 + i 6 Juni 151 + i 7 Juli 181 + i 8 Agustus 212 + i 9 September 243 + i 10 Oktober 273 + i 11 November 304 + i 12 Desember 334 + i
4. Sudut  jam  ω  adalah  sudut  pergeseran  semu  matahari  dari  garis  siang.  Perhitungan berdasarkan  jam  matahari  (ST)  ,  setiap  berkurang  1  jam,  ω  berkurang  15 0 dan  setiap bertambah 1 jam, ω bertambah 15 0 . Nilai ω dihitung dengan persamaan 2.5 berikut [17]:
ω  = 15(STD -12) + (ST –STD) x 5
Radiasi  surya  yang  sampai  kepermukaan  bumi  dapat  dihitung  secara  analitis. Perhitungan radiasi surya secara analitis diberikan oleh Himsar (2011). Radiasi harian sampai kebumi berbeda setiap harinya, karena lintasan bumi yang berbentuk elips. Radiasi pada hari ke-n dirumuskan oleh Duffie dan Beckman pada persamaan 2.6 [17]:
G on =G sc (1,00011+ 0,034221 cos B + 0,00128 sin B + 0,000719 cos 2B + 0,000077 sin 2B)  6 Dimana B dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.7 dan 2.8 sebagai berikut:
B = (n-1) x 7 Cos θ z = cosφ cosδ cosω + sinφ sinδ 8
Parameter lain yang digunakan untuk perhitungan radiasi secara teoritis yaitu, estimasi bahwa  langit  dalam  kondisi  cerah.  Maka  dalam  hal  ini  perlu  diketahui  τ b diperoleh dengan persamaan [16]:
τ b = a o + a 1 exp ( ) 9
Dimana, nilai masing-masing parameter
a o = r o (0,4237 – 0,0082 (6 – A) 2 ) 10 a 1 = r 1 (0,5055 + 0,00595 (6,5 – A) 2 ) 11 k = r k (0,2711 + 0,01858 (2,5 – A) 2 12
Dimana A  adalah  ketinggian (km)  dan  r o ,  r 1 ,  dan r k adalah  koreksi  akibat  iklim.  Nilai faktor koreksi akibat iklim ditampilkan pada tabel 2.2 berikut ini:
Tabel 2. Faktor Koreksi akibat iklim [17]
Iklim r o R 1 r k Tropical 0,95 0,98 1,02 Midiatude Summer 0,97 0,99 1,02 Subartic Summer 0,99 0,99 1,01 Midiatude Winter 1,03 1,01 1,00
Radiasi beam adalah radiasi matahari yang jatuh langsung ke permukaan bumi
G beam = G on τ b cos θ z 13
Radiasi diffuse adalah radiasi hasil pantulan atmosfir [17]:
G diffuse = G on cos θ z (0,271 – 0,294τ b ) 14
Maka total radiasi teoritis
G total = G beam + G diffuse 15

## 2.3. Pemanfaatan Fotovoltaik
Jenis  pemanfaatan  energi  surya  ini  berupa  pengkonversian  energi  panas  menjadi energi listrik. Alat yang dapat mengkonversi secara langsung cahaya matahari menjadi listrik  disebut photovoltaic .  Material  utama  yang  digunakan  dalam  pembuatan photovoltaic yaitu  silikon  [19]. Gambar  3  menunjukkan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  menggunakan  panel  surya  sebagai  alat  untuk  membangkitkan  listrik  dan mengirimkan  daya  pada  transmisi  guna  menstabilkan  daya  dan  dikirim  ke  konsumen untuk digunakan.
Gambar 3. Sistem Fotovoltaik untuk rumah [20]
2.4. Sel Surya
Sel  surya  adalah  perangkat  yang  mengubah  energi  matahari  langsung  menjadi listrik, baik secara langsung melalui efek fotovoltaik, atau secara tidak langsung dengan terlebih dahulu mengubah energi matahari menjadi panas atau energi kimia. Rakitan sel yang digunakan untuk membuat modul surya yang digunakan untuk menangkap energi dari  sinar  matahari,  dikenal  sebagai  panel  surya.  Energi  yang  dihasilkan  dari  modul surya ini, disebut sebagai tenaga surya. Sel digambarkan sebagai sel fotovoltaik ketika
sumber  cahaya  tidak selalu  sinar matahari  (cahaya lampu,  cahaya  buatan dll).  Jumlah daya yang tersedia dari perangkat PV ditentukan oleh -jenis dan luas material, intensitas sinar  matahari,  panjang  gelombang  sinar  matahari  [19].  Berikut  sel  surya  ditunjukkan pada gambar 4 dibawah.
Gambar 4. Sel Surya [20]
Sel surya adalah alat yang dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik dan hanya membutuhkan perawatan yang minim serta ramah lingkungan, karena tidak menimbulkan polusi seperti suara ataupun udara. Sel surya bekerja dalam langkah-langkah berikut:
1. Foton di bawah sinar matahari menghantam panel surya dan diserap oleh bahan semikonduktor,  seperti  silikon.  Foton  dengan  energi  yang  sama  dengan  energi celah pita diserap untuk menciptakan elektron bebas. Foton dengan energi lebih sedikit daripada energi celah pita melewati material.
2. Pembentukan pasangan elektron-lubang (exciton)
3. Difusi exciton ke Junction
4. Pemisahan  muatan-Elektron  (muatan  negatif)  dilepaskan  dari  atom-atomnya, menyebabkan  perbedaan  potensial  listrik.  Arus  mulai  mengalir  melalui  bahan untuk membatalkan potensi dan listrik ini ditangkap. Elektron yang dibuat pada sisi  tipe-n  dapat  melakukan  perjalanan  melalui  kawat,  daya  beban,  dan  terus melalui kawat sampai mereka mencapai kontak semikonduktor-logam tipe-p. Di sini,  mereka  bergabung  kembali  dengan  lubang  yang  dibuat  sebagai  pasangan elektron-lubang  di  sisi  tipe-p  sel  surya.  Karena  komposisi  khusus  sel  surya, elektron hanya diizinkan bergerak dalam satu arah.
5. Sebuah array sel surya mengubah energi matahari menjadi sejumlah listrik arus searah (DC) yang dapat digunakan.
Prinsip  Kerja  dari  solar  panel  adalah  Ketika  sel  surya  menerima  cahaya matahari,  elektron  dari  hole  pada  semikonduktor  akan  terbentuk  karena  menerima energi  foton  matahari  yang  lebih  besar  dari  energi  band-gap  (hv>E g ).  Ini  adalah  efek photovoltaic.  Carrier  yang  terbentuk  pada  depletion  region  dipisahkan  oleh  medan listrik.  Ini  mengakibatkan forward-bias pada  p-n  junction  dan  pengumpulan  sejumlah tegangan yang disebut photo-voltage [19].
Silikon  monocrystalline  (c-Si)  sering  dibuat  menggunakan  proses  Czochralski. Sel-sel  wafer  kristal  tunggal  cenderung  maha.  Sel  surya  monocrystalline  dapat mencapai efisiensi sebesar 17%. Silikon polikristalin, atau silikon multikristalin, (poli- Si atau mc-Si) terbuat dari ingot persegi cor — blok besar silikon cair yang dengan hati- hati didinginkan dan dipadatkan. Sel-sel Poly-Si lebih murah untuk diproduksi daripada
sel  silikon  kristal  tunggal,  tetapi  kurang  efisien.  Polikristalin  hanya  mampu  mencapai efisiensi sekitar 10% [19].
Modul  surya  atau  panel  surya  merupakan  komponen  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  yang  tersusun  dari  beberapa  sel  surya  disusun  pada  satu  frame  dan  diberikan lapisan pelindung [29].
Untuk  memperkirakan  luas  panel  surya  yang  akan  dipasang  pada  suatu  tempat dapat di hitung menggunakan persamaan sebagai berikut [22]:
E out = E e x A x G 16 Keterangan : E out = Daya yang dihasilkan (Watt) A = Luas Panel (m 2 ) G
= Intensitas radiasi (Watt/m 2 ) E e = Efisiensi panel (%)
2.5. Alat Pengerak Panel Surya ( Solar Tracker )
Pada  umumnya  klasifikasi  sistem solar  tracker terbagi  menjadi  dua,  satu sumbu( axis ) dan dua sumbu seperti pada gambar 5. Tetapi ada juga yang berdasarkan strategi  kontrol,  berdasarkan  pergerakan,  sumbu  bebas,  dan  strategi tracking seperti yang ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 5. Solar Tracker dan posisi  Matahari
Gambar 6. Klasifikasi Solar Tracker [21]
Solar  Tracker  Solar  tracker  atau  pelacak  matahari  merupakan  suatu  gabungan sistem  yang  terdiri  dari  beberapa  komponen  penyusun  seperti  sensor,  aktuator,  logika kontrol  dan  PV.  Solar  tracker  dirancang  agar  mampu  mendeteksi  dan  mengikuti  arah matahari sehingga posisi PV selalu tegak lurus dengan matahari. Posisi PV yang selalu tegak lurus dengan matahari akan meningkatkan daya keluaran dari PV. Sistem pelacak matahari  terdiri  dari  beberapa  jenis  dan  dapat  diklasifikasikan  menurut  jumah  sumbu rotasi.  Sistem  pelacak  matahari  menurut  jumlah  sumbu  rotasi  yaitu  satu  sumbu  rotasi atau sumbu tunggal dan dua sumbu rotasi [10]. Sistem pelacakan sumbu tunggal yang ditunjukkan  pada  pergerakan  sudut  elevasi  atau  azimut,  dimana  salah  satu  gerakan  7 yang  diinginkan  tergantung  pada  teknologi  yang  digunakan  pada  sistem  solar  tracker. Pelacak sumbu ganda yang ditunjukkan pada Gambar 7 memiliki dua derajat kebebasan yang bertindak sebagai sumbu rotasi. Pelacak sinar matahari sumbu ganda dapat diputar secara bersamaan pada arah horisontal dan vertikal.
Gambar 7. Solar Tracker dua sumbu [22]
Sistem  pelacak  matahari  juga  dapat  dibedakan  berdasarkan  mekanisme  pelacakan matahari  yaitu  pasif  dan  aktif.  Sistem  pelacak  matahari  pasif  dalam  proses penjejakannya tidak melakukan pengukuran langsung terhadap besaran fisis dari objek yaitu matahari melainkan menggunakan perhitungan astronomi yaitu berupa data posisi matahari.  Sistem  pelacak  matahari  aktif menggunakan sebuah  sensor  untuk  mengukur besaran fisis dari objek yaitu matahari.

## 2.6 Light Dependent Resistor (LDR)
Sensor LDR adalah sebuah jenis resistor yang mengalami perubahan nilai resistansi sesuai  dengan  besar  intensitas  cahaya  yang  diterimanya.  Cahaya  yang  gelap menyebabkan nilai tahanan dari LDR semakin besar, sedangkan dalam kondisi cahaya terang  nilai  tahanannya  menjadi  semakin  kecil.  LDR  terdiri  dari  sebuah  cakram semikonduktor  yang  mempunyai  dua  buah  elektroda  pada  permukaannya,  pada  saat kondisi  gelap  nilai  bahan  dari  cakram  tersebut  menghasilkan  elektron  bebas  dengan jumlah  yang  relatif  kecil  sehingga  hanya  ada  sedikit  elektron  mengangkut  muatan elektron.  Sistem  mobile  active  solar  tracker  menggunakan  sensor  8  yaitu  LDR  (Light Dependent Resistor). LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa digunakan sebagai detektor cahaya. Sistem mobile active solar tracker ini menggunakan 4 buah LDR untuk mendeteksi pergerakan matahari utara, timur, barat, dan selatan.
Gambar 8. Letak 4 Buah LDR dan Fungsi Deteksi pada Sistem Panel Surya [23]

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  pada  bulan  Desemeber  2021  di  Pusat  Inovasi Pengembangan  dan  Enegi  Alternatif  Fakultas  Teknik  Program  Studi  Teknik  Mesin Universitas HKBP Nommensen dengan  koordinat 3 0 35’49.5”LU 98 0 40’52.5” BT.
Alat 1. Solar Tracker
Gambar 9. Skets Solar tracker double axis - SoftwareGUI Solar Tracker V2.1.exe , - Power controller, - SCC 60W , -Anemometer , - Terminal IN dan OUT pada Controller , -Terminal Motor X dan Y untuk Axis -,Lap Top
Sketsa Rencana Pengujian
Gambar 10. Sketsa Pengujian.
Keterangan :
1. Fotovoltaic 100Wp, 2. Controller., 3. Tiang Penyangga, 4.Axis., 5.Hidrolik Axis 6.Landasanrhg

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Uji Single Axis solar tracker Pada Hari Pertama
Tabel 3. Tabel hasil Pengujian Hari Pertama No Waktu (menit) Intesitas matahari (W/m2) Tegang an (V) Kuat Arus (A) Kecepata n Angin (m/det 2 ) Temperatu r ( °C ) 1 8:00 173,28 19,47 0,64 0,70 32,30 2 8:10 173,28 19,52 0,56 0,90 32,10 3 8:20 185,66 20,44 0,41 0,90 30,60 4 8:30 247,54 20,30 0,71 1,00 31,60 5 8:40 321,80 20,21 0,64 0,80 33,80 6 8:50 321,80 19,96 0,64 0,00 35,90 7 9:00 346,56 20,03 0,56 1,50 34,20 8 9:10 396,07 20,01 0,56 0,70 36,00 9 9:20 371,31 19,92 0,48 1,10 38,60 10 9:30 643,61 20,44 0,64 0,80 39,20 11 9:40 693,12 20,08 0,71 0,80 41,60 12 9:50 544,59 19,63 0,48 0,10 36,10 13 10:00 643,61 19,94 0,48 1,20 33,90 14 10:10 742,63 19,70 0,56 0,00 46,60 15 10:20 544,59 19,58 0,64 0,70 42,50 16 10:30 594,10 19,92 0,56 0,90 40,80 17 10:40 594,10 19,87 0,64 0,90 45,50 18 10:50 742,63 19,96 0,64 0,90 41,00 19 11:00 396,07 19,18 0,48 0,90 36,00 20 11:10 742,63 19,63 0,56 1,40 35,40 21 11:20 594,10 19,74 0,71 0,10 37,10 22 11:30 792,13 19,72 0,64 1,60 39,10 23 11:40 792,13 19,74 0,56 0,90 38,50 24 11:50 742,63 19,67 0,56 0,00 33,90 25 12:00 594,10 19,34 0,56 1,40 35,40 26 12:10 792,13 19,70 0,64 1,30 34,90 27 12:20 792,13 19,76 0,71 1,60 36,00 28 12:30 693,12 19,56 0,71 1,10 35,40 29 12:40 693,12 19,63 0,79 2,60 34,20 30 12:50 693,12 19,87 0,64 1,40 35,30 31 13:00 396,07 18,98 0,64 1,60 34,50 32 13:10 272,30 18,75 0,64 0,10 34,30 33 13:20 222,79 19,43 0,64 1,00 33,70 34 13:30 148,52 18,95 0,48 1,50 34,20 35 13:40 173,28 19,38 0,56 1,50 33,40 36 13:50 198,03 19,34 0,71 1,00 32,50 37 14:00 247,54 19,92 0,64 2,60 32,00 38 14:10 594,10 20,21 0,79 0,90 33,90 39 14:20 297,05 19,56 0,48 1,00 33,40 40 14:30 247,54 19,67 0,56 0,80 33,30 41 14:40 643,61 20,68 0,64 1,80 33,10 42 14:50 185,66 19,20 0,71 1,30 33,40 43 15:00 148,52 18,75 0,64 0,90 32,70 44 15:10 92,83 17,78 0,64 1,40 31,30 45 15:20 55,70 13,51 0,56 1,10 31,20 46 15:30 99,02 16,68 0,64 0,80 31,00 47 15:40 185,66 19,49 0,64 1,80 30,80 48 15:50 198,03 19,52 0,48 1,00 30,50 49 16:00 594,10 20,50 0,64 0,80 33,00
50 16:10 445,58 20,03 0,56 1,60 32,20 51 16:20 99,02 17,78 0,64 1,20 31,50 52 16:30 80,45 16,70 0,64 1,40 31,00 53 16:40 80,45 17,72 0,71 1,30 31,00 54 16:50 61,89 11,17 0,56 1,90 30,20 55 17:00 80,45 17,78 0,64 1,40 30,00
Gambar 11. Grafik Intensitas cahaya  (W/m 2 ) dan temperatur
Dari  gambar  11  diatas  menunjukkan  intensitas  cahaya  memilik  nilai  rata  rata  408,10 W/m 2 , nilai maksimum  792,13 W/m 2 dan nilai minimum sebesar  55,70 W/m 2 ,  rata rata bobot temperatur 34,75°C, nilai tertinggi 46,60 °C dan nilai terendah 30°C.
Gambar 12. Grafik Intensitas Cahaya (W/m2), tegangan (V), Arus(A) dan temperatur
Dari gambar 12 diatas intensitas cahaya matahari (W/m 2 ) yang terjadi memilik nilai rata rata 408,10  W/m 2 ,  nilai  tertinggi yaitu  792,13   W/m 2 dan  nilai  terendah  55,70  W/m 2 , pada tegangan (V) memiliki nilai rata-rata 19,20 Volt, nilai tertinggi yaitu 20,68 Volt, dan nilai terendah 11,17 Volt, pada Arus (A) yang terjadi memiliki nilai rata-rata 0,61 Amper, nilai tertinggi 0,79 Amper, dan nilai terendah 0,41 Amper, dan pada temperatur (°C) yang terjadi memiliki rata-rata 34,75 °C, nilai tertinggi 46,60 °C dan nilai terendah 30 °C.
Gambar 13. Grafik  tegangan (V), Arus(A), kecepatan angin (Va) dan temperatur (°C).
Dari  gambar  13  besar    tegangan  20,68  Volt,  dan  nilai  terendah  11,17  Volt,  kuat  arus 0,61  A,  nilai  tertinggi  0,79  A,  dan  nilai  terendah  0,41  Amper,  pada  kecepatan  angin (Va) memiliki nilai rata-rata 1,08 m/s, nilai tertinggi 2,60 m/s dan nilai terendah 0,00 m/s, dan pada temperatur (°C) yang terjadi memiliki rata-rata 34,75 °C, nilai tertinggi 46,60 °C dan nilai terendah 30 °C.

## 4.2. Bobot Energi Surya (P in ) panel surya 100 Wp
Besar energi masuk ke panel surya adalah
P in = It x A panel dimana :
P in = energi/daya masuk ke panel surya (Watt) Ap   = luas permukaan panel (m 2 )
It     = intensitas radiasi matahari saat pengamatan (W/m 2 ) It = 408,10 W/m 2 A Panel = 0,68 m 2
Sehingga :             P in = It x A panel = 408,10 W/m 2 x 0,68 m 2 = 277,50 Watt
4.3. Besar Energi yang dihasilkan / keluar dari solar cell (P out )
Besar energi yang dihasilkan panel surya adalah
P out = V . I dimana : P out = Energi/daya keluaran dari panel surya (Watt)
V  = Voltase yang terjadi (Volt)
I    = Kuat arus (Ampere)
P out = V . I   dimana : V = 19,20 V, I = 0,61 A,  maka didapat: = 19,20 V x 0,61 A =  11,71 Watt
4.4.  Efisiensi. Efisiensi =
( ) ( ) x 100%
(P out ) = 11,71 Watt,  (P in )  = 277,50  Watt
= , , x 100% = 4,21 %
Gambar 14. Grafik  Intensitas Mathari dan Energi Masuk

## 5.KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  panel  surya  100  Wp single  axis solar  tracker interval  waktu  10 setiap menit mulai pukul 08:00-17:00 adalah:
Rata  rata  intensitas  cahaya  408,10  W/m 2 dengan  kecepatan  angin  1,08  m/s menghasilkan  besar  arus  dengan  rata  rata19,20  Volt.  Sementara  energy  yang  masuk (P in )  279,05 Watt dan Rata-rata daya/energi yang keluar (P out ) sebesar 11,77 W dengan tingkat efisiensi sebesar 4,21 %.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] P. Rani, O. Singh, dan S. Pandey, “An Analysis on Arduino based Single Axis SolarTracker,” in 2018 5th IEEE Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical, Electronics and Computer Engineering , 2018, hal. 18–22.
[2]  C.  Sungur,  “Multi-axes  sun-tracking  system  with  PLC  control  for  photovoltaic panels in urkey,” Renewable Energy , vol. 34, no. 4, hal. 1119–1125, 2009.
[3] J. K. Tharamuttam dan A. K. Ng, “Design and Development of an Automatic Solar Tracker,” Energy Procedia , vol. 143, hal. 629–634, 2017.
[4] W. Indrasari, R. Fahdiran, E. Budi, L. Jannah, L. V. Kadarwati, dan Ramli, “Active Solar  Tracker  Based  on  the  Horizon  Coordinate  System,”  in Journal  of  Physics: Conference Series , 2018, vol. 1120, no. 012102, hal. 1–5.
[5] PT PLN, Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik 2019-2028 , Jakarta, 2019.
[6]  A.  El  Hammoumi,  S.  Motahhir,  A.  El  Ghzizal,  A.  Chalh,  dan  A.  Derouich,  “A simple  and  low-cost  active  dual-axis  solar  tracker,” Energy  Science  and Engineering , vol. 6, no. 5, hal. 607–620, 2018.
[7] M. Khairudin dan S. Adyarno, “Solar Tracker on Solar Home System to Optimize Sunlight  Absorption,” Journal  of  Physics:  Conference  Series ,  vol.  1140,  no. 012005, hal. 1–5, 2018.
[8] L. Barker, M. Neber, dan H. Lee, “Design of a low-profile two-axis solar tracker,” Solar Energy , vol. 97, hal. 569–576, 2013.
[9].  Abadi,  I.,  Musyafa,  A.,  &  Soeprijanto,  A.  (2015).  Design  and  Implementation  of Active  Two  Axes  Solar  Tracking  System  Using  Particle  Swarm  Optimization
Based Fuzzy Logic Controller. International Review on Modelling and Simulations (I.RE.MO.S.)
[10].  Jain,  D.  S.,  &  Cheema,  S.  S.  (2012).  Simulation  Studies  on  Dual  Axis  Solar Photovoltaic  Panel  Tracking  System.  Patiala:  Electrical  &  Instrumentation Engineering Department Thapar University
[11]  X.  Berisha,  A.  Zeqiri,  and  D.  Meha,  “Determining  the  optimum  tilt  angles  to maximize the incident solar radiation-case of study Pristina,” International Journal of Renewable Energy Development , vol. 7, no. 2, hal. 123–130, 2018.
[12] T. O. Kaddoura, M. A. M. Ramli, and Y. A. Al-Turki, “On the estimation of the optimum  tilt  angle  of  PV  panel  in  Saudi  Arabia,” Renewable  and  Sustainable Energy Review , vol. 65, hal. 626–634, 2016.
[13]  P.  D.L.,  Hermawan,  and  Karnoto,  “Analisis  sudut  panel  solar  cell  terhadap  daya output dan efisiensi yang dihasilkan,” Transient: Jurnal Ilmiah. Teknik Elektro , vol. 2, no. 4, hal. 930–937, 2013.
[14] V. Poulek, A. Khudysh, dan M. Libra, “Self powered solar tracker for Low Concentration PV (LCPV) systems,” Solar Energy , vol. 127, hal. 109–112, 2016.
[15] A. O. Ndubuisi, E. Imolorhe, dan M. L. Akinyemi, “Investigating the effect of solar trackers  on  solar  energy  harnessing  in  the  Tropics,”  in IOP  Conference  Series: Earth and Environmental Science , 2018, vol. 173, no. 012044, hal. 1–7.
[16] http://www.apscupsc.com/daily-current-affairs-3-january-2018/
[17].  Ambarita,  Himsar,2011  " Energi  Surya ",  Medan  ,  Departemen  Teknik  Mesin Universitas Sumatera Utara.
[18]  Duffie,  Jhon  A,  and  A  William  Backman,  2013  " Solar  Engineering  of  Thermal Process ", 4 th New Jersey, Jhon Wiley and sin, inc.
[19]  Swami,  Rashmi.  2012,  " Solar  Cell ",  Department  of  Electronics,  Govt.Girl's polytechnic Raipur, 492001, Chhattisgarh, India
[20] .https://id.wikipedia.org/wiki/Sel_surya
[21]  R.  Singh,  S.  Kumar,  A.  Gehlot,  and  R.  Pachauri,  " An  imperative  role  of  sun trackers in photovoltaic technology: A review, " Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 82, no. October, pp. 3263-3278, 2018.
[22]. Jain, D. S., & Cheema, S. S. (2012). Simulation Studies on Dual Axis Solar Photovoltaic Panel Tracking System. Patiala: Electrical & Instrumentation Engineering Department Thapar University.
[23]. Zhao, L. H., Chongyang, W., & Hao , X. L. (2014). An Improved PV System Based on Dual Axis Solar Tracking and MPPT. Proceedings of 2014 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, China.