## PENGARUH SUHU PADA DAYA KELUARAN MODUL FOTOVOLTAIK DENGAN PENAMBAHAN REFLEKTOR DI SAMARINDA
Suratno 1
1 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Samarinda Politeknik Negeri Samarinda, Kalimantan Timur e-mail : suratnopolnes@gmail.com
Abstract — The heat that occurs in photovoltaic modules is significantly affected by environmental conditions and the installation  of  photovoltaic  panels.  The  addition  of  a reflector  can  increase  surface  temperature  and  further increase  output  power.  In  general,  the  high  working temperature  in  photovoltaics  can  reduce  the  value  of output  power  production.  However,  there  were  two phenomena when testing in Samarinda, which are 7 th -  and 8 th phenomena.  The  7 th phenomenon  occurs  when  the surface  temperature  rises,  the  output  power  will  rise. Meanwhile, the 8 th phenomenon happens when the surface temperature  rises,  the  output  power  decreases.  The distribution  pattern  of  these  phenomenon  shows  that  the 7 th phenomenon  occurs  twenty  times,  while  the  eighth phenomenon  occurs  twenty-five  times  with  an  even distribution  pattern.  Moreover,  the  8th  phenomenon  is more  common  than  the  7 th phenomenon  during  five  days of observation.
Keywords  :  Solar  module,  Solar  reflector,  Electrical power.

## I . P ENDAHULUAN
Energi yang terdapat dari cahaya matahari disebut energi matahari, dan dapat dikonversikan menjadi daya listrik. Energi ini dirubah menjadi energi listrik menggunakan bahan silikon, bisa disebut dengan fotovoltaik [1].
peningkatan  radiasi  matahari  juga  dapat  meningkatkan daya  keluaran  dengan  menggunakan  reflektor,  berfungsi sebagai  alat  bantu  untuk  memantulkan  cahaya  matahari  ke panel  fotovoltaik.  Modul  fotovoltaik  umumnya  berada  di ruangan  terbuka  sehingga  menyebabkan  modul  terpapar  oleh cuaca.  Cuaca  pada  lingkungan  selalu  mengalami  perubahan yang  fluktuatif.  dan  kondisi  inilah  yang  menyebabkan  suhu pada panel fotovoltaik juga mengalami perubahan [2].
Suhu  pada  modul  fotovoltaik  disebabkan  juga  oleh kondisi  cuaca  dan  kecepatan  angin.  Peningkatan  suhu  pada permukaan  modul  fotovoltaik  dapat  menurunkan  daya keluaran [3].
Pada  paper  ini  meneliti  pengaruh  suhu  permukaan terhadap  modul  fotovoltaik  yang  menggunakan  reflektor terkait  dengan  daya  keluaran  beserta  data  dari  modul fotovoltaik  tanpa  reflektor  sebagai  pembanding  daya  tinggi atau rendah.

## II. T INJAUAN P USTAKA
A . Jenis Panel Surya
Jenis pertama, yaitu jenis yang terbaik dan yang terbanyak digunakan  masyarakat  saat  ini,  adalah  jenis  monokristalin seperti  ditunjukkan  dalam  gambar  2.4.  Panel  ini  memiliki tingkat efisiensi antara 12 sampai 14% [4].
Jenis  kedua  adalah  jenis  polikristalin  atau  multikristalin seperti  yang  ditunjukkan  dalam  gambar  2.5.  Terbuat  dari banyak potongan silikon yang membentuk  wafer pada modul. Karena  ada  banyak  kristal  di  setiap  sel,  sehingga  elektron sedikit  kurang  bebas  untuk  bergerak.  dengan  tingkat  efisiensi antara 10 sampai 12% [4].

## B. Reflektor Modul Fotovoltaik
Tipe  dan  jenis  dari  reflektor  modul  fotovoltaik  dapat mempengaruhi  suatu  hasil  daya  yang  dikeluarkan.  Terdapat jenis-jenis  dari  bahan  reflektor,  yaitu  dengan  bahan aluminium , stainless steel ,dan chrome film . Meningkatnya daya keluaran  ketika  dipasangkan  reflektor  berbahan chrome  film lebih  besar  ketimbang  reflektor  berbahan aluminium ,  dan stainless steel [5].

## C.  Jumlah dari Reflektor
Panel fotovoltaik diberi 2 reflektor pada penelitian,terdapat  opsional  untuk  memilih  jumlah  pada reflektor  di  panel  fotovoltaik,  ada  yang  memakai  1,2,dan  4 pasang  reflektor.  Umumnya  penggunaan  reflektor  hanya memakai 1 atau 2 reflektor saja [5].

## D.  Model Persamaan Modul Fotovoltaik
Daya  masukan  yang  merupakan  sebuah  perkalian  antara intensitas  radiasi  matahari  yang  diterima  dengan  luas  area modul fotovoltaik, sebagaimana dinyatakan dalam :
P in = Ir x A
(2.1) Di mana P in adalah daya input (Watt), Ir adalah Iradiansi matahari  (Watt/m 2 ),  dan  A  adalah  luas  area  permukaan modul  fotovoltaik  (m 2 )  [6].  Untuk  mengetahui  nilai  dari daya yang dihasilkan oleh modul fotovoltaik, daya keluaran bisa dihitung dengan rumus sebagai berikut :
P out = V oc x I sc x FF                   (2.2)
Di  mana  P out adalah  daya  yang  dihasilkan  modul fotovoltaik  (Watt),  V oc adalah  tegangan  rangkaian  terbuka (Volt),  I sc adalah  Arus  hubung  singkat  pada  panel fotovoltaik  (Ampere),  dan  FF  adalah Fill  factor [6].  Untuk mencari  nilai  dari Fill  factor dapat  diperoleh  dengan menggunakan rumus :
FF = V oc – ln (V oc + 0.72) / V oc + 1 (2.3)
Untuk  mencari  efisiensi  pada  sebuah  modul  fotovoltaik [6]. bisa didapatkan melalui rumus :
η = Daya Keluaran x 100% (2.4)
Daya Masukan
Efisiensi merupakan perbandingan dari daya yang dihasilkan dan dengan daya yang diterima oleh modul fotovoltaik [6].

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN

## A. Gambaran Umum Sistem
Gambaran  pada  sistem  pada  Gambar  3.1  yang  terkait pada  modul  fotovoltaik  dengan  reflektor  maupun  tidak. Fotovoltaik  dengan  reflektor  memiliki  sudut  kemiringan sebesar  0 ° dan  sudut  kemiringan  reflektor  sebesar  45° . Fotovoltaik  tanpa  reflektor  memiliki  sudut  sebesar  5° khususnya  pada  daerah  dekat  garis  khatulistiwa.  Cahaya yang  disebarkan  oleh  matahari    pada  modul  menimbulkan daya  listrik,  untuk  mendapat  data  pengukuran  pada  modul, penulis  mengukur  tegangan open  circuit (Voc)  dan pengukuran  arus  hubung  singkat  (Isc)  menggunakan multimeter  digital Setelah  itu  dilakukan  pengukuran  pada
suhu  permukaan  pada  modul  fotovoltaik  menggunakan IR Thermometer .
Gambar 3.1 Gambaran umum sistem modul fotovoltaik

## IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Pengaruh  Suhu  Terhadap  Tegangan  Pada  Modul
Surya  Tanpa  Reflektor  dan  Dengan  Menggunakan Reflektor
Hasil pengukuran pengaruh suhu permukaan panel surya terhadap  tegangan  keluaran  berdasar  pengamatan  hari pertama  sampai  dengan  hari  kelima  ditunjukkan  dalam Gambar  4.1.  Istilah  modul  1  dan  2  pada  gambar  berturut- turut menyatakan panel tanpa dan dengan reflektor.
(a) (b)
(c) (d) (e)
Gambar  4.  1  Fungsi  Tegangan  pada  Suhu  (a)  Hari Pertama (b) Hari Kedua (c)    Hari Ketiga (d) Hari keempat (e) Hari Kelima
Dari  hasil  pengamatan  terhadap  kelima  grafik  dalam Gambar 4.1 diperoleh 3 fenomena yang terjadi, yaitu :
1. Fenomena Pertama (1)
Ketika  suhu  permukaan  naik,  tegangan  keluaran turun tanpa memandang apakah modul menggunakan  reflektor  atau  tidak.  Fenomena kenaikan  suhu  akan  menurunkan  tegangan  sesuai dengan yang dijelaskan pada [6].
2. Fenomena Kedua (2)
Tegangan pada modul yang menggunakan reflektor lebih  tinggi  dibanding  modul  tanpa  reflektor walaupun  suhu  permukaan  lebih  tinggi.  Hal  ini sesuai  dengan  penelitian  [7]  menyatakan  bahwa penggunaan  reflektor  dapat  meningkatkan  jumlah cahaya  matahari  yang  mengenai permukaan  modul sehingga tegangan akan meningkat.
3. Fenomena Ketiga (3)
Walaupun  suhu  pada  modul  tanpa  reflektor  lebih tinggi  dibanding  modul  dengan  reflektor,  tegangan yang  dihasilkannya  jauh  lebih  besar.  Pada  saat  itu, seluruh  permukaan  panel  tanpa  reflektor  terpapar oleh  sinar  matahari,  sementara  permukaan  panel dengan  reflektor  tidak  seluruhnya  terpapar  sinar matahari  karena  terhalang  oleh  reflektor.  Kemudian, karena temperatur udara tidak terlalu panas, kenaikan temperatur  permukaan  panel  tidak  serta  merta menurunkan tegangan panel tanpa reflektor sebagaimana  yang  telah  terjadi  pada  fenomena pertama.
Dari kelima grafik dan fenomena-fenomena tersebut, dapat dibuat  tabel  untuk  mempermudah  pembacaan  pola  fenomena yang  terjadi  pada  seluruh  hari  dan  waktu  pengukuran,  seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.6.
Tabel 4. 6 Sebaran Fenomena 1, 2, dan 3 Selama 5 Hari Pengamatan
B. Pengaruh  Suhu  Terhadap  Arus  Pada  Modul  Surya Tanpa Reflektor dan Menggunakan Reflektor
(b) (c) (d)
(e)
Gambar 4. 2 Fungsi Arus Pada Suhu (a) Hari Pertama (b) Hari Kedua (c) Hari Ketiga (d) Hari keempat (e) Hari Kelima
Ternyata,  dari  kelima  grafik  dalam  Gambar  4.2  juga diperoleh adanya 3 fenomena sebagai berikut :
1. Fenomena Keempat (4)
Arus  pada  modul  fotovoltaik  mengalami  penurunan ketika  suhu  permukaan  lebih  tinggi.  Terjadi  baik pada  panel  dengan  reflektor  maupun  tidak.  Berdasar tabel  hasil  penelitian  yang  dilakukan  pada  [8]
Menunjukkan pada waktu-waktu tersebut penambahan cahaya yang diakibatkan oleh meratanya  suhu  tetapi  tidak  meratanya  intensitas matahari  karena  sebaran  dari  cahaya  matahari  tidak terlalu  memantulkan  cahaya  ke  permukaan  modul disebabkan  oleh  posisi  matahari  yang  bergerak.  Dan juga  adanya  reflektor  akan  menghalangi  angin  yang berasal  dari  timur  atau  dari  barat  sehingga  sirkulasi udara tidak maksimal.
2. Fenomena Kelima (5) Ketika  suhu  permukaan  naik,  arus  (Isc)  juga  naik terjadi baik dengan reflektor maupun tidak. Fenomena ini  sesuai  dengan  yang  dijelaskan  pada  [6]  yang menyatakan  bahwa  penggunaan  reflektor  dapat menaikkan arus hubung singkat.
3. Fenomena Keenam (6) Suhu  permukaan  modul  fotovoltaik  dengan  reflektor atau  tanpa  reflektor  memiliki  perbedaan  suhu  tetapi arus  (Isc)  sama  besar.  Dimana  suhu  pada  permukaan panel  dengan  reflektor  lebih  tinggi  dibanding  panel yang tidak menggunakan reflektor.
Dari kelima grafik dan fenomena-fenomena tersebut, dapat dibuat  tabel  untuk  mempermudah  pembacaan  pola  fenomena yang  terjadi  pada  seluruh  hari  dan  waktu  pengukuran,  seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.7.
Tabel 4. 7 Sebaran Fenomena 1, 2, dan 3 Selama 5 Hari Pengamatan
D. Pengaruh Suhu Terhadap Daya Keluaran Pada Modul Surya Tanpa Reflektor Dengan Menggunakan Reflektor (a) (b) (d) (e)
Gambar 4. 3 Fungsi Daya Keluaran Pada Suhu (a) Hari Pertama  (b)  Hari  Kedua  (c)  Hari  Ketiga (d) Hari keempat (e) Hari Kelima
tampak  bahwa  daya  keluaran  lebih  banyak  dipengaruhi oleh  arus  dibanding  oleh  tegangan.  Hal  itu  tampak  dari kurva  daya  keluaran  yang  lebih  mirip  dengan  kurva  arus dibanding kurva tegangan. Kemudian hasil pengamatan juga menunjukkan  bahwa  hanya  terdapat  dua  fenomena  berbeda yang muncul, yaitu fenomena ke tujuh dan ke delapan yang penjelasannya adalah sebagai berikut :
1. Fenomena Ke Tujuh (7)
Ketika  suhu  permukaan  naik,  daya  keluaran  akan naik. Selisih daya keluaran yang terjadi antara kedua jenis  percobaan  bermacam-macam,  Fenomena  ini sesuai dengan yang dijelaskan pada [6,8].
2. Fenomena Ke Delapan (8)
Daya  keluaran  pada  modul  fotovoltaik  mengalami penurunan  ketika  suhu  permukaan  lebih  tinggi. Berdasar penelitian yang dilakukan pada [8], dikatakan pada  waktu-waktu  tertentu  intensitas  matahari  turun dan  suhu  tinggi  disebabkan  beberapa  faktor  salah satunya pengaruh dari cuaca yang berawan (fluktuatif) sedangkan  panel  fotovoltaik  tidak  memiliki  sirkulasi udara  yang  baik  pada  saat  itu  sehingga  suhu  masih dalam  keadaan  tinggi.  Dan  juga  perubahan  intensitas matahari lebih cepat dibanding perubahan suhu.
Tabel  4.  1  Sebaran  Fenomena  7  dan  8  Selama  5  Hari Pengamatan
( c )
(a)
(b) (c) (d) (e)
Gambar  4.  4  Fungsi  Efisiensi  Pada  Suhu  (a)  Hari Pertama (b) Hari Kedua (c) Hari Ketiga (d)
Hari keempat (e) Hari Kelima
Dari  kelima  gambar  tersebut  diperoleh  3  fenomena  yang terjadi sebagai berikut :
1. Fenomena Pertama (9)
Ketika suhu permukaan naik, efisiensi (%) akan naik. Tanpa  memandang  pemakaian  reflektor  atau  tidak.
Selisih  efisiensi  (%)  Fenomena  ini  sesuai  dengan yang dijelaskan pada [6]. 2. Fenomena Kedua (10) Efisiensi pada modul fotovoltaik mengalami penurunan  walaupun  suhu  permukaan  lebih  tinggi. Menunjukkan  bahwa  pada  waktu-waktu  tersebut penambahan  cahaya  yang  diakibatkan  oleh  tidak meratanya  intensitas  matahari  karena  sebaran  dari cahaya matahari tidak terlalu memantulkan cahaya ke permukaan  modul  disebabkan  oleh  posisi  matahari yang  bergerak  dan  juga  bisa  ditimbulkan  oleh  cuaca yg  fluktuatif.  Dan  juga  adanya  reflektor  akan menghalangi  angin  yang  berasal  dari  timur  atau  dari barat sehingga sirkulasi udara tidak maksimal.
Dari kelima grafik dan fenomena-fenomena tersebut, dapat  dibuat  tabel  untuk  mempermudah  pembacaan pola  fenomena  yang  terjadi  pada  seluruh  hari  dan waktu pengukuran, seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.9.
Tabel  4.  2  Sebaran  Fenomena  9  dan  10  Selama  5  Hari Pengamatan

## V. K ESIMPULAN
1. Terdapat  dua  fenomena  yang  didominasikan  oleh fenomena  kedelapan  di  setiap  harinya.  Karena  daya keluaran  yang  diproduksi  oleh  modul  fotovoltaik mengalami  penurunan  dan  suhu  permukaan  mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan  oleh  menurunnya intensitas matahari  dengan  cepat  dan  suhu  permukaan  yang menurun dengan lambat.
2. Efisiensi  memiliki  dua  fenomena  yang  didominasikan oleh  fenomena  kesepuluh  di  setiap  harinya.  Hal  ini
disebabkan  pada  waktu-waktu  tersebut  tidak  meratanya intensitas  matahari  karena  sebaran  dari  cahaya  matahari tidak  terlalu  memantulkan  cahaya  ke  permukaan  modul disebabkan  oleh  posisi  matahari  yang  bergerak  dan  juga bisa ditimbulkan oleh cuaca yg fluktuatif.
3. Dilihat dari trend pada tabel percobaan. Suhu permukaan modul  fotovoltaik  dengan  reflektor  paling  tinggi  sebesar 60°C.  Suhu  nominal  (Tnoct)  yang  ada  pada  spesifikasi sebesar  ±50°C.  Oleh  sebab  itu  ada  keadaan  dimana  arus (Isc) akan naik dan melebihi dari batas maksimal (1,23 A) yaitu  sebesar  1,30  A.  Kemudian  tegangan  (Voc)  yang diluar  batas  kerja  modul  fotovoltaik  yaitu  sebesar  22  V sedangkan  pada  nameplate  modul  hanya  21,8  V.  Lalu daya keluaran pada nameplate sebesar 20 W. Tetapi pada jam  tertentu  modul  dengan  reflektor  memiliki  daya  lebih tinggi sebesar 22 W.

## R EFERENSI
[1] K.  Jäger,  O.  Isabella,  A.  H.  Smets,  R.  A.  van  Swaaij and    M.  Zeman,  Solar  Energy,  Delft:  Delft  University of  Technology, 2014.
[2] E. A. Setiawan and K. Dewi, “Impact of two types flat reflector materials on solar panel characteristics,”
World Academy of Science, Engineering and
Technology, pp. 188-198, 2013.
[3] K.  H.  Khwee,  “Pengaruh  Temperatur  Terhadap Kapasitas    Daya  Panel  Surya  (Studi  Kasus: Pontianak),” pp. 23-26,  2013.
[4] Janaloka, “Perbedaan panel surya monocrystalline dan Polycrystalline,”  4  Mei  2018.  [Online].  Available: https://janaloka.com/apa-perbedaan-panel- suryamonocrystalline-dan-polycrystalline/.
[5] J.  Rizk,  A.  Hellany  and  M.  Nagrial,  “Reflectors  and Concentrators for Solar Panels,” pp. 194-199.
[6] M.  e.  yohana  and  B.  Heriyanto,  “Pengaruh  suhu permukaan photovoltaic module 50 watt peak terhadap daya  keluaran  yang  dihasilkan  menggunakan  reflektor dengan variasi sudut reflektor 0,50,60,70,80.,” pp. 1-6.
[7] Prastica, R. H. (2016). Analisis Pengaruh Penambahan Reflektor  Terhadap  Tegangan  Keluaran  Modul  Solar Cell. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta
[8] Subandi and S. Hani, “Korelasi Suhu Dan Intensitas
Cahaya Terhadap Daya Pada Solar Cell,” Prosiding
Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST), pp. C31 - C40, 2014.