## RANCANG  BANGUN PEMBANGKIT TENAGA SURYA (PLTS) 200WP UNTUK SUPLAI DAYA SISTEM KENDALI DAN MONITORING PEMELIHARAAN TANAMAN MEDIA AIR
Oleh : Ahmad Nurus Sifa 1 , Triyono 2 ,Akhmad Jamaah Firdaus 3 , Mohammad Khambali 4 Mahasiswa dan Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl.Prof . Sudarto SH,Tembalang Semarang 50275

## Abstrak
Kebutuhan  akan  penggunaan  energy  listrik  pada  era  sekarang  semakin  meningkat.  Oleh  sebab  itu diperlukan sumber energy listrik yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan dengan tujuan supaya bisa menjaga kelestarian alam serta dapat memenuhi kebutuhan akan energy listrik. Salah satu bentuk dari sumber energy  listrik yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan metode off grid merupakan pembangkit listrik yang berdiri sendiri dan bergantung pada sinar matahari seutuhnya. Analisa data dilakukan dari hasil pengamatan hasil pemasangan Pembangkit Listrik Tenaga surya , antara lain total beban puncak pada system kendali dan monitoring pemeliharaan tanaman media air adalah  69,38 Watt dan disuplai penuh 24  jam  menggunakan  PLTS  dengan  1  buah  PV  200WP,  baterai  berkapasitas  100Ah,  dan  inverter 1000Watt. Dalam Proses pengujian yang dilakukan pada tanggal 30 Juli – 2 Agustus 2022 pada pukul 07.00  s/d  16.00  menunjukkan  bahwa  PLTS  mampu  menyuplai  beban  dengan  baik  dan  dapat  menjadi sumber  daya  utama.  Pembuatan  PLTS  ini  berfungsi  untuk  menghemat  penggunaan  energy  listrik  dari PLN dan meningkatkan potensi sumber energy baru terbarukan yang ramah lingkungan.
Kata kunci : PLTS Off-Grid, Daya Suplai PLTS

## Abstract
The need for the use of electrical energy in the present era is increasing. Therefore we need a source of electrical energy that is renewable and environmentally friendly with the aim of being able to preserve nature and be able to meet the need for electrical energy. One form of renewable and environmentally friendly source of electrical energy is a solar power plant. Solar Power Plant with the off grid method is a  stand-alone  power  plant  that  completely  depends  on  sunlight.  Data  analysis  was  carried  out  from observations of the results of the installation of a solar power plant, including the total peak load on the control  system  and  monitoring  of  the  maintenance  of  water  media  plants,  which  is  69.38  Watt  and  is fully supplied for 24 hours using a PLTS with 1 PV 200WP, a battery capacity of 100 Ah, and 1000 Watt inverters. In the testing process carried out on July 30 – August 2 2022 from 07.00 to 16.00 it shows that PLTS  is  able  to  supply  the  load  properly  and  can  become  the  main  power  source.  Making  this  PLTS serves  to  save  the  use  of  electrical  energy  from  PLN  and  increase  the  potential  for  new,  renewable energy sources that are environmentally friendly.
Keywords : PLTS Off-Grid, PLTS Supply Power

## 1. Pendahuluan
Energi  Listrik  termasuk  kebutuhan masyarakat  yang  sangat  penting,  karena energi listrik sudah menjadi suatu kebutuhan utama untuk menunjang aktivitas  masyarakat.  Tentu  saja  energi listrik  sangat  diperlukan  untuk  menunjang kebutuhan kegiatan penanaman dan pemeliharaan tanaman hydroponik di Crspy Farm. Sebagian  besar  peralatan-peralatan penanaman dan pemeliharaan yang digunakan  di Crispy  Farm menggunakan
energi  listrik.  Dan  untuk  penyediaan  listrik di  area  penanaman  dan  pemeliharaan tanaman  hydroponik  di Crispi  Farm sepenuhnya  masih  mengandalkan  suplai daya dari PLN. Pada umumnya PLN masih menggunakan  bahan  bakar  fosil  yang dijadikan sumber bahan  bakar utama untuk membangkitkan  energi  listrik.  Seperti  yang sudah  diketahui  bahwa  bahan  bakar  fosil merupakan  bahan  bakar  yang  tidak  dapat terbarukan, selain itu bahan bakar fosil juga dinilai  masih  menghasilkan    polusi  dan
tidak ramah lingkungan.Oleh karena itu,untuk  mengatasi  kekurangan  bahan bakar serta mengurangi dampak dari Polusi tersebut,  maka  diperlukan  pengembangan mengenai  Energi  Baru  Terbarukan  (EBT). Salah satu  sumber Energi  Baru Terbarukan (EBT)  adalah  pembangkit  Listrik  Tenaga Surya (PLTS).
Penggunaan  energi  Listrik  dari  PLN dapat  mengakibatkan  ketidak  mandirian suplai  daya  pada  area  tanaman  hydroponik Crispi  Farm .  Karena  ketika  PLN  sedang mengalami  pemadaman  akibat  gangguan maupun  kegiatan  pernaikan  ,  secara langsung  suplai  daya  pada  area  tanaman hidro[ponik Crispy  Farm otomatis  akan terhenti. Atas dasar permasalahan ini, PLTS akan dijadikan sebagai sumber energi listrik utama yang bersifat mandiri dan independen  untuk  sistem  kendali  dan monitoring  pemeliharaan  tanaman  media air. Yang menjadi proyek Tugas akhir. Pada sistem ini digunakan  operasi secara off grid yang  diharapkan  PLTS  ini  bisa  menjadi sumber  energi  listrik  utama  dan  mandiri untuk  sistem  kendali  dan  monitoring pemeliharaan  tanaman  media  air.  Untuk menjaga  supaya  sumber  energi  listrik  tetap dapat  menyuplai  ke  sistem  kendali  dan monitoring pemeliharaan tanaman media air dalam kondisi cuaca yang tidak mendukung ,  maka  akan  ditambahkan  baterai  untuk menyimpan  energi  listrik  yang  dihasilkan oleh panel surya. Selain itu akan ditambahkan  sistem solar  tracking untuk memaksimalkan penegkapan sinar matahari oleh panel Surya.

## 2. Landasan Teori
Terdapat  beberapa  komponen  utama dalam  perancangan  system  pembangkit listrik  tenaga  surya,  yaitu  sel  surya, baterai, inverte r ,PLC, serta system solar tracking untuk memaksimalkan panel surya dalam  menghasilkan  energy  listrik  yang akan digunakan.

## 2.1. Sel Surya
Sebuah  sel  surya  atau photovoltaic cell(PV) adalah  perangkat  yang  mengubah
energi  matahari  menjadilistrik  oleh  efek Fotovoltaik  .  Fotofoltaik  adalah  bidang teknologi  dan  penelitian  yang  berkaitan dengan  penerapan  sel  surya  sebagai  energi surya.  Daya  dari  pembangkitan  fotovoltaik disebabkan  oleh  radiasi  yang  memisahkan pembawa muatan positip dan negatif dalam menyerap bahan.
Gambar 1. Kristal Tunggal(kanan), Poly kristaline (Tengah), dan Silikon Amorf (Kiri)
Sel  surya  terbuat  dari  berbagai  bahan dan  struktur  yang  berbeda  dalam  rangka mengurangi  biaya  dan  mencapai  efisiensi maksimum.  Ada berbagai  jenis bahan solar xll,  kristal  tunggal,  polikristal  dan  silikon amorf,  senyawa  bahan  lapisan  tipis  dan semi  konduktor  menyerap  lapisan  lainnya, yang  memberikan  sel-sel  yang  sangat efisien  untuk  aplikasi  khusus.  Sel-sel silikon  kristal  yang  paling  populer  , meskipun  mahal.  Sel  surya  tipe  amorf silikon  tipiss  yang  lebih  murah.  Lapisan silikon  amorf digunakan  dengan  baik hidrogen  dan  flourene  dimasukkan  dalam struktur.  Sebuah  sel  surya  merupakan    unit dasar  dari PV yang  merupakan  komponen utama  dari  alat  pembangkit  tenaga  listrik surya.
Dari  ketiga  jenis  sel  surya  tersebut  , terdapat  beberapa  perbedaan  kelebihan  dan kekurangan untuk  tiap  masing-masingjenis. Berikut  adalah  perbedaan  dari  jenis  sel surya yang ada.
Tabel  1.  Kelebihan  dan  kekurangan  jenis- jenis sel surya.
Pembanding Kristal Tunggal Polikristal Silikon Amorf Harga Mahal Murah Sangat mahal Efisiensi 19 % 18 % 8,5 %
Daya serap Baik saat terik, kurang saat mendun g Saat terik dibawah kristal tunggal,bai k saat mendung Baik pada saat cuaca mendu ng ataupu n terik Ukuran untuk menghasilka n  daya  syang sama Sedang Besar Sangat Besar Umur Panel 15  –  50 Tahun 10 –  25 Tahun 15 n- 30 Tahun 2.1.1. Faktor yang mempengaruhi Kinerja Panel Surya Terdapat
faktor-faktor yang mempengaruhi  besarnya  daya  keluaran yang dihasilkan oleh panel surya . Nyoman Surya  Gunawan  et,  al(2019),  berpendapat bahwa  ’faktor-faktor  yang  mempengaruhi produksi  daya  keluaran  PLTS    adalah radiasi  matahari,  suhu,  shading  (area bayang),dan  sudut  kemiringan  dari  panel surya.”
a. Radiasi Matahari
Setiap  tahunnya  kurang  lebih  terdapat 3,9  x  1024  Joule  energi  matahari  yang sampai di permukaan bumi. Di Indonesia sendiri mempunyai potensi energi matahari yang cukup baik dengan energi harian rata-rata 4,5 – 4,8 kWh/m2. .Saat Kondisi  siang  hari  yang  cerah  radiasi sinar  matahari  mampu  mencapai  1000 W/ Makkalu, et al.(2021) , menyatakan    bahwa”  Semakin  besar iradiasi yang terpancar ke panel tersebut, maka  semakin  besar  juga  arus  keluaran yang dihasilkan oleh panel  surya.” Arus
Keluaran  terbesar  yang  dihasilkan  oleh panel  sebesar  0,16  A  dengan    iradiasi sebesar  357  W/ .  Suryana  dan  Ali  ,
(2016),  menyatakan  bahwa”  Tegangan listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya tidak  hanya  bergantung  pada    iradiasi sinar  matahari  ,  tetapi  juga  pada kenaikan  temperatur  permukaan  panel surya. Semaikin tinggi temperatur permukaan  panel  surya,  tegangan  listrik
yang dihasilkan panel semakin berkurang.”
Berdasarkan  dua  penelitian  tersebut dapat  dismpulkan  bahwa  saat  panel surya  panas  ,  arus  dan  tegangan  akan berubah. Jika arus dan tegangan berubah maka daya keluaran yang dihasilkan oleh panel  juga  akan  berubah.  Terlebih  lagi jika  arus  keluaran  yang  dihasilkan  oleh panel  meningkat,  maka  suhu  panel  juga akan  meningkat  karena  modul  surya tidak  mampu  sepenuhnya  mengubah energi  cahaya  menjadi  energi  listrik. Sebagian  energi  listrik  tersebut  hilang dalam bentuk panas. Jadi, semakin besar energi  matahari  yang  terpancar  ke  panel surya  dan  panel  menghasilkan  daya keluaran yang kecil, maka efisiensi panel surya  tersebut  juga  menurun  .Hal  ini berarti  jika  panel  surya  terus  menerus terkena  sinar  matahari  yang  terik  akan menurunkan efisiensi panel tersebut.

## b. Temperatur
PLTS  membutuhkan  panel  surya  untuk menyerap radiasi matahari untuk menghasilkan  enrgi  listrik.  Panel  surya merupakan sebuah elemen
semikonduktor  yang  dapat  mengubah energi  surya  menjadi  energi  listrik. Kinerja  panel  surya  sangat  dipengaruhi oleh suhu pada panel, semakin meningkat  suhu  pada  panel  maka tegangan  keluaran  yang  dihasilkan  akan menurun.Iqtimal,Zian.et al(2018), menyatakan  bahwa  ”  Panel  surya  akan bekerja  secara  optimal  pada  suhu  25 . Semakin  besar  suhu  panel  surya  akan berdampak  pada  daya  yang  dihasilkan oleh  panel  surya”  Panel  surya  akan semakin  optimal  ketika  berhadapan langsung  dengan  matahari,  dalam  artian posisi permukaan panel surya berhadapan  langsung  dengan  iradian yang datang atau tegak lurus menghadap matahari.
Suwarti dan Wahyono (2018),
berpendapat  ”Dengan  menggunakan reflektor  ,  maka  sinar  matahari  akan lebih optimal , akan tetapi menggunakan
reflektor  menyebabkan  suhu    yang dihasilkan  panel  surya  meningkat  ”. Suhu  memiliki  peranan  penting  dalam panel surya, katrena pada saat  suhu pada panel surya tinggi,   30 , efisiensi pada panel  surya akan mengalami penurunan .  Kenaikan  suhu  permukaan  panel berdampak  pada    penelitian  dari  Abdi Guna(2021),  yaitu  ”Pada  panel  surya jenis monocrystaline didapatkan rata-rata penurunan  tegangan  akibat  kenaikan suhu  permukaan  panel  adalah  0,44V/ dengan  rata-rata  suhu  permukaan  panel 45 .  Pada  panel  surya  jenis  CIGS didapatkan rata-rata penurunan tegangan akibat  kenaikan  suhu  permukaan  panel adalah  0,02  V ,  dengan  rata-    rata suhu permukaan panel 65

## c. Shading
Salah  satu  faktor  yang  mempengaruhi besarnya  daya  keluaran  dari  panel  surya adalah  besarnya  intensitas  radiasi  sinar matahari. Selain itu , daya keluaran yang dihasilkan oleh panel surya juga bergantung  dari  efek  bayangan.  Pada implementasinya  tidak  semua  iradiasi matahari  masuk  ke  dalam  panel  surya, sehingga  tercipta    suatu  keadaan  yang disebut partial  shading atau  bayangan penuh. Efek bayangan merupakan kemungkinan terhalanginya  panel surya akibat  dari    bayangan  suatu  benda sehingga  mengakibatkan  berkurangnya radiasi    sinar  matahari  yang  dapat diterima    oleh  sel-sel  pada  panel  surya (Muhammad  Iqbal  Rois,et  al:2015). Bayangan yang terjadi sering disebabkan oleh  awan  yang  lewat,  bangunan  tinggi, menara-menara  tinggi,  pohon,  kotoran burung,  debu  dan  juga  bayangan  dari satu panel  disisi yang lain.
Terjadinya shading dapat  berpengaruh kepada  daya  keluaran  yang  dihasilkan oleh panel surya, sebagaimana penelitian yang dilakukan oleh
Andhika
Giyantara,et  al(2020)  ,  yaitu  ”Shading dapat  mengurangi  besaran  keluaran  dari panel  surya  sebesar  10  %  hingga  14%” Untuk  meningkatkan  efisiensi    daya
keluaran    yang  dapat    dihasilkan  oleh panel surya apabila terjadi shading dapat dilakukan dengan diode bypass terhubung secara paralel dengan polaritas yang berlawanan. Dalam operasi  normal  ,  setiap  sel  surya    akan dibias  maju  dan  oleh  karena  itu  dioda bypass akan dibias mundur secara efektif akan menjadi rangkaian terbuka. Namun jika  sel  surya  dibias  mundur  karena ketidaksesuaian    arus  hubung  singkat antara beberapa sel yang terhubung seri , maka dioda  bypass berjalan,  sehingga memungkinkan  arus  dari  sel  surya  yang baik mengalir di sirkit eksternal daripada membias  maju  masing-masing  sel  yang baik.  Bias  balik  maksimum  di  sel  yang buruk  dikurangi  menjadi  sekitar  satu penurunan  dioda,  sehingga  membatasi arus  dan  mencegah  pemanasan  pada  sel surya.

## d. Sudut Kemiringan Panel Surya
Permasalahan  utama  dari  sistem  PLTS adalah  jumlah  daya  yang  dihasilkan sangat bergantung pada intensitas matahari  yang diterima  oleh panel  surya dapat dimaksimalkan dengan cara memasang panel dengan sudut kemiringan  atau slope dan sudut azimut yang  tepat.  Pangestuningtyas  D.L,  et al(2013)  menyatakan  bahwa”Radiasi rata-rata    matahari  yang  diterima  oleh panel surya  yang paling tinggi diperoleh saat  panel  yang  diletakkan  pada  sudut azimut  180  yaitu  saat  panel  diletakkan menghadap  ke  arah  utara”  Besarnya sudut  kemiringan  yang  paling  tepat setiap  bulannya  bervariasi  tergantung posisi matahari dan indeks kecerahan per bulan.  Sudut  kemiringan  panel  yang dapat  menerima  radiasi  matahari  paling tinggi pada saat musim hujan  adalah 1 , sedangkan untuk musim kemarau adalah 24.

## 2.1.2. Menghitung Kebutuhan Sel Surya
Perhitungan    Kebutuhan photovoltaic panel dapat menggunakan rumus berikut :
P = A Ƞ (dalam Watt) A = (dalam m2) Keterangan: W : Daya dibangkitkan(Watt) A : Luas permukaan PV (m2) E : Radiasi matahari (W/m2) Ƞ : Efisiensi modul surya (%)

## 2.1.3. Menghitung  Jumlah  Modul  Sel Surya
Untuk  menentukan  jumlah  modul surya  yang  akan  digunakan,  ditentukan dengan persamaan berikut :
Jumlah PV Panel =
Jumlah PV Panel =
Keterangan :
P : Daya yang dibangkitkan (Wp) P : Daya maksimal panel surya yang digunakan E : Radiasi matahari (w/m2) A : Luas PV (m2) N : efisiensi PV (%) 2.2. Baterai Baterai merupakan komponen penyimpan  energi (energy  Storage) yang dihasilkan  oleh  modul Photovoltaic yang tidak  langsung  digunakan  pada  saat  radiasi matahari  rendah  (  seperti  pada  saat mendung)  atau  pada  malam  hari  .  Baterai disebut  juga accumulator .  Akumulator merupakan baterai yang mempunyai beraneka  ragam.  Menurut  Rudolf  Michael (1995:22).  Akumulator  dapat  diartikan sebagai  sel  listrik  yang  berlangsung  proses elektrokimia  secara  bolak-balik (reversible) dengan  nilai  efisiensi  yang  tinggi.  Disini terjadi  proses  pengubahan  enrgi  kimia menjadi  energi  listrik,  dan  sebaliknya dengan  cara  regenerasi  dari  elektroda  yang dipakai,  yaitu  dengan  melewatkan  arus lisyrik  dengan  arah  yang  berlawanan didalam sel-sel yang ada dalam akumulator.
Saat  pengisian,  energi  listrik  dari  luar diubah menjadi energi didalam akumulator. Sedangkan  pada  saat  pengosongan,  energi kimia  ini  diubah    menjadi  energi  listrik yang digunakan untuk mencatu energi pada peralatan elektronik. Dengan adanya proses tersebut,  akumulator  sering  dikenal  dengan elemen primer dan elemen sekunder. Untuk menentukan  jumlah  baterai  yang  akan digunakan  ,ditentukan  dengan  persamaan berikut :
Jumlah Baterai =
Keterangan : = Total Energi ( Watt-Hours ))
= Daya Baterai ( Watt-Hours)
Persentase  penggunaan  baterai  juga  dapat dihitung apabila terdapat data awal dan data akhir dari kapasitas baterai yang digunakan. Presentasi  penggunaan  baterai  dihitung menggunakan persamaan berikut :
Persentase =
Keterangan : = Total Energi ( Watt-Hours)) = Daya Baterai ( Watt-Hours)

## Gambar 2. Baterai Jenis VRLA

## 2.3. Inverter
Sebuah photovoltaic  (PV)  array , terlepas  dari  ukuran  atau  kecanggihan  , dapat  menghasilkan  hanya  tenaga  listrik arus  searah (DC). Pengisian  baterai  , misalnya dengan mudah  dilakukan dengan langsung  menghubungkan    mereka  dengan modul  surya  inverter  yang  diperlukan dalam sistem  yang memasok listrik ke arus
bolak-balik (AC) beban  atau  konsumsi PV listrik ke . Inverter merubah output DC dari array  PV dan  atau  baterai  untuk  listrik AC standar  yang sama dengan  yang disediakan oleh  utilitas  (AC  220/380  Volt).  Menurut efisiensi  inverter    pada  saat  pengoperasian adalah  antara  60-95  %  akan  tetapi  hampir rata-rata  inverter  yang  dijual  dipasaran memiliki efisiensi 95 % tergantung harganya.
Spesifikasi inverter harus sesuai dengan Battery  Charge  Controler  (BCC) yang  digunakan  .  Arus  yang  mengalir melewati inverter juga harus  sesuai  dengan arus  yang  melewati BCC. Pada  pemilihan inverter  ,  diupayakan  kapasitas  kerjanya mendekati  kapasitas    daya  yang  dilayani, hal  ini agar efisiensi  kerja inverter menjadi maksimal. Bentuk gelombang keluaran dari inverter    idealnya  berbentuk  gelombang sinus  tetapi  nyatanya    tidak  demikian karena  adanya  harmonisa    atau  arus  yang memiliki frekuensi kelipatan  dan frekuensi fundamentalnya  yang  disebabkan  oleh penggunaan  beban  non  linier  pada  sistem tenaga    yang  menimbulkan  distorsi    pada bentuk  gelombang  sinus  sehingga  bentuk gelombang tidak lagi sinus.
Pure  Sine  Wave atau true  sine  wave merupakan gelombang inverter yang hampir  menyerupai  bahkan    lebih  baik dibandingkan  dengan  gelombang  sinusoida sempurna pada jaringan listrik dalam hal ini PLN.  Dengan  total Harmonik  Distortion (THD)   3 %. Sehingga cocok untuk semua alat  elektronik.  Oleh  sebab  itu  inverter  ini juga  disebut “clean  power  supply” . Teknologi yang digunakan inverter jenis ini umumnya  disebut Pulse  Width  Modulation (PWM) yang dapat mengubah tegangan DC menjadi AC dengan  bentuk  gelombang hamper sama dengan gelombang sinusoida.
Gambar 3 Gelombang Keluaran Inverter.
Inverter gelombang sinus murni mensimulasikan  secatra  tepat  daya    AC yang  disampaikan  oleh  stop  kontak. Biasanya  inverter  gelombang  sinus  lebih mahal    maka  dimodifikasi  generator gelombang sinus karena adanya penambahan sirkuit. Biaya ini , bagaimanapun dibuat karena kemampuannnya untuk menyediakan listrik ke  semua  perangkat elektronik AC, membiarkan  beban  induktif  berjalan  lebih cepat  dan  lebih  tenang,  dan  mengurangi kebisingan  suara  dan  suara  yang  terdengan pada peralatan audio, lampu TV dan lampu neon.

## 2.4. PLC
PLC  menurut NEMA adalah  suatu jenbis  piranti    atau  perangkat  elektronik digital dengan memori yang bisa deprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yangmenjalankan fungsi yang lebih spesifik seperti  logika,  sekuen  ,timing,counting  dan aritmatika  guna  mengontrol  mesin  sesuai apa  yang  diinginkan  .  Menurut  Capiel (1982),  PLC  adalah  system  elektronik digital yang didesain untuk pemekaian pada industri.  Memakai  memori  yang  bisa deprogram  untuk  penyimpanan  secara internal
instruksi-instruksi
yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik  seperti logic, urutan  ,pewaktuan, pencacahan dan aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital  maupun  analog.  Sesuai  namanya  , ada  tiga  konsep  utama  dari PLC  yaitu Programable, Logic dan Controler. Berikut masing-masing penjelasannya.

## a. Programable
Kemampuan   menyimpan program  yang sudah dibuat ke dalam memori. Fungsinya  bisa  diubah-ubah  sesuai keinginan.

## b. Logic
Kemampuan  memproses  input  secara aritmatika  dan  logic  dengan  melakukan operasi membandingkan ,menjumlahkan,
mengurangi, negasi, memgalikan, membagi, AND,OR dan lain sebagainya.

## c. Controler
Kemampuan  mengontrol  dan  mengatur proses  agar  menghasilkan  output  yang diinginkan.

## 2.4.1. Fungsi PLC
PLC memiliki  fungsi  umum  maupun fungsi khusus, yaitu sebagai berikut :

## 1. Fungsi Umum
Beberapa kegunaan umum Logika Kontrol Terprogram yaitu  :
a. Monitoring  Plant :  memantau  atau memonitoring  system  dan  tindakan yang  diperlukan  sesuai  proses  yang dikontrol.
b. Kontrol  Sekuensial :  proses  input sinyal  biner  menjadi  output    yang dipakai  untuk  pemprosesan  teknik secara  berurutan.  Peran PLC dalam hal  ini  adalah    menjaga  agar  setiap step atau langkah selalu berada dalam urutan yang tepat alias tidak berubah- ubah.

## 2. Fungsi Khusus
Adapun  kegunaan  khusus  dari  logika
Kontrol  Terprogram  yaitu  member masukan CNC ( Computeraized Numerical  Control) untuk  pemprosesan lebih  lanjut CNC biasanya  digunakan dalam  proses  finishing,  moulding,  dan lain sebagainya.

## 2.4.2. Komponen PLC
Berikut  berbagai  bagian  yang  ada didalam PLC dan Fungsinya :
a. CPU
CPU atau Central  Prosesing  Unit menjadi  otak  dari  seluruh  system  yang berjalan  .  Fungsinya  mengatur  berbagai perintah  dan  memprosesnya  sebelum akhirnya hasil perintah tersebiut ditampilkan  dalam  layar  interface  yaitu monitor.
b. Memory
Fungsinya  adalah  menyimpan  berbagai data  penting  dalam  bentuk  Chip. Memory  terbagi  menjadi  dua  jenis  yaitu volatile memory dan non-volatile memory , volatile memory adalah memory  yang  akan  hilang  jika  sumber tegangan  dilepas  ,  sedangkan non  – volatile  memory adalah  memori  yang tidak  mungkin  hilang  walaupun  sumber tegangan dilepaskan.
c. Power Supply
Fungsi dari perangkat ini adalah mengontrol  nilai  tegangan  agar  selalu berada  dalam  nilai  efisien,  alias  agar tegangan  masuk  bisa  lebih  besar  dari tegangan  semestinya.  Jika  tegangan sampai  gagal,  maka  sangat  berpengaruh keseluruh bagian PLC.
d. Programmer
Dalam  hal  yang  dimaksud  programmer bukanlah  sebuah  profesi,  melainkan  alat atau  perangkat  yang  digunakan  untuk berkomunikasi  yang  berisi  beberapa komponen  yaitu run , off, monitor  dan programming. Fungsi  Utamanya  yaitu menghidupkan,
memonitor,
dan mematikan. Ada beberapa bahasa pemrograman  yang  bisa  digunakan antara  lain  yaitu  :  bahasa  pemrograman Ladder  diagram,  bahasa  pemrograman
Instruction  List, bahasa Structured  test , bahasa  pemrograman Function  Block Diagram , serta pemrograman Sequential Function Charts. Jenis Pemrograman ini adalah jenis pemrograman paling inti.
e. Input dan Output Dalam PLC ,  input/dimasikkan  dan output/ keluaran memeiliki peranan yang sangat  penting  karena  bisa  membuat program  bisa  berjalan  dengan  lebih lancer.  Ibarat  sebuah  pintu  yang  bisa dimasuki  atau  keluar  pada  waktu-waktu yang  sudah  ditentukan.  Elemen  ini menghubungkan dan saling berhubungan dengan system dunia luar.
2.5. Solar Tracking
Solar  tracking atau  pelacak  Matahari adalah  perangkat  yang  mengarahkan  panel Photovoltaic (PV) mengikuti arah matahari.  Pelacakan  dimaksudkan  untuk meningkatkan jumlah energy yang dihasilkan  dari  jumlah  energy yang dihasilkan  sebelumnya  pada  pembangkit listrik  tenaga  surya.  Dengan  menggunakan solar  tracker  kekuatannya  bisa  meningkat berkisar antara 20 – 50 % bergantung pada jenis  tracker  yang  digunakan  dan  juga lokasi dari PLTS.
Gambar 4 Solar Tracking Single Axis
Prinsip    system  kendali  ini  adalah menjejak  pergerakan  sinar  matahari  dari matahari  terbit  sampai  tenggelam  agar panel  selalyu  tegak  lurus  dengan  matahari sehingga  jumlah  sinar  matahari  yang diperoleh maksimal dan menghasilkan daya maksimal  juga. Solar  Tracking memiliki dua jenis system pelacakan atau penggerak, yaitu single Axis dan dual Axis.

## 2.5.1. Single Axis Solar Tracking
Gambar 5 Solar Tracking Single Axis
Solar  tracker  single  axis adalah system  pelacakan  yang  hanya  dapat melacak  arah  cahaya  matahari  dengan  satu
sumbu  putaran,  yaitu  secara vertical (timur ke  barat  dan  barat  ke  timur), horizontal ( utara  ke  selatan  dan  selatan  ke  utara)  atau miring ( barat laut ke tenggara dan tenggara ke  barat  laut  )  .  system  panel  surya single axis  tracke r  terdiri  dari  dua sensor atau limit  switch yang  ditempatkan  ada  salah satu  sisi  panel  dan  satu  motor  sebagai penggerak panelnya.

## 2.5.2. Double Axis Solar Tracking
Gambar 6 Solar Tracking Double Axis
Panel  surya dual  axis  tracker adalah system  pelacakan  yang  dapat  melacak  arah cahaya  matahari  dan  menggerakkan  posisi panel  surya  dengan  dua  sumbu  putaran, yaitu secara vertical dan horizontal. System panel  surya dual  axis  tracker terdiri  dari empat  sensor  cahaya  yang  diletakkan  pada bagian  timur,  barat,  selatan  dan  utara  dan dua motor sebagai penggerak yang dipasang setiap sumbu.
3. Hasil dan Pembahasan
Fungsi  modul PV pada  PLTS  adalah untuk  menghasilkan  muatan  listrik  yang akan  ditransformasikan  menjadi  tegangan listrik bolak-balik. Pengujian pembangkitan yang  telah  dilakukan  menunjukkan  bahwa photovoltaic  cell dan  baterai  mampu  untuk mencatu  daya  panel  control  PLTS  selama system  bekerja  dikarenakan  daya  beban yang kecil. Walaupun photovoltaic cell dan baterai  sudah  mampu  untuk  mencatu  daya system  PLTS  untuk  bekerja,  ada PLTS system off-grid ini tetap diperlukan pengujian dengan beban system kendali dan monitoring tanaman media air, baik dengan PV dan baterai maupun baterai saja. Hal ini dimaksudkan  untuk  mengetahui  berapa
lama PLTS dapat mencatu daya beban pada system  kendali  dan  monitoring  tanaman media air jika terjadi blackout dalam waktu yang  lama.  Oleh  karena  itu,  dilakukan  dua jenis pengujian yaitu :
a. Sumber dari photovoltaic cell dan baterai b. Sumber dari baterai
Beban-beban  yang  diuji  adalah  saat  PLTS hanya  menyuplai  system  dan  pada  saat PLTS menyuplai beban motor nutrisi A dan B  serta  motor  emberi  nutrisi  jamur.  Sistem monitoring  akan  diuji  dalam  waktu  kerja selama  24  jam,  sedangkan  motor  pompa akan diuji  secara periodik , 15 menit  untuk motor  nutrisi  dan  10  menit  untuk  motor nutrisi  anti  jamur.  Tujuan  dari  pengujian pembebanan  ini  adalah  untuk  mendapatkan pola pembebanan yang paling efektif dalam memaksimalkan kinerja PLTS dalam memberi suplai daya ke system kendali dan monitoring  tanaman  media  air  selama  24 jam.

## 3.1  Sumber dari PV dan Baterai
Pada  pengujian  ini  ,digunakan  sumber  dari baterai  untuk  mensuplai  daya  pada  system dan photovoltaic  cell berfungsi  untuk menyuplai daya ke baterai selama bekerja.
Tabel  2  Pengujian  PLTS  Mode  Otomatis dengan beban Sistem monitoring dan motor
Tabel  3  Pengujian  PLTS  Mode  Manual dengan Beban Sistem Monitoring
Tabel 3.( lanjutan)

## 3.2. Sumber dari baterai
Pada  pengujian  ini  hanya  digunakan sumber  dari  baterai  untuk  menyuplai inverter  .  Baterai  akan  difungsikan  sebagai catu  daya  untuk  mengetahui  pemakaian baterai  untuk  mencatu  system  kendali  dan monitoring  tanaman  media  air  .  Tabel  4.5 merupakan  data  hasil  pengujian  PLTS dengan sumber tegangan dari baterai  untuk menjalankan system selama 24 jam.
Tabel  4  Data  pengujian  Suplai  Sistem Kendali  dan  Monitoring  Tanaman  Media Air.
Pada percobaan PLTS dengan catu daya
baterai  ini  system  kendali  dan  monbitoring tanaman media air dapat bekerja selama 24 jam pengujian, tidak terjadi trip dikarenakan  baterai  selalu  bisa  mencatu daya  yang  dibutuhkan  inverter  untuk menyalakan  system    monitoring  maupun saat  motor  bekerja.  Dikarenakan  pada pengujian  ini  baterai  merupakan  sumber catu  daya  tunggal  Pada  PLTS,  maka kapasitas  baterai  akan  berkurang  sejalan dengan aktifnya beban –beban pada system. Pemakaian selama 9 jam dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 7 Persentase Kapasitas Baterai PLTS Selama mencatu Beban.
Pada  pengujian  ini  beban  system monitoring  media  tanaman  air  bekerja secara terus menerus selama 24 jam dengan rata-rata pemakaian energy sebesar 0,66 W, kemudian  pada  pukul  09.00  dilakukan pengujian  dengan  menyalakan  pompa pemberi nutrisi jamur dengan beban sebesar 1,22  A  selama  10  menit.  Data  tersebut dengan cara pengukuran tegangan serta arus beban  secara  langsung  ketika  beban  mulai bekerja.  Analisis  pemakaian  baterai  dapat dihitung  dengan  menggunakan  rumus sebagai berikut :
Persentase baterai=
Data :
1. Jenis Baterai
VRLA 100 AH; Daya baterai 1,2 kWh
2. Beban Panel Kontrol PLTS
a. Aktuator linear :
P = 20 Watt ; t = 10 menit Energi (W) = P x t W = 20 Watt x 0,16 jam W = 3,2 Wh b. Kipas DC P = 4,8 Watt ; t= 9 jam Energi (W) = P x t W = 4,8 Watt x 9 jam W = 43,2 Wh c. Lampu Indikator
P = 1 Watt ; t= 9 jam
Energi (W) = P x t W = 1  Watt x 9 jam W = 9 Wh d. LCD Power meter
P = 5 Watt ; t= 9 jam Energi (W) = P x t
W = 5  Watt x 9 jam W = 45 Wh e. PLC
P = 0,24 Watt ; t= 9 jam Energi (W) = P x t
W = 0,24  Watt x 9 jam W = 2,16 Wh Energi Panel Kontrol : Wpk =   Σ (Pxt) Wpk=3,2Wh + 43,2+9Wh+45Wh+2,26Wh Wpk = 102,56 Wh
3. Beban Sistem Monitoring Tegangan DC (V) = 13,6 V Arus beban (I) = 0,66 A Daya Beban  (P) = VxI Daya beban  (P) = 13,6 V x 0,66A =8,976 W P= 8,976 Watt; Waktu kerja(t)= 9 jam Energi yang dibutuhkan (Ws) = Pxt Ws = 80,78 Wh
4. Beban  Motor  Pemberian  Nutrisi  anti jamur Tegangan DC(V) = 13,6 V Arus beban (I) = 1,22 A Daya Beban (P) = Vx I Daya Beban (P) = 13,6 x1,22 = 16,59 W P = 16.59 W ; waktu kerja(t) = 10 menit Energi yang dibutuhkan (Wm) = P x t Wm = 2,64 Wh
Perhitungan : W tot = Wpk+Ws +Wm = 102,56 + 80,78 + 2,64 Wh =  185,9 Wh
Persentase Pemakaian Baterai :
Persentase baterai =
=
= 15,49 %
Dengan  menggunakan  rumus  2.20 didapatkan  bahwa  persentase  pemakaian baterai  untuk  mencatu  daya  panel  kontrol PLTS  dan  beban  pada  sistem  monitoring adalah  sebesar  15,49  %.  Sedangkan  pada pengujian  PLTS  menggunakan  catu  daya dari  baterai  ,  persentase  baterai  pada  awal pengujian  adalah  88,1  %  dan  pada  akhir pengujian    tersisa  kapasitas  baterai  sebesar 86,7  %(  data  berdasarkan  pengamatan persentase  tegangan  pada  baterai  sesuai dengan  tabel  Data  Pengujian  Baterai sebagai Suplai Sistem Kendali dan Monitoring  Tanaman  Media  Air)    artinya sistem  hanya  mengkonsumsi  sekitar  1,4  % dari baterai.

## 3.3. Analisis Pembebanan
Sumber daya listrik DC untuk menyuplai  beban  pada  sistem  kendali  dan monitoring  tanaman  media  air  merupakan prioritas dari PV dan baterai. Pada saat daya beban  tidak  lebih  tinggi  dari  daya  yang dihasilkan  oleh PV maka  daya  beban  akan sepenuhnya  disuplai  oleh PV dan  jika  ada kelebihan daya dari PV maka muatan listrik akan  disimpan  ke  baterai.  Pada  kondisi yang seperti ini baterai akan menyplai daya beban  dan pada kondisi ini baterai menjadi fase discharging, sehingga persentase baterai  akan  menurun.  Faktor  waktu dioperasikannya  beban  pada  sistem  juga akan  memepengaruhi  pola  pembebanan karena  PLTS  sangat  bergantung  pada radiasi  yang  diterima PV .Maka  diperlukan strategi dari segi rancangan  sistem kendali
agar  penggunaan  daya  PLTS    dapat maksimal dengan
mengedepankan keandalan  kerja  dari  sistem  kendali    dan monitoring tanaman media air. Berdasarkan pengujian PLTS menggunakan PV dan Baterai pada pembahasan sebelumnya, dapat diterapkan pola pembebanan  jika  PLTS  digunakan  selama 24  Jam  .  Gambar  8  merupakan  skema sumber  catu  daya  yang  digunakan  untuk menyuplai daya sistem kendali dan monitoring tanaman media air.
Gambar 8. Skema Sumber Catu Daya PLTS
Pada  pukul  00.00  –  07.00  sistem  akan menggunakan  catu  daya  dari  baterai dikarenakan  panel  surya  atau PV belum menghasilkan  daya  yang  cukup  untuk menyuplai  ke  sistem.  Tetapi  pada  pukul 07.00  –  16.00  panel  surya  menjadi  catu daya  utama  ke  sistem  maupun  saat  pompa bekerja. Akan tetapi tidak menutup kemungkinan  pemakian catu daya  menjadi PV dan baterai apabila daya yang dihasilkan PV tidak  mencukupi  dikarenakan  cuaca berawan  atau  mendung  .  Pada  pukul  16.00 –  23.00  sistem  akan  dicatu  kembali  oleh baterai karena PV sudah tidak menghasilkan daya lagi.
Baterai  akan  terpakai (discharging) pada pukul 00.00 – 07.00 dan jam  16.00 – 23.00  dan  akan  memasuki  fase  pengisian (charging) pada pukul 07.00 – 16.00 karena pada  cuaca  yang  baik  ,  daya  yang dihasilkan oleh panel surya  lebih besar dari daya yang dikonsumsi sistem, sehingga sisa daya  yang  dibangkitkan  n  tersebut  akan disimpan pada baterai.
Gambar 9. Menggambarkan pola pembebanan  harian  yang  dapat  diterapkan
oleh  rancangan    kembali  sistem    agar pemakaian PLTS efektif.
Gambar 9 Pola Pembebanan Harian
Pada  pukul  00.00  –  09.00  beban  yang bekerja  adalah  sistem  kontrol,  dikarenakan daya  yang  dihasilkan  oleh PV belum mencukupi untuk dapat menjalankan beban- beban pompa yang memiliki arus start yang tingggi  .  Begitu  pula  ketika  diatas  pukul 13.00 tidak disarankan  untuk mengaktifkan beban  pompa karena daya  yang dihasilkan sudah  turun.  Walaupun  pompa  tidak  akan trip  karena daya  di backup baterai , namun kapasitas  baterai  akan  berkurang  dan  dapat menyebabkan  kapasitas  baterai  mengalami decreament dari hari ke hari.
Beban-beban  pompa  akan  ideal  jika bekerja  saat  pukul  09.00  –  09.30  karena pada jam tersebut daya yang dihasilkan oleh PLTS pada puncaknya, sehingga diharapkan  beban  pompa  tetap  dapat disuplai langsung oleh PV.
Dari  Pola  penggunaan  catu  daya  dan  pola pembebanan harian dapat digunakan sebagai  perencanaan  sistem  kendali  dan monitoring  tanaman  media  air  .  denhgan pola  ini  peran  dari  PLTS  sebagai  penyedia daya  utama  pada  sistem  penyediaan  air bersih  dapat  dimaksimalkan  .  Terdapat  3 pola operasi pada PLTS off-grid yaitu :
a. Siang  hari  pada  saat  energi PLTS  off- grid lebih  besar  dari  kebutuhan  beban, besar  energi  yang  dihasilkan  oleh  PLTS off-grid sangat bergantung pada intensitas  penyinaran  matahari  yang diterima oleh modul surya dan effisiensinya . Intensitas matahari maksimum  mencapai  1120,6  Watt/m2, apabila efisiensi  modul surya digunakan
untuk  mengisi  baterai  melalui  Solar Charge  Controller  terlebih  dahulu,  baru kemudian  disalurkan  ke  beban  melalui inverter.
b. Siang  hari  saat  energi PLTS  off-grid lebih  kecil  dari  kebutuhan  beban  . Kondisi ini terjadi apabila : i.  Saat kondisi berawan atau mendung ii.  Saat  sore  hari  menjelang  matahari terbenam PLTS off-grid akan menghasilkan energi listrik dari matahari namun tidak maksimal.
c. Pada  saat  kondisi  tersebut  maka  baterai akan  berfungsi  sebagai  backup  daya  ke beban    yang  tidak  mampu  disuplai  oleh PLTS.
d. Pada  Malam  Hari  saat  sumber  energi matahari  tidak  dapat  dimanfaatkan  lagi, oleh karena itu beban akan disuplai oleh Baterai
4.    Penutup

## 4.1  Kesimpulan
a. PLTS  dan  baterai  mampu  menjadi sumber daya yang mandiri dan independent  untuk  menyuplai  energy listrik  pada  system  Suplai  Daya  Sistem Kendali  dan  Monitoring  Pemeliharaan Tanaman Media Air.
b. Kinerja  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  (PLTS)  dalam  menyuplai  mdaya ke  Sistem  Kendali  dan  Monitoring Pemeliharaan Tanaman Media Air paling  maksimal  dengan    kombinasi panel surya 200 Wp dan baterai 1,2 kWh dapat  menghasilkan  daya  n52,2  Watt pada  radiasi  yang  diterima  sebesar 1096,8 W/m2.
c. Sumber  catu  daya  utama  PLTS  adalah panel  Surya,  baterai  sebagai  catu  daya backup    apabila  panel  surya  tidak mampu  menghasilkan  daya  yang  cukup untuk menyuplai system  maupun beban –beban motor.
d. Penggunaan  baterai  1,2  kWh  mampu menyuplai  daya  system  kendali  dan monitoring    pemeliharaan  tanaman media  air    selama  lebih  dari  24  jam tanpa suplai daya dari photovoltaic .
e. Pola  pembebanan  yang  sesuai  adalah dengan menggunakan
strategi pengaturan  kendali  beban  berdasarkan waktu-waktu  panel  surya  menghasilkan daya maksimal.

## DAFTAR PUSTAKA
Ariantika,  Dika  (2022). Apa  Pengaruh Iradiasi  Terhadap  Panel  Surya ?  Apa Pengaruh    Iradiasi    Terhadap  Panel surya ? zonaebt.com
Fazzafr.(2021) Solar Tracker sebagai solusi Instalasi  Panel  Surya  Pada  Ruang Terbatas . Solar Tracker sebagai solusi Instalasi  Panel  Surya  pada  Ruang Terbatas –FKTM Indonesia.
Giyantara,A,Rizqullah,RB,& Wisyahyadi.(2020). Pengaruh  Partial Shading  Terhadap  Daya  Keluaran pada Panel  Surya .Snapan I,Hal  279- 283.
Guna,A.(2020) Analisis  Pengaruh  Suhu Terhadap  Output  Yang  dihasilkan Panel  Surya  Monocrystaline  Dan
CIGS (Coper Indium Gallium
Selenide) ( Skripsi Sarjana Universitas Gadjah  Mada  ,2022).  Diakses  dari http:/etd.repository.ugm.ac.id/peneliti an/detail/207587.
Gunawan, N.S, Kumara, I.I.S.,& Rina,I.(2019). Unjuk Kerja Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS)  26,4  kWp  Pada  Sistem  Smart
Microgrid UNUD.Journal
SPEKTRUM,6(3),Hal 1-9.
Kusumawati,D  &  Wiryanto,B.A.(2018).
Perancangan  Bel  Sekolah  Otomatis Menggunakan  Mikrokontroler  AVR Atmega  328  Dan  Real  Time  Clock DS3231.JESIK( Jurnal Elektronik
Sistem Informasi dan Komputer). 4(1), Hal. 13 – 21. Makkulau,A.DKK. (2021) Pengaruh Intensitas Matahari Terhadap Karakteristik Sel Surya Jenis Polycrystaline  Menggunakan  Regresi Linear .KILAT,10(1), Hal.69-76.
Pulungan  ,A.B.,  Fajri,  Q.,&  Yelfianhar,
I.(2021). Peningkatan Daya Keluaran Panel  Surya  Menggunakan  Single Axis Tracker Pada Daerah Khatulistiwa .JTEV  (Jurnal  Teknik Elektro dan Vokasional),7(2), Hal.261-270. Rezkyansah,J.,Purba,L.P, & Putra, CA.(2016). Perancangan Solar Tracker  Berbasis  Arduino  Sebagai Penunjang  Sistem  Kerja  Solar  Cell Dalam Penyerapan Energi Matahari .
E-Jurnal UPN”  Veteran”  Jatim
,9,Hal.55—59. Rois,M.I.&  Husnayain  ,  F.(2014 ).Analisis Pengaruh Bayangan Terhadap Kinerja  Dua  Panel  Surya  Type Monocrystaline .(Skripsi Sarjana,
Universitas  Indonesia,2014)  Diakses dari https:/lontar.ui.ac.id/detail?id=203685 53 Tiyas,P.K.&Widyartono,M.(2020).
Pengaruh Efek Suhu Terhadap
Kinerja  Panel  Surya .Jurnal  Teknik Elektro,9(1),Hal 871-876. Winardi ,B,Nugroho,A.,& Dolphina,E.(2019). Perencanaan  dan
Analisis  Ekonomi  Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  (PLTS)  Terpusat  untuk Desa  Mandiri .  Jurnal  TEKNO(Civil
Enginering,  Electrical  Enginering  and
Industrial Enginering),16(2).Hal.1-
111.
Winarno,I.&  Wulandari,F.(2017). Solar
Tracking  System  Single  Axis  Pada Solar  Sel  Untuk  Mengoptimalkan daya dengan metode Adaptive Neuro- Fuzzy  Interference  System  (ANFIS) Prosiding SEMNASTEK, Hal.1-10.