## DIFFRACTION: Journal for Physics Education and Applied Physics
http://jurnal.unsil.ac.id/index.php/Diffraction e-ISSN: 2685-7723

## Komparasi Potensi Bahan Panel Surya Berdasarkan Iklim Kota Tasikmalaya

## Langgeng Kanugrahan, Eko Sujarwanto
*
1 Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Siliwangi, Kota Tasikmalaya, Indonesia

## Abstrak
Kota  Tasikmalaya  berada  di  daerah  ekuator  sehingga  memiliki peluang  memperoleh  radiasi  matahari  sebagai  sumber  energi listrik. Namun, karena masalah efisiensi, karakter geografis, dan karakter astronomis, pemanfaatan sinar matahari sebagai sumber energi  memiliki  tantangan  sekaligus  potensi.  Penelitian  ini bertujuan  membandingkan  panel  surya  dengan  cara  mengkaji penelitian sebelumnya supaya diketahui bahan panel surya yang cocok  digunakan  di  wilayah  Kota  Tasikmalaya.  Metode  yang digunakan  adalah  kajian  pustaka.  Kajian  pustaka  dilakukan dengan  mengkaji  sumber-sumber  ilmiah  terkait  dengan  bahan panel  surya  dan  faktor  yang  berpengaruh  pada  efisiensi  panel surya.  Secara  lebih  terperinci,  peneliti  fokus  pada  efisiensi berbagai  bahan  panel  surya  dalam  menghasilkan  daya.  Bahan yang  menjadi  fokus  kajian  adalah Monocrystalline  PV , Polycrystalline  PV ,  dan Amorphous  PV .  Penelitian  ini menyimpulkan iklim dapat mempengaruhi panel surya Kandidat bahan panel surya paling potensial yang sesuai dengan karakter iklim  Kota  Tasikmalaya  serta  berdasarkan  kelebihan  dan kerugiannya  adalah  panel  surya  yang  terbuat  dari  bahan Polycrystalline PV.
Masuk: 25 Juni 2022
Diterima: 24 Juli 2022 Diterbitkan: 25 Juli 2022 Kata kunci: Panel  Surya,  Kota Tasikmalaya,
Monocrystalline PV , Polycrystalline PV , Amorphous PV

## PENDAHULUAN
Indonesia berada di daerah ekuator sehingga  memiliki  peluang  memperoleh radiasi  matahari  sebagai  sumber  energi listrik  (Utama,  2019).  Intensitas  radiasi harian  matahari  di  Indonesia  sebesar 4,8kW/m 2 per  hari  (Afriyani  et  al.,  2019). Sementara  itu,  kebutuhan  energi  di Indonesia  semakin  meningkat  berbanding lurus dengan meningkatnya pertumbuhan ekonomi dan pertambahan jumlah penduduk  (Ali  &  Pandria,  2019).  Peluang memanfaatkan  energi  radiasi  matahari cukup  menjanjikan  jika  dilihat  dari berlimpahnya sumber energi tersebut.
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  di  Indonesia  saat  ini  ternyata masih  belum  terlalu  dimanfaatkan  jika dibanding  pembangkit  listrik  bertenaga sumber  daya  fosil.  Data  menunjukkan bahwa  pada  2019  hanya  terpasang  PLTS
dengan daya 85,62 MW (Sutijastoto, 2019). Nilai tersebut jauh dari target sebesar 550 WP  pada  tahun  2019.  PLTS  masih  belum diminati  karena  tidak  sebanding  harga pembangunan Solar  Home  System (SHS) dengan  daya  listrik  yang  dihasilkan (Frastuti & Royda, 2020).
Efisiensi panel surya merujuk pada perbandingan  daya  keluaran  panel  surya dengan  daya  masukan  panel  surya  dalam yang dinyatakan dalam persentase (Napitupulu dkk., 2017). Setiap jenis panel surya  memiliki  efisiensi  salah  satunya bergantung pada bahan penyusun utamanya  (Napitupulu dkk.,  2017). Efisiensi  dapat  juga  dipengaruhi  oleh peningkatan suhu pada panel surya akibat faktor-faktor  luar  (Sumbodo  dkk.,  2018). Faktor-faktor  luar  tersebut  antara  lain sudut jatuh sinar matahari di suatu tempat dan kondisi klimatologi.
Kondisi
Klimatologi  misalnya  ketebalan  awan, tingkat curah hujan, dan suhu lingkungan panel surya (Ali & Pandria, 2019).
Daerah-daerah di Indonesia memiliki iklim berbeda-beda walau secara umum  berada  di  daerah  ekuator.  Hal  ini karena luasnya wilayah Indonesia, elevasi tiap  wilayah  Indonesia,  dan  wilayah Indonesia  yang  terdiri  atas  kepulauan. Salah  satu  daerah  yang  unik  Kota Tasikmalaya. Kota Tasikmalaya termasuk beriklim  tropis  basah  namun  suhunya cukup  rendah  karena  termasuk  wilayah pegunungan. Selain itu, Kota Tasikmalaya dekat dengan wilayah pantai ( Kementerian Pekerjaan  Umum  dan  Perumahan  Rakyat, 2017 ). Iklim tropis basah tersebut terlihat dari lamanya musim hujan di Tasikmalaya yaitu 8 bulan  (Kementerian  Pekerjaan  Umum  dan Perumahan  Rakyat,  2017).  Keadaan  alam yang  berupa  perbukitan  menyebabkan  rata- rata suhu Tasikmalaya berkisar 25,7 o C dengan rentang  suhu  terendah  21,1 o C  dan  tertinggi 27,9 o C. Dengan keadaan alam seperti di atas, penggunaan PLTS memiliki tantangan sekaligus potensi.
Potensi  penggunaan  PLTS  di  Kota Tasikmalaya  sebagai  sumber  energi alternatif  perlu  lebih  dulu  dikaji  secara mendalam.  Hal  ini  supaya  mendapatkan panel  surya  dengan  bahan  yang  sesuai dengan karakter wilayah
Kota
Tasikmalaya.  Kesesuaian  bahan  akan berdampak  pada  optimalisasi  pada  aspek efisiensi panel surya.
Dengan dihasilkannya kajian terhadap  bahan-bahan  panel  surya, diharapkan  akan  diketahui  bahan  panel surya  yang  memiliki  potensi  paling  tinggi untuk  digunakan  sebagai  kandidat  bahan panel  surya  di  Kota  Tasikmalaya.  Tujuan penelitian  ini  adalah  membandingkan panel  surya  dengan  cara  mengkaji penelitian  sebelumnya  supaya  diketahui bahan panel surya yang cocok digunakan di wilayah Kota Tasikmalaya.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  adalah kajian pustaka. Kajian pustaka dilakukan dengan  mengkaji  sumber-sumber  ilmiah terkait  dengan  bahan  panel  surya  dan
faktor  yang  berpengaruh  pada  efisiensi panel  surya.  Sumber-sumber  terdiri  atas artikel penelitian. Cakupan kajian dibatasi pada keadaan iklim, suhu lingkungan, dan bahan panel surya. Secara lebih terperinci, peneliti  fokus  pada  efisiensi  berbagai bahan  panel  surya  dalam  menghasilkan daya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengaruh Iklim Wilayah Terhadap Panel Surya
Berkaitan  dengan  iklim,  matahari merupakan  salah  satu  faktor  bagi  bumi yang mengendalikan iklim (Winarno et al., 2019).  Matahari  berperan  menyediakan energi  untuk  proses  tersebut.  Energi tersebut  dipancarkan  melalui  radiasi matahari  (Winarno  dkk.,  2019).  Radiasi matahari  yang  sampai  ke  Bumi  dan diterima  panel  surya  cenderung  memiliki nilai  konstan  saat  cuaca  cerah  dan berkurang  pada  saat  mendung  maupun hujan  (Ali  &  Pandria,  2019).  Perubahan tersebut  disebabkan  oleh  perbedaan kerapatan  awan,  curah  hujan,  suhu lingkungan,  dan  sudut  jatuhnya  sinar matahari di bumi (Ali & Pandria, 2019).
Ketebalan  awan  yang  berada  di atmosfer  bumi  dapat  menyebabkan penurunan intensitas cahaya matahari ke Bumi (Anggreni dkk., 2018) . Saat ketebalan semakin  besar,  semakin  kecil  cahaya matahari  yang  mengenai  permukaan Bumi.  Hal  tersebut  akan  berakibat  pada semakin  kecil  ya  energi  radiasi  matahari yang  bisa  dimanfaatkan  untuk  panel surya.
Posisi  kemiringan  panel  surya perlu  disesuaikan  dengan  kemiringan sudut  jatuh  sinar  matahari  (Afriyani dkk., 2019). Nilai radiasi matahari yang mengenai panel surya dapat dioptimalkan  dengan  menentukan sudut  kemiringan  optimal  (Ali  & Pandria,  2019).  Kemiringan  panel surya lazimnya dimiringkan menghadap  ke  arah  ekuator  (Ali  & Pandria, 2019).
Karakteristik Klimatologi Kota Tasikmalaya Kota  Tasikmalaya  yang  secara astronomis berada di antara 108 o 08’38” BT sampai  108 o 24’02”  BT  dan di  antara  7 o 10’ LS  sampai  7 o 26’32”  LS  (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2017).  Letak  tersebut  mengakibatkan Tasikmalaya secara umum beriklim tropis dan penyinaran matahari sepanjang tahun dengan  rata-rata  waktu  penyinaran matahari yang tidak berbeda jauh Berdasarkan  tipe  curah  hujan Schmidt  &  Ferguson,  Kota  Tasikmalaya merupakan  wilayah  dengan  tipe  hujan  C yang  berarti  mempunyai  4  bulan  kering (curah hujan < 100 mm) dan 8 bulan basah (curah  hujan  >  200  mm)  (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2017).  Rerata  curah  hujan  per  bulan sekitar  278,55  mm  dengan  curah  hujan tertinggi  dimulai  Januari  sampai  April. Rerata  curah  hujan  terendah  dimulai bulan September sampai
Oktober
(Kementerian  Pekerjaan  Umum  dan Perumahan  Rakyat,  2017).  Hal  ini diperkuat  dengan  data  dari  Badan Meteorologi,  Klimatologi,  dan  Geofisika (Karnawati, 2020) .
Bahan Panel Surya Monocrystalline PV Monocrystalline PV merupakan  sel surya  yang  mempunyai  karakteristik berwarna  hitam,  bersumber  dari silicon ingot yang dipotong dan berbentuk bundar atau  segi  delapan  (Mustofa  dkk.,  2016). Kekurangan Monocrystalline  PV adalah modul yang tidak rapat. Modul yang tidak rapat  menjadikannya  sebagai  kerugian dalam  menyerap  panas  (Mustofa  dkk., 2016).  Lebih  lanjut,  tidak  akan  berfungsi baik  ditempat  yang  cahaya  mataharinya kurang dan efisiensinya akan turun drastis dalam  cuaca  berawan  (Utama,  2019). Keuntungan menggunakan Monocrystalline PV adalah  untuk  lahan yang  sempit  dengan  intensitas  cahaya matahari  tinggi  menjadikan  sel  surya Monocrystalline PV sangat baik digunakan (Mustofa  dkk.,  2016). Monocrystalline  PV
menghasilkan daya listrik dengan efisiensi 14 % sampai 17% (Suwarti dkk., 2018).
Polycrystalline PV Polycrystalline PV merupakan  sel surya dengan karakter bentuk kotak-kotak rapat (Mustofa dkk., 2016). Polycrystalline PV memiliki  susunan  kristal  yang  acak (Utama, 2019). Polycrystalline PV memiliki efisiensi  pada  kisaran  11,5%  sampai  14%
(Suwarti dkk., 2018).
Kekurangan penggunaan Polycrystalline PV adalah tingkat
efisiensi kurang dari
Monocrystalline  PV dan  memerlukan  luas lahan  yang  lebih  besar  (Napitupulu  dkk.,
2017). Keuntungan
penggunaan Polycrystalline PV adalah dapat digunakan energi  lebih  optimal  di  keadaan  kurang cahaya (Napitupulu dkk., 2017).

## Amorphous PV
Amorphous  adalah  panel  surya yang  berasal  dari  bahan  non-kristal (Kristiawan  dkk.,  2019).  Jenis  ini digunakan  untuk  alat  elektronik  kecil seperti kalkulator (Utama, 2019). Kekurangan  penggunaan Amorphous  PV adalah  efesiensi  yang  tidak  stabil  dan buruk  (Sariman  dkk.,  2019).  Hal  ini berkaitan  dengan  tidak  terstrukturnya bahan  Amorphous  (Sariman  dkk.,  2019). Amorphous  mempunyai  efisiensi  9% sampai  14%  (Utama,  2019).  Kelebihan bahan Amorphous  PV adalah  luas  panel surya  yang  dibutuhkan  bisa  berukuran kecil,  sehingga  daya  per  luas  permukaan yang  dihasilkan  lebih  besar  daripada Monocrystalline PV atau Polycrystalline PV (Napitupulu dkk., 2017).

## Pengaruh  Suhu  terhadap  Kinerja  Panel Surya
Pada  bagian  ini  akan  disampaikan data  eksperimen  berdasarkan  kajian pustaka mengenai pengaruh suhu terhadap kinerja panel surya.
Sariman  dkk.  (2019)  melakukan penelitian  tentang  panel  surya  dan  suhu. Hasil penelitian Sariman dkk. menunjukkan  kaitan  hubungan  daya keluaran  terhadap  suhu  dengan  efisiensi. Data  tersebut  diambil  dari  wilayah
Palembang  yang  memiliki  iklim  tropis dengan  suhu  rata-rata  21 o C  sampai  32 o C dan  curah  hujan  22  sampai  428  mm  per tahun  (Portal  Resmi  Pemerintah  Kota Palembang, 2019). Sariman dkk. melakukan pengukuran mulai pukul 07.00 WIB  sampai  pukul  17.00  WIB.  Hasil pengukuran  menunjukkan,  pada  saat  itu suhu  terendah  adalah  24 o C  dan  tertinggi 45 o C.  Perbandingan  data  rerata  tegangan listrik  dan  arus  listrik  yang  dihasilkan adalah tegangan Amorphous PV diperoleh 29,04  V,  tegangan Monocrystaline  PV diperoleh 31,04 V, tegangan Polycrystaline PV 30,04  V,  arus  listrik Amorphous  PV diperoleh 1,038 A, arus listrik Monocrystaline PV diperoleh 1,538 A, arus Listrik Polycrystaline PV 1,138 V. Penelitian  Adeeb  dkk.  (2019) menunjukkan  kaitannya  panel  surya mengenai pengaruh suhu terhadap penurunan efisiensi panel surya. Penelitian ini dibandingkan keadaan STC ( Standard Test Conditions ) dengan insiden radiasi  matahari  1000  W/m 2 ,  temperatur sel  surya  sebesar  25 o C.  (Adeeb  d.,  2019). Penelitian  diperoleh  data  penurunan efisiensi Amorphous  PV , Monocrystalline PV dan Polycrystalline  PV terhadap  suhu berturut turut -0,0984%, -0,109%, -0,124% per 1 o C. Penelitian Rosyid (2016) menunjukkan  bahwa Amorphous  PV , Monocrystalline PV , dan Polycrystalline PV memiliki  rasio  performa  berturut-turut sekitar 0,8 sampai 0,9; 0,8 sampai 1,0; dan 0,7 sampai 0,9. Amorphous PV , Monocrystalline PV , dan Polycrystalline PV memiliki  efisiensi  berturut-turut  sekitar 7% sampai 8%, 14% sampai 16%, dan 10% sampai  13%.  Daya  Keluaran Amorphous PV , Monocrystalline PV ,
dan Polycrystalline  PV berturut-turut  berkisar antara  3  sampai  5  Wh/Wp,  4  sampai  6 Wh/Wp, dan 2 sampai 4 Wh/Wp.
Berdasarkan  karakter  jenis  bahan panel  surya  yang  diperoleh  dari  kajian penelitian  sebelumnya  diketahui  bahwa Monocrystalline PV tidak dapat digunakan  sebagai  bahan  penyusun panel  surya  di  Tasikmalaya  secara optimal. Penyebab hal ini adalah Kota
Tasikmalaya  memiliki  iklim  basah dengan bulan basah sebanyak 8 bulan. Bulan  basah  yang  panjang  memiliki potensi  ketebalan  awan  tinggi  yang dapat mengganggu dari kerja Monocrystalline PV . Penelitian  Sariman  dkk.  (2019) menunjukkan  bahwa  daya  yang dihasilkan  panel  surya  mengalami ketidakstabilan  salah  satu  akibatnya dari perubahan suhu sehingga efisiensi mengalami fluktuasi. Penelitian Adeeb dkk.  (2019)  menunjukkan  Amorphous lebih unggul dibanding Polikristal dan Monokristal untuk energi keluaran per bulan.  Penelitian  Adeeb  dkk.  (2019) juga menunjukkan penurunan efisiensi Amorphous PV lebih rendah dibandingkan Monocrystalline
PV ataupun Polycrystalline  PV .  Hal  ini berarti daya keluaran yang dihasilkan Amorphous PV lebih tinggi dibandingkan Monocrystalline PV
ataupun Polycrystalline PV .

## SIMPULAN
Penelitian  ini  telah  mengkaji sumber  literatur  artikel  ilmiah  yang dimuat  di  jurnal  ilmiah  mengenai  faktor- faktor  yang  mempengaruhi  kinerja  panel surya.  Hasil  kajian  selanjut  dihubungkan dengan keadaan klimatologis Kota Tasikmalaya yang nantinya berguna untuk memberi  masukan  tentang  bahan  yang sesuai  untuk  panel  surya  di  Kota Tasikmalaya. Penelitian ini menyimpulkan iklim  dapat  mempengaruhi  panel  surya melalui  ketebalan  awan,  curah  hujan, temperature  lingkungan,  maupun  sudut kemiringan sinar matahari yang sampai di bumi lebih tepatnya sudut optimal antara panel surya dan matahari. Kandidat bahan panel  surya  paling  potensial  yang  sesuai dengan  karakter  iklim  Kota  Tasikmalaya serta berdasarkan kelebihan dan kerugiannya  adalah  panel  surya  yang terbuat dari bahan Polycrystalline PV .

## REFERENSI
Adeeb,  J.,  Farhan,  A.,  &  Al-Salaymeh,  A. (2019).  Temperature  Effect  on Performance of Different Solar Cell Technologies .  Journal  of  Ecological Engineering, 20(5),  249-254 . DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/1 05543
Afriyani,  A.D.,  Prasetya,  S.,  &  Filzi,  R. (2019).  Analisis  Pengaruh  Posisi Panel  Surya  terhadap  Daya  yang dihasilkan  di  PT  Lentera  Bumi Nusantara. Prosiding Seminar Nasional  Teknik  Mesin  Politeknik Negeri  Jakarta (2019),  176-183.
URL: http://jurnal.pnj.ac.id/index.php/snt m/article/view/2016
Ali,  S.,  Pandria,  TMA.  (2019).  Penentuan Sudut  Kemiringan  Optimal  Panel Surya  Untuk  Wilayah  Meulaboh.
Jurnal  Mekanova, 5(1).  DOI: https://doi.org/10.35308/jmkn.v4i1.1
580.
Anggreni, R., Muliadi., & Adriat, R. (2018). Analisis  Pengaruh  Tutupan  Awan Terhadap Radiasi Matahari di Kota Pontianak. PRISMA FISIKA, 6(3), 214-219. DOI: http://dx.doi.org/10.26418/pf.v6i3.28 896. Frastuti,  M.,  Royda.  (2020).  Faktor Ekonomi yang Mempengaruhi Minat  Konsumen Untuk Menggunakan  Sistem  Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Atap  di  Kota  Palembang. BISEI:
Jurnal Bisnis dan Ekonomi  Islam, 5(2),  49-60.  ISSN  LIPI  2541-2671. URL: http://ejournal.unhasy.ac.id/index.p hp/bisei/article/view/1122 Karnawati,  D.  (2020). Prakiraan  Musim Hujan  2020/2021  di  Indonesia .
Badan  Meteorologi,  Klimatologi, dan Geofisika Kementerian  Pekerjaan  Umum  dan Perumahan Rakyat. (2017). Rencana Program   Investasi Infrastruktur  Jangka  Menengah (RPI2-JM)  Bidang  Cipta  Karya Kota Tasikmalaya . Indonesia:
Sistem  Informasi  Perencanaan  dan Penganggaran Direktorat Keterpaduan Infrastruktur Permukiman. URL: http://sippa.ciptakarya.pu.go.id/sipp a_online/ws_file/dokumen/rpi2jm/D OCRPIJ_ff8ac13548_BAB%20IIBab %202%20Kota%20Tasikmalaya.pdf (3 Januari 2021) Kristiawan,  H.,  Kumara,  I.N.S.,  & Giriantari,  I.A.D.  (2019).  Potensi Pembangkit Listrik   Tenaga  Surya Atap  Gedung  Sekolah  di  Kota Denpasar. Jurnal  SPEKTRUM,
6(4 ) . ISSN 2684-9186. URL: https://ojs.unud.ac.id/index.php/spe ktrum/article/view/55330 Mustofa,  Magga,  R.,  &  Arifin,  Y.  (2016). Komparasi Modul Surya Monocrystalline, Polycrystalline dan  Paralel  Poly-Monocrystalline pada   Photovoltaic Thermal . Jurnal MEKTRIK, 3(2). ISSN 2356 4792
Napitupulu,  RAM.,  Simanjuntak  S.,  &
Sibarani  S.  (2017). Pengaruh Material Monokristal dan Polikristal  Terhadap  Karakteristik Sel Surya 20 Wp dengan Trackingsistem Dua Sumbu (Laporan Penelitian). LPPM Universitas  HKBP  Nommensen Medan Rosyid, O.A., (2016). Comparative Performance Testing of Photovoltaic Modules  in  Tropical  Climates  of Indonesia. AIP Conference Proceedings  1712,  020004 .  DOI: https://doi.org/10.1063/1.4941865 Sariman,  dkk.  (2019).  Analisa  Efisiensi Pengaruh Parameter Cahaya Matahari  pada  Fotovoltaik  100Wp Jenis  Polikristal,  Monokristal  dan
Amorphous  di  Laboratorium  Riset Teknologi  Energi  Unsri  Indralaya. Prosiding  AVoER  XI  2019, 2019, 363-368. ISBN: 978-979-190-72-4-8 Utama, A.C. (2019). Analisa Perbandingan Daya  Output  PLTS  Menggunakan Pantulan Cahaya Kaca Cermin dan Cahaya Matahari Langsung
(Skripsi). Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara. Winarno, G.D., Harianto, S.P., & Santoso, R.  (2019). Klimatologi  Pertanian . Pusaka Media.