JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC
2022
https://journal.trunojoyo.ac.id/triac

## Peningkatan Energi Listrik Serta Daya Keluaran Pada Panel Surya Dengan Penambahan Sistem Pendingin Heatsink Dan Reflektor Alluminium Foil

## Bagas Widodo, Winarso
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto Jl Banjarsari No.03 RT 01 RW 03, Ds Banjarsari Kulon , kec. Sumbang, kab. Banyumas 531831
E-mail:  bagasw0911@gmail.com, Ewinarso@gmail.com
Abstrak—Panel  surya  merupakan  sebuah  alat  yang dapat  mengkonversi  suatu  cahaya  matahari  menjadi besaran  energi  listrik.  Panel  surya  juga  biasa  disebut  sel fotovoltaik yang dapat diartikan sebagai cahaya listrik. Daya keluaran panel surya statis dinilai kurang optimal, sehingga diperlukan solusi dengan membuat sistem pendingin dengan heatsink dan  reflektor  aluminium  foil,    panel  surya  harus dalam kondisi optimal dan dapat menangkap sinar matahari secara  optimal.  Oleh  karena  itu  diharapkan  pembuatan sistem  pendingin heat  sink dan  reflektor  aluminium  foil dapat  menjadi  solusi  untuk  meningkatkan  daya  keluaran panel  surya.  Pada  sistem  pendingin  dan  reflektor allumunium  foil  daya  keluaran  panel  surya  dengan  daya keluaran panel surya statis  mengalami  peningkatan dengan presentase  kenaikan  pada  tanggal  10  Maret  2021  sebesar 55,10%,  22  Maret  2021  sebesar  34,91%  dan  25  Maret sebesar 58,78%.
Kata Kunci—  Panel Surya, Heatsink , Reflektor

## I. P ENDAHULUAN
Panel  surya  adalah  perangkat  yang  terdiri  dari  sel  surya yang  dapat  mengubah  cahaya  menjadi  energi  listrik.  Ini disebut  surya  dari  matahari  atau  'sol'  ke  matahari  karena matahari adalah sumber cahaya paling kuat yang tersedia. Panel  surya  sering  disebut  sebagai  sel  fotovoltaik,  dan fotovoltaik  dapat  diartikan  sebagai  "fotovoltaik".  Sel surya  mengandalkan  efek  fotovoltaik  untuk  meresap energi  matahari  dan  mengakibatkan  arus  mengalir  di antara    tumpukan  yang  bermuatan  berlawanan.[1]. Dibandingkan  dengan  sel  surya  sambungan  tunggal,  sel surya multi sambungan ( multi juntion ) dapat mengekstrak energi  yang  lebih  tinggi  dari  matahari  dengan  memecah spektrum  matahari.  Tergantung  pada  teknik  pemisahan spektrum,  dua  struktur  sel  surya multi  junction yang berbeda  dimungkinkan  yaitu  sel  surya vertical  multi junction  (VMJ) dan  sel  surya latera l multi  junction (LMJ) Kedua  struktur  ini  memiliki  kelebihan  dan keterbatasan  masing-masing.  Sel  surya LMJ berpotensi muncul sebagai solusi  konversi energi surya  yang efektif meskipun  ketersediaan  bahan  material  dibandingkan  sel surya  dengan VMJ. [2] Beberapa  penelitian  menyebutkan  bahwa  dengan mengubah  intensitas  sinar  matahari,  khususnya  pada  sel surya,  kita  dapat  menciptakan  sumber  energi  listrik  yang dapat dikonsumsi  manusia. Pemilihan sumber dari energi terbarukan  sangat  wajar,  mengingat  suplai  energi  surya dari    sinar  matahari    yang    di    terima    oleh    permukaan bumi    mencapai  mencapai  3  x  1024  joule  pertahun.  Di Indonesia,  hampir  sepanjang  tahun  dapat  merata  dan menangkap  sinar  matahari  yang  cukup  di  seluruh kepulauan Indonesia, yang merupakan sumber listrik yang sangat potensial.[3]
Energi  terbarukan  memegang  peranan  yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan energi karena
sumbernya yang terlalu banyak. Penggunaan bahan bakar tradisional  dalam  jangka  panjang  di  pembangkit  listrik akan  menyebabkan  menipisnya  cadangan  minyak,  gas alam  dan  batubara,  dan  dapat  menyebabkan  pencemaran lingkungan.  Salah  satu  pengembangan  tersebut  adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). [4].
Panel  surya  bekerja  berdasarkan  prinsip fotovoltaik,  yaitu  suatu  bahan  atau  perangkat  yang memiliki  kemampuan  untuk  mengubah  energi  foton menjadi  cahaya  menjadi  tegangan  dan  arus  listrik  [5]. Sumber  energi  berkelanjutan  terbesar  yang  tersedia  bagi umat  manusia  khususnya  adalah  energi  matahari,  energi elektromagnetik  yang  dilepaskan  oleh  matahari.  Energi matahari sangat menarik karena tidak tercemar, tidak akan habis dan gratis [6].

## II. B AHAN DAN M ETODE
Penelitian  ini    dapat    dilaksanakan  dengan  dukungan beberapa  bahan  seperti  panel  surya,  atmega  2560,  LCD, heatsink  aluminium,  sensor  suhu  serta  power  suplay. Penelitian  juga  melibatkan  instrumen  ukur  seperti  amper meter,voltmeter,  multimeter  dan  kabel  konektor.  Untuk pemrosesan  data  menggunakan  laptop  dan  software arduino,  Proteus  dan  Fritzing.  Untuk  memudahkan penelitian maka dibuat alur penelitian seperti pada gambar 1. berikut :
Studi Literature Pengumpulan Alat dan Bahan Perancangan Perangkat Lunak Perancangan Perangkat Keras Perbaikan Pembuatan Laporan Pengolahan Data dan Analisis Pengujian Alat Sesuai Mulai Selesai Ya Tidak Gambar 1. Alur Penelitian
2022 https://journal.trunojoyo.ac.id/triac

## A. Pembuatan Skema Rangkaian
Skema  rangkaian  ialah  rencana awal  pembuatan  suatu penelitian  yang  di  buat  sesuai  dengan  yang  diinginkan, skema  rangkaian  juga  digunakan  sebagai  acuan  dalam pembuatan alat aslinya seperti Gambar 2, :

## Gambar 2. Skema Rangkaian

## B. Pembuatan Beban Panel Surya
Beban  yang digunakan  menggunakan  lampu  DC  yang dirangkai secara paralel seperti Gambar 3., berikut :
Gambar 3. Rangakaian beban DC

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Kegiatan    Penelitian    di  mulai  dari  perancangan  alat kemudian  dilanjutkan  dengan  pengujian,  pengukuran parameter,  pencatatan data  serta analisa hasil pengukuran. Pengukuran  besaran  listrik  dapat  dilakukan  beberapa  kali jika diperoleh data  yang tidak optimal.

## A. Hasil Perancangan Alat
Rangka  panel  surya  dibuat  dari  besi    galvanis  dan  bisa dilepas perbagian agar lebih mudah dalam operasionalnya. Rangka  tersebut  didesain  untuk  satu  panel  surya  50  WP, rangka ini dapat menopang berat panel surya kurang lebih 5 Kilogram, lihat gambar 4. berikut :
Gambar 4. Panel Surya dengan Reflektor

## B. Pengujian Beban Panel Surya
Pengujian  panel  surya  dengan  beban  dua  buah    lampu masing-masing  kurang  lebih  50  Watt/12  Volt  dan diperoleh data pengukuran  seperti  pada tabel  1, sebagai berikut:
Tabel  1. Pembebanan Panel Surya No Lampu DC Tegangan (V) Arus (A) Daya (Watt) 1 Kotak Lampu 1 11,8 V 3,18 A 37,524 2 Kotak Lampu 2 11,7 V 3,16 A 36,972

## C. Pengujian panel Surya Dengan Reflector
Pengujian  reflektor  alumunium  foil  ini  bertujuan  untuk memaksimalkan pancaran cahaya matahari terhadap panel surya  sehingga  bisa  menghasilkan  daya  yang  maksimal, daya  tersebut  digunakan  untuk  perbandingan  antara  daya yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  statis  dan  daya  yang dihasilkan  oleh  panel  surya  yang  menggunakan  reflektor alumunium foil, lihat gambar  5.
Gambar 5. Pengujian Panel Surya

## D. Pengukuran  dan pengujian  panel surya  pada Tanggal 10 Maret 2021
Berikut hasil pengukuran panel surya dengan menggunakan reflektor dan posisi statis : (Tabel 2 dan 3 )
Tabel 2. Data pengukuran panel surya statis Waktu Tegangan Arus Daya Energi Ket. 09.00 5,8 V 1,40 A 8,12 W 14616 J Cerah 10.00 7,9 V 1,88 A 14,852 W 26733,6 J Cerah 11.00 7,2 V 1,97 A 14,187 W 25536,6 J Cerah 12.00 10,6 V 2,32 A 24,592 W 44265,6 J Cerah 11.00 7,2 V 1,97 A 14,187 W 25536,6 J Cerah 13.00 11,8 V 2,75 A 32,45 W 58410 J Cerah
JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC 2022 https://journal.trunojoyo.ac.id/triac 13.30 3,9 V 1,32 A 5,148 W 9266,4 J Mendung 14.00 8,7 V 2,24 A 19,488 W 35078,4 J Cerah 14.30 8,4 V 2,07 A 17,388 W 31298,4 J Cerah 15.00 7,9 V 1,98 A 15,642 W 28155,6 J Cerah Rata-rata 7,930 V 1,958 A 16,537 W 29766,8 J

## Tabel 3. Data pengukuran panel surya dengan reflektor
Waktu Tegangan Arus Daya Energi Suhu Ket. 09.00 7,9 V 1,87 A 14,773 W 26591,4 J 35 ⁰ C Cerah 09.30 9,8 V 2,02 A 19,796 W 35632,8 J 37 ⁰ C Cerah 10.00 10,5 V 2,32 A 24,360 W 43848 J 38⁰C Cerah 10.30 11,2 V 2,73 A 30,576 W 55036,8 J 42⁰C Cerah 11.00 9,7 V 2,41 A 23,377 W 42078,6 J 40⁰C Cerah 11.30 13,1 V 3,02 A 39,562 W 71211,6 J 45⁰C Cerah 12.00 12,9 V 3,00 A 38,700 W 69660 J 48⁰C Cerah 12.30 6,2 V 1,69 A 10,478 W 18860,4 J 42⁰C Mendung 13.00 13,4 V 3,07 A 41,138 W 74048,4 J 48⁰C Cerah 13.30 6,4 V 1,93 A 12,352 W 22233,6 J 37⁰C Mendung 14.00 10,9 V 2,68 A 28,667 W 51600,6 J 38⁰C Cerah 14.30 10,7 V 2,50 A 26,750 W 48150 J 37⁰C Cerah 15.00 10, 1V 2,34 A 23,634 W 42541,2 J 37⁰C Cerah Rata- rata 10,225 V 2,429 A 25,704 W 46268,7 J 40,3⁰C
Grafik  perbandingan  daya  keluaran  antara  panel  surya heatsink renggang  dan  panel  surya  statis  dengan  daya beban 50 Watt seperti Gambar 6 berikut.
Gambar 6.  Grafik perbandingan   daya keluaran panel surya  reflektor  renggang dan

## Statis
Sehingga  dapat  dihitung    nilai  presentase  antara  panel surya heatsink renggang  dan  reflektor  allumunium  foil dengan panel surya statis dapat digunakan persamaan (1) sebagai berikut.
Presentase Kenaikan = ( , , )
, x 100%
= 55,10%                                 ( 1
)
Jadi  nilai  presentase  kenaikan  daya  antara  panel  surya heatsink renggang dengan panel surya statis ialah sebesar 55,10%.
Pengujian serupa dilakukan  dengan  melihat kondisi hari cerah  atau  mendung.  Pengujian  berikutnya  dapat dilaksankan      pada    tanggal    22  Maret    dan    tanggal  25 Maret  2021,  dengan grafik  seperti pada gambar   7  dan gambar 8. berikut ini :
Gambar 7.  Grafik perbandingan   daya  keluaran panel surya   heatsink polos dan  Statis tanggal 22 Maret 2021
Gambar 7.  Grafik perbandingan   daya  keluaran panel surya   heatsink penuh  dan  statis tanggal 25 Maret 2021
Dengan melihat grafik perbandingan daya keluaran panel surya menggunakan reflektor dan panel surya statis maka dapat  dihitung  prosentase  kenaikan  daya  keluaran  panel surya seperti pada tabel 4 berikut :
Tabel 4. Data kenaikan daya keluaran panel surya (%)
N o Waktu Jenis Panel Rata – rata daya keluaran Presentase kenaikan daya 1 10 Maret 2021 Heatsink renggang 25,704 W 55,10% 2 10 Maret 2021 Panel statis 16,537 W 3 22 Maret 2021 Heatsink polos 23,303 W 34,91% 4 22 Maret 2021 Panel statis 17,272 W 5 25 Maret2021 Heatsink penuh 30,499 W 58,78% 6 25 Maret 2021
Panel statis 19,208 W

## IV. K ESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  diatas  dimana  pengujian  daya keluaran panel surya yang menggunakan beberapa variasi heatsink  dan  reflektor  telah  meningkatkan  daya  keluaran panel  surya.  Adapun    besaran  proesentase  daya  keluaran panel surya adalah sebagai berikut:
1. Peningkatan  daya  keluaran  panel  surya  yang paling  baik  yaitu  dengan  menggunakan  sistem pendingin heatsink sirip penuh dengan presentase 58,78%.  Sedangkan  untuk  sistem  pendingin heatsink  sirip  renggang  mencapai  presentase 55,10%  dan  dengan  sistem  pendingin  heatsink sirip polos hanya mencapai presentase 34,91%.
2. Dari  Perbandingan  prosentase  daya  keluaran panel  surya  diatas  maka  dapat  dipilih  sistem mana  yang  cocok  untuk  diterapkan  pada  sistem pembangkit listrik dengan panel surya mengingat
2022 https://journal.trunojoyo.ac.id/triac
sistem  heatsink  dan  reflektor  aluminum  foil dapat  menaikan  daya  keluaran  panel  surya sampai 58,78 %.
3. Faktor  cuaca  sangat  mempengaruhi  pada penelitian  ini,  karena  panel  surya  sangat bergantung  pada  kondisi  cuaca  yang  baik sehingga dapat menghasilkan daya keluaran yang maksimal.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Kabeel,  A.  E.,  &  Abdelgaied,  M.  (2019).  Performance enhancement  of  a photovoltaic panel  with  reflectors  and cooling coupled  to  a  solar  still  with  air  injection.  Journal  of  cleaner production, 224, 40-49. [2] Alam,  M.,  Khan,  H,  and  Abu,  S.  I.  (2011).  An  Efficient  Power Electronics Solution for Lateral Multi- Junction Solar Cell Systems. Salt Lake City: Univ. of Utah, 73-78.
[3] Yuliananda,  S.,  Sarya,  G.,  &  Hastijanti,  R.  R.  (2015).  Pengaruh perubahan intensitas matahari terhadap daya keluaran panel surya. JPM17: Jurnal Pengabdian Masyarakat, 1(02).
[4] Negara,  I.  B.  K.  S.,  Wijaya,  I.  W.  A.,  &  Pemayun,  A.  A.  G. M.
(2016).  Analisis  Perbandingan  Output  Daya  Listrik  Panel  Surya Sistem Tracking Dengan Solar Reflector. J. Ilm. Spektrum, 3(1),
7-13.
[5] Karnadi, K. (2017). Peningkatan Daya Output Panel Surya dengan Penambahan Reflektor Cermin Datar dan Allumunium Foil . PhD Thesis. Tanjungpura University .
[6] Manullang,  T.  (2018).  Sudut  Optimal  Penempatan  Reflektor Cahaya  Matahari  Dua  Sisi  Pada  Panel  Surya.  Jurnal  Teknik
Elektro Universitas Tanjungpura, 2(1).