Jurnal Energi Baru & Terbarukan, 2023, Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201
Received : 8 Juni 2023 Accepted : 19 September 2023 Published : 25 Oktober 2023
Copyright: © 2022 by the authors. Jurnal Energi Baru dan Terbarukan (p-ISSN: 2809-5456 and e-ISSN: 2722-6719 ) published by Master Program of Energy, School of Postgraduate Studies. This article  is an open access article distributed under the terms and condition of the Creative Commons Attribution- ShareAlike 4.0 International License (CC BY-SA 4.0).

## Pengaruh Beban RLC terhadap Pembangkit Listrik Tenaga Surya 100WP On Grid
Putro Adi Pamungkas 1 , Eva Kurnia Yuyawan 1 , Indro Wicaksono 1
1 Teknik Elektro, Teknik, Universitas Panca Marga;
Email  : putropamungkas78@gmail.com, sekretariat@upm.ac.id
Abstrak : Pembangkit Lisrik Tenaga Surya merupakan salah satu pembangkit Energi Terbarukan (EBT) dimana sumber energinya diperoleh dengan memanfaatkan cahaya matahari. PLTS terdapat 2 sistem yakni  Off  Grid  dan  On  Grid.  PLTS  On  Grid  memanfaatkan  cahaya  matahari  pada  siang  hari  dan langsung  dikonsumsi  untuk  dapat  menghemat  daya  listrik  PLN  yang  digunakan.  PLTS  On  Grid menggunakan microinverter grid utuk mengubah listrik DC menjadi listrik AC dan terhubung dengan Grid PLN. Penggunaan berbaai jenis beban berpengaruh terhadap sistem PLTS. Ada 3 jenis beban yakni resistif yang diwakii oleh lampu pijar, induktif diwakili oleh pompa aquarium, dan kapasitif diwakili oleh kipas angin. Data diambil menggunakan  masing masing beban, kombinasi antara 2 beban, dan kombinasi ketiga beban. Beban Induktif memiliki nilai cosphi paling buruk yakni 0,19, beban kombinasi resistif  dengan  induktif  memiliki  nilai  cosphi  yang  paling  buruk  yakni  0,67,  dan  beban  kombinasi ketiganya  memiliki  nilai  cosphi  yang  sangat  bagus  yakni  0,98.  Jenis  dan  variasi  beban  sangat berpengaruh terhadap cosphi sehingga juga berpengaruh terhadap konsumsi daya.
Kata Kunci : Pembangkit Listrik Tenaga Surya, On Grid, Grid Tie Inverter, Faktor Daya, Jenis Beban
Abstract : Solar Power Plant is one of the Renewable Energy (EBT) generators where the energy source is  obtained  by  utilizing  sunlight.  PLTS  has  2  systems  namely  Off  Grid  and  On  Grid.  PLTS  On  Grid utilizes sunlight during the day and is consumed immediately to save the PLN electricity used. PLTS On Grid uses a grid microinverter to convert DC electricity into AC electricity and is connected to the PLN Grid. The use of various types of loads affects the PLTS system. There are 3 types of loads, namely resistive represented by incandescent lamps, inductive represented by aquarium pumps, and capacitive represented by fans. Data is taken using each load, a combination of the 2 loads, and a combination of the three loads. Inductive loads have the worst cosphi value of 0.19, combined resistive and inductive loads have the worst cosphi values of 0.67, and the combined load of the three has a very good cosphi value of 0.98. The type and variation of the load greatly affect the cosphi so that it also affects the power consumption.
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559
Keywords : Solar Power Generaton, On Grid, Grid Tie Inverter, Power Factor, Load Type.

## 1. Pendahuluan
Teknologi  merupakan  salah  satu  tolok  ukur  perkembangan  zaman.  Dewasa  ini,  perkembangan teknologi  sangat  pesat.  Salah  satu  perkembangan  teknologi  ditandai  dengan  penggunaan  alat-alat listrik dan elektronik yang membutuhkan energi listrik. Sektor tenaga listrik memiliki peranan penting dalam  pertumbuhan  teknologi.  Salah  satunya  yang  terpenting  adalah  pembangkit  listrik  berbasis renewable  energy.  Pembangkit  listrik  tenaga  surya  merupakan  salah  satu  jenis  pemanfaatan  energi alternatif  untuk  menghasilkan  listrik.  Intensitas  penggunaan  listrik  tenaga  surya  kedepannya  akan semakin  naik  dan  berambah  luas  dalam  skala  besar  maupun  skala  rumahan.  Terdapat  2  jenis  PLTS yakni PLTS off grid dan PLTS on grid. Terdapat perbedaan diantara keduanya, jika PLTS off grid tidak membutuhkan  PLN  dalam  penggunaannya,  PLTS  on  grid  membutuhkan  PLN  sebaai  tolok  ukur sinkronisasi keluaran PLTS.
Dalam perkembangannya, Pembangkit Listrik Tenaga Surya akan melayani kebutuhan peraatan listrik  maupun  peralatan  elektronika.  Beban  listrik  tersebut  memiliki  jenis  resistif,  induktif,  dan kapasitif.  Jenis-jenis  beban  tersebut  bisa  menjadi  masalah  bagi  sistem  PLTS  kedepannya  khususnya pada beban induktif. Beban induktif memiliki nilai faktor daya yang rendah (Cosphi dibawah menjauhi niai 1). Faktor daya yang bagus bernilai mendekati 1 atau saat tegangan sephasa dengan arus. Dengan adanya penelitian ini, pembaca akan dapat memahami pengaruh pembebanan RLC terhadap PLTS on grid.

## 2. Metode
Pada perencanaan penelitian, ditunjukkan pada gambar 1 flowchart. Tahap awal penelitian, penulis merancang  dan  membangun  sebuah  PLTS  On  Grid  dengan  kapasitas  100WP.  Penulis  menggunakan panel surya polycrystalline, Maximum Point Power Tracking, dan Grid Tie Inverter. Untuk mengambil data pengukuran, penuis menggunakan digital meter multifungsi. Pada gambar 2 menunjukkan diagram blok  sistem  PLTS  On Grid.  Metode yang  digunakan  dalam  pengolahan  data  hasil  penelitian  dengan pengukuran  pararameter-parameter  komponen  PLTS  yakni  intensitas  cahaya,  tegangan,  arus,  daya, faktor  daya.  Metode  untuk  sudut  fasa  didapatkan  dari  perhitungan  dan  ditampilkan  dalam  bentuk gelombang.

## Gambar 1. Flowchart

## Gambar 2. Blok Diagram
Tahapan  pengujian  komponen  dilakukan  dengan  cara  pengujian  tiap  komponen  untuk memastikan  bahwa  komponen  bekerja  dengan  baik.  Komponen-komponen  yang  diuji  adalah  Panel Surya, MPPT, Grid Tie Inverter.

## Tabel 1.

## Pengujian Panel Surya
No. Waktu Lumen (LUX) Suhu ( °C) Tegangan (V) Arus (A) Daya (W) 1 10.20 65035 54,7 17,9 5,06 90,5 2 10.40 66186 57,7 19,8 5,46 108,1 3 11.00 66885 62,2 19,9 5,61 111,63
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559
4 11.20 67649 65,2 20,4 5,73 116,9 5 11.40 67992 67,8 20,4 5,74 117
Gambar 3. Grafik Lumen terhadap Tegangan dan Arus
Dari grafik dapat kita simpulkan bahwa kondisi panel surya sangat baik, hal tersebut dapat dilhat  dari  kenaikan  nilai  lumen  berbanding  lurus  dengan  kenaikan  nilai  dari  tegangan  dan  arus keluaran.semakin naik niai lumen yang didapatkan oleh pane surya, semakin naik pula nilai tegangan dan arus yang dihasilkan.

## Tabel 2.

## Pengujian MPPT
No Kondisi Lumen (Lux) Tegangan (V) Indikator (On/Off) 1 Terang 65535 17,9 On 2 Mendung 5591 16,9 On 3 Gelap 163 11 Off

## Gambar 4. Pengujian MPPT
Pada hasil pengujian, MPPT bekerja sesuai dengan spesifikasinya. MPPT tidak dapat bekerja atau off pada saat panel surya ditutup penuh (Gelap) dan menghasilkan tegangan dibawah 12V sesuai dengan data dari tabel diatas.
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559
Tabel 3. Pengujian Grid Tie Inverter No V in (V) V out (V) I in (A) I out (A) Frekuensi (Hz) 1 12,8 224 2,59 0,07 50 2 12,8 224 2,59 0,07 50 3 12,79 223 2,59 0,07 50
Grid Tie Inverter (GTI) memiliki kondisi yang baik. Hal tersebut dapat dilihat dalam tabel bahwa keluaran dari GTI menghasilkan tegangan kisaran 220 Vac dan 50Hz sesuai dengan jala-jala PLN.
Penelitian  untuk  menganalisa  pengaruh  beban  listrik  RLC  terhadap  PLTS  on  grid  dilaksanakan  di sekitar Universitas Panca Marga kota Probolinggo meggunakan modul PLTS on grid. Penelitian menitik beratkan pada pengukuran tiap jenis beban listrik 1 fasa. Besaran listrik yang akan diukur adalah arus, tegangan,  faktor  daya,  dan  daya  nyata.  Penulis  menggunakan  digital  meter  multifungsi  yang  dapat mengukur besaran-besaran listrik tersebut.
Gambar 5. Digital meter multifungsi
Pada penelitian kali ini, penulis mengunakan beban lampu pijar 15 Watt untuk mewakili beban resistif,  pompa  aquarium  5  Watt  untuk  mewakili  beban  induktif,  dan  kipas  angin  50  Watt  untuk mewakili beban kapasitif.
Gambar 6. Rangkaian Pengukuran 1 Beban
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559

## Gambar 7. Rangkaian Pengukuran 2 Beban

## Gambar 8. Rangkaian Pengukuran 3 Beban

## 3. Hasil Dan Pembahasan
Pada  pengujian  pembebanan  RLC,  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruhnya  terhadap  sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya 100WP On Grid. Pengujian pertama dilakukan dengan menggunakan beban tunggal R, L, C. Pengjian kedua, penulis mengkombinasikan 2 sifat beban tersebut yakni RL, LC, dan CR. Pengujian ketiga penulis menggunakan beban RLC. Hasil pengukuran tegangan, arus, daya nyata, faktor daya dan hasil penghitungan daya semu dalam pengujian beban, disajikan dalam tabel 4.

## Tabel 4.
Hasil pengukuran tegangan (V), arus (I), daya nyata (P), faktor daya (Pf) dan penghitungan daya
semu (S) Jenis Beban V I P Pf S R 224 0,13 17,1 0,6 28,35 L 225 0,1 4,2 0,19 22,1 C 224 0,3 49,47 0,88 56,22 RL 225 0,13 19,86 0,67 29,64 LC 226 0,29 59,27 0,99 59,87 CR 225 0,33 61,39 0,9 68,2
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559
RLC 225 0,34 76,02 0,98 77,57
Gambar 9. Grafik Hubungan Beban dengan Faktor Daya
Pada percobaan 1 jenis beban R, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 17,1/0,6 S = 28,35
Pada percobaan 2 jenis beban L, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 4,2/0,19 S = 22,1
Pada percobaan 3 jenis beban C, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 49,47/0,88 S = 56,22
Pada percobaan 4 jenis beban RL, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 19,86/0,67 S = 29,64
Pada percobaan 5 jenis beban LC, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 59,27/0,99 S = 59,87
Pada percobaan 6 jenis beban CR, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 61,39/0,9 S = 68,2
Pada percobaan 7 jenis beban RLC, dapat dicari nilai daya semu (S) dengan cara:
S = P/Pf S = 76,02/0,98 S = 77,57
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559
Pada pengujian PLTS menggunakan beban RLC dan kombinasinya. Pengujian ini didapatkan hasi niai besaran tegangan, daya, dan faktor daya. Selain dari pengukuran juga terdapat perhitungan daya semu pada masing-masing pembebanan. Daya semu merupakan perbandingan antara daya nyata dibagi dengan faktor daya. Faktor daya yang bagus memiliki nilai 1. Jika suatu rangkaian memiliki niai faktor daya jauh dari 1, maka konsumsi daya semu akan besar.
Seperi pada tabel 4, beban induktif memiliki nilai faktor daya sebesar 0,19. Daya nyata yang dikonsumsi oleh pompa aquarium hanya 4,2 akan tetapi daya semu yang dikonsumsi sebesar 22,1. Hal tersebut dapat menyebabkan pemborosan pemakaian listrik.
Penggunaan  daya  listrik  paling  efisien  terdapat  pada  kombinasi  beban  induktif  dengan kapasitif. Pada tabel 4, kombinasi kedua beban tersebut memiliki nilai faktor daya sebesar 0,99. Daya nyata yang digunakan kedua beban tersebut 59,27 dan daya semu yang terhitung adalah 59,87. Hal tersebut sangatlah efisien dalam pemakaian daya.
Pada  Pengujian  dengan  Beban  R,  L,  dan  C  tanpa  kombinasi  didapatkan  data  bahwasannya beban R yang bersifat resistif memiliki faktor daya 0,19 dan menunjukan nilai pergeseran fasa antara tegangan dengan arus sebesar 790. Faktor daya yang jauh dari nilai 1 akan menyebabkan konsumsi daya semu ( S ) jauh lebih besar dari daya nyata ( P ). Seperti yang disajikan dalam tabel 4.9 nilai S = 22,1 VA dan untuk P = 4,2 Watt.

## Gambar 10. Tampilan Gelombang Beban L
Pada pengujian dengan beban kombinasi  RL, LC, dan RC didapatkan data bahwasannya beban RL yang bersifat resisitif dan induktif memiliki faktor daya 0,67 dan menunjukan nilai pergeseran fasa antara tegangan dengan arus sebesar 47,930. Faktor daya yang menjauhi dari nilai 1 akan menyebabkan konsumsi daya Semu (S) akan lebih besar dari daya nyata (P) seperti yang disajikan dalam tabel 4.7 nilai S = 29,25 VA dan untuk P = 19,86 Watt.

## Gambar 11. Tampilan Gelombang Beban RL
Pada pengujian dengan beban kombinasi RLC didapatkan data bahwasannya kombinasi beban RLC yang bersifat Resisitif, Induktif, dan Kapasitif memiliki Faktor daya 0,98 dan menunjukan nilai pergeseran fasa antara tegangan dengan arus sebesar 11,480. Faktor daya yang hampir sama atau sama dengan nilai 1 akan menyebabkan konsumsi daya semu (S) akan hampir sama dengan konsumsi dari daya nyata (P). Seperti yang disajikan dalam tabel nilai S = 76,5 VA dan untuk P = 76,02 Watt.

## Gambar 12. Tampilan Geombang RLC

## 4. Kesimpulan
Berdasar hasil pengukuran dan pembahasan skripsi yang berjudul ”Pengaruh Pembebanan RLC terhadap Pembangkit Listrik Tenaga Surya 100WP On Grid”, dapat disimpulkan bahwa beban single yang besifat induktif memiliki nilai faktor daya yang buruk karena memiliki nilai faktor daya jauh dari 1  yakni  0,19  sehingga  konsumsi  daya  semu  jauh  lebih  besar  daripada  daya  nyata.  Beban  induktif membutuhkan  beban  dengan  sifat  lain  untuk  menaikkan  nilai  faktor  daya.  Kombinasi  beban  yang memiliki nilai faktor daya paling baik adalah kombinasi beban antara induktif dengan kapasitif. Pada kombinasi beban tersebut memiliki nilai faktor daya mendekati 1 yakni 0,99 sehingga beban tersebut mengkonsumsi daya semu tidak jauh diatas dari daya nyata.
Saran untuk mengembangkan penelitian terkait pengaruh kombinasi beban RLC terhadap PLTS on  grid  hendaknya  menggunakan  PLTS  dengan  kapasitas  lebih  besar  agar  dapat  menggunakan kombinasi beban lebih banyak dan besar.
Vol. 4, No. 3, pp 192 – 201 doi: 10.14710/jebt.2023.18559

## Daftar Pustaka
Pido, dkk. 2018. Analisa Pengaruh Pendinginan Sel Surya terhadap Daya Keluaran dan Efisiensi. Lisiani, dkk. 2020. Identifikasi dan Analisis Jenis Beban Listrik Rumah Tangga terhadap Faktor Daya. Kahffi, dkk. 2020. Rancang Bangun Modul Traner Pembangkit Lisstrik Tenaga Surya.
Fadila,  dkk.  2020.  Rancang  Bangun  Passive  Photovoltaic  50WP  di  Laboratorium  Energi  Terbarukan
Politeknik Negeri Malang.
Afrida, dkk. 2019. Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya On Grid.