## Optimalisasi Pembangkitan Daya Panel Surya 200 WP Menggunakan Solar Tracker System Dual Axis
Erwan Eko Prasetiyo 1 , Gaguk Marausna 2 , Dimas Wahyu Nugroho 3
Intisari—Energi  listrik  merupakan  komoditas  utama  yang digunakan  oleh  hampir  seluruh  sektor  perekonomian.  Oleh karena itu, kebutuhan masyarakat Indonesia  akan energi listrik saat  ini  makin  tinggi.  Kebutuhan  energi  listrik  yang  makin meningkat berbanding terbalik dengan ketersediaan energi fosil dunia yang makin berkurang. Sumber energi dari matahari dapat dimanfaatkan  sebagai  energi  alternatif,  baik  radiasi  maupun termalnya, untuk memenuhi kebutuhan energi listrik sehari-hari. Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengoptimalkan  produksi energi  listrik  dari  panel  surya  berkapasitas  200  WP  dengan merancang  dan  mengimplementasikan  solar  tracker  system  dual axis pada panel surya (photovoltaic). Penelitian ini menggunakan pendekatan  campuran  (mixed  methods),  yaitu  merancang  solar tracker  system  secara  eksperimental  dengan  mengukur  nilai tegangan dan arus pada panel surya, kemudian menghitung daya listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  yang  menggunakan kendali  solar  tracker  system.  Setelah  itu,  dilakukan  perhitungan daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya dan daya listrik yang digunakan  (load)  solar  tracker  system  untuk  mengendalikan pergerakan  panel  surya  mengikuti  pancaran  sinar  matahari. Solar tracker yang dikendalikan dengan single axis menghasilkan rata-rata tegangan 19,72 V, arus 1,34 A, dan daya listrik 26,82 W, sedangkan  solar  tracker  yang  dikendalikan  dengan  dual  axis menghasilkan  rata-rata  tegangan  18,93  V,  arus  1,9  A,  dan  daya listrik 35,76 W. Hasil pengujian menunjukkan bahwa total daya listrik  yang  dihasilkan  panel  surya  dengan  sistem  kendali  solar tracker system single axis adalah 455,93 W dan solar tracker system dual  axis  adalah  607,94  W.  Data  hasil  pengujian  menunjukkan bahwa  solar  tracker  system  dual  axis  mampu  mengoptimalkan produksi energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya kapasitas 200 WP.
Kata  Kunci—Energi  Listrik,  Panel  Surya,  Solar  Tracker,  Single Axis, Dual Axis.

## I. P ENDAHULUAN
Energi listrik merupakan komoditas utama yang digunakan oleh  hampir  seluruh  sektor  perekonomian.  Akibat  kebutuhan utama  masyarakat  Indonesia  akan  energi  listrik  pada  saat  ini makin  tinggi,  Perusahaan  Listrik  Negara  (PLN)  gencar menyosialisasikan  program  hemat  listrik  bagi  seluruh  lapisan masyarakat, perusahaan, dan lembaga atau instansi pemerintahan [1]. Memasuki abad ke-21 ini, kebutuhan energi listrik  yang  makin  meningkat  berbanding  terbalik  dengan ketersediaan energi fosil dunia yang makin berkurang. Sejalan
dengan  meningkatnya  kebutuhan  energi  listrik  antara  tahun 2000  hingga  2030  yang  mencapai  70%,  terutama  di  negara- negara  industri,  perlu  adanya sumber  energi  listrik  baru  yang lebih efisien dan ramah lingkungan sebagai pembangkit utama energi  listrik  untuk  mendukung  dan  mempertahankan kebutuhan  energi  listrik  pada  saat  ini  dan  di  masa  yang  akan datang  [2].  Sumber  energi  dari  matahari  dapat  dimanfaatkan sebagai energi alternatif, baik radiasi maupun termalnya, untuk memenuhi  kebutuhan  energi  listrik  sehari-hari,  karena  energi baru  dan  terbarukan  (EBT)  yang  tidak  akan  pernah  habis bersumber  dari  alam  seperti  matahari  [3].  Karena  berada  di daerah  tropis  sekaligus  di  daerah  khatulistiwa,  Indonesia memiliki musim tropis yang panjang, sehingga pancaran sinar matahari di Indonesia berlangsung cukup lama sepanjang tahun. Oleh karena itu, energi matahari di Indonesia sangat tepat jika dimanfaatkan  sebagai  energi  alternatif  untuk  memenuhi kebutuhan energi listrik sehari-hari [4].
Secara  geografis,  seluruh  wilayah  di  Indonesia  memiliki potensi  yang  sangat  besar  untuk  mengimplementasikan penggunaan  panel  surya  ( photovoltaic )  dalam  menghasilkan energi  listrik  yang  ramah  lingkungan.  Pada  tahun  2016, Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  (ESDM) mengalokasikan dana sebesar Rp1,4 triliun untuk mengembangkan program EBT, dengan memasang panel surya di  kantor-kantor,  bandara,  hingga  Lembaga  Pemasyarakatan (LP)  [5]. Akan  tetapi,  permasalahan  yang  ada  saat  ini  adalah panel  surya  yang  digunakan  masih  bersifat  diam  atau  statis, sehingga  penyerapan  energi  sinar  matahari  masih  kurang optimal  [6].  Oleh  karena  itu,  perlu  adanya  suatu  sistem  yang dapat  mengendalikan  panel  surya  untuk  dapat  bergerak mengikuti  arah  pancaran  sinar  matahari.  Panel  surya  dengan sistem  kendali solar  tracker dilengkapi  sensor,  sebagai pendeteksi  cahaya  untuk  membaca  intensitas  sinar  matahari tertinggi.  Selain  itu,  panel  surya  juga  dilengkapi  suatu perangkat  mikrokontroler,  sehingga  panel  surya  akan mengikuti dan menyerap sinar matahari jauh lebih optimal serta dapat menghasilkan energi listrik secara maksimal [7].
Solar  tracker system dirancang  untuk  meningkatkan produksi energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dengan mengikuti arah pancaran sinar matahari dari mulai terbit hingga terbenam,  dengan  cara  memosisikan  panel  surya  tegak  lurus terhadap  matahari.  Dari  penelitian  yang  pernah  dilakukan sebelumnya,  terdapat  berbagai  macam  jenis solar  tracker system yang  dapat  diimplementasikan,  yaitu  menggunakan jenis  motor  seperti  motor  servo  atau  aktuator linear  dengan dilengkapi  sebuah  sensor  cahaya  dan  dikendalikan  secara otomatis menggunakan mikrokontroler Arduino [8], [9]. Selain itu,  Arduino  juga  dapat  dihubungkan  pada  modul  WiFi  yang terkoneksi  dengan  jaringan  internet  untuk  komunikasi  data berbasis internet  of  things dalam  mengirimkan  data  hasil
1,2,3 Program  Studi  S1  Teknik  Dirgantara,  Sekolah  Tinggi Teknologi  Kedirgantaraan,  Jl.  Parangtritis  Km  4,5 Sewon,  Bantul, D.I.  Yogyakarta  55187  Indonesia  (tlp:  0274-418  248;  fax:  0274- 4396163; email:
1 erwan.eko@sttkd.ac.id, 2 gaguk.marausna@sttkd.ac.id, 3 180102041@students.sttkd.ac.id)
[Diterima: 28 Februari 2022, Revisi: 6 Juli 2022]
pengukuran  nilai  tegangan  dan  arus  yang  didapatkan  panel surya secara real time [10] .
Penelitian  ini  bertujuan  mengoptimalkan  produksi  energi listrik  dari  panel  surya  berkapasitas  200  WP  dengan merancang  dan  mengimplementasikan solar  tracker  system dual  axis pada  panel  surya.  Analisis  pada  penelitian  ini dilakukan  dengan  mengukur  nilai  tegangan  dan  arus menggunakan multimeter  untuk mengetahui daya listrik yang dihasilkan panel surya dengan solar tracker system dual axis . Kemudian  sisa  daya  listrik  yang  telah  digunakan  oleh solar tracker dalam mengendalikan pergerakan panel surya dihitung untuk dimanfaatkan dalam kebutuhan energi listrik sehari-hari atau diimplementasikan pada penggunaan energi listrik lainnya. Pembahasan  pada  makalah  ini  dibatasi  pada wiring sistem kendali solar tracker system dual axis . Rancang bangun solar tracker system dual axis dilakukan menggunakan Arduino Uno sebagai  perangkat  mikrokontroler, light  dependent  resistor (LDR) sebagai sensor pendeteksi cahaya, motor DC dari power window sebagai  penggerak,  dan  dua  buah  panel  surya berkapasitas 100 WP yang dihubungkan satu sama lain secara paralel.  Dalam  perancangan  ini,  LDR dipilih  sebagai  sensor cahaya  karena  mampu  membaca  arah  pergerakan  sinar matahari  dari  terbit  hingga  tenggelam.  LDR  memiliki karakteristik yaitu respons penerimaan cahayanya tidak terlalu cepat, sesuai dengan pergerakan arah sinar matahari.

## II. M ETODOLOGI
Penelitian ini dilakukan menggunakan pendekatan campuran  ( mixed  methods ),  yaitu  dengan  merancang solar tracker  system secara  eksperimental  dengan  mengukur  nilai tegangan  dan  arus  pada  panel  surya  serta  memperhitungkan daya  listrik  yang  mampu  dihasilkan  oleh  panel  surya  dalam mengonversikan  energi  matahari  menjadi  energi  listrik menggunakan solar  tracker  system .  Rangkaian  pada solar tracker system dual axis ini dibuat dan disimulasikan terlebih dahulu  untuk  mengetahui  kualitas  dan  memastikan  seluruh sistem dan komponen yang digunakan dapat berfungsi dengan baik dan bekerja secara optimal.
Solar  tracker  system dirancang  dengan  dilengkapi  sebuah kendali  manual  yang  dapat  digunakan  sebagai  solusi  untuk mengubah posisi panel surya apabila dalam pengoperasiannya kendali solar  tracker otomatis  mengalami  kerusakan  pada sensor  cahaya  (LDR)  atau  kegagalan  pada  sistem  kendali otomatis solar  tracker .  Kendali solar  tracker ini  terbagi menjadi dua sistem pergerakan pada mode otomatis yang dapat dikendalikan atau diubah menggunakan switch (sakelar), yaitu pergerakan satu sumbu ( single axis ) motor DC menggerakkan panel surya secara horizontal; dan pergerakan dua sumbu ( dual axis ) menggunakan dua buah motor DC untuk menggerakkan panel surya secara horizontal dan vertikal . Selain itu, terdapat mode  manual  yang  digunakan  apabila  terjadi  gangguan  atau kegagalan  pada  sistem  kendali solar  tracker .  Pada  mode  ini, solar  tracker dikendalikan  menggunakan  empat  buah push- button yang  sudah  diprogram  pada  mikrokontroler  Arduino Uno  untuk  mengubah  arah  putaran  motor.  Tujuannya  agar pergerakan  panel  surya  dapat  dikendalikan,  baik  secara horizontal  untuk  bergerak  ke  arah top dan bottom , maupun
secara vertikal ke arah west dan east sesuai dengan tombol yang ditekan.

## A. Rancang Bangun Solar Tracker System Dual Axis
Sistem  kendali  pada solar  tracker berperan  dalam  proses pengendalian  dan  berfungsi  sebagai  rangkaian  sensor.  Semua komponen  yang  diperlukan  digabungkan  menjadi  satu  dalam satu  rangkaian  pengendali.  Rangkaian solar  tracker  system dual axis ini menggunakan empat buah LDR. Pada setiap LDR diberikan tahanan berupa resistor 1 kΩ sebelum dihubungkan ke ground (-)  dan  diberi  tegangan  5  V  (+).  Pemrograman Arduino  pada  rancangan  ini  digunakan  untuk  melakukan konfigurasi suatu program yang nantinya akan dimasukkan ke mikrokontroler  Arduino  Uno.  Program  Arduino  berfungsi untuk menginisialisasi pin - pin yang digunakan untuk perintah logika “HIGH” atau “LOW” yang  akan  mengaktifkan  atau menonaktifkan keluaran pin yang digunakan. Secara garis besar, bagian masukan dan keluaran solar tracker system ditunjukkan pada Gbr. 1. Masukan pin yang digunakan pada Arduino Uno adalah pin A0  untuk  membaca  LDR east , pin A1  untuk membaca LDR west , pin A2 untuk membaca LDR top , dan pin A3 untuk membaca LDR bottom . Keluaran pin pada Arduino Uno  disambungkan  secara  berurutan  untuk  menghubungkan rangkaian  pada push-button,  switch ,  dan driver motor L298
[11]. Setiap keluaran pin Arduino yang dihubungkan ke push- button dan switch diberi  tahanan  berupa  resistor  10  kΩ. Keluaran pin pada Arduino Uno yang dihubungkan pada push- button dan switch antara lain pin 12 ke push-button 1 ( bottom ), pin 8 ke push-button 2 ( top ), pin 4 ke push-button 3 ( west ), pin 2  ke push-button 4  ( east ), pin 7  ke switch 1  (mode manual/otomatis), dan pin 5 ke switch 2 (mode single/dual axis ). Selain  dihubungkan  ke push-button dan switch ,  keluaran pin pada  Arduino  Uno  juga  dihubungkan  dengan  masukan pin driver motor  L298  sebagai  pengendali  motor  DC  1  dan  2. Keluaran pin Arduino Uno yang digunakan yaitu pin 13 ke IN 1 (L298), pin 11 ke IN 2 (L298), pin 10 ke IN 3 (L298), dan pin 9  ke IN 4  (L298).  Pada driver motor  L298  terdapat  dua masukan  sebagai sumber  tegangan (+) 12 V untuk  motor DC dan 5 V untuk driver motor L298 serta ground (-). Selain itu, masukan 5 V yang dihubungkan juga ke masukan power ENA dan  ENB  pada  masukan driver motor  L298  sebagai power untuk sistem kendali. Keluaran pada driver motor L298 motor DC 1 dihubungkan dengan Out 1 dan Out 2 , sedangkan motor DC 2 dihubungkan dengan Out 3 dan Out 4 . Seluruh komponen yang digunakan pada rangkaian solar tracker system ini dimuat dalam  sebuah printed  circuit  board (PCB)  dan  diletakkan  di dalam boks panel wiring sistem kendali berukuran 25 × 25 cm.
Gbr. 1 Diagram blok masukan dan keluaran pada Arduino Uno.
Perancangan solar  tracker  system ini  menggunakan  dua buah panel surya jenis polycrystalline sebagai komponen utama penghasil  energi listrik, dengan kapasitas masing-masing 100 WP.  Kedua  panel  surya  dihubungkan  secara  paralel  sehingga memiliki  tegangan  yang  sama,  sedangkan  arus  listrik  kedua panel surya tersebut adalah jumlah  arus dalam satuan  ampere dari setiap panel surya yang digunakan.
Charge controller PowMr  berfungsi  untuk  mengontrol pengisian daya listrik dari panel surya ke baterai/aki agar tidak terjadi overcharging .  Pada  PowMr  juga  terdapat display (penampil) untuk memonitor daya listrik yang dihasilkan panel surya, menampilkan temperatur lingkungan, dan menampilkan program keseluruhan saat mengatur sistem pengisian daya pada PowMr.  Sebelum  energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel surya  digunakan  atau  dimanfaatkan,  baterai/aki  yang digunakan  pada solar  tracker  system ini  dihubungkan  ke inverter untuk  mengubah  listrik  DC yang  disimpan  pada baterai/aki  menjadi  listrik  AC.  Seluruh  komponen  yang digunakan untuk memproses energi listrik yang dihasilkan oleh panel  surya  diletakkan  pada  boks  panel wiring sistem  tenaga ( power system ) dengan ukuran 60 × 70 cm.
Pada bagian mekanis dan struktur rangka digunakan material berupa besi siku, besi pelat, besi pelat setrip, dan besi pipa. Pada solar  tracker  system terdapat  dua  poros  kerja  untuk menggerakkan  panel  surya  mengikuti  arah  pancaran  sinar matahari  dari  terbit  hingga  terbenam.  Poros  kerja  sumbu vertikal menggunakan pillow block bearings UCF 212 dengan gear custom berukuran 68 mm yang dapat berputar 360°. Poros kerja  sumbu  horizontal  menggunakan pillow  block  bearings UCP  212-36 dengan gear  custom berukuran  200  mm  yang dapat  berputar  160°.  Seluruh  material  digabungkan  menjadi satu dengan mengelas seluruh bagian komponen material dan beberapa  bagian  disatukan  menggunakan  baut  dan  klem. Rancangan solar  tracker  system  dual  axis dan  bagian- bagiannya  dijelaskan  sesuai  dengan  nomor  yang  ditunjukkan seperti pada Gbr. 2.

## B. Algoritme Pemrograman Arduino
Bagian awal kode pemrograman ( sketch ) Arduino Uno akan menginisialisasi data integer yang digunakan sebagai perintah masukan  dan keluaran  pada pin mode  Arduino  Uno  dengan kecepatan  dan  penerimaan  data  serial  sebesar  9.600  bps . Selanjutnya,  jika  program  dijalankan  pada  sistem  kendali otomatis  untuk  mengendalikan solar  tracker  system, terdapat nilai error untuk  menyejajarkan  sudut  panel  surya  terhadap arah pancaran  sinar matahari. Jika solar  tracker dikendalikan menggunakan mode dual axis , nilai absolut untuk menentukan error pada  keempat  LDR  ( top , bottom , west ,  dan east) akan dibaca oleh program Arduino untuk menentukan arah putaran motor dan menggerakkan panel surya menggunakan dua sumbu, yaitu  vertikal  dan  horizontal.  Selain  itu, solar  tracker dapat dikendalikan  secara  otomatis  menggunakan  mode single  axis dengan membaca nilai absolut pada dua LDR  ( west dan east ) untuk  menggerakkan  panel  surya  menggunakan  satu  sumbu, yaitu sumbu  horizontal. Contoh sebagian  kode program solar tracker system dual axis ditunjukkan pada Gbr. 3. Jika  nilai  pada  sensor LDR west lebih  besar  daripada  nilai sensor  LDR east ,  motor  DC  1  akan  berputar  pada  sumbu
vertikal untuk menggerakkan panel surya ke arah barat ( west ). Sebaliknya,  jika  nilai  pada  sensor  LDR west tidak  jauh  lebih besar  daripada  nilai  sensor  LDR east ,  motor  DC  1  akan berputar pada sumbu vertikal untuk menggerakkan panel surya ke  arah  timur  ( east ).  Selain  dibaca  oleh  mode dual  axis, perintah ini juga dapat dibaca oleh mode single axis pada sistem kendali  otomatis solar  tracker .  Selanjutya,  jika  nilai  pada sensor LDR top lebih besar daripada nilai sensor LDR bottom , motor  DC  2  akan  berputar  pada  sumbu  horizontal  untuk menggerakkan panel surya ke arah atas ( top ). Sebaliknya, jika nilai pada sensor LDR top tidak jauh lebih besar daripada nilai sensor  LDR bottom ,  motor  DC  2  akan  berputar  pada  sumbu horizontal  untuk  menggerakkan  panel  surya  ke  arah  bawah ( bottom ). Apabila nilai absolut keempat LDR tersebut memiliki nilai  yang  sama,  motor  DC  1  dan  morot  DC  2  akan  berhenti berputar, sehingga panel surya berada pada posisi diam.
Solar tracker juga dapat dikendalikan menggunakan sistem kendali  manual.  Kendali  manual  dijalankan  oleh  program dengan  membaca  kondisi  pada  keempat push-button yang digunakan untuk mengendalikan arah putaran motor DC 1 dan motor DC 2 untuk menggerakkan panel surya. Jika push-button
Ket.:
1. Dudukan LDR.
2. Motor DC sebagai penggerak sumbu horizontal.
3. Motor DC sebagai penggerak sumbu vertikal.
4. Boks panel wiring sistem kendali solar tracker . 5. Boks panel wiring sistem tenaga.
Gbr. 2 Rancangan mekanis solar tracker system dual axis .
Gbr. 3 Kode program ( sketch ) solar tracker system dual axis .
1  dalam  kondisi  aktif  ( on ),  motor  DC  2  akan  berputar  pada sumbu  horizontal untuk  menggerakkan  panel  surya  ke  arah bawah. Sebaliknya apabila push-button 1 dalam kondisi tidak aktif (off) dan push-button 2 dalam kondisi aktif, motor DC 2 akan  berputar  pada  sumbu  horizontal  untuk  menggerakkan panel surya ke arah atas. Selanjutnya, jika push-button 3 dalam kondisi aktif, motor DC 1 akan berputar  pada sumbu  vertikal untuk  menggerakkan  panel  surya  ke  arah  barat.  Sama  seperti kondisi  pada push-button 1  dan push-button 2,  apabila push- button 3  dalam  kondisi  tidak  aktif  dan push-button 4  dalam kondisi aktif, motor DC 2 akan berputar pada sumbu horizontal untuk  menggerakkan  panel  surya  ke  arah  timur.  Pada  sistem kendali  manual,  apabila  terdapat  lebih  dari  satu push-button dalam  kondisi  aktif  secara  bersamaan  untuk  mengendalikan satu  motor  DC  yang  sama,  motor  DC  tidak  dapat  berputar menggerakkan panel surya ke arah tertentu.

## C. Diagram Blok Solar Tracker System Dual Axis
Konfigurasi  pembangkit  listrik  tenaga  surya  (PLTS)  yang diterapkan  dalam solar  tracker  system  dual  axis ini  adalah sistem  terpusat ( off  grid ).  Sistem  ini  memanfaatkan  radiasi matahari untuk menghasilkan energi listrik menggunakan panel surya tanpa terhubung dengan jaringan listrik konvensional dari Perusahaan  Listrik  Negara  (PLN).  Sistem  ini  juga  dikatakan sebagai  satu-satunya  sumber  utama  pembangkit  energi  listrik menggunakan panel surya tanpa ada masukan listrik tambahan
dari  sumber  lainnya  [12].  Rancangan  diagram  blok solar tracker  system  dual  axis dan  bagian-bagiannya  ditunjukkan pada Gbr. 4.
Prinsip  kerja solar  tracker  system  dual  axis dijelaskan sebagai  berikut.  LDR  mendeteksi  intensitas  sinar  matahari tertinggi untuk mengarahkan pergerakan panel surya mengikuti arah  LDR  tersebut  diposisikan  [13].  Arduino  Uno  membaca data dari LDR untuk mengoperasikan driver motor L298 dan menentukan arah putaran motor. Motor DC yang dihubungkan pada driver motor L298 akan berputar pada sumbu vertikal atau horizontal sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima oleh LDR [14]. Energi dari pancaran sinar matahari yang diterima oleh  panel  surya  akan  dikonversi  menjadi  energi  listrik  [15]. Tegangan dan arus dari panel surya dikendalikan oleh PowMr sebelum  diteruskan  dan  disimpan  pada  baterai/aki.  Energi listrik  yang  disimpan  pada  baterai/aki diubah  dari  listrik  DC menjadi listrik AC menggunakan  inverter sebelum digunakan atau dimanfaatkan pada perangkat listrik AC [16].

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Hasil  penelitian  didapatkan  dari  pengujian solar  tracker system pada  hari  yang  cerah,  ketika  matahari  bersinar  cukup optimal sepanjang hari. Saat pengujian, dilakukan pengambilan data dan perhitungan daya listrik yang dihasilkan panel surya menggunakan  sistem  kendali solar  tracker  system  single  axis dan dual axis . Pengujian dilaksanakan selama 8 jam dari pagi hari  pukul  08.00  WIB  sampai  sore  hari  pukul  16.00  WIB dengan  tujuh  belas  kali  pengambilan  data.  Pengujian dilaksanakan  di  lantai  3  gedung  Sekolah  Tinggi  Teknologi Kedirgantaraan Yogyakarta (STTKD).
Rangkaian wiring sistem  tenaga  dalam  perancangan solar tracker system ditunjukkan pada Gbr. 5. V Pv merupakan nilai tegangan keluaran panel surya yang diukur oleh PowMr dan I Pv  adalah  nilai  arus  keluaran  panel  surya  yang  diukur  oleh PowMr.  Nilai  tegangan  dan  arus  dari  panel  surya  diamati dengan  melihat  nilai  yang  ditampilkan  pada display PowMr. Tegangan  dan  arus  keluaran ini  diukur  secara  otomatis  oleh PowMr sebelum diteruskan ke baterai/aki.
Gbr. 4 Diagram blok solar tracker system dual axis . Gbr. 5 Sistem wiring PLTS.

## A. Prosedur Pengujian
Kode program diunggah ke Arduino Uno yang terdapat pada boks  panel wiring sistem  kendali solar  tracker .  Selanjutnya, seluruh  kabel jumper yang  ada  pada  baterai/aki,  soket,  dan seluruh  kabel  yang  ada  pada  terminal  dipasang.  Rangkaian kabel yang ada pada boks panel wiring sistem tenaga dipasang secara  berurutan.  Kabel jumper yang  ada  pada  baterai/aki dipasang  terlebih  dahulu,  setelah  itu  dilanjutkan  dengan memasang  kabel  tenaga  listrik  panel  surya  yang  ada  pada terminal  ke  PowMr.  Pada  pengujian  pertama,  diatur  posisi panel surya secara otomatis menggunakan sistem kendali solar tracker  system  single  axis untuk  bergerak  pada  sumbu horizontal mengikuti  arah  pancaran  sinar  matahari.  Pada pengujian  kedua,  diatur  posisi  panel  surya  secara  otomatis menggunakan  sistem  kendali solar  tracker  system  dual  axis untuk  bergerak  dengan  dua  sumbu,  vertikal dan  horizontal. Langkah  ini  dilakukan  untuk  mendeteksi  arah  datangnya pancaran  sinar  matahari  yang  terbaik  dalam  menghasilkan energi listrik. Langkah selanjutnya adalah mengamati seluruh pergerakan solar tracker system single axis dan dual axis dan mencatat  seluruh  data  hasil  yang  tercantum  pada display PowMr  dan  AVO  meter.  Setelah  pengujian  selesai,  seluruh kabel jumper dan kabel pada boks panel dilepas kembali secara berurutan, mulai dari kabel panel surya hingga kabel PowMr. Langkah  ini  dilakukan  untuk  melindungi  PowMr dari kerusakan.

## B. Pengujian Solar Tracker System Single Axis
Pengujian  ini  menggunakan  sistem  kendali solar  tracker system single axis . Data yang dihasilkan disajikan pada Tabel I. Pada  pengujian  ini,  panel  surya  hanya  bergerak  pada  satu sumbu,  yaitu  sumbu  horizontal.  Pergerakan  panel  surya mengikuti arah pancaran sinar matahari yang dibaca oleh LDR dari  matahari  terbit  hingga  terbenam.  Tabel  I  menunjukkan
bahwa solar  tracker yang  dikendalikan  secara single  axis menghasilkan  rata-rata  tegangan  19,72  V,  arus  1,34  A,  dan daya listrik 26,82 W.

## C. Pengujian Solar Tracker System Dual Axis
Pengujian  ini  menggunakan  sistem  kendali solar  tracker system dual axis . Data yang dihasilkan disajikan pada Tabel II. Pada pengujian ini, prinsip kerja pada solar tracker system dual axis masih sama dengan solar tracker system single axis . Panel surya  akan  bergerak  mengikuti  arah  pancaran  sinar  matahari yang  dibaca  oleh  LDR.  Perbedaannya  adalah  panel  surya digerakkan pada dua sumbu, vertikal dan horizontal, mengikuti arah pancaran sinar matahari. Data pada Tabel II menunjukkan bahwa solar  tracker yang  dikendalikan  secara dual  axis menghasilkan rata-rata tegangan 18,93 V, arus 1,9 A, dan daya listrik 35,76 W.

## D. Analisis Perhitungan Daya
Hasil  pengujian  menunjukkan  adanya  perbedaan  kinerja solar tracker system single axis dan solar tracker system dual axis dalam menghasilkan listrik dari panel surya . Berdasarkan data pada Tabel I dan Tabel II, dapat dilihat bahwa penggunaan solar tracker system yang dioperasikan secara dual axis dapat mengoptimalkan  produksi  energi  listrik  pada  panel  surya kapasitas  200  WP. Solar  tracker  system yang  dioperasikan secara dual  axis dapat  menghasilkan  rata-rata  daya  listrik sebesar 35,76 W (diamati tiap ½ jam), sedangkan solar tracker system yang  dioperasikan  secara single  axis hanya menghasilkan  rata-rata  daya  listrik  sebesar  26,82  W  (diamati tiap ½ jam). Perbandingan daya listrik yang dihasilkan kedua sistem ini disajikan pada Gbr. 6.
Berdasarkan  data  grafik  pada  Gbr.  6,  hasil  pengujian menunjukkan  bahwa  total  daya  listrik  yang  dihasilkan  panel surya  dengan  sistem  kendali solar  tracker  system  single  axis dan dual axis adalah, berturut-turut, 455,93 W dan 607,94 W.
T ABEL I H ASIL P ENGUJIAN S OLAR T RACKER S YSTEM S INGLE A XIS No. Waktu Pukul Tegangan Pv (V) Arus Pv (A) Daya Pv (W) 1 08.00 20,30 1,10 22,33 2 08.30 19,00 1,20 22,80 3 09.00 20,20 3,30 66,66 4 09.30 20,10 0,90 18,09 5 10.00 19,40 1,70 32,98 6 10.30 20,00 0,60 12,00 7 11.00 20,00 0,60 12,00 8 11.30 20,50 0,60 12,30 9 12.00 20,20 2,00 40,40 10 12.30 19,00 2,10 39,90 11 13.00 20,60 2,10 43,26 12 13.30 20,10 2,10 42,21 13 14.00 20,50 2,60 53,30 14 14.30 20,00 0,50 10,00 15 15.00 18,90 0,50 9,45 16 15.30 18,60 0,50 9,30 17 16.00 17,90 0,50 8,95 Rata-rata 19,72 1,34 26,82
T ABEL II H ASIL P ENGUJIAN S OLAR T RACKER S YSTEM D UAL A XIS No. Waktu Pukul Tegangan Pv (V) Arus Pv (A) Daya Pv (W) 1 08.00 17,30 3,8 65,74 2 08.30 20,10 3,9 78,39 3 09.00 20,00 1,9 38,00 4 09.30 19,70 0,8 15,76 5 10.00 19,50 0,7 13,65 6 10.30 19,20 0,6 11,52 7 11.00 19,60 0,8 15,68 8 11.30 19,20 1,2 23,04 9 12.00 18,50 1,3 24,05 10 12.30 19,80 4,2 83,16 11 13.00 18,20 4,8 87,36 12 13.30 18,30 2,0 36,60 13 14.00 17,80 1,6 28,48 14 14.30 14,90 1,4 20,86 15 15.00 19,70 1,2 23,64 16 15.30 20,10 1,1 22,11 17 16.00 19,90 1,0 19,90 Rata-rata 18,93 1,9 35,76
Daya  listrik  yang  dihasilkan  tersebut  belum  dikurangi  daya yang  digunakan solar  tracker  system untuk  mengendalikan motor  DC.  Konsumsi  daya  yang  digunakan solar  tracker system  single  axis untuk  mengendalikan  pergerakan  panel surya pada satu sumbu dapat dihitung menggunakan (1).
𝑃 𝑙𝑜𝑎𝑑 = 𝑉 × 𝐼 𝑙𝑜𝑎𝑑 (1) 𝑃 𝑙𝑜𝑎𝑑 = 13,56 × 0,09
= 1,2 W .
Daya  listrik  yang  dapat  dimanfaatkan  dari  panel  surya dengan  sistem  kendali solar  tracker  system  single  axis dapat dihitung menggunakan (2).
𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 𝑃 𝑡𝑜𝑡 − 𝑃 𝑙𝑜𝑎𝑑 (2)
𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 455,93 − 1,2
= 454,73 W .
Selanjutnya,  konsumsi  daya  yang  digunakan solar  tracker system dual axis untuk mengendalikan pergerakan panel surya dengan dua sumbu dapat dihitung dengan (1).
𝑃 𝑙𝑜𝑎𝑑 = 𝑉 × 𝐼 𝑙𝑜𝑎𝑑 𝑃 𝑙𝑜𝑎𝑑 = 13,30 × 0,50
= 6,65 W .
Daya  listrik  yang  dapat  dimanfaatkan  dari  panel  surya dengan  sistem  kendali solar  tracker  system  dual  axis dapat dihitung menggunakan (2).
𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 𝑃 𝑡𝑜𝑡 − 𝑃 𝑙𝑜𝑎𝑑
𝑃 𝑜𝑢𝑡 = 607,94 − 6,65 = 601,29 W .
Berdasarkan data hasil pengujian pada kinerja solar tracker system single axis dan solar tracker system dual axis , terlihat bahwa solar tracker system dual axis mampu mengoptimalkan produksi energi listrik yang dihasilkan panel surya berkapasitas 200  WP,  dibandingkan  dengan  penelitian  sebelumnya  yang
hanya  merancang  dan  menyimulasikan solar  tracker menggunakan  LDR  dan  aktuator  linear  untuk  menggerakkan panel surya dengan satu sumbu mengikuti arah pancaran sinar matahari [14]. Pada penelitian tersebut digunakan panel surya dengan  kapasitas  50  WP  [14],  sedangkan  pada  penelitian  ini digunakan  dua  buah  panel  surya  berkapasitas  masing-masing 100 WP yang dihubungkan secara paralel. Total kapasitas panel surya  pada  penelitian  ini mencapai  200  WP.  LDR  digunakan untuk mendeteksi arah pancaran sinar matahari dan motor DC digunakan  sebagai  penggerak  poros  sumbu  vertikal  dan horizontal.

## IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Setelah  melaksanakan  perancangan  dan  pengujian  serta mengimplementasikan solar tracker  system ,  dapat  diambil beberapa  kesimpulan  tentang  penelitian  ini,  yaitu  sebagai berikut. Solar  tracker  system  single  axis dapat  menghasilkan rata-rata tegangan 19,72 V, arus 1,34 A, dan daya listrik 26,82 W,  sedangkan solar  tracker  system  dual  axis mampu menghasilkan rata-rata tegangan 18,93 V, arus 1,9 A, dan daya listrik  35,76  W.  Dari  pengujian  selama  8  jam  dengan  tujuh belas  kali  pengambilan  data,  diperoleh  total  daya  listrik menggunakan  sistem  kendali solar  tracker  system  single  axis dan dual axis yaitu 455,93 W dan 607,94 W . Daya listrik yang dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan energi listrik sehari-hari setelah  dikurangi  daya  sistem  kendali solar  tracker adalah 454,73 W pada solar tracker system single axis dan 601,29 W pada solar tracker system dual axis .
Berdasarkan data hasil pengukuran dan perhitungan kinerja solar  tracker  system ,  dapat  disimpulkan  bahwa solar  tracker system  dual  axis mampu  mengoptimalkan  produksi  energi listrik  yang  dihasilkan  panel  surya  kapasitas  200  WP, dibandingkan dengan solar  tracker  system  single  axis .  Untuk pengembangan  lebih  lanjut  mengenai  hasil  penelitian  ini, disarankan pada LDR diberi penambahan reflektor cahaya agar sensor  cahaya  lebih  optimal  saat  menyerap  sinar  matahari. Dapat  juga  digunakan  jenis  sensor  cahaya  lain,  seperti fotodiode.

## K ONFLIK K EPENTINGAN
Selama  pelaksanaan  penelitian  dan  penulisan  makalah dengan  judul  “Optimalisasi  Pembangkitan  Daya  Panel  Surya 200  WP  Menggunakan Solar  Tracker  System  Dual  Axis ” ini, tim  penulis  tidak  memiliki konflik  kepentingan dengan  pihak mana pun.

## K ONTRIBUSI P ENULIS
Berikut  merupakan  pembagian  kontribusi  masing-masing penulis  yang  berperan  dalam  pelaksanaan  penelitian  ini. Konseptualisasi,  Erwan  Eko  Prasetiyo  dan  Gaguk  Marausna; Metodologi, perancangan alat dan sistem kendali solar tracker , Dimas  Wahyu  Nugroho;  penulisan,  penyusunan  draf  asli, Erwan  Eko  Prasetiyo  dan  Dimas  Wahyu  Nugroho; pengumpulan data, Gaguk Marausna.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima kasih disampaikan kepada Sekolah Tinggi Teknologi Kedirgantaraan  (STTKD)  Yogyakarta  atas  bantuan  dan
Gbr. 6  Perbandingan  daya  listrik  yang dihasilkan panel  surya  menggunakan sistem kendali solar tracker . 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 8 .0 0 0 8 .3 0 0 9 .0 0 0 9. 30 1 0 .0 0 1 0 .3 0 1 1 .0 0 1 1 .3 0 1 2 .0 0 1 2 .3 0 1 3 .0 0 1 3 .3 0 1 4 .0 0 1 4 .3 0 1 5 .0 0 1 5 .3 0 1 6 .0 0 D ay a L ist ri k ( W ) Jam Perbandingan Daya Listrik Single Axis (W) Dual Axis (W)
dukungan  dana  dalam  pelaksanaan  program  Merdeka  Belajar Kampus Merdeka (MBKM) skema penelitian.

## R EFERENSI
[1]  G.B.  Ardina,  “Rancang  Bangun  Dual  Axis  Solar  Tracker  Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno,”  Seminar Hasil, Institut Teknologi Nasional Malang, Malang, Indonesia, 2019.
[2]  W.  Saputra,  “Rancang  Bangun  Solar  Tracking  System  untuk Mengoptimalkan Penyerapan Energi Matahari pada Solar Cell,” Skripsi, Universitas Indonesia, Jakarta, Indonesia, 2008.
[3]  S.  Hutasuhut,  “Perancangan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) sebagai Sumber Energi Lampu LED Superbright dan Pompa Air DC pada Kolam Ikan Mas,” Tugas Akhir, Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Medan, Indonesia, 2021.
[4]  A.S.  Anwar,  “Analisis  Kelayakan  Pembangkit  Energi  listrik  Tenaga Surya  Rooftop  di  Gedung  Fakultas  Teknik  Universitas  Siliwangi,” Skripsi, Universitas Siliwangi, Tasikmalaya. Indonesia, 2021.
[5]  Suwito,  Suhanto,  dan  Kustori,  “Sistem  Baterai  Charging  pada  Solar Energy  System  dengan  Buck  Boost  Converter  untuk  Berbagai  Tingkat Pencahayaan di Bandar Udara,” J. Teknol. Penerbangan , Vol. 1, No. 1, hal. 39–48, Apr. 2017.
[6]  K.W.  Fauzi,  T.  Arfianto,  dan  N.  Taryana,  “Perancangan  dan  Realisasi Solar  Tracking  System  untuk  Peningkatan  Efisiensi  Panel  Surya Menggunakan Arduino Uno,” TELKA: J. Telekomun. Elektron. Komput., Kontrol , Vol. 4, No. 1, hal. 63–74, Mei 2018.
[7]  H.E.  Santoso,  “Rancang  Bangun  Solar  Tracking  System  Menggunakan Kontrol  PID  pada  Sumbu  Azimuth,”  Tugas  Akhir,  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia, 2014.
[8]  J. Rezkyanzah, L.P. Purba, dan C.A. Putra, “Perancangan Solar Tracker
Berbasis  Arduino  sebagai  Penunjang  Sistem  Kerja  Solar  Cell  dalam Penyerapan Energi Matahari,” Scan: J. Teknol. Inf., Komun. , Vol. 11, No. 2, hal. 55–60, Jun. 2016.
[9]  S.H. Budi, “Pengembangan Solar Tracker Single Axis Berbasis Arduino untuk Meningkatkan Perolehan Energi Matahari,” J. ESDM , Vol. 7, No. 2, hal. 82–86, Nov. 2015.
[10]  A.S. Syahab, H.C. Romadhon, dan M.L. Hakim, “Rancang Bangun Solar Tracker Otomatis pada Pengisian Energi Panel Surya Bebasis Internet of Things,” J. Meteorol. Klimatol., Geofis. , Vol. 6, No. 2, hal. 21–29, Sep. 2019.
[11]  Q.  Hidayati,  N.  Yanti,  dan  N.  Jamal,  “Sistem  Pembangkit  Panel  Surya dengan Solar Tracker Dual Axis,” Pros. Sem. Nas. Inov. Teknol. Terapan Politeknik Negeri Balikpapan , 2020, hal. 68–73.
[12]  A.W.  Hasanah,  T.  Koerniawan,  dan  Y.  Yuliansyah,  “Kajian  Kualitas Daya Listrik PLTS Sistem Off-Grid di STT-PLN,” J. Energi Kelistrikan , Vol. 10, No. 2, hal. 93–101, Sep. 2019.
[13]  M. Margana, “Solar Tracking Dual – Axis Berbasis Arduino Uno dengan Menggunakan Lensa Fresnel Guna Meningkatkan Efisiensi Pengfokusan Cahaya Matahari,” EKSERGI: J. Tek. Energi , Vol. 15, No. 2, hal. 77–80, Mei 2019.
[14]  A.M.  Putra  dan  Aslimeri,  “Sistem  Kendali  Solar  Tracker  Satu  Sumbu Berbasis  Arduino  dengan  Sensor  LDR,” JTEV  (J.  Tek.  Elektr., Vokasional) , Vol. 6, No. 1, hal. 322–327, Feb. 2020.
[15]  J. Asmi dan O. Candra, “Prototype Solar Tracker Dua Sumbu Berbasis Microcontroller  Arduino  Nano  dengan  Sensor  LDR,” JTEV  (J.  Tek. Elektr., Vokasional) , Vol. 6, No. 2, hal. 54-63, Mei 2020.
[16]  M.H. Prayogo, “Implementasi Sistem Kontrol dan Proteksi Pembangkit Photovoltaic Skala Kecil,” Skripsi, Institut Teknologi Nasional Malang, Malang, Indonesia, 2019.