Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 1, Juni 2021: 37-44 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt.v11i1
* Corresponding author :
Email: rifky@uhamka.ac.id DOI: http://dx.doi.org/10.37209/jtbbt.v11i1.213

## PENGARUH ARAH SEL SURYA BERDASAR MATA ANGIN TERHADAP KINERJANYA

## EFFECT OF SOLAR CELL DIRECTION BASED ON CARDINAL POINTS OF THE COMPASS ON PERFORMANCE
Rifky *1 , Dan Mugisidi 2 , Agus Fikri 3 , Mohammad Mujirudin 4 , Arry Avorizano 5
1,2,3) Program Studi Teknik Mesin
4) Program Studi Teknik Elektro
5) Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Prof. DR. HAMKA Jl. Tanah Merdeka no. 6 Rambutan Ciracas Jakarta Timur DKI Jakarta 13830 Telp.(021) 8400941 Fax.(021) 87782739 Mobile +6218151625297
Diterima: 19 Januari 2021 Direvisi: 22 Februari 2021 Disetujui: 22 Maret 2021

## ABSTRAK
Pemanfaatan energi matahari yang mengubah energi cahayanya menjadi listrik melalui sistem sel surya dan aplikasinya  dalam  bangunan  sangat  tepat.  Penempatan  panel  surya  pada  bangunan  di  atap,  dinding,  kaca,  atau fasade.  Posisi  panel  surya  dimaksudkan  untuk  mendapatkan  sebanyak  mungkin  pancaran  cahaya  matahari.  Salah satu  faktor  yang  memberikan  kontribusi  terhadap  kinerja  sel  surya  adalah  posisi  jatuhnya  cahaya  matahari  di  atas permukaan  modul  sel.  Sel  surya  mendapatkan  radiasi  yang  maksimal  ketika  cahaya  matahari  jatuh  tegak  lurus. Metodologi  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  eksperimental.  Panel  surya  dihadapkan  ke  arah timur, utara, dan barat. Hasil penelitian ini mendapatkan daya luaran terbesar sel surya di atap pada arah utara yaitu 25,49 W. Efisiensi terbesar sel surya di atap pada arah barat yaitu 13,91%. Perbedaan kinerja antara sel surya di atap dengan    di  dinding  lebih  signifikan  pada  penempatan  menghadap  ke  utara.  Nilai  listrik  yang  diakumulasi  yang disimpan dalam baterai adalah sebesar 5,35 kWh pada panel surya yang ditempatkan di atas dengan arah ke utara.
Kata kunci : surya, sel surya, atap, dinding.

## ABSTRACT
Utilization  of  solar  energy  that  converts  light  energy  into  electricity  through  a  solar  cell  system  and  its application  in  buildings  is  very  appropriate.  Placement  of  solar  panels  on  buildings:  on  roofs,  walls,  glass,  or facades. The position of the solar panels  was intended to get as much sunlight as possible. One of the factors that contribute to the performance of solar cells is the position of the fall of sunlight on the surface of the cell module. Solar cells get maximum radiation when sunlight falls perpendicularly. The methodology used in this research  was experimental method. The solar panels  were facing east, north and west. The results of this study showed that the greatest output power of solar cells on the roof in the north direction was 25.49 W. The greatest efficiency of solar cells on the roof in the west direction was 13.91%. The difference in performance between the solar cells on the roof and on the wall was more significant in north facing placements. The accumulated value of electricity stored in the battery was 5.35 kWh on the solar panel which was placed on top facing north.
Keywords : solar, solar cell, roof, wall.

## PENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negara  tropis  yang mendapat  curahan  panas  dan  cahaya  matahari sepanjang  tahun,  karena  terletak  di  katulistiwa tepatnya  dengan  geografis  6 o LU  -  11 o LS  dan 95 o BT  -  41 o BT  [1].  Dengan  posisi  yang demikian Indonesia memiliki potensi besar dalam mengembangkan energi surya. Pemerintah menargetkan  kapasitas  terpasang  energi  surya untuk pembangkit listrik mencapai 0,87 GW pada tahun 2025. Realisasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya  (PLTS)  pada  tahun  2020  mencapai  0,15 GWp  dari  potensi  energi  surya  di  Indonesia sebesar 207,8 GWp [2].
Matahari merupakan sumber energi terbarukan  yang  dapat  dimanfaatkan  dalam bentuk  energi  panas  (termal)  dan  dengan mengkonversinya langsung menjadi energi listrik.  Pemanfaatan  energi  termal  surya  sudah sejak dahulu yang dimanfaatkan dalam pengeringan, sedangkan konversi langsung energi cahaya  matahari  menjadi  listrik  melalui  sistem photovoltaics atau solar cell (sel surya).
Sel  surya  dalam  mengkonversi  energi cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik  sehingga menghasilkan  daya  luaran  yang  dipengaruhi beberapa  faktor.  Faktor  tersebut  antara  lain temperatur sel, radiasi matahari, kecepatan angin, keadaan  atmosfer,  orientasi  panel,  dan  posisi  sel surya itu sendiri [3]. Dalam penelitian ini radiasi matahari,  orientasi  panel  (sebagai  arah  mata angin,  yakni  arah  timur,  utara,  dan  barat)  serta posisi  panel  (diletakkan  pada  atap  dan  dinding) dijadikan  variabel  yang  dipelajari.  Sementara faktor  yang  lainnya  dianggap  konstan  (tidak ditetapkan).
Sel surya dalam pemasangan di bangunan memerlukan  pilihan  jenisnya.  Namun,  strategi pilihan  tidak  cukup,  karena  ada  batas  jumlah energi  yang  dapat  dihasilkan  kolektor  sel  surya yang  ditentukan  oleh  efisiensi  sel  surya,  sudut kemiringan  [4], sudut azimut, posisi lintang, dan efisiensi  keseimbangan  sistem  sel  surya  [5,  6]. Oleh karena itu panel sel surya harus diposisikan sedemikian  rupa,  sehingga  sinar  matahari  tiba  di panel  secara  langsung  dan  tegak  lurus  dengan permukaannya [7].
Sel  surya  dapat  digunakan  pada  bangunan dan  peralatan  bergerak.  Penggunaan  sel  surya pada   bangunan    baik     bangunan    perumahan
maupun  komersil    menempatkan  sel  surya  pada posisi  yang  tepat  dengan  arah  dan  sudut  datang cahaya  matahari.  Atap  dan  dinding  bangunan merupakan bagian bangunan yang kerap berhadapan  dan  mendapat  pancaran  cahaya matahari.  Oleh  karena  itu  atap  dan  dinding bangunan  diharapkan  dapat  menjadi  media  yang mengkonversi  energi  cahaya  matahari  menjadi energi listrik.
Aplikasi sel surya pada bangunan memberikan  kontribusi  sel  surya  dalam  dua metode,  yaitu  sistem  sel  surya  hanya  terpasang pada  bangunan  sebagai  bagian  fungsional  dari struktur  bangunan  dan  sistem  sel  surya terintegrasi secara arsitektur dengan bangunan itu sendiri      [8, 9]  yang dapat berbentuk lembaran, lantai,  modul,  dan  kaca  [8].  Integrasi  sel  surya dengan  bangunan  disebut  sebagai Building Integrated  Photovoltaics (BIPV).  Empat  opsi utama untuk membangun integrasi sel PV adalah pada  atap  miring,  atap  datar,  fasad  dan  sistem naungan  [9].  Sistem  BIPV  berfungsi  sebagai bahan  pembungkus  bangunan  dan  pembangkit listrik secara bersamaan [9].
BIPV memiliki pengaruh signifikan terhadap  perpindahan  panas  melalui  selubung bangunan  karena  perubahan  tahanan  termal dengan  menambahkan  atau  mengganti  elemen bangunan  [10].  Perpindahan  panas  yang  terjadi dari  modul  PV  menuju  dinding.  Proses perpindahan  panas  konveksi  dari  sisi  belakang modul  PV  ini  dihentikan  dalam  sistem  BIPV karena  modul  dipasang  di  dinding  secara langsung  [11].  Penerapan  BIPV  merupakan gagasan  integrasi  panel  PV  dengan  mengganti elemen  bangunan  [12].  Selain  itu  membangun teknologi photovoltaic terintegrasi (BIPV) memberikan  estetika,  ekonomi,  dan  solusi  teknis untuk  swasembada  listrik  pada  bangunan [13,14,15].  Bangunan  sendiri  membutuhkan energi  baik  dalam  bentuk  termal,  listrik  [16], optik, dan kinerja energi menyeluruh dari sistem BIPV [14].
Pemanfaatan  energi  matahari  pada  sistem BPIV adalah penting untuk mencapai keseimbangan energi bersih nol  [16], dan hal ini memiliki  potensi  besar  dalam  integrasinya  [17] termasuk  untuk  bangunan  nol  emisi  [15].  Energi matahari sangat beralasan dengan sistem PV pada bangunan  dibuat  sistem  BIPV,  karena  sistem energi  surya  mampu  memenuhi  setidaknya  76% dari  permintaan  energi primer bangunan  tempat
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 1, Juni 2021: 37-44 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt.v11i1
tinggal  dan  hal  ini  membuktikan  adanya  solusi yang  layak  untuk Net  Zero  Energy  Building (NZEB)  [18,19].  Pengembangan  NZEB  tidak hanya mendapatkan kinerja dalam hal kenyamanan  dalam  ruangan,  keseimbangan energi,  dan  kecocokan  [20],  tetapi  juga kemungkinan  perkembangannya  di  masa  depan untuk  kepentingan  desainer  dan  konstruktor bangunan. Hal ini dapat memberikan nuansa seni pada  komponen  pembungkus  bangunan  seperti bahan isolasi, bahan isolasi masa depan, dinding, atap,  jendela,  pintu  dan  kaca  dari  prospek efisiensi energi [21].

## BAHAN DAN METODE
Dalam  operasinya  sel  surya  dipengaruhi oleh  material  modul  panel  itu  sendiri  dan  faktor lingkungan  sekitar.  Keseimbangan  energi  sel fotovoltaik (PV) dipengaruhi variabel iklim. Ada proses  transfer  energi  yang  terlibat:  radiasi gelombang  pendek,  radiasi  gelombang  panjang, konveksi, dan produksi energi listrik [22].
Konsep  dasar  sel  surya  adalah  efek fotolistrik  pada  material  semikonduktor  untuk mengubah  energi  cahaya  menjadi  energi  listrik. Prinsip  kerja  semikonduktor  mirip  dengan  dioda sebagai p-n  junction .  Praktis  semua  perangkat fotovoltaik menggabungkan p-n junction di semikonduktor yang mengembangkan photovoltage [23].
Dalam penelitian ini, daya listrik masukan yang  berasal  dari  intensitas  cahaya  matahari diukur dan dihitung besarnya menurut persamaan [24]:
Pin=Iv.A                              (1) dengan:
Pin = daya masukan panel surya (W) Iv   = intensitas radiasi matahari (W/m2) A   = luas penampang panel surya berdimensi 700 mm x 540 mm x 30 mm (0,378 m 2 )
Sementara  daya  listrik  keluaran  diperoleh dari  pengukuran  tegangan  dan  arus  listrik,  yang dihitung dengan Persamaan [24]:

## Pout=V.I                               (2)
dengan:
Pout = daya keluaran panel surya (W) V     = tegangan listrik yang dihasilkan (V) I      = kuat arus listrik yang dihasilkan (A)
Untuk  menentukan  efisiensi  kinerja  panel surya digunakan persamaan [24].
Ef. = (Pout/Pin) x 100%                           (3)
Penempatan  arah  panel  surya  pada  ketiga arah  mata  angin  (timur,  utara,  dan  barat)  adalah untuk  mendapatkan  arah  yang  tepat  dan mendapatkan  limpahan  cahaya  matahari  secara maksimal baik dalam penempatan  panel surya di posisi  atap  maupun  dinding.  Panel  surya  yang ditempatkan  pada  atap  memiliki  kemiringan  30 o terhadap  bidang  tanah  (horizontal)  bertolak belakang  dengan  arah  datang  cahaya  matahari atau  kemiringan  150 o searah  dengan  arah  dating cahaya  matahari.  Panel  surya  yang  ditempatkan pada dinding adalah tegak lurus lantai atau tanah. Ketiga  pasangan  posisi  panel  (atap  dan  dinding) pada  model  konstruksi  bangunan  diarahkan  ke timur,  utara,  dan  barat  dengan  searah  tidak menyudut sesuai pengukuran kompas.
Panel surya beroperasi sepanjang hari, dari mulai  pukul  07.00  sampai  17.00  dengan  rentang setiap  30  menit  selama  tiga  hari  eksperimentasi dan  pengujian.  Waktu  produksi  puncak  dari pukul 09.00 sampai 15.00 (waktu matahari) [25]. Data  yang  berupa  intensitas  cahaya  matahari, temperatur  lingkungan,  dan  temperatur  sel  surya dikumpulkan  sebagai  data  masukan.  Untuk  data luaran  adalah  besarnya  tegangan  dan  arus  listrik yang  dihasilkan  yang  diukur  dengan  Voltmeter dan Amperemeter.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sel surya  yang  ditempatkan  pada  atap  dan dinding, dengan dihadapkan ke arah timur, utara, dan barat memberikan hasil seperti bawah ini. Oleh  karena  itu  hasil  penelitian  terdiri  atas  tiga bagian, yaitu: timur, utara, dan barat.
Penempatan  panel  surya  tepat  ke  arah timur  dari  mata  angin,  memberikan  data penelitian  yang  ditunjukan  Tabel  1.  Dari  data pada  tabel  tersebut  tampak  bahwa  kinerja  panel surya yang ditempatkan di atap memberikan hasil rata-rat  lebih  besar  dari  panel  surya  yang ditempatkan  di  dinding.  Sementara  untuk menggambarkan distribusi kinerja masing- masing panel surya yang ditempatkan di atap dan dinding, diperlihatkan grafik  pada Gambar 1.
Tabel 1 . Pengukuran Kinerja Panel Surya yang Tepat ke Arah Timur
Pukul [WIB] Pin[A] (W) Pin[D] (W) Pout[A] (W) Pout[D] (W) Ef.[A] (%) Ef.[D] (%) 07.00 63,88 63,88 9,54 8,89 14,94 13,91 07.30 179,55 179,55 23,88 26,78 13,30 14,92 08.00 176,90 176,90 23,95 23,43 13,54 13,25 08.30 275,94 275,94 43,43 40,19 15,74 14,56 09.00 193,91 193,91 25,53 18,91 13,17 9,75 09.30 295,22 295,22 41,76 26,21 14,15 8,88 10.00 96,01 96,01 30,72 15,54 32,00 16,19 10.30 378,76 378,76 45,79 18,20 12,09 4,81 11.00 392,74 392,74 26,60 13,67 6,77 3,48 11.30 120,20 120,20 17,10 7,06 14,23 5,87 12.00 417,31 417,31 37,98 11,90 9,10 2,85 12.30 115,29 115,29 13,91 5,55 12,06 4,81 13.00 93,74 93,74 7,95 4,27 8,48 4,54 13.30 183,71 183,71 20,30 6,85 11,05 3,73 14.00 224,15 224,15 15,81 6,96 7,05 3,10 14.30 123,61 123,61 14,10 5,66 11,41 4,58 15.00 110,38 110,38 8,20 3,98 7,42 3,60 15.30 59,72 59,72 4,29 2,24 7,18 3,75 16.00 34,78 34,78 2,68 1,38 7,70 3,97 16.30 15,59 15,59 1,37 0,56 8,84 3,59 17.00 12,85 12,85 1,09 0,54 8,47 4,17 Maks. 417,31 417,31 45,79 40,19 32,00 16,19 Min. 12,85 12,85 1,09 0,54 6,77 2,85 Rerata 169,72 169,72 19,81 11,84 11,67 6,98 Akum. 3.564,16 3.564,16 415,97 348,74 - -
Dari  tabel  di  atas  diberikan  keterangan,  sebagai berikut: Pin[A] =  daya masukan panel surya yang ditempatkan di atap (W).
Pin[D] =  daya masukan panel surya yang ditempatkan di dinding (W).
Pout[A]  =  daya luaran panel surya yang
ditempatkan di atas (W).
Pout[D]  =  daya luaran panel surya yang ditempatkan di dinding (W).
Ef.[A] =  efisiensi kinerja panel surya yang ditempatkan di atas (%). Ef.[D] =  efisiesni kinerja panel surya yang ditempatkan di dinding (%).
Grafik pada gambar 1 di bawah ini sebagai hasil pengolahan data pada tabel di atas.
Gambar 1. Distribusi Kinerja Panel Surya (Timur)
Pada  grafik,  ditunjukan  bahwa  kinerja panel  surya  meningkat  menjelang  siang  hari, kemudian  menurun  menjelang  sore  hari.  Hal  ini menunjukkan  ada  peningkatan  radiasi  matahari pada jam  puncak.  Hal  ini dapat dipahami  bahwa panel  surya  lebih  menerima  cahaya  matahari pada  pagi  hari  sampai  siang  hari.  Cahaya matahari yang jatuh tegak lurus akan menghasilkan  intensitas  radiasi  yang  besar  [22]. Berkurangnya  pantulan  cahaya  dari  permukaan panel akan meningkatkan serapan foton sehingga efisiensi  konversi  energi  pada  panel  surya [23].
Daya  luaran  pada  panel  di  atap  lebih  tinggi dengan rentang waktu yang lebih panjang (09.00- 12.00  WIB)    dibanding  daya  luaran  yang dihasilkan panel surya pada dinding (09.00-10.00 WIB). Sudut 30 o pada atap yang menghadap arah datang  cahaya  matahari  akan  mendapatkan  lebih banyak  pancaran  dibanding  dengan  sudut  hadap kurang  dari  dari  30 o pada  dinding.  Sudut  30 o menghasilkan  daya  luaran  optimal  [1].  Mulai pukul  13.00  WIB  pada  panel  di  atap  dan  pukul 11.00  WIB  pada  panel  surya  di  dinding menghasilkan  daya  luaran  yang  semakin  turun menjelang  petang  hari.  Hal  ini  dikarenakan  arah datang  cahaya  matahari  menjelang  terbenam sudah berada di belakang posisi panel surya.
Penempatan panel surya tepat ke arah utara dari  mata  angin,  dengan  data  penelitian  yang
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 1, Juni 2021: 37-44 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt.v11i1
disajikan pada Tabel 2 di bawah ini. Pada Tabel 2 tersebut,  tampak  perbedaan  kinerja  panel  surya yang  ditempatkan  di  atap  dengan  di  dinding secara  rata-rata  lebih  besar.  Jika  dibandingkan
antara  data  Tabel  1  dengan  Tabel  2,  maka perbedaan  data  panel  surya  di  atap  dengan  di dinding lebih signifikan.
.
Tabel 2 . Pengukuran Kinerja Panel Surya yang Tepat ke Arah Utara Pukul [WIB] Pin[A] (W) Pin[D] (W) Pout[A] (W) Pout[D] (W) Ef.[A] (%) Ef.[D] (%) 07.00 211,68 211,68 12,92 12,62 6,10 5,96 07.30 305,80 305,80 21,22 8,88 6,94 2,90 08.00 202,23 202,23 28,34 11,72 14,01 5,79 08.30 322,06 322,06 32,84 13,27 10,20 4,12 09.00 372,33 372,33 38,79 12,53 10,42 3,36 09.30 226,42 226,42 25,87 9,03 11,43 3,99 10.00 238,90 238,90 30,19 9,41 12,64 3,94 10.30 246,83 246,83 31,93 11,02 12,94 4,47 11.00 348,89 348,89 44,08 11,09 12,64 3,18 11.30 417,31 417,31 47,99 13,80 11,50 3,31 12.00 384,80 384,80 47,25 15,07 12,28 3,92 12.30 143,26 143,26 20,50 9,41 14,31 6,57 13.00 189,00 189,00 38,61 12,67 20,43 6,70 13.30 219,24 219,24 31,08 10,21 14,18 4,66 14.00 287,66 287,66 32,03 9,41 11,13 3,27 14.30 183,71 183,71 19,36 8,91 10,54 4,85 15.00 173,88 173,88 13,73 6,53 7,90 3,75 15.30 66,15 66,15 6,08 2,94 9,20 4,44 16.00 85,81 85,81 7,04 4,61 8,20 5,37 16.30 53,30 53,30 4,68 2,52 8,78 4,73 17.00 5,67 5,67 0,85 0,41 14,92 7,14 Maks. 417,31 417,31 47,99 15,07 20,43 7,14 Min. 5,67 5,67 0,85 0,41 6,10 2,90 Rerata 223,09 223,09 25,49 9,33 11,43 4,18 Akum. 4.684,93 4.684,93 535,39 196,02 - -
.
Dari Tabel 2 di atas, dibuat grafik yang disajikan pada Gambar 2 di bawah ini
Gambar 2. Distribusi Kinerja Panel Surya (Utara)
Pada  Gambar  2  yang  menampilkan  grafik distribusi kinerja panel surya yang menghadap ke arah  utara,  yang  memberikan  informasi  besaran radiasi  dan  kinerja  panel  surya.  Energi  radiasi yang  diterima  jauh  lebih  besar  baik  di  atap maupun  di  dinding  jika  dibandingkan  dengan energi  radiasi  yang  diterima  panel  surya  pada
arah timur.  Iradiasi pada fasad vertikal (dinding) lebih rendah dibanding atap, sehingga posisi atap lebih  menguntungkan  [3].  Pada  gambar  juga tampak bahwa, daya luaran yang dihasilkan panel surya  di  posisi  atap  berada  di  atas  daya  luaran yang dihasilkan panel surya yang ditempatkan di dinding.  Pada  panel  surya yang  diletakan  di atas dengan  tepat  ke  arah  utara  akan  mendapatkan pancaran cahaya matahari sepanjang hari, karena atap  merupakan  bagian  yang  rentan  dan berkontribusi  paling  besar  terhadap  pengaruh matahari  [21].  Sementara  dinding  lebih  sedikit menerima  pancaran,  karena  kemiringan  yang kurang dari 30 o .
Data  yang  menarik  adalah  efisiensi  panel surya yang ditempatkan menghadap utara sedikit lebih  kecil  dari  efisiensi  sel  surya  yang ditempatkan  di  timur.  Hal  dapat  dijelaskan, bahwa  ketika  sel  surya    sudah  mengkonversi menjadi  energi  listrik,  sementara  energi  radiasi sudah  berkurang  karena  posisi  matahari  yang telah  bergerak  menjauh  dari  tegak  lurus  dan cuaca yang mulai mendung.
Penempatan  panel  surya  baik  di  atap maupun  di  dinding  diarahkan  tepatnya  ke  arah barat  dari  mata  angin.  Data  yang  diperoleh  hasil
pengukuran radiasi dan kinerja ditampilkan pada Tabel 3 di bawah ini
Tabel 3 . Pengukuran Kinerja Panel Surya yang Tepat ke Arah Barat
Pukul [WIB] Pin[A] (W) Pin[D] (W) Pout[A] (W) Pout[D] (W) Ef.[A] (%) Ef.[D] (%) 07.00 17,01 17,01 2,14 1,19 12,60 6,98 07.30 13,23 13,23 1,86 0,95 14,05 7,20 08.00 38,93 38,93 4,18 1,86 10,72 4,77 08.30 76,73 76,73 7,00 3,83 9,13 4,98 09.00 187,87 187,87 20,81 7,14 11,07 3,80 09.30 133,43 133,43 13,01 5,99 9,75 4,49 10.00 201,85 201,85 22,50 9,24 11,15 4,58 10.30 97,90 97,90 32,01 12,49 32,70 12,76 11.00 204,12 204,12 27,74 12,45 13,59 6,10 11.30 399,17 399,17 49,65 12,87 12,44 3,22 12.00 151,58 151,58 21,58 9,94 14,24 6,56 12.30 181,44 181,44 27,54 12,24 15,18 6,75 13.00 337,93 337,93 33,64 16,20 9,96 4,79 13.30 175,01 175,01 30,28 14,60 17,30 8,34 14.00 401,06 401,06 52,70 13,86 13,14 8,44 14.30 153,47 153,47 22,18 11,81 14,46 7,70 15.00 53,68 53,68 5,47 2,61 10,19 4,86 15.30 50,27 50,27 5,84 3,38 11,62 6,73 16.00 31,00 31,00 4,03 2,54 13,01 8,19 16.30 15,12 15,12 2,78 1,53 18,39 10,11 17.00 15,18 15,18 2,78 1,52 17,51 9,56 Maks. 401,06 401,06 52,70 33,86 32,70 12,76 Min. 13,23 13,23 1,86 0,95 9,13 3,22 Rerata 139,84 139,84 18,56 8,49 13,27 6,07 Akum. 2.936,68 2.936,68 389,73 178,21 - -
Dari tabel diolah menjadi grafik yang digambarkan pada Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3. Distribusi Kinerja Panel Surya (Barat)
Grafik  3  di  atas  menggabarkan  distribusi radiasi  dan  kinerja  panel  surya  untuk  arah  barat, yang mana kedua panel surya ditempatkan di atap dan  dinding.Pada  gambar  tampak  bahwa  grafik daya luaran pada panel surya yang dipasang pada atap memiliki nilai lebih besar dan lebih di awal mencapai  puncak  daya  disbanding  dengan  daya luaran yang dihasilkan panel surya yang dipasang pada  dinding.  Panel  surya  yang  dipasang  pada atap  dan  dinding  mendapat  pancaran  cahaya
matahari  menjelang  siang  hari,  karena  posisinya yang  bertolak  belakang  dengan  arah  dating cahaya  matahari.  Panel  surya  yang  di  atap mengalami  pancaran  cahaya  matahari  dengan pantulan  yang  sedikit  sehingga  daya  luarannya lebih  besar  [23].  Panel  surya  pada  dinding dengan arah menghadap ke barat tidak menguntungkan  dalam  hal  memperoleh  radiasi cahaya  matahari  baik  dari  kemiringan  maupun orientasinya  yang  berpengaruh  pada  kinerjanya [26].
Dari ketiga posisi penempatan panel surya, maka panel surya yang menghasilkan daya luaran terebesar adalah panel surya yang ditempatkan di utara  dengan  posisi  di  atap.  Posisi  atap  dengan kemiringan  30 o dan  orientasi  ke  utara  bagi wlaiayah yang berada di selatan garis katulistiwa akan  mendapatkan  daya  luaran  yang  lebih  besar [27].    Sementara  untuk  panel  surya  di  dinding arah  timur  yang  menghasilkan  daya  luaran  yang paling besar disebabkan dinding pada arah timur lebih  dulu  dan  lebih  lama  menerima  pancaran cahaya  matahari  dibanding  dinding  posisi  yang lain,  meskipun  tidak  mendapatkan  cahaya matahari jatuh tegak lurus.
Ketiga  posisi  pasangan  panel  surya  (atap dan  dinding)  yang  ditempatkan  di  timur,  utara, dan  barat  diakumulasi  nilai  listriknya  yang
tersimpan dalam baterai diperlihatkan Tabel 3 di bawah ini
.
Tabel 3 . Nilai Listrik yang Terakumulasi (Tersimpan di Baterai)
Arah Listrik tersimpan selama 10 jam (10.00 – 17.00 WIB) (kWh) Atap Dinding Timur 4,16 2,49 Utara 5,35 1,96 Barat 3,90 1,78
Tabel  3  di  atas  menginformasikan  bahwa nilai listrik atau energi yang tersimpan di  baterai terbesar  dihasilkan  oleh  panel  surya  yang ditempatkan  di  atap  dengan  arah  ke  utara.  Dari spesifikasi  panel  surya  yang  sama,  jika ditempatkan  pada  kemiringan  dan  orientasi  yang berbeda  [27]  maka  akan  menghasilkan  energi yang berbeda pula.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Radiasi  yang  diterima  sel  surya  paling merata  pada  sel  surya  yang  ditempatkan menghadap  ke  utara.  Daya  luaran  terbesar diperoleh  sel  surya  di  atap  pada  arah  utara  yaitu 25,49 W. Efisiensi terbesar pada sel surya di atap yang  ditempatkan  menghadap  ke  barat  yaitu 13,91%.  Perbedaan  kinerja  antara  sel  surya  di atap dengan sel surya di dinding lebih signifikan pada penempatan menghadap ke utara.
Hasil  akumulasi  energi  yang  tersimpan  di baterai  menunjukkan  panel  yang  dipasang  pada atap dan  posisi diarahkan ke  utara  menghasilkan jumlah energi terbesar, yakni 5,35 kWh.

## Saran
Penelitian  mengenai  pengaruh  arah  datang cahaya  matahari  dan  penempatan  panel  surya pada  model  bangunan  dapat  dikembangkan dengan  variasi  kemiringan  dan  orientasi  dari semua  bagian  bangunan  pada  panel  surya ditempatkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  didanai  oleh  Lembaga Penelitian (Lemlit) UHAMKA.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Widiasanti,  A.  Ayu,  and  H.  Hermawan, “Analisis Penempatan Sel Surya Pada Atap Setengah  Lingkaran  Sebagai  Aplikasi Sistem  Tenaga  Off  Grid,” Transient ,  vol.
II, no. 3, pp. 791–798, 2013.
[2] F.  Afif  and  A.  Martin,  “Tinjauan  Potensi dan Kebijakan Energi Surya di Indonesia,” J. Engine Energi, Manufaktur, dan Mater. , vol.  6,  no.  1,  p.  43,  2022,  doi: 10.30588/jeemm.v6i1.997.
[3] S.  Armstrong  and  W.  G.  Hurley,  “A thermal  model  for  photovoltaic  panels under  varying  atmospheric  conditions,” Appl.  Therm.  Eng. ,  vol.  30,  no.  11–12, pp.  1488–1495,  2010,  doi:  10.1016/j. applthermaleng.2010.03.012.
[4] J. Kaldellis and D. Zafirakis, “Experimental investigation of the optimum  photovoltaic  panels’  tilt  angle during  the  summer  period,” Energy ,  vol.
38,  no.  1,  pp.  305–314,  2012,  doi: 10.1016/j.energy.2011.11.058.
[5] E.  Sánchez  and  J.  Izard,  “Performance  of photovoltaics  in  non-optimal  orientations: An  experimental  study,” Energy  Build. , vol. 87, pp. 211–219, 2015, doi: 10.1016/j.enbuild.2014.11.035.
[6] C. Y. Lee, P. C. Chou, C. M. Chiang, and C.  F.  Lin,  “Sun  tracking  systems:  A review,” Sensors ,  vol.  9,  no.  5,  pp.  3875– 3890, 2009, doi: 10.3390/s90503875.
[7] M.  Kacira,  M.  Simsek,  Y.  Babur,  and  S. Demirkol,  “Determining  optimum  tilt angles  and  orientations  of  photovoltaic panels  in  Sanliurfa,  Turkey,” Renew. Energy ,  vol.  29,  no.  8,  pp.  1265–1275, 2004, doi: 10.1016/j.renene.2003.12.014.
[8] E.  Biyik et  al. ,  “A  key  review  of building  integrated  photovoltaic  (BIPV) systems,” Eng. Sci. Technol. an Int. J. , vol. 20,  no.  3,  pp.  833–858,  2017,  doi: 10.1016/j.jestch.2017.01.009.
[9] B.  P.  Jelle,  C.  Breivik,  and  H.  Drolsum Røkenes, “Building integrated photovoltaic products:  A  state-of-the-art  review  and future research opportunities,” Sol. Energy Mater.  Sol.  Cells ,  vol.  100,  no.  7465,  pp. 69–96,  2012,  doi:  10.1016/j.solmat.2011. 12.016.
[10]  Y. Wang, W. Tian, J. Ren, L. Zhu, and Q. Wang,  “Influence  of  a  building’s integrated-photovoltaics  on  heating  and cooling loads,” Appl. Energy , vol. 83,  no.
9,  pp.  989–1003,  2006,  doi:  10.1016/j. apenergy.2005.10.002.
[11]  A.  Kane  and  V.  Verma,  “Performance enhancement of building integrated photovoltaic  module  using  thermoelectric cooling,” Int.  J.  Renew.  Energy  Res. ,  vol.
3, no. 2, pp. 320–324, 2013.
[12]  R.  A.  Agathokleous  and  S.  A.  Kalogirou, “Double  skin  facades  (DSF)  and  building integrated photovoltaics (BIPV): A  review of configurations  and heat transfer characteristics,” Renew.  Energy ,  vol.  89, pp.  743–756,  2016,  doi:  10.1016/j.renene. 2015.12.043.
[13]  B. P. Jelle, “Building integrated photovoltaics: A concise description of the current  state  of  the  art  and  possible research pathways,” Energies , vol. 9, no. 1, pp. 1–30, 2016, doi: 10.3390/en9010021.
[14]  T.  Zhang,  M.  Wang,  and  H.  Yang,  “A review  of  the  energy  performance  and life-cycle assessment of building- integrated  photovoltaic  (BIPV)  systems,”
Energies ,  vol.  11,  no.  11,  2018,  doi:
10.3390/ en11113157.
[15]  B. P. Jelle and C. Breivik, “State-of-the-art building integrated photovoltaics,” Energy Procedia ,  vol.  20,  no.  1876,  pp.  68–77, 2012, doi: 10.1016/j.egypro.2012.03.009.
[16]  C.  Good,  I.  Andresen,  and  A.  G.  Hestnes, “Solar energy for net zero energy buildings - A comparison between solar thermal, PV and photovoltaic-thermal (PV/T) systems,” Sol.  Energy ,  vol.  122,  no.  2015,  pp.  986– 996,  2015,  doi:  10.1016/j.solener.2015.10.
013.
[17]  V.  Delisle  and  M.  Kummert,  “A  novel approach  to  compare  building-integrated
photovoltaics/thermal air collectors to side- by-side  PV  modules  and  solar  thermal collectors,” Sol.  Energy ,  vol.  100,  pp.  50– 65,  2014,  doi:  10.1016/j.solener.2013.09. 040.
[18]  G.  Tsalikis  and  G.  Martinopoulos,  “Solar energy  systems  potential  for  nearly  net zero  energy  residential  buildings,” Sol. Energy ,  vol.  115,  no.  2015,  pp.  743–756,
2015, doi: 10.1016/j.solener.2015.03.037.
[19]  A.  Naveen  Chakkaravarthy,  M.  S.  P. Subathra,  P.  Jerin  Pradeep,  and  N.  Manoj Kumar,  “Solar  irradiance  forecasting  and energy  optimization  for  achieving  nearly net  zero  energy  building,” J.  Renew. Sustain.  Energy ,  vol.  10,  no.  3,  2018,  doi: 10.1063/1.5034382.
[20]  H.  Feng,  X.  Tian,  S.  Cao,  J.  Zhao,  and  S. Deng,  “Match  performance  analysis  for  a solar-driven  energy  system  in  net  zero energy  building,” Energy  Procedia ,  vol. 88, pp. 394–400, 2016, doi:
10.1016/j.egypro. 2016.06.010.
[21]  S.  K.  Sharma,  “Zero  energy  building envelope  components:  A  review,” Int.  J. Eng. Res. Appl. , vol. 3, no. 2, pp. 662–675, 2013.
[22]  A.  D.  Jones  and  C.  P.  Underwood,  “A thermal  model  for  photovoltaic  systems,” Sol.  Energy ,  vol.  70,  no.  4,  pp.  349–359, 2001,doi:10.1016/S0038-092X(00)001493.
[23]  F.  Dincer  and  M.  E.  Meral,  “Critical Factors  that  Affecting  Efficiency  of  Solar Cells,” Smart Grid Renew. Energy , vol. 01, no. 01, pp. 47–50, 2010, doi:
10.4236/sgre.2010. 11007. [24]  R.  Gaos,  Yogi  Sirodz,  “Pengembangan Model Pendingin Kabin City Car Bertenaga Surya Menggunakan Photovoltaics  (  PV )  dan  Thermoelectric ( TEC ),” vol. 10, no. 1, pp. 34–40, 2019.
[25]  A.  Luque  and  S.  Hegedus, Handbook  of Photovoltaic  Science  and  Engineering , First. Chichester, West Sussex: John Wiley & Sons,2011.doi:10.1002/9780470974704.
[26]  S.  H.  Yoo  and  E.  T.  Lee,  “Efficiency characteristic of building integrated photovoltaics  as  a  shading  device,” Build. Environ. ,  vol.  37,  no.  6,  pp.  615–623, 2002, doi: 10.1016/S0360-1323(01)00071- 3.
[27]  A.  Hasyim,  Jatmiko,  “Daya  Keluaran Panel Sel Surya,” Simp.  Nas.  RAPI  XI  FT UMS , pp. 52–57, 2012.