Sistem Portable Hybrid On-Grid PV-PLN-Generator Teraplikasi Di Desa Pemulutan
Wirawan Adi Pradana 1 , Armin Sofijan 2 , Cekmas Cekdin 3 , Irwin Bizzy 4
1,2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Palembang
4 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya wirawan.adipradana@gmail.com 1 , a_sofijan@ft.unsri.ac.id 2 , cekmas_cekdin@yahoo.com 3 , irwin@unsri.ac.id 4
Received 27 Januari 2022 | Revised 16 Februari 2022 | Accepted 11 April 2022

## ABSTRAK
Desa Pemulutan memiliki lokasi yang dipisahkan oleh sungai kecil, dimana hanya salah satu lokasinya yang mendapatkan akses listrik PLN dari pemerintah. Sistem portable hybrid on-grid PV-PLN-Generator memiliki kemampuan untuk menggabungkan sumber listrik dari PLN dengan sumber listrik alternatif dari panel surya dan generator, sistem ini diterapkan pada penelitian ini dengan menambahkan sistem portabel, sehingga dapat dibawa dan dipindahkan dengan mudah dari lokasi yang berseberangan sungai. Daya keluaran satu panel surya sebesar 20-25 W,  sehingga dibutuhkan 6-7 panel  surya untuk  dapat  digunakan pada beban sebesar  70 Watt selama 12 jam. Hasil penelitian ini sangat membantu warga Desa Pemulutan, dengan sistem portable hybrid on-grid  ( PHoG)  dapat  membantu  akses  listrik  untuk  penerangan,  mengolah  hasil  kebun,  dan  meringankan biaya pembebanan listrik PLN.

## Kata kunci: Desa Pemulutan, Panel surya, Portable hybrid on-grid
Pemulutan village has a location that is separated by a small river, where only one of its locations has access to PLN electricity rom the government. The portable hybrid on grid system PV-PLN-Generator has the ability to combine a power source from PLN with alternative sources of electricity from solar panels and generators, this system was applied in this study by adding a portable system, so that it can be carried and moved easily from opposite locations of river. The ouput power of one solar panel is about 20-25 W, so it takes 6-7 solar panels to be used with load 70 Watt for 12 hours. The results of this research are very helpful for Pemulutan’s village, with the portable hybrid on grid (PHoG) system can help access electricity for lighting, process garden products, and relieve the cost of charging PLN electricity.
Keywords: Pemulutan village, Solar panel, Portable hybrid on-grid

## I. PENDAHULUAN
Listrik dalam kehidupan sehari – hari menjadi sebuah kebutuhan yang sangat penting, akan tetapi untuk penyebaran energi listrik di Indonesia masih terbatas, sehingga terdapat beberapa daerah yang belum tercakup akses oleh energi listrik. Daerah yang terpencil umumnya terdapat akses energi listrik yang terbatas atau bahkan tidak terjangkau listrik dari pemerintah, hal ini dikarenakan biaya pembangkitan, distribusi energi dan emisi yang tinggi (Cahyadi, 2011), (Wibowo dkk., 2021).
Semakin banyak penggunaan energi terbarukan menjadi energi alternatif yang digunakan masyarakat untuk kebutuhan sehari-hari atau tertentu, hal tersebut dikarenakan biaya listrik yang terus naik atau seringnya terjadinya pemadaman listrik dari PLN. Penggunaan panel surya sebagai energi listrik alternatif sudah banyak dipakai, dikarenakan mudah untuk dilakukan pemasangan dan dapat menyesuaikan dengan kebutuhan, seperti pemasangan panel surya pada lampu lalu lintas yang diteliti oleh Imaduddin dkk., (2020), mobil listrik oleh Syahyuniar,  (2016),  sistem  pengairan  hidroponik  oleh  Mohammad  dkk.,  (2021),  pengering  ikan  asin  oleh Friansa & Bagusta, (2021), mesin panen oleh Susanto dkk., (2019) dan bahkan dapat digunakan pada lokasi yang jauh dari pemukiman seperti pada penerangan kapal nelayan (Habibullah dkk., 2020)
Desa Pemulutan merupakan Desa yang berada di Kabupaten Ogan Ilir, Provinsi Sumatera Selatan. Desa ini terpisahkan oleh sungai  kecil, dimana  salah satu  lokasi  sudah mendapatkan akses listrik  dari  pemerintah dan  lokasi  yang  berseberangan  belum  mendapatkan  akses  listrik,  seperti  pada  Gambar  1.  Pada  lokasi  yang belum  mendapatkan  akses  listrik,  masyarakat  menggunakan  lokasi  tersebut  sebagai  tempat  tinggal  dan berkebun, dimana generator sebagai penganti listrik pemerintah digunakan untuk penerangan dan pengolahan hasil  kebun,  namun  penggunaan  generator  belum  efisien  sebagai  energi  alternatif,  dikarenakan  masih diperlukan pengeluaran untuk biaya bahan bakar.

## Gambar 1. Lokasi Yang Sudah dan Belum Ada Akses Listrik di Desa Pemulutan
Menurut  data  yang  disediakan  oleh  Global  Solar  Atlas,  bahwa  wilayah  Kecamatan  Pemulutan Kabupaten Ogan Ilir menerima radiasi sekitar 4-5 kWh/m 2 per harinya, dan angka tersebut merupakan jumlah energi  yang cukup berpotensi  untuk  meningkatkan kesejahteraan rakyat  apabila dapat  dimanfaatkan dengan tepat (Alwani dkk., 2021). Penerapan pembangkit listrik yang terdistribusi dengan sistem hybrid on-grid PV- PLN-Generator dapat menjadi solusi dari permasalahan akses listrik di Desa Pemulutan, di mana pada sistem portabel pada panel PV dan Generator, hal tersebut dapat memudahkan masyarakat di Desa Pemulutan untuk membawanya dan dipindah-pindahkan dari lokasi yang berseberangan.
Sistem hybrid  on-grid PV-PLN-Generator  memungkinkan  penggunaan  listrik  dari  PV,  PLN,  dan generator secara bersamaan. Menggabungkan beberapa sumber energi listrik merupakan hal yang wajib demi kelangsungan  pasokan  listrik  dan  juga  untuk  menghemat  biaya  dari  listrik  PLN,  baterai  digunakan  untuk menjamin kontinuitas pasokan listrik jika kondisi PV panel menerima radiasi matahari rendah atau malam hari, maka fungsi generator dan listrik PLN yang menggantikan, sehingga sistem tenaga hybrid on-grid PV-PLN- Generator merupakan kombinasi terbaik yang dapat digunakan di Desa terpencil (Aprillia dkk., 2019); (Arifin Sinaga dkk., 2019).
Pada  penelitian  ini,  sistem  pembangkit  alternatif  yang  akan  di  aplikasikan  di  Desa  Pemulutan  tidak hanya  menggunakan  sistem hybrid  on-grid PV-PLN-Generator,  namun  juga  menggunakan  sistem  portabel pada  panel  PV,  generator  dan  kotak  panel  yang  dapat  dibawa  dan  dipindahkan  sesuai  dengan  lokasi  Desa Pemulutan yang dipisahkan oleh sungai.

## II. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini menggunakan sistem pembangkit listrik on-grid yaitu sistem yang terhubung dengan pembangkit  listrik  PLN, sebaliknya sistem off-grid adalah sistem yang berdiri  sendiri  yang tidak terhubung dengan listrik PLN  (Sofijan, 2020). Penggunaan tiga sumber listrik dari PV-PLN-generator dan dibuat secara portabel disebut sebagai portable hybrid on-grid (PHoG).

## Gambar 2. Diagram Desain Pembangkit PHoG
Pada  Gambar  2  di  atas,  daya  listrik  masukan  dari  generator  dan  PLN  langsung  dapat  diteruskan  ke controller karena daya keluaran merupakan arus bolak-balik (AC), sedangkan pada keluaran daya dari panel
Belum ada
akses listrik Sudah ada akses listrik
surya  harus  dimasukkan  ke  dalam  baterai  sebagai  media  penyimpan,  kemudian  masuk  ke  inverter  untuk mengubah arus DC ke AC sehingga dapat diterima controller . Panel surya yang digunakan tipe polycrystalline , karena memiliki efisiensi lebih besar tipe monocrystalline dan dapat menghasilkan daya listrik yang lebih saat kondisi kurang cahaya matahari (Sofijan dkk., 2020), (Viantus dkk., 2017).
Keluaran arus dari controller dapat diatur agar penggunaan dari dapat lebih efisien, dimana saat daya dari penyimpanan baterai sudah habis langsung dapat digantikan dengan listrik PLN. Untuk spesifikasi lebih detail pada komponen yang digunakan pada pembangkit PHoG ini, dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Spesifikasi dan fungsi komponen umum pada PHoG Nama Spesifikasi Fungsi Panel surya Polycrystalline 100 W Konversi energi surya menjadi energi listrik Baterai VRLA 12V 70AH Media penyimpan energi listrik Kabel Portabel generator Kotak panel A3CS 12/10 V/A 30x40 cm Mengalirkan energi listrik dari panel PV ke baterai Sumber alternatif tenaga listrik PLN Tempat penyimpanan komponen controller
Ukuran  kotak panel  yang kecil  mudah  untuk dibawa dan dipindahkan,  dimana  kotak panel  berfungsi sebagai controller yang  berisikan  komponen  seperti  solar charge  controller ,  inverter,  dll.  Generator  yang digunakan jenis portable dengan bahan bakar diesel, frekuensi 50 Hz DC, luaran: 12/10 V/A dan single phase . Baterai  atau  aki  digunakan  untuk  menyimpan  keluaran  dari  solar  panel,  dengan  menggunakan  jenis  baterai asam  timbal  ( lead  acid ),  karena  lebih  efisien  dan  biaya  yang  lebih  ekonomis  dibandingkan  jenis nickel- cadmium (Ghufron dkk., 2017); (Nasution, 2021).
Tabel 2. Komponen pada kotak panel (controller)
Nama Fungsi Solar Charge Controller 10A MPPT Pengatur daya masukan dan menjaga daya baterai Inverter 500 Watt Konversi arus listrik DC ke AC Circuit Breaker Mematikan daya Under Volatge Relay Memproteksi tegangan di bawah normal Wattmeter Mengukur besar daya Voltmeter Mengukur besar tegangan Relay Menghubungkan dan mematikan arus listrik Fuse Memutuskan arus berlebih Timer Analog Mengatur waktu menghubungkan dan mematikan listrik
Pada Tabel 2 merupakan komponen yang terdapat di dalam kotak panel, dimana solar charge controller berperan  untuk  melindungi  baterai  dari  daya  masukan  yang  berlebih  ( overcharging ),  dan  juga  mencegah tegangan  berlebih  ( overvoltage )  yang  dapat  merusak  baterai  (Kumara,  2010).  Inverter  yang  digunakan mengubah arus DC 12-24V menjadi arus AC 220V dengan kapasitas 500 Watt, kemudian beberapa komponen controller lainnya  yang  digunakan  yaitu circuit  breaker ,  wattmeter,  voltmeter,  dll.  Kemudian  untuk pengambilan data besar daya yang dihasilkan dari panel akan menggunakan datalogger , yang akan tersimpan pada SD card , pengambilan data dilakukan saat jam 09.00-15.00 selama satu minggu.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penggunaan energi listrik solar atau pembangkit PHoG ini dipilih, karena rangkaian pembangkit ini di buat  secara  portabel  agar  mudah  dipindahkan,  dikarenakan  Desa  ini  memiliki  lokasi  yang  dipisahkan  oleh sungai  kecil.  Hal  ini  juga  dikarenakan  untuk  pemanfaatan  energi  dari  angin,  air  atau  sungai  tidak  dapat digunakan karena aliran sungai atau angin yang dihasilkan kecil, dan juga tidak dapat dibuat secara portabel untuk dapat dipindahkan.
Adapun  hasil  dari  penelitian  ini  diperoleh  sebuah  desain  panel  surya  portabel  dan  kotak  panel ( controller ) portabel, untuk generator menggunakan yang portabel dan dapat di beli di pasaran. Selanjutnya, untuk gambaran dan keterangan isi pada kotak panel ( controller ) dapat dilihat pada Gambar 3.

## Gambar 3. Hasil Rangkaian Komponen Pada Kotak Panel
Pada hasil desain panel surya dibuat secara portabel yang mampu dilipat dan diangkat, agar dapat mudah dipindahkan. Sistem controller yang ada di dalam kotak panel berukuran 30x40 cm yang memiliki ukuran kecil dan mampu untuk dibawa, seperti pada Gambar 4. Keuntungan dengan sistem portabel yang diterapkan pada Desa Pemulutan dapat memudahkan warga untuk memindahkan saat melewati sungai.

## Gambar 4. Hasil Portabel Panel Surya dan Controller
Desain  PHoG  ini  dibuat  khusus  bagi  warga  Pemulutan,  sehingga  saat  di  kebun  mereka  dapat memanfaatkan dari sumber energi listrik dari panel surya, dan saat kembali ke rumah alat dapat dengan mudah dibawa, kemudian daya yang tersimpan pada baterai dapat tetap digunakan. Hasil daya yang disimpan pada baterai  dapat  digunakan  menggantikan daya  listrik  dari PLN, sehingga dapat menghemat biaya pembayaran listrik di rumah.
Portabel Solar Panel Portabel Controller Solar Charge Controller Inverter Wattmeter Under Voltage Relay Relay Timer Analog Voltmeter Dilipat Dudukan dapat diangkat Circuit Breaker Fuse

## Gambar 5. Hasil Perhitungan Daya Panel Surya
Dari  data grafik pada  Gambar  5 di atas,  pengambilan data keluaran daya dari  panel  surya dilakukan selama satu minggu dengan jarak waktu pengambilan pada jam 09.00-15.00, dengan menggunakan datalogger dengan jarak waktu sampling 1menit. Kemudian dari hasil yang diperoleh menunjukkan, bahwa rata-rata daya selama satu  minggu  berkisar dari  20-25W, maka proses  pengisian daya  dari  jam 09.00-15.00 dapat  mampu menyimpan  daya  sebesar  120-150W  per  hari.  Kapasitas  baterai  yang  digunakan  yaitu  12V  70Ah, sehingga untuk dapat mengisi baterai hingga penuh diperlukan waktu sekitar 38 jam untuk satu panel, jika waktu optimal pada panel surya diperkirakan 6 jam, maka diperlukan sekitar 6-7 panel surya untuk dapat melakukan pengisian penuh dalam waktu satu hari.

## Gambar 6. Hasil Perhitungan Daya Generator
Pada perhitungan daya generator didapat daya keluaran rata-rata berkisar dari 130-140 Watt dan jika ditambahkan dari  daya 6 panel  surya, maka daya keluaran total panel  surya dan generator berkisar 250-290 Watt. Sehingga untuk penggunaan daya yang lebih masih dibutuhkan daya listrik dari PLN, dimana surya panel yang digunakan hanya bersifat  alternatif untuk  dapat  digunakan pada lokasi  Desa yang belum mendapatkan akses, dan dapat digunakan untuk beban sebesar 70 Watt selama 12 jam.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Energi listrik alternatif dan terbarukan merupakan  hal yang menarik untuk dikaji, dimana orang akan selalu mencoba mencari alternatif dari penggunaan listrik berbahan fosil. Desa Pemulutan merupakan hanya salah satu Desa yang dijadikan tempat untuk diterapkannya energi terbarukan, dimana hasil penerapan PHoG PV-PLN-generator ini sangat bermanfaat bagi warga untuk penerangan dan pengolahan hasil kebun, kemudian dengan desain portabel yang dibuat dapat memudah warga untuk memindahkannya saat melewati sungai.

## DAFTAR PUSTAKA
Alwani, H., Fadhilah, F., & Setiawan, J. (2021). Aplikasi plts off-grid di Desa skonjing kabupaten ogan ilir . 27–28.
Aprillia, B. S., Silalahi, D. K., Agung, M., & Rigoursyah, F. (2019). Desain Sistem Panel Surya On-Grid Untuk Skala Rumah Tangga Menggunakan Perangkat Lunak HOMER (On-Grid Photovoltaic Systems Design using HOMER Software for Residential Load). Jurnal Teknologi Informasi Dan Multimedia , 1 (3), 174– 180.
Arifin Sinaga, G., Mataram, I. M., & Indra Partha, T. G. (2019). Analisis Pembangkit Listrik Sistem Hybrid Grid  Connected  Di  Villa  Peruna  Saba,  Gianyar  –  Bali. Jurnal  SPEKTRUM , 6 (2),  1. https://doi.org/10.24843/spektrum.2019.v06.i02.p01
Cahyadi. (2011). Kajian Teknis Pembangkit Listrik Berbahan Fossil. Ilmiah Teknologi Energi , 1 (12), 21–32.
Friansa, K., & Bagusta, D. (2021). TeknoKreatif : Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Pengeringan Ikan Asin dengan Panel Surya di Pulau Pasaran Kota Bandar . 1 (1), 15–20.
Ghufron,  M.,  Perwita,  C.  A.,  &  Pranata,  K.  B.  (2017).  Analisis  Efisiensi  Energi  Flow  Baterai  Lead  Acid Keadaan Statis Dan Dinamis. ROTOR , 10 (November), 42–46.
Habibullah, Hidayat, R., & Anugrah, P. (2020). Penerapan Panel Surya untuk Penerangan Kapal Kelompok Nelayan Pantai Jaya, Padang . 1 (1), 6–9.
Imaduddin,  I.  R.,  Himawan,  F.,  Hasan,  F.,  &  Susanto,  F.  (2020).  Perancangan  Desain  Traffic  Light Menggunakan  Panel  Surya. JEECAE  (Journal  of  Electrical,  Electronics,  Control,  and  Automotive Engineering) , 5 (1), 49–54. https://doi.org/10.32486/jeecae.v5i1.512
Kumara, I. N. S. (2010). Pembangkit Listrik Tenaga Surya Skala Rumah Tangga Urban Dan Ketersediaannya Di Indonesia. Majalah Ilmiah Teknologi Elektro , 9 (1).
Mohammad, L., Khamim, M., Husna, A., & Pakpahan, S. (2021). Pengembangan Sistem Hidroponik Otomatis- Modern  Berbasis  Panel  Surya  dan  Baterai  (  Development  of  Modern Automatic  Hydroponic  Systems Based on Solar Panels and Batteries ) . 10 (1).
Nasution,  M.  (2021).  Karakteristik  Baterai  sebagai  Penyimpan  Energi  Listrik  secara  Spesifik. Journal  of Electrical Technology , 6 (1), 35–40.
Sofijan,  A.  (2020).  The  Solar  Renewable  Energy  System  Study  with  A  Capacity  of  1300  W  Utilizing Polycrystalline Photovoltaic. Journal  of  Mechanical  Science  and  Engineering , 6 (1),  005–011. https://doi.org/10.36706/jmse.v6i1.29
Sofijan, A., Nawawi, Z., Suprapto, B. Y., Sipahutar, R., &  Bizzy, I. (2020). Performance Evaluation  Solar Charge  Controller  on  Solar  Power  System  Home-Based  SPV  Amorphous  80  Watt-peak  . https://doi.org/10.1088/1742-6596/1500/1/012004
Susanto,  H.,  Husin,  Z.,  &  Supardi,  J.  (2019).  Modification  of  Two-lane  Mini  Rice  Harvesting  Machine.
Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) , 1–6.
http://prosiding.bkstm.org/prosiding/seminar/2019
Syahyuniar, R. (2016). Pengaplikasian Panel Surya Pada Mobil Listrik. Elemen , 3 (1), 10–17.
Viantus, I., Priyatman, H., &  Hiendro, A. (2017). Analisis Efesiensi  Rancang Bangun Solar Home System. Jurnal Teknik Elektro Universitas TanjungPura , 1 (1), 1–11.
Wibowo,  B.  S.,  Handoko,  S.,  &  Hermawan.  (2021).  Optimasi  Ekonomi  dan  Emisi  Pembangkit  Listrik  di Kalimantan  menggunakan  Dragonfly  Algoritmh. ELKOMIKA:  Jurnal  Teknik  Energi  Elektrik,  Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika , 9 (3). https://doi.org/10.26760/elkomika.v9i3.619