Volume 7 Nomor 2, Tahun 2024 e-ISSN : 2614-1574 p-ISSN : 2621-3249

## ANALISIS KINERJA PLTS 20 WP DALAM PENYEMPROTAN TANAMAN OTOMATIS

## PERFORMANCE ANALYSIS OF 20 WP PLTS IN AUTOMATIC PLANT SPRAYING
M. Samsul Hidayat 1 , Zuraidah Tharo 2 , Amani Darma Tarigan 3 1,2,3 Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Pembangunan Panca Budi zuraidahtharo@dosen.pancabudi.ac.id 1 , msamsulhidayat21@gmail.com 2

## ABSTRACT
The  aim  of  this  research  is  to  design  a  Pest  Spraying  Tool  for  Plants  Using  Solar  Cells,  understanding  its operational  system,  and  evaluating  the  Solar  Cell's  capacity  in  supplying  energy  to  the  device.  The  research methodology  comprises  several  stages,  including  Literature  Review,  System  Design,  System  Testing,  and Analytical  Methods,  which  involve  observing  data  obtained  from  the  device.  Subsequently,  analysis  is conducted to draw conclusions and provide recommendations for further development. The results indicate that a 20  wp Solar Panel  generates an average of 30.03  watts per day. A 12-volt 7.2 Ah battery can deliver 9.40 watts of power to  a 12-volt 3 Ampere DC motor during  operation. The average power consumption  per hour over a 6-day testing period  is 9.40  watts. The charging  time of the battery by the solar panel  depends on the weather conditions and light  intensity at  the operating location. The power used to  spray pesticide fluid from the tank until empty is 1.6760 Watt-Hours per tank.
Keywords: Pest Spraying Tool, Solar Cell, Energy Supply.

## ABSTRAK
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  Untuk  merancang  Alat  Semprot  Hama  Tanaman  Menggunakan  Solar Cell,  perlu  dipahami  sistem  kerjanya  serta  kapasitas  Solar  Cell  dalam  menyuplai  energi  pada  alat  tersebut. Penelitian  ini  menggunakan  beberapa  tahapan  metode  antara  lain:    Studi  Literatur,  Perancangan  Sistem,  Uji Sistem, Metode Analisis, Metode ini merupakan pengamatan terhadap data yang diperoleh dari alat ini. Setelah itu dilakukan analisis sehingga dapat ditarik kesimpulan dan saran saran untuk pengebangan lebih lanjut. Hasil peneltiian menunjukkan Panel surya 20 wp menghasilkan rata-rata 30.03 watt per hari. Baterai 12 volt 7,2 Ah mampu  menyalurkan  daya  9.40  watt  ke  motor  DC  12  volt  3  Ampere  saat  beroperasi.Daya  rata-rata  yang digunakan  per  jam  selama  6  hari  pengujian  adalah  9.40  watt.Waktu  pengisian  daya  baterai  oleh  panel  surya tergantung  pada  kondisi  cuaca  dan  intensitas  cahaya  di  lokasi  pengoperasian.Daya  yang  digunakan  untuk menyemprotkan cairan pestisida dari tangki hingga habis adalah 1.6760 Watt.Hours /tangki
Kata Kunci: Alat Semprot Hama, Sel Surya, Pasokan Energi.

## PENDAHULUAN
Alat  penyemprot  memiliki  dua tipe  yaitu  mesin  yang  bisa  di  bawa (gendong)  dan  mesin  penyemprot  yang di  dorong.  Fungsi  dari  keduanya  sama, tetapi  digunakan  sesuai  tempat  dan kebutuhan.  Peralatan  ini  adalah  salah satu langkah menginovasi/memodifikasi  mesin  yang telah  ada  dimana  mesin  tersebut  hanya bisa  melakukan  penyemprotan  dengan sumber  energi  berbahan  bakar  minyak dan juga energi manusia (manual).
Hal  ini  dapat  memperlambat  kerja manusia  dalam  melakukan  penyemprotan manual  dan  jika  dilakukan  dengan  mesin semprot  yang  menggunakan  bahan  bakar
bensin  maka  pembakaran  inilah  yang dapat  menimbulkan  efek  polusi  atau pemborosan  dalam  penggunaan  bahan bakar.
Oleh dari itu diperlukan suatu mesin penyemprot yang dapat mengurangi polusi udara  dan  ramah  lingkungan  dengan memanfaatkan  energi  alam  yaitu  sinar matahari sehingga alat ini dapat digunakan untukpenyemprotan pada perkebunan dengan memanfaatkan sumber  energi  matahari.  Selain  untuk dapat juga mempermudah dan mempercepat  dalam  pekerjaan,  sumber energi  yang  di  butuhkan  juga  tidak  susah untuk  di  dapat  sehingga  lebih  efektif  dan efesien. Dalam pembuatan sebuah
alat/mesin  ini  mampu  bekerja  secara optimal.  Serta  pengoperasiannya  sangat sederhana,  agar  semua  orang  dapat menggunakan alat/mesin tersebut.
Di  samping  itu,  dalam  pemilihan bahan yang tepat akan dihasilkan alat/mesin  yang  baik  pula  apabila  dilihat dari  segi  kekuatan  maupun  keawetan alat/mesin  tersebut.  Perancangan  sangat membutuhkan  ketelitian  dan  perencanaan yang  matang.  Agar  bahan-bahan  yang dipilih tepat dan alat/mesin yang dihasilkan efektif dan efesien.
Literature Review
Peneliti Terdahulu
Pada bagaian ini peneliti mencamtumkan  berbagai  hasil  penelitian terdahulu  terkait  dengan  penelitian  yang hendak  dilakukan,  kemudian  membuat ringkasannya,  baik  penelitian  yang  sudah terpublikasikan atau belum terpublikasikan. Berikut merupakan penelitian  terdahulu  yang  masih  terkait dengan tema yang penulis kaji.
Penelitian  Yang  Telah  Dilakukan
Oleh  Vici  Pawula,2021  pada  Skripsi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas  Tridinanti  Palembang  dengan julud “Perancangan Alat Otomatis
Penyemprot  Hama  Menggunakan  Swicth Digital  Timer  Dengan  Sumber  Panel Surya”.  Adapun  hasil  dari  penelitiannya mengatakan penulis mencoba merencanakan suatu mesin yang berfungsi untuk  menyemprotkan  cairan  pembasmi hama  dengan  sumber  energi  surya (matahari) yang digunakan untuk penyemprotan  pada  lahan  perkebunan. Pada  pengujian.Pada  pengujian  panel surya  50  wp  diketahui  keluaran  tegangan maksimum  sebesar  14,9  Volt  pada  pukul 13:00 dengan arus keluaran sebesar 0,90A total  daya  panel  suya  yang  dihasilkan sebesar  13,41  Watt.Modul  PV  50wp  tipe policristal  diketahui  efisiensi  pada  modul PV mencapai 15,57%.Pompa DC digunakan  untuk  sistem  kerja  fluida  cair dikeluarkan  tangki  ke  springkel  otomatis memutar  yang  telah  dipasang  melalui
paralon dari adanya tekanan udara melalui tenaga  pompa  yang  digerakkan  oleh baterai yang sumber tenaganya dari listrik hasil  konversi  energi  sinar  matahari melalui modul PV.
(Fuadiyah,dkk  2022)  pada  Jurnal Teknologi  Pertanian  Gorontalo  (JTPG) dengan  judul  “Potensi  Peman  faatan  Sel Surya untuk Mendukung Energi di Bidang Pertanian” hasil penelitiannya mengatakan Penggunaan alat penyemprot manual yang kurang efektif sehingga dibuat sebuah alat penyemprotan elektrik dengan sumber dari panel  surya  yang  dapat  digunakan  untuk mendukung sektor pertanian serta meningkatkan produktivitas hasil pertanian.  (Shofa,  dkk  2021)  pada  jurnal Jurnal  Rekayasa  Mesin  dengan  judul “Rancang  Bangun  Mesin  Pemberi  Pupuk Cair  Otomatis  Hemat  Daya  Berbasis  Iot untuk  Budidaya  Tanaman  Organik  ” adapun hasil penelitiannya ialah Penelitian ini  dilakukan  untuk  membuat  rancang bangun  mesin  pemberi  pupuk  cair otomatis  hemat  daya  berbasis  IoT  untuk budidaya tanaman organic. Dalam penelitian  ini  dilakukan  perancangan sistem  alat  yang  dapat  mengintegrasikan fungsi  Arduino,  sistem  IoT  dan  panel surya  untuk  lebih  hemat  daya.  Kebutuhan pembuatan alat meliputi dosis pupuk cair, jumlah  water  sprinkler,  kebutuhan  pipa, alat  ukur  kelembaban  tanah  dan  kapasitas solar cell. Hasil penelitian ini menghasilkan  keluaran  debit  air  600 L/hektar  dengan  jangkauan  keluaran pupuk cair yang disemprotkan 50 m 2 tiap water  springkler  membentuk  lingkaran. Waktu  penyemprotan  yang  lebih  singkat, jangkauan  yang  lebih  luas,  kemudahan mengontrol alat, dan hemat daya menjadikan  alat  ini  menarik  untuk diterapkan  dalam  budidaya  tanaman organik  agar  mampu  menghasilkan  panen yang  lebih  baik.Hasil  ini  dapat  digunakan sebagai  referensi  dalam  merancang  mesin pemberi  pupuk  cair  otomatis  hemat  daya berbasis  IoT  untuk  budidaya  tanaman organic.

## Energi Surya
Sel  surya  adalah  seperangkat  modul untuk  mengkonversi  tenaga  matahari menjadi energi listrik. Photovoltaic adalah teknologi yang berfungsi untuk mengubah atau mengkonversi radiasi matahari menjadi energi listrik secara langsung. Sel surya mulai popular akhir- akhir ini, selain mulai  menipisnya  cadangan  energi  fosil dan  isu  global  warming.Energi  yang dihasilkan  juga  sangat  murah  karna sumber  energi  (matahari)  bisa  didapatkan secara gratis. (Safitri,dkk 2019).

## Gambar 1. Skema Sel Surya
Salah  satunya  upaya  yang  telah dikembangkan  adalah  Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  (PLTS).  PLTS  atau  lebih dikenal  dengan  sel  surya  (sel  fotovoltaik) akan lebih diminati karena dapat digunakan  untuk  berbagai  keperluan  yang relevan  dan  di  berbagai  tempat  seperti perkantoran,  pabrik,  perumahan,  dan lainnya.  Di  Indonesia  yang  merupakan daerah  tropis  mempunyai  potensi  energi matahari  sangat  besar  dengan  insolasi harian  rata-rata  4,5  -  4,8  KWh/m²  /  hari. Akan  tetapi  energi  listrik  yang  dihasilkan sel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima oleh system. Dalam merencanakan pembangunan PLTS terlebih dahulu diperhitungkan  beban  dari  PLTS  sehingga kita  dapat  menghitung  kapasitas  listrik tenaga  surya  yang  akan  dibangun.  Berikut contoh  perhitungan  sederhana  kebutuhan daya  yang  digunakan,  kapasitas  panel  dan banyaknya  panel  yang  digunkan  dan kebutuhan baterai dengan daya menyimpanannya.
Rumus daya Listrik : Daya Listrik   = Tegangan x Arus, Atau
Watt
= Volt x Ampere
Instalasi  pembangkit  listrik  dengan tenaga  surya  membutuhkan  perencanaan mengenai kebutuhan daya 1. Jumlah Pemakaian
2. Jumlah Panel surya/solar cell
3. Jumlah baterai
Baterai Baterai berfungsi
untuk menyimpan sementara listrik yang dihasilkan  modul  surya,  agar  dapat digunakan  pada  saat  energi  matahari tidak ada  (malam  hari  atau  cuaca),  besaran kemampuan menyimpan arus listrik diukur dalam  satuan  watt  jam  (watthour/WH). Besarnya  kemampuan  menyimpan  arus listrik  ditentukan  dari  berapa  besar kebutuhan  daya  listrik  dan  kemampuan modul surya dalam mengisi battery. Listrik yang  dihasilkan  dari  penyimpanan  baterai mudah diubah menjadi panas atau cahaya, tetapi proses konversi dalam baterai relatif tidak  efisien.  Jenis  baterai  dikategorikan sebagai primer dan sekunder.
Sel alkali yang umum  adalah contoh dari  jenis  ini.  Baterai  sekunder  dapat  diisi ulang.  Baterai  timbal-asam  adalah  jenis yang  paling  umum  dan  digunakan  dalam sistem mobil dan cadangan. (Nugroho,dkk 2020)

## Gambar 2. Baterai
Efisiensi  baterai  sekunder  biasanya 70  hingga  80%  untuk  siklus  pulang-pergi (pengisian  dan  pengosongan).  Energi hilang  dalam  bentuk  panas  untuk  siklus pengisian  dan  pengosongan.  Jenis  umum lainnya  dari  baterai  sekunder  termasuk nikel-kadmium (NiCad), nikellogam hidrida  (NiMh),  lithium-ion,  seng-udara, dan polimer lithium. (Nugroho,dkk 2020)

## Solar charge controller (SCC)
Solar  Charge  Controller  adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke battery dan  diambil  dari  baterai  ke  beban.  Solar charge  controller  mengatur  overcharging (kelebihan pengisian - karena batere sudah 'penuh')  dan  kelebihan  voltase  dari  panel surya  /  solar  cell.  Kelebihan  voltase  dan pengisian akan mengurangi umur baterai.(Tomy Abuzairi,dkk 20219)
Solar  charge  controller  menerapkan teknologi  Pulse  width  modulation  (PWM) untuk  mengatur  fungsi  pengisian  baterai dan pembebasan arus dari baterai ke beban . Panel surya / solar cell 12 Volt umumnya memiliki  tegangan  output  16  -  21  Volt. Jadi  tanpa  solar  charge  controller,  battery akan  rusak  oleh  over-charging  dan ketidakstabilan tegangan. Baterai umumnya  di-charge  pada  tegangan  14  - 14.7 Vol.

## Gambar 3. Solar Charge Controller

## Pompa DC 12V
Pompa  adalah  suatu  alat  atau  mesin  yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu  tempat  ke  tempat  yang  lain  melalui suatu  media  perpipaan  dengan  cara menambahkan  energi  pada  cairan  yang dipindahkan  dan  berlangsung  secara  terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk  (suction)  dengan  bagian  keluar (discharge).  Dengan  kata  lain,  pompa berfungsi  mengubah  tenaga  mekanis  dari suatu  sumber  tenaga  (penggerak)  menjadi tenaga  kinetis  (kecepatan),  dimana  tenaga
ini  berguna  untuk  mengalirkan  cairan  dan mengatasi  hambatan  yang  ada  sepanjang pengaliran. (Ariansyah,dkk 2021).

## Gambar 4. Pompa Air DC

## Tegangan
Tegangan  (voltage)  atau  sering disebut sebagai beda potensial adalah kerja yang  dilakukan  untuk  menggerakkan muatan  sebesar  satu  coulomb  dari  satu terminal  ke  terminal  lainnya.  Atau, dengan,  kata  lain,  jika  suatu  muatan sebesar  satu  coulomb  digerakkan  atau dipindahkan,  maka  akan  terdapat  beda potensial  pada  kedua  terminalnya.  Kerja yang  dilakukan  sebenarnya  adalah  energi yang  dikeluarkan.  Jadi,  berdasarkan pengertian  diatas,  tegangan  adalah  energi per satuan muatan.

## METODE
Dalam  menganalisis  kinerja  plts sebagai  catu  daya    alat  semprot  tersebut, penting  untuk  melakukan  pengamatan langsung  berlokasi  di  Kota  Binjai, Sumatera  Utara.  Oleh  karena  itu,  peneliti memutuskan  untuk  menggunakan  metode penelitian kualitatif dengan teknik pengambilan data observasi dan deskriptif.  Dalam  metode  ini,  peneliti secara aktif mengamati dan mencatat daya listrik  yang  di  hasilkan  plts  dalam  proses penyemprotan  tanaman.  Penelitian  ini terdiri dari perancangan alat dan observasi yang dilakukan Juli hingga Agustus 2023.
Flowchart digunakan untuk mendokumentasikan,  merencanakan,  dan mengomunikasikan  proses  yang  cukup rumit menjadi sebuah diagram. Tujuannya agar  proses  yang  rumit  ini  lebih  mudah
dibaca  dan  dipahami  oleh  orang  awam sekalipun.
.
Gambar 5. Flowchart

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Rata-rata
Daya Perjam
yang Diperoleh panel Surya 20 WP
Nilai  rata-rata daya yang diperolah transmisi  dapat  dihitung  seperti  berikut:
Untuk daya rata-rata yang dihasilkan perjam  selama  6  hari  pengujian  adalah sebesar 30.03 watt
Rata-rata Daya Perjam Yang Disalurkan Baterai Ke pompa Daya rata- rata Waktu
Untuk daya rata-rata yang digunakan perjam selama 6 hari pengujian adalah sebesar 9.40 watt

## Total Daya Keseluruhan
Dalam  pehitungan  total  daya  yang dikonsumsi  secara  keseluruhan  kali  ini adalah  oleh  baterai  terhadap  beban  yaitu Pompa DC 12 volt. Untuk perhitungannya adalah sebagai berikut :

## Total  Daya  Yang  Dikonsumsi  Secara Keseluruhan
Dalam  pehitungan  total  daya  yang dikonsumsi  secara  keseluruhan  kali  ini adalah  oleh  baterai  terhadap  beban  yaitu Pompa DC 12 volt. Untuk perhitungannya adalah sebagai berikut :
Jadi,  daya  total  yang  dikonsumsi  oleh beban  (Pompa  DC  12  Volt)  selama  pengujian adalah sebesar 451.20 Watt.Hours.
Dari  perhitungan  konsumsi  daya  total tersebut diatas, secara matematis penulis dapat mengetahui  besar  daya  yang  dikonsumsi sprayer  untuk  menyemprotkan  cairan  dengan posisi tangki penuh yakni 15 liter.
Untuk perhitungannya adalah sebagai berikut :
Daya yang digunakan untuk menyemprotkan  cairan  pestisida  dari dalam tangki hingga habis adalah sebesar : 1.6760 Watt.Hours /tangki.
Perhitungan  waktu  Pengisian  Baterai 12 V 7,2 Ah Setelah melakukan pengukuran tegangan  dan  arus  serta  menghitung  rata- rata  daya  yang  dihasilkan  panel  surya perhari selama 6 hari pengujian, kemudian penulis  dapat  menganalisa  waktu  (t) dalam satu hari untuk pengisian daya dari solar cell untuk baterai 12 V 7,2 Ah (86,2 wh). Berikut perhitungannya:
Waktu Daya rata- rata
Dari hasil perhitungan diatas penulis dapat  mengambil  kesimpulan  bahwa jangka  waktu  yang  diperlukan  dalam proses  pengisian  daya  baterai  oleh  panel surya  tergantung  dari  kondisi  cuaca  dan intensitas  cahaya  dilokasi  pengoperasian karena  mempengaruhi  tinggi  rendahnya arus yang diterima.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perancangan  dan penelitian  dari  Penerapan  teknologi  solar cell  untuk  penyemprotan  pada  tanaman yang  telah  dilakukan,  maka  dapat disimpulkan  bahwa  Panel  surya  20  wp yang  digunakan  mampu  menghasilkan daya  (P)  rata-rata  perhari  sebesar  30.03 watt  dengan  baterai  berkapasitas  12  volt 7,2  Ah  mampu  menyalurkan  daya  (P) rata-rata  ke  motor  DC  12  volt  3  Ampere sebesar  9.40  watt  saat  beroperasi.  Untuk daya  rata-rata  yang  digunakan  perjam selama  6  hari  pengujian  adalah  sebesar 9.40 watt dengan jangka waktu pengisian daya  tergantung  dari  kondisi  cuaca  dan intensitas  cahaya  dilokasi  pengoperasian karena  mempengaruhi  tinggi  rendahnya arus  yang diterima sedangkan  Daya  yang digunakan  untuk  menyemprotkan  cairan pestisida  dari  dalam  tangki  hingga  habis adalah  sebesar  :  1.6760  Watt.Hours /tangki.

## DAFTAR PUSTAKA
Abuzairi,  T.,  et  al.  (2019).  International Journal of Photoenergy, 2019,
Article ID 5026464. DOI: 10.1155/2019/5026464 Ariansyah,  M.  D.,  et  al.  (2021).  Jurnal Syntax Admiration, 2(6). Fahreza,  M.,  Hamdani,  H.,  &  Tharo,  Z. (2019,  May).  PEMODELAN  DAN PENGENDALIAN FREKUENSI SISTEM TENAGA LISTRIK PADA SIMULATOR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP. In Seminar Nasional  Teknik  (SEMNASTEK) UISU (Vol. 2, No. 1, pp. 234-237). Fuadiyah,  T.,  et  al.  (2022).  Jurnal Teknologi Pertanian Gorontalo
(JTPG), 7(2). Nugroho, F. A., et al. (2020). e-Proceeding of Engineering, 7(3), 8781.
Pawula,  V.  (2021).  Perancangan  Alat
Otomatis Penyemprot Hama Menggunakan  Switch  Digital  Timer Dengan Sumber Panel Surya. Skripsi Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
Safitri, N., et al. (2019). BUKU TEKNOLOGI PHOTOVOLTAIC.
Penerbit:  YayasanPuga  Aceh  Riset.
ISBN: 978-623-91323-0-9
Sarwono,  E.,  et  al.  (2021).  Journal  of
Electrical Power Control and Automation,  4(2),  40-46.  DOI:
10.33087/jepca.v4i2.50 Shofa,  D.,  et  al.  (2021).  Jurnal  Rekayasa
Mesin, 16(1), 109-115.
Syafriyudin,  ST,  MT.  (2013).  Buku
PENGETAHUAN BAHAN LISTRIK.  ISBN:  978-602-7619-25-
8
Tan,  R.  H.  G.,  et  al.  (2020).  E3S  Web  of Conferences,  182,  03005.  DOI:
10.1051/e3sconf/202018203005
Tharo, Z., et al. (2022). Analysis of Saving Electrical Load Costs With a Hybrid Source  of  PLN-PLTS  500  Wp.
Journal  of  Applied  Engineering  and Technological Science (JAETS),
4(1), 235-243.