## R ANCANG B ANGUN T RAINER P EMBANGKIT L SITRIK T ENAGA S URYA DENGAN M ETODA O FF G RID DAN O N G RID

## SEBAGAI M EDIA P ERKULIAHAN S ISTEM P EMBANGKIT

## D ESIGN OF A S OLAR E LECTRIC G ENERATOR T RAINER

## WITH O FF G RID AND O N G RID M ETHODS

## AS A L ECTURE M EDIA FOR G ENERATING S YSTEMS
Junaidi Asrul 1 , Firmansyah 2, ,  Zulka Hendri 3 , Dinda Desti Putri 4
1,2,3 Politeknik Negeri Padang, Jurusan Teknik Elektro, Kampus Limau Manis, Padang, 25163
4 Politeknik Negeri Padang, Mahasiswa D3 Teknik Listrik , Kampus Limau Manis, Padang, 25163 junaidi8189@gmail.com ,firmansyahpnp@gmail.com, zulka.hendri04@gmail.com, dindadesti@gmail.co.id

## A BSTRACT
The  DIV  study  program  is  a  new  study  program  so  there  are  several  courses  that  require  practical equipment that supports the achievement of good learning of power plant systems, the current condition of  practical  equipment  is  still  lacking  and  there  are  some  that  do  not  meet  practical  needs,  so  this research will create a power plant trainer tool Solar (PLTS) which functions as a learning medium in the  integrated  generator  laboratory  in  the  Electrical  Installation  Engineering  Technology  DIV  study program. The aim of  this  research  is  to  improve  students'  understanding  of Solar  Cell  Power  Plants, both  installation  methods  and  the  working  principles  of  supporting  components  both  with  On  Grid systems and Off Grid systems. In making this trainer, it was carried out by assembling and making a trainer  stand  with  a  welding  system  and  the  mid-trainel  was  made  using  acrylic  to  make  it  easier  to assemble the main components of the PLTS system. With this trainer tool, it will be very easy for students to design PLTS systems that will be used according to the energy needs used by customers. so that the installation of PLTS is in accordance with the required requirements, and also with this tool it is able to produce students' skills in assembling and installing PLTS correctly, both with On Grid Systems and Off Grid Systems, and students are able to optimize the placement of the installation position on the Solar Panel Module so that they are able to optimize the lighting received by the solar panels is good.
Keyword : Solar Cell, On Grid, Off Grid

## I. P ENDAHULUAN

## A. Latar Belakang
Energi  merupakan hal  yang penting  di  dunia saat  ini.  Pertambahan  penduduk  menyebabkan bertambahnya  kebutuhan  energi  di  masyarakat. Selama  ini  masyarakat  mengandalkan  sumber energi yang berasal dari bahan-bahan yang tidak ramah  lingkungan.  Atas  dasar  itu  timbulnya kesadaran  masyarakat  untuk  mencari  sumber energi  yang  tidak  menyebabkan  kerusakan lingkungan  yaitu,  energi    terbarukan.  Salah satunya  yang  sangat  cocok  diterapkan  di Indonesia  adalah  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  (PLTS).  Potensi  Pengembangan  PLTS  di Indonesia  tergolong  masih  sangat  menjanjikan karena  letak  geografis  Indonesia  terletak  di  garis khatulistiwa.  [1]
Berdasarkan  hal  tersebut  maka  Politeknik Negeri  Padang  merupakan  perguruan  tinggi
vokasi  yang  akan  menghasilkan  lulusan  yang terampil      dan  cerdas  dalam      menghadapi persaingan di era  revolusi 4.0.  Untuk mewujudkan  mahasiswa  yang  siap  bersaing maka  perlu  penguatan  sarana  dan  prasarana laboratorium dan bengkel setiap Program studi di Politeknik Negeri Padang.
Dalam  mewujudkan  lulusan  yang  memiliki kompetensi  yang  baik  maka  diperlukan  sumber daya manusia yang bagus dengan di dukung oleh sarana  dan  prasarana  yang  handal,  kedua  hal tersebut  merupakan  komponen  utama  dalam menciptakan  lulusan  yang  siap  bersaing  di  era revolusi 4.0 ini.
Program  studi  DIV  Teknologi  Rekayasa Intalasi Listrik (TRIL) merupakan program studi yang  baru.  Sehingga  memerlukan  sekali  sarana labor  yang  memadai  untuk  mempersiapkan laboratorium untuk pelaksanaan proses pembelajaran di program studi TRIL ini.
Di samping itu kelemahan dari mahaiswa kita adalah  selalu  lemah  dalam  memahami  system dari materi perkuliahan, sehingga diperlukan satu sarana  pendukung  dalam  bentuk  trainer  yang dapat  membantu  mahasiswa  dalam  memahami suatu  system,  seperti  pada  mata  kuliah pembangkit  tenaga  listrik  khususnya  pada pembangkit listrik tenaga surya. Dengan adanya trainer akan mampu meningkatkan sarana dalam perkuliahan, sehingga mahasiswa mampu memahami  isi  materi  dan  mampu  menginstalasi system pada pembangkit PLTS dengan baik.
Kendala yang sering  dihadapi dalam pelaksanaan  perkuliahan  dan  praktek  adalah masih  ada  kekurangan  peralatan  yang  akan digunakan  dalam  mengerjakan  jobheet  yang diberikan.  Misalnya    pada    matakuliah
Pembangkit
Tenaga
Listrik. Dalam
mengembangkan  materi  dan  jobsheet  sering  di hadapkan  dengan  keterbatasan  sarana  saat menlaksanakan praktikum.

## B. Perumusan Masalah
Dalam  pelaksanaan  perkuliahan  masih  ada mahasiswa  yang  belum  bisa  mengerjakan  atau merancang rangkain system Off Grid dan Sistem On grid pada Sistem Pembangkit  Listrik Tenaga Surya,  sehingga  pelaksanaan  praktek  masih sedikit terkendala dengan beberapa factor yaitu : sarana  yang  masih  kurang  dan  alat  untuk mengembang  jobsheet  juga  terbatas.  Salah  satu cara  yang  akan  dilakukan adalah  dengan membuat alat trainer Pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan  system On  Grid dan  system Off grid. Sehingga    dengan    alat    tersbut    akan membantu  mahasiswa  dalam  melaksanakan praktek  dengan  baik  dan  tingkat  pemahaman mahasiswa  tentang  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  dengan  system On  Grid dan  system Off grid akan lebih mudah.

## C. Tujuan Dan Manfaat Khusus
Tujuan  pelaksanaan  penelitian  ini  adalah: Merancang dan membuat alat trainer Pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan system On Grid dan system Off grid dan di bisa dioperasikan dengan berbagai  system baik system On grid dan system Off  Grid .  Alat  ini  merupakan  media  untuk melaksanakan  praktek  dan  pembelajaran  untuk mata kuliah system Pembangkit Tenaga Listrik.

## D. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Sistem fotovoltaik atau  pembangkit  listrik tenaga surya (PLTS) mengubah energi elektromagnetik  dari  sinar  matahari  menjadi energi listrik.
Pembangkit listrik berbasis energi terbarukan ini merupakan salah satu solusi yang direkomendasikan  untuk  listrik  di  daerah pedesaan  terpencil  di  mana  sinar  mataharinya melimpah  dan  bahan  bakar  sulit  didapat  dan relatif mahal.
Alasan utama menggunakan teknologi fotovoltaik ini adalah sebagai berikut:
a. Sumber energi yang melimpah dan tanpa biaya
b. Sumber  energi  tersedia  di  tempat  dan tidak perlu diangkut.
c. Biaya  pengoperasian  dan  pemeliharaan sistem PLTS yang relatif kecil
d. Tidak  perlu  pemeliharaan  yang  sering dan  dapat  dilakukan  oleh  operator setempat yang terlatih
e. Ramah  lingkungan,  tidak  ada  emisi  gas dan  limbah  cair  atau  padat  yang berbahaya
Sistem  PLTS  terdiri  dari  modul fotovoltaik, solar  charge  controller atau  inverter  jaringan, baterai, inverter baterai, dan beberapa komponen pendukung  lainnya.  Ada  beberapa  jenis  sistem PLTS,  baik  untuk  sistem  yang  tersambung  ke jaringan  listrik  PLN  ( on-grid )  maupun  sistem PLTS  yang  berdiri  sendiri  atau  tidak  terhubung ke jaringan listrik PLN ( off-grid ).[2]
E . PLTS system  Off-Grid Suatu  PLTS off-grid yang  dikelola  secara komunal  atau  yang  sering  disebut  sistem  PLTS berdiri  sendiri  ( stand-alone ),  beroperasi  secara independen  tanpa  terhubung  dengan  jaringan PLN.  Sistem  ini  membutuhkan  baterai  untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan di siang hari untuk memenuhi kebutuhan listrik di malam hari,  seperti  pada  Gambar  1.  Ada  dua konfigurasi sistem PLTS off-grid yang umum digunakan  yang  akan  dijelaskan  dalam  bab ini, yaitu sistem penyambungan AC atau AC- coupling dan  penyambungan  DC  atau DC- coupling .[3]
Secara  umum,  kedua  konfigurasi  tersebut menggunakan  komponen  yang  sama  kecuali untuk solar charge controller (SCC) , komponen yang  dipasang  di  sisi  setelah  kotak  penggabung ( combiner  box ).  Penggunaan  SCC    di  dalam sistem    DC-coupling  diganti    dengan  inverter jaringan di  dalam sistem AC-coupling. [4].

## Gambar 1  Skema PLTS Off  Grid [4]

## F. PLTS system On Grid
Sistem On-Grid merupakan sistem fotovoltaik yang  hanya  menghasilkan  daya  ketika  jaringan daya  utilitas  (PLN)  tersedia.  Sistem  ini  harus terhubung  ke  grid  agar  berfungsi.  Skema  PLTS ON Grid dapat dilihat pada gambar 2.
Sistem  ini  dapat  mengirim  kelebihan  daya yang  dihasilkan  kembali  ke  jaringan  ketika  sel surya  memproduksi  daya  berlebih  sehingga  ada surplus  untuk  digunakan  nanti.  Sistem On-Grid merupakan  sistem  paling  sederhana  dan  paling hemat biaya untuk menginstal energi panel surya dibanding dengan sistem Off-Grid , namun sistem ini  tidak  memberikan  daya  cadangan  selama pemadaman jaringan.[4].
Gambar 2  Skema PLTS On Grid [4]

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Prinsip Kerja Alat
Prinsip  kerja  dari  trainer  ini  adalah  alat  ini terdiri  dari  Modul  Panel  Solar,  Modul  SCC, modul  Ampermeter,  modul  Voltmeter,  modul Inverter,    modul    baterai,    modul   Lampu LED, Modul  Lampu AC,  modul  Stop kontak, Modul Inverter,  dari  semua  modul  yang  dibuat  bisa digunakan untuk membuat system PLTS dengan system On Grid dan Sistem Off Grid . Dan alat ini bisa menguji parameter dari inetsitas dari cahaya matahari  yang  dapt  dikonversikan  ke  energy listrik yang disalurkan dari modul panel solar ke modul SCC.
Dari modul-modul trainer yang telah disiapkan sesuai dengan modul Ajar yang akan di pakai  pada  mata  kuliah  Pembangkit  Tenaga Listrik .

## B. Tahapan Awal Pegerjaan Alat
Awal kegiatan yang dilakukan pada tahap persiapan meliputi studi literatur, persiapan alat, dan  persiapan  bahan.  Studi  literatur  dilakukan sebagai upaya persiapan awal sebelum melakukan penelitian, Studi literatur tidak hanya dilakukan  pada  saat  sebelum  pelaksanaan penelitian  saja,  akan  tetapi  selama  proses berlangsung  sampai  penyusunan  laporan  pun tetap  dilakukan.  Sementara  itu,  pada  tahap persiapan  alat  dan  bahan  yaitu  mempersiapkan atau  mengadakan  semua  alat  dan  bahan  yang akan  digunakan  pada  komponen-komponen penyusun Modul Panel Solar, Modul SCC, modul Ampermeter,  modul  Voltmeter,  modul  Inverter, modul    baterai,    modul    Lampu  LED,    Mo  dul Lampu AC,  modul  Stop kontak, Modul Inverter .

## C. Tahapan Pengerjaan  Alat
Tahap  perancangan  yang  dilakukan  dalam penelitian ini adalah :
1. Membuat  Desain  stand    seperti  gambar  3 untuk menempatkan modul-modul yang akan digunakan seperti  Modul Panel Solar, Modul SCC, modul Ampermeter, modul Voltmeter,
modul  Inverter,    modul    baterai,    modul Lampu  LED,    Mo  dul    Lampu  AC,    modul Stop kontak, Modul Inverter.
(a) (b)
Gambar 3 (a) pemotongan pipa stand modul PLTS
(b) Pengerjaan Mekanik Trainer PLTS
2. Merancang tata letak komponen Modul Panel Solar,  Modul  SCC,  modul  Ampermeter, modul  Voltmeter,  modul  Inverter,    modul baterai,  modul  Lampu LED,  Mo dul  Lampu AC,  modul  Stop kontak, Modul Inverter  dan komponen  yang lainnya  yang akan  di Sablon pada  lembran  Acrylik  seperti  terdapat  pada gambar 4.

## Gambar 4  Rancangan Trainer  PLTS

## III. H ASIL  DAN P EMBAHASAN
Hasil  Penelitian  berupa  trainer  seperti  pada terlihat  pada  gambar  5,  dari  alat  ini  kita  dapat melakukan beberapa pembelajaran sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya baik di pasang dengan  metoda On Grid  dan Off  Grid ,  dan  di Trainer ini juga dapat dilakukan pengukuran baik pengukuran Arus dan Tegangan pada panel solar dan juga pada sistem instalasi yang digunakan.

## Gambar 5  Sistem Trainer  PLTS
Pada penelitian ini dilakuan  3 hari pengujian panel solar cell pada kondisi cuaca yang berbeda, dari  kondisi  mendung,  berawan  dan  cerah. Pengujian  ini  dilakukan  selama  tiga  secara berturut-turut.

## A. Pengujian  sistem  PLTS  dengan kondisi cuaca mendung dan Berawan
Pada pengujian 1 ini dalam kondisi mendung terjadi  pada  pukul  08.00,  11.00  –  13.00  wib. Sedangkan  pada  pukul  09.00-10.00  wib  cuaca berubah menjadi berawan dan pada pukul 15.00- 16.00  wib  juga  berawan  hasil  pengujian  dapat dilihat pada tabel 1.
T abel  1.  Pengujian    1  dengan  kondisi  hari  mendung  dan berawan.
No  Waktu Teg (VDC) Teg (V) I (A) P (W) Suhu (  C) Ket Cuaca 1  08.00 18,99  13,11  0,14  1,84  27  C  Mendung 2  09.00 19,90  13,47  0,61  8,22  28  C  Berawan 3  10.00 20,60  13,56  0,63  8,54  28  C Berawan 4  11.00 21,20  13,39  0,24  3,21  29  C Mendung 5  12.00 22,70  13,8  0,40  5,42  30  C Mendung 6  13.00 22,80  13,44  0,14  1,88  30  C Mendung 7  15.00 19,60  13,60  0,37  5,04  30  C Berawan 8  16.00 18,60  13,52  0,33  4,50  29  C Berawan
Dari  hasil  pengujian  dengan  kondisi  hari mendung  dan  berawan  maka  didapatkan  besar rata-rata tegangan  adalah 19,54 Vol DC dan arus sebesar  0,64  A,  artinya  panel  surya  mampu menghasilkan  energi  listrik  dengan  maskimal walaupun  kondisi  cuaca  mengalami  perubahan dari mendung menajdi berawan.

## B.  Pengujian  sistem  PLTS  dengan  kondisi cuaca Cerah dan Berawan
Pengujian  ke  2  dilaksanakan  dengan  cuaca cerah  dan  berawan,  cuaca  berawan  terjadi  pada pukul  08.00  –  09.00  wib  sedangan  pada  pukul 10.00- 13.00 cuaca berubah menjadi cerah, tetapi pada  pukul  14.00-16.00  wib  kembali  berawan. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel  2.  Pengujian    2  dengan  kondisi  hari  cerah    dan berawan No  Waktu Teg (VDC) Teg (V) I (A) P (W) Suhu (  C) Ket Cuaca 1 08.00 20,3 13,3  0,38  5,05 28  C Berawan 2 09.00 20,4 13,4  0,46 6,16 29  C Berawan 3 10.00 20,2 13,5  0,47 6,35 30  C Cerah 4 11.00 20,2 13,7  0,49 6,71 31  C Cerah 5 12.00 20,4 14,1  0,51 7,19 31  C Cerah 6 13.00 20,4 14,2  0,5 7,2 31  C Cerah 7 15.00 20,2 13,7  0,34 4,66 31  C Berawan 8 16.00 20 13,7  0,22 3,01 28  C Berawan
Dari hasil pengujian dengan kondisi hari cerah dan  berawan  maka  didapatkan  besar  rata-rata tegangan  adalah 20,22 Vol DC dan arus sebesar 0,48 A, artinya panel surya mampu menghasilkan energi listrik dengan maksimal walaupun kondisi cuaca  mengalami  perubahan  dari  cerah  menjadi berawan.

## C.  Pengujian  sistem  PLTS  dengan kondisi cuaca Berawan
Pada  pengujian  ke  3    ini  dalam  kondisi  hari selalu berawan dari pukul 08.00 wib – 16.00 wib, hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Pengujian  3 dengan kondisi hari berawan No Waktu Teg
(VDC) Teg (V) I (A) P (W) Suhu
(  C) Ket Cuaca 1  08.00  19,9 14,4 0,62  8,70 28  C Berawan 2  09.00  20,5 14,1 0,76 10,72  28  C Berawan 3  10.00  19,7 13,9 0,61 8,45 28  C Berawan 4  11.00  19,5 14,2 0,61 8,43 32  C Berawan 5  12.00  20,3 14,0 0,44 6,20 32  C Berawan 6  13.00  21,4 13,8 0,40 5,52 31  C Berawan 7  15.00  19,9 13,9 0,42 5,84 31  C Berawan 8  16.00  19,7 13,7 0,20 2,74 24  C Berawan
Dari  hasil  pengujian  dengan  kondisi  hari berawan  maka  didapatkan  besar  rata-rata tegangan  adalah 19,09 Vol DC dan arus sebesar 0,4 A, artinya panel surya mampu menghasilkan energi  listrik  dengan  baik  walaupun  kondisi cuaca  berawan  dan  ada    sedikit  penuruan  besar tegangan dan arus. Perubahan arus dan tegangan tersebut  tidak  mempegaruh  sistem  kualitas  daya pada sistem PLTS.

## IV. K ESIMPULAN
Dengan  adanya  alat  Trainer  ini  maka  sangat membantu  sekali  mahasiswa  dalam  memahami dan  mempelajari  pemasangan  Instalasi  PLTS dengan  menggunakan  metoda  On  Grid  dan  Off Grid dan mahasiswa dapat melakukan pengembangan wawasan dari fungsi dari masing- masing  komponen  pada  PLTS  secara  baik.  Alat Trainer ini juga dibisa digunakan untuk pelatihan dosen dan masyarakat dalam pemasangan PLTS dengan baik.

## U CAPAN T ERIMAKASIH
Ucapan  terimakasih  banyak  kami  ucapkan ketim  penelitian  yang  sudah  bekerja  dengan maskimal  dalam  menyelsesaikan  penelitian  ini dengan baik. Semoga kedepannya jurusan Teknik Elektro  lebih  baik  lagi  dalam  meningkatkan penelitian dosen.

## D AFTAR PUSTAKA
[1]  Analisis  PLTS  OnGrid,  Ryan  Rezky Ramadhan  ,  Muh.  Iqbal  M.,  Abdul  Hafid Adriani Volume 14 Nomor 1, Februari 2022 P-ISSN : 1979-9772, E-ISSN : 2714-7487
[2]  S.,  Todo  Hotma  Tua,  Pengoperasian  PLTS, PPSDM  Ketenagalistrikan,  Energi  Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi, 2016
[3]  Nasution,  Zulkarnain  dan  Santoso,  Imam Budi,  Kelembagaan  dan  Pengelolaan  PLTS Terpusat, PPSDM Ketenagalistrikan, Energi Baru,  Terbarukan,  dan  Konservasi  Energi, 2016.
[4]  Panduan studi kelayakan Pembangkit Listrik Tenaga  Surya  (PLTS)  Terpusat,  November 2018 Indonesia Clean Energy Development II.
[5]  SNI  8395:2017,  Panduan  studi  kelayakan pembangunan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya (PLTS) fotovoltaik
[6]  SNI 04-6267.601-2002, Istilah teknik ketenagalistrikan
[7]   Modul  Pengoperasian  dan  Pemeliharaan  - PT. Indo Electric Instrumen.