Vol. 14. No. 03, September 2023: 128-131 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Rancang Bangun Sistem Solar Panel Portable
Jaka Persada Sembiring * , Try Susanto, Imas Stiyawan
Teknik Elektro, Universitas Teknokrat Indonesia, Lampung * jakapersada@teknokrat.ac.id
Abstrak—Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan  energi  terbarukan  yang  ramah  lingkungan  dengan memanfaatkan energi alam yaitu sinar matahari sebagai sumber utama,  sumber  energi  matahari  juga  dapat  digunakan  untuk mengatasi  krisis  energi  yang  ramah  lingkungan,  mengurangi pemanasan global (global warming) dan pencemaran udara. PLTS bekerja berdasarkan energi matahari akan diubah menjadi energi listrik dengan memanfaat panel surya atau solar cell. Tujuan dari penelitian  ini  dengan  melakukan  perancangan  dan  membuat suatu perangkat portable PLTS untuk masyarakat (dalam lingkup umum)  yang  berkativitas  dan  bekerja  diluar  rumah  yang  tidak terjangkau  energi  listrik.  Solar  cell  yang  digunakan  berjenis polycristaline  dengan  kapasitas  30  Wp,  dilengkapi  SCC  10A, baterai 3.5Ah dan inverter, beban lampu 10 Watt (AC), satu unit box panel. Perlu juga adanya pemantauan tegangan dan arus guna memudahkan  pada  saat  proses  perawatan,  perancangan  alat monitoring  arus  dan  tegangan  menggunakan  microcontroller arduino  uno  dengan  pembacaan  sensor  menggunakan  ACS712 dan sensor tegangan DC. Hasil penelitian menunjukan keluaran solar panel dengan rata-rata tegangan yang dihasilkan 19.4 V dan rata-rata arus 0.5 A dilakukan pengambilan data selama 4 jam. Hasil  pengukuran  output  beban,  pada  pengujian  pengecasan handphone  dengan  lama  waktu  pengecasan  30  menit  mampu menambah daya handphone sebanyak 20 persen dan menghabiskan  tegangan  0.50  Volt  pada  baterai.  Kemudian pengujian beban lampu 10 Watt selama 30 menit menghabiskan tegangan 0.7 Volt pada baterai.
Kata Kunci— ACS712, Arduino uno, Energi terbarukan, PLTS portable, Sensor tegangan DC.

## I. P ENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negara  ketergantungan  terhadap  energi listrik  yang  saat  ini  meningkat,  baik  berasal  sektor  industri, perkantoran,  perumahan  dan    tempat  tinggal      tangga membutuhkan  listrik.  tenaga  listrik  banyak  digunakan  untuk usaha serta menunjang kegiatan masing-masing seperti  tempat wisata,  parapetani,  nelayan,  dan  pemilik  kebun  yang membutuhkan  penerangan  buat  mendukung  proses  kerja mereka. tetapi peningkatan kebutuhan listrik ini tidak sebanding dengan  ketersediaan  listrik  yang  terdapat  dan    justru  akan semakin berkurang Jika tidak terdapat cara untuk mengantisipasi hal  tersebut.  Penggunaan  energi  dari  bahan  bakar  gas,  diesel serta  batu  bara  saat  ini  kurang  efektif  karena  energi  ini  akan habis, harganya juga terbilang mahal dan tentu saja tidak ramah lingkungan juga tidak bisa diperbaharui [1]
Daerah  tropis  seperti  Indonesia  mempunyai  potensi  yang besar  untuk  memanfaatkan  energi  matahari  menjadi  energi listrik dikarenakan Indonesia negara geografis yang  berada pada
garis  khatulistiwa  sehingga  indonesia  mendapatkan  sinar matahari  yang  berkesinambungan  sepanjang  tahunnya.  Suatu pembangkit  yang  memanfaatkan  energi  matahari  ialah Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  yang  merupakan suatu solusi dalam menangani masalah ini. Pembangkit Listrik Tenaga  Surya  (PLTS)  termasuk  ke  dalam  energi  terbarukan yang  ramah  lingkungan  dan  tidak  menyebabkan  polusi. Memanfaatkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang berskala  kecil  terlebih  dahulu  guna,  memastikan  fungsi  serta kegunaannya [2].
Mengubah  energi  matahari  menjadi  energi  listrik  yaitu dengan  memanfaatkan  bantuan  alat  yang  bekerja  berdasarkan proses photovoltaic yaitu berupa Solar Cells (sel surya) . Energi listrik searah Direct Current (DC) bisa didapatkan langsung oleh sinar  matahari  menggunakan  perangkat  panel  surya  berbentuk sel. Sel-sel pada panel surya mengubah tenaga matahari menjadi tenaga listrik melalui photovoltaic
Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)[3][4][5]  sebagai  sumber  energi  listrik alternative bagi masyarakat,  sudah  banyak  dikembangkan  untuk  beberapa penelitian saat ini seperti pada penelitian penggunaan sel surya disatukan dengan tenaga angin sebagai pembangkit listrik hanya terpusat  pada  kebutuhan  listrik  rumah  tangga  saja  sehingga model  sistem  pembangkit  harus  terpasang  permanen  dia  area sekitar  rumah [1]  Hal  ini  tidak  efektif  dan  kurang  efisien terutama  bagi  masyarakat  yang  bekerja  di  luar  rumah  seperti pemilik  tempat  wisata,  petani,  nelayan,  serta  pemilik  kebun, sehingga  terdapat  suatu  sistem portable yang  berfungsi memudahkan  untuk  penggunaannya  karena  alat  bersifat  tidak permanen  dan  bisa  dibawa  kemana  saja.  Model  panel  surya pembangkit  listrik  pada  peneliti  ini  menggunakan solar  cell berjenis polycristaline mempunyai  desain  dan  dimensi  yang kecil  dengan  ketebalan  30  millimeter  (mm),  panjang  420  mm dan lebar 280 mm sehingga memudahkan untuk dibawa kemana saja sehingga akan lebih memudahkan untuk penggunaanya.

## II. P ENELITIAN T ERKAIT
Pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan [1] bahwa perangkat  dapat  bekerja  dengan  baik  karena  mampu  memberi daya  pada perangkat  listrik  DC  dan  mengisi daya ponsel  serta perangkat  output.  Hasil  pengukuran  pada  keluaran  lampu  DC menunjukkan  tegangan  yang  dihasilkan  antara  12,44  hingga 12,54  volt,  sedangkan  arusnya  0,86  amp.  Sedangkan pengukuran  di  stasiun  pengisian  ponsel  berkisar  antara  4,95 hingga 5,2 volt dan 0,54 amp pada arus konstan. Berikutnya [2] melakukan penelitian mnggunakan baterai 12V  7Ah menghasilkan  lama  waktu  pemakaian  kebutuhan  listrik  untuk beban penerangan dan fotosintesis sebesar 1,4 jam, yaitu mulai dari jam 17.45 wib. sampai dengan jam 19.05 wib. Selain hasil perhitungan  penelitian  ini  juga  menghasilkan  prototipe  desain
DOI: 10.22441/jte.2023.v14i3.002
dan instalasi Unit PLTS 40 Wp sebagai suplai daya listrik untuk lampu  penerangan  dan  fotosintesis.  Berikutnya  [3]  melakukan penelitian  monitoring  yang  menghasilkan  pengukuran  dari setiap  sensor  dapat  diproses  secara  langsung  dan  ditampilkan dalam  bentuk  grafik  pada  kondisi  real  time  serta  dapat memonitor  performa  tersebut  secara  jarak  jauh  atau  melalui internet.
Metode  pemantauan  ( monitoring )  [6]  panel  surya  saat  ini hanya  mengumpulkan  data  parameter  keluaran  panel  surya dalam bentuk teks file dengan format tertentu. Kekurangan dari penilitian ini data ini tidak dapat diambil langsung pada kondisi real  time. Maka  dari  itu  penelitian  yang  akan  dilakukan  oleh penulis merancang  alat monitoring akan  digunakan  untuk pencatatan  data output secara real-time .  Alat  yang  dirancang penulis  menggunakan  sensor  arus  dan  sensor  tegangan  [7] sehingga mendapatkan nilai arus dan tegangan dari panel surya dengan  data  yang  secara  otomatis  ditampilkan  pada Liquid Crystal Display (LCD) menjadi interface monitoring.

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN

## A. Metode
Pelaksanaan  penelitian  ini  dilakukan  dalam  beberapa tahapan guna mempermudah dan memperjelas arah penelitian, berikut  tahapan  yang  dilakukan  penulis  dalam  penyelesaian penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Studi Literatur
Srudi  literatur  dilakukan  untuk  menambah  informasi  dan referensi  bagi  penulis  guna  merancang  alat  pembangkit solar panel portable yang lebih modern.
2. Observasi
Obsevasi  bertujuan untuk  mengumpulkan data-data secara cermat dilokasi penelitian.
3. Identifikasi Masalah
Identifikasi  masalah  bertujuan  untuk  menentukan  suatu permasalahan  setelah  dilakukannya  observasi  serta pengumpulan data.
4. Studi Konsultasi Studi  Konsultasi  bertujuan  untuk  berkonsultasi  dengan pembimbing  mengenai  penulisan  laporan  dan  desain  alat yang akan dirakit.
5. Studi Perancangan Alat
Studi  perancangan  alat  bertujuan  untuk  merancang  dan membuat alat pembangkit listrik solar panel portable .
6. Implementasi
Setelah perancangan selesai, selanjutnya
diimplementasikan  dalam  bentuk  pembuatan  sebuah  alat untuk fermentasi tempe
7. Analisis
Menganalisis pada arus dan tegangan yang dihasilkan pada Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  dan monitoring arus tegangan output pada beban. [8][9][10]

## B. Diagram Alir Sistem Kerja Alat
Adapun diagram alir sistem kerja alat yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1. Diagaram alir sistem kerja  alat  yang  akan  digunakan  pada  penelitian  ini  dengan dimulainya saat penyerapan sinar matahari menggunakan panel surya  kemudian  disearahkan  kebaterai  menggunakan  SCC
( Solar  Charger  Controller) yang  berfungsi  untuk  efisinsi pengecasan  kebaterai.  Kemudian  energi  listrik  yang tersimpan dibaterai  berupa energi  listrik  dc  akan dirubah  menjadi  energi listrik  ac  menggunakan  inverter  sehingga  beban  akan dihidupkan menggunakan  energi  listrik  ac.  Arus dan tegangan pada output solar panel yang masuk di solar charger controller akan dimonitor. Setelah diperoleh hasil dari pengukuran sensor arus dan tegangan nilai yang telah didapatkan dari sensor arus dan tegangan akan ditampilkan LCD sebagai media monitor.
Gambar 1. Diagram Alir Alat

## C. Perancangan Diagram Blok Sistem
Perancangan  blok  diagram  merupakan  tahap  awal  untuk pembuatan  alat  yang  akan  dibuat.  Tahapan  ini  berguna  untuk menetukan  peralatan  apa  saja  yang  dapat  mendukung  sistem yang  akan  dibuat  dengan  maksimal  merupakan gambaran dari blok diagram  sistem  yang dapat  dilihat pada gambar 2  berikut ini.
solar  panel yang  dapat  menyerap  energi  matahari  dan merubah  energi  panas  matahari  menjadi  energi  listrik, kemudian  energi  listrik  akan  diproses  menggunakan solar charge controller yang berfungsi  untuk  mengecas baterai  dan melakukan  otomatisasi  pada  saat  pengisisan  beterai.  Energi listrik yang tersimpan di baterai berupa energi listrik DC yang akan  diubah  menjadi  AC  menggunakan inverter untuk menghidupkan  beban.  Kemudian  arus  dan  tegangan  yang dihasilkan oleh panel surya akan diproses menggunakan solar charger  controller kemudian  nilai  arus  dan  tegangan akan diambil  menggunakan  sensor  arus  dan  tegangan.  Nilai  yang didapat dari sensor arus dan tegangan akan mengirimkan data ke  Arduino  Uno  kemudian  nilai  yang  didapat  akan ditampilakan di Lcd sebagai media monitor.
Selanjutnya  akan  dilakukan  perancangan  perangkat  keras dari  blok  diagram  sistem  dengan  menggabungkan  komponen yang  digunakan  dengan  aplikasi  fritzing.  Pada  perancangan perangkat  keras  merupakan  tahapan  lanjutan  dari  pembuatan alat  solar  panel portable yang  menggunakan  sensor  ACS712 dan  sensor  tegangan  sebagai  sensor  pembaca  nilai  arus  dan tegangan. Bahasa pemograman yang digunakan untuk program menggunakan Bahasa C++ dan menggunakan USB arduino uno untuk  mengirim  program  dan  mengkonfirmasikan  bahasa program ke arduino uno. Adapun perancangan alat yang dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini.
Gambar 3. Rangkaian Skematik
D. Perancangan Dan Desain Alat
Pada  tahapan  ini  peneliti  melakukan  perancangan  desain alat  dalam  bentuk  desain  rancangan  3D.  Desain  3D  alat  dan peletakan panel surya dan komponen lainnya dapat di lihat pada gambar 4 berikut.

## IV. H ASIL DAN P EMBAHSAN

## A. Hasil Penelitian
Hasil  pengujian  dan  analisa  alat  berisikan  pengujian  alat yang  dilakukan  pada  saat  siang  hari  diruang  terbuka  yang terpapar matahari Bertepatan di dua tempat yang berbeda yaitu diperumahan  dan  dipersawahan.  Guna  untuk  perbandingan yang  memiliki  potensi  pengisian  ke  baterai  lebih  cepat. Dilakukan  secara  langsung  dari  hasil  pengujian  alat  akan dilakukan analisa pembahasan.

## Data Pengecasan Diperumahan
Penelitian ini dilakukan diperumahan selama 4 jam dimulai dari jam 11.00 WIB sampai jam 15.00 WIB dikarenakan pada kurung waktu tersebut intensitas cahaya matahai bernilai tinggi dan pada jam tersebut energi matahari dalam keadaan optimal.
Tabel 1. Data Pengecasan Dipeumahan
Jam Input Solar Cell Cuaca Tegangan (V) Arus (A) Daya (W) 11.00 12.6 0.37 4.66 Cerah 12.00 12.8 0.40 5.12 Cerah 13.00 12.9 0.44 5.67 Cerah 14.00 13.0 0.24 3.12 Cerah 15.00 12.9 0.21 2.70 Berawan
Berdasarkan  dari  tabel  1,  data  pengecasan  solar  cell kebaterai  yang  dilakukan  diperumahan  terlihat  kenaikan tegangan  0.4  Volt  dari  pukul  11.00  sampai  pukul  15.00.  Dari pukul  14.00 sampai 15.00 terjadi penurunan tegangan sebesar 0.1  Volt  saat  cuaca  berawan.  Hal  ini  disebabkan  karena intensitas matahari berubah-ubah setiap jam, dapat disimpulkan juga  bahwa  terdapat  kenaikan  tegangan  tertinggi  pada  pukul 14.00  yaitu  sebesar  13.0  Volt  saat  cuaca  cerah,  dikarenakan pengisian ke baterai dalam keadaan optimal. Grafik pengecasan diperumahan dapat dilihat pada gambar 5 berikut.

## Gambar 51. Grafik Pengecasan Diperumahan
Pada gambar diatas Pengecasan baterai menggunakan solar cell,  pada  baterai  terdapat  kenaikan  tegangan  dipukul  11.00 yaitu 12.6 V, pukul  12.00  12.8 V, pukul  13.00 12.9 V, pukul 14.00 13.0 V dan pukul 15.00 yaitu 12.9 V. Dari keseluruhan kenaikan  tegangan  tersebut  memiliki  kenaikan  tegangan tertinggi 13.0 V.

## Data Pengecasan Dipersawahan
Penelitian ini dilakukan dipersawahan selama 4 jam dimulai dari jam 11.00 WIB sampai jam 15.00 WIB dikarenakan pada
kurung waktu tersebut intensitas cahaya matahai bernilai tinggi dan pada jam tersebut energi matahari dalam keadaan optimal.
Tabel 2. Data Pengecasan Dipersawahan
Jam Input Solar Cell Cuaca Tegangan (V) Arus (A) Daya (W) 11.00 12.0 0.31 3.72 Cerah 12.00 12.5 0.42 5.25 Cerah 13.00 12.8 0.46 5.88 Cerah 14.00 13.0 0.52 6.76 Cerah 15.00 12.9 0.29 3.74 Berawan
Dari  tabel  2,  data  pengecasan  solar  cell  kebaterai  yang dilakukan dipersawahan terlihat kenaikan tegangan 1 Volt dari pukul 11.00 sampai pukul 15.00. Dari pukul 14.00 sampai 15.00 terjadi  penurunan  tegangan  sebesar  0.1  Volt  saat  cuaca berawan.  Hal  ini  disebabkan  karena  intensitas  matahari berubah-ubah  setiap  jam,  dapat  disimpulkan  juga  bahwa terdapat  kenaikan  tegangan  tertinggi  pada  pukul  14.00  yaitu sebesar  13.0  Volt  saat  cuaca  cerah,  dikarenakan  pengisian  ke baterai  dalam  keadaan  optimal.  Grafik  pengecasan  di persawahan dapat dilihat pada gambar 6 berikut.

## Gambar 6. Data Pengecasan Dipersawahan
Pada  gambar  6,  dapat  dianalisa  bahwa  terjadi  penurunan tegangan lebih besar pada saat charge handphone dan Lampu dalam  keadaan  on  bersamaan (beban  total)  selama  30  menit. Dikarenakan  tegangan  dipergunakan  untuk  melakukan pengisian ke baterai pada handphone dan menghidupkan lampu 10  watt . Pada  saat  10  menit  pertama  terjadi  pengurangan tegangan  dari  12.80  Volt  menjadi  12.33  Volt,  pada  10  menit kedua (20 menit) terjadi pengurangan 12.33 Volt ke 11.83 Volt dan  pada  10  menit  ketiga  (30  menit)  terjadi  pengurangan tegangan  dari  11.83  Volt  menjadi  11.40  Volt.  Dapat disimpulkan  bahwa  pada  setiap  10  menit  terjadi pengurangan tegangan dengan rata-rata 0.47 Volt.

## V. K ESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah  dilakukan dapat disimpulkan bahwa  penelitian  ini  telah  menyelesaikan  perancangan  serta pembuatan alat portable PLTS yang dapat dipergunakan untuk charge handphone serta menyalakan lampu AC untuk keperluan masyarakat yang beraktivitas diluar rumah diwilayah yang tidak terjangkau energi listrik. Pada perancangan solar panel portable total  beban  pemakaian  harian  adalah  30  Watt  dengan
menggunakan panel surya 30 Wp memerlukan waktu 7,48 jam untuk  mengisi  baterai  3.12  Ah  hingga  baterai  terisi  penuh. Setelah dilakukan pengujian pengecasan baterai dari solar panel selama  4  jam  didua  tempat  berbeda  yaitu  diperumahan  dan dipersawahan  terdapat  kenaikan  selisih  tegangan  pada  baetrai yaitu  sebesar  0,6  Volt.  Solar  panel portable yang telah  selesai dirakit  keseluruhan  memiliki  spesifikasi  dengan  tinggi  53  cm, lebar 42 cm, ketebalan 27 cm dan berat 6,7 kg.

## D AFTAR P USTAKA
[1] R.  Baharuddin,  “Rancang  Bangun  Sistem  Mini  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya (PLTS) Portable,” JTT (Jurnal Teknologi Terpadu) , vol.
9, no. 1, pp. 65–70, Apr. 2021, doi: https://doi.org/10.32487/jtt.v9i1.1087.
[2] T.  Yuwono,  “Desain  Dan  Aplikasi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya Sebagai Suplai Daya Penerangan Dan Fotosintesis,” JES (Jurnal Elektro Smart) , vol. 1, no. 1, pp. 26–33, 2021.
[3] R.  R.  A.  Siregar,  N.  Wardana,  and  L.  Luqman,  “Sistem  Monitoring Kinerja Panel Listrik Tenaga Surya Menggunakan Arduino Uno,” Jetri , vol. 14, no. 2, pp. 81–100, Feb. 2017.
[4] A. Julisman, I. D. Sara, and R. H. Siregar, “Prototipe Pemanfaatan Panel Surya  Sebagai  Sumber  Energi  Pada  Sistem  Otomasi  Stadion  Bola,” Kitektro , vol. 2, no. 1, pp. 35–42, 2017.
[5] S. Saodah and S. Utami, “Perancangan Sistem  Grid Tie Inverter pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya,” ELKOMIKA J. Tek. Energi Elektr. Tek.  Telekomun.  Tek.  Elektron. ,  vol.  7,  no.  2,  p.  339,  2019,  doi: 10.26760/elkomika.v7i2.339.
[6] H.  Suryantoro,  “Prototype  Sistem  Monitoring  Level  Air  Berbasis Labview  dan  Arduino  Sebagai  Sarana  Pendukung  Praktikum Instrumentasi Sistem Kendali,” Indonesian Journal of Laboratory , Aug. 2019, doi: https://doi.org/10.22146/ijl.v1i3.48718.
[7] T. P. Satya, F. Puspasari, H. Prisyanti, and E. Ruthma, “Perancangan Dan Analisis Sistem Alat Ukur Arus Listrik Menggunakan Sensor ACS712 Berbasis Arduino Uno Dengan Standard Clampmeter,” Simetris: Jurnal Teknik Mesin, Elektro dan Ilmu Komputer , vol. 11, no. 1, pp. 39–44, Apr. 2020, doi: https://doi.org/10.24176/simet.v11i1.3548.
[8] C. Jalaludin and T. Pangaribowo, “Optimasi Daya Keluaran Pada Solar Panel  Dengan  Metode  Tracking  Berbasis  Internet  Of  Things,” Jurnal Teknologi  Elektro ,  vol.  12,  no.  1,  pp.  6–6,  Jan.  2021,  doi: https://doi.org/10.22441/jte.2021.v12i1.002.
[9] M. F. Zambak, K. Lubis, and A. Faisal, “Rancang Bangun Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  Pada  Laboratorium  Teknik  UMSU Menggunakan Simulasi PVSyst,” Jurnal Teknologi Elektro , vol. 14, no. 2, pp. 72–72, Jun. 2023, doi: https://doi.org/10.22441/jte.2023.v14i2.003.
[10] G. Hashmi, Md. Shamim Hasan, M. Haque, and Md. Habibur Rahman, “Portable  solar  panel  efficiency  measurement  system,” SN  Applied Sciences , vol. 2, no. 1, Dec. 2019, doi: https://doi.org/10.1007/s42452- 019-1851-z.