Diterima: 8 Mei 2022; Direvisi: 4 Juni 2022; Disetujui: 9 Juni 2022 JTERA, Vol. 7, No. 1, Juni 2022

## Rancang Bangun dan Uji Kinerja Trainer Kit Instalasi Panel Surya 50 Wp
Asrori # , M. N. Wahyudi Abdullah, Imam Mashudi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang Jl. Soekarno-Hatta No. 9, Malang 65141, Indonesia
# asrori@polinema.ac.id

## Abstrak
Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) merupakan bentuk energi yang berasal dari konversi  sinar matahari menjadi aliran  listrik.  Alat  yang  digunakan  untuk  merubah  sinar  matahari  menjadi  listrik  adalah  panel  surya.  Instalasi  PLTS secara sederhana terdiri dari komponen utama yaitu panel surya, solar charger , baterai, dan inverter . Tujuan penelitian ini  adalah  merancang  dan  menguji  performansi trainer  kit instalasi  panel  surya  untuk  skala  laboratorium.  Metode perancangan  menggunakan  metode  Pahl-Beitz,  yang  terdiri  dari  tahap  perencanaan  tugas,  perancangan  produk,  dan detail desain. Pengujian dilakukan secara outdoor experimental di koordinat 7,9553°LS dan 112,6125° BT pada bulan November  2021.  Radiasi  matahari diukur dengan SM-206 Solar Power Meter dari pukul 07.00 s.d 17.00 WIB. Arus dan tegangan pengisian baterai dari panel surya akan tercatat pada MPPT Solar Charger sehingga daya berguna dari panel surya diketahui. Sedangkan diagram V-I dan daya luaran panel surya dapat diuji dengan mengatur variasi tahanan dari Rheostat 50  W/5  Ohm.    Hasil  rancang  bangun  berupa trainer  kit dengan  komponen  utama  panel  surya  50  Wp polikristal, solar charger MPPT 10A, baterai lead acid 12V/10 Ah.  Hasil pengujian  menunjukkan daya output panel dan  daya charging dipengaruhi  oleh  tingkat  radiasi  matahari. Performance  Ratio ( PR )  dan Fill  Factor ( FF ) menunjukkan bahwa panel surya yang digunakan mempunyai kualitas baik.
Kata kunci: trainer kit , panel surya, rheostat , performance ratio , fill factor

## Abstract
Solar power generation is an energy that comes from converting sun rays into electricity. The device used to convert sun  rays  into  electricity  is  a  solar  panel.  The  installation  of  a  solar  power  plant  comprises  the  main  components, namely  solar  panels,  solar  chargers,  batteries  and  inverters.  This  research  aims  to  make  a  solar  panel  installation trainer kit for laboratory scale and test the characteristics of polycrystalline solar panels . The design method uses the Pahl-Beitz  method,  which  consists  of  stages  of  task  planning,  product  design,  and  design  details.  The  solar  panel installation test was conducted outdoors at coordinates, Latitude 7.9553° S and Longitude 112.6125° E in November 2021. The solar radiation was measured with the SM-206 Solar Power Meter from 07:00 am to 05:00 pm. In addition, the current and voltage for charging the battery from the solar panel will be recorded on the MPPT Solar charger so that the usable power of the solar panel is known. In contrast, the V-I curve and the solar panel output power can be tested by adjusting the resistance variation of the Rheostat 50 watts 5 ohms. This design is a trainer kit with the main components 50 Wp polycrystalline  solar panel, 10A MPPT solar charger,  and 12V/10 Ah lead-acid battery. The test results show that solar radiation affects the panel output power and charging power. Performance as efficiency values, Performance Ratio (PR), and Fill Factor (FF) show that the solar panels used have good quality.
Keywords: trainer kit , solar panel , rheostat , performance ratio , fill factor

## I. P ENDAHULUAN
Kebutuhan  energi  listrik  sangat  penting  dalam kehidupan  masyarakat,  baik  pada  sektor  rumah tangga,  penerangan,  komunikasi,  industri  dan  lain sebagainya. Eksplorasi potensi energi terbarukan di
Indonesia dalam satu dekade ini menjadi perhatian serius  pemerintah.  Saat  ini  pemerintah  Indonesia dengan Kebijakan Energi Nasional (KEN) berusaha untuk  mencapai  target  bauran  EBT  (Energi  Baru Terbarukan)  pada  tahun  2025  dan  2050,  sebesar 23%  dan  31%.  Sementara    itu  pada  tahun  2019
bauran EBT hanya mencapai 9,3 %, dan diprediksi dengan  kondisi  yang  ada  sekarang  ini,  maka  pada tahun 2050 diperkirakan hanya mampu sekitar 18 % [1]. Sehingga untuk dapat mencapai target tersebut, pemerintah  mengembangkan  pemanfaatan  potensi EBT  yang  terdiri  dari  hidro,  panas  bumi,  biomasa (termasuk CPO), dan energi surya. Indonesia secara geografis  terletak  disepanjang  garis  khatulistiwa, memiliki potensi energi matahari yang cukup besar. Berdasarkan  data global  solar  atlas [2],  Indonesia mempunyai Global  Horizontal  Irradiation (GHI) perhari  antara  3,45  –  5,74  kWh/m 2 ,  sehingga berpotensi menghasilkan PV Power Output sebesar 2,82  –  4,62  kWh/kWp  per  hari.  Dengan  demikian, potensi pembangkit listrik tenaga surya di Indonesia diprediksi  dapat  mencapai  3.294  GWp.  Namun demikian hingga saat ini, pemanfaatan energi surya masih  berkisar  100  MWp  [3].  Oleh  karena  itu, pemerintah  membuat roadmap pemanfaatan  energi surya  untuk  target  tahun  2025  dengan  kapasitas PLTS  terpasang  mencapai  0,87  GWp  atau  sekitar 50  MWp/tahun.   Keberhasilan  capaian  target  yang direncanakan  pemerintah,  membutuhkan  dukungan dari  semua  pihak.  Sumber  daya  alam  yang berlimpah  harus  diimbangi  dengan  peningkatan kompetensi sumber daya manusianya. Dalam hal ini dunia kampus, sebagai pintu utama pengembangan ilmu dan ketrampilan harus dapat berperan aktif.
Salah  satu  bentuk  mempersiapkan  tenaga  ahli yaitu dengan menyediakan peralatan peraga ( trainer kit )  untuk  mendukung  media  pembelajaran  di laboratorium.  Alat  peraga  instalasi  tenaga  surya merupakan media praktikum yang dapat dikembangkan untuk laboratorium di jurusan fisika, elektro, dan laboratorium konversi energi di jurusan teknik mesin. Sehingga mahasiswa dapat memperdalam pengetahuan berdasarkan pengalaman  yang  nyata  untuk  membuktikan  teori- teori  yang  diberikan  selama  perkuliahan.  Sistem instalasi  pembangkit  listrik  tenaga  surya  pada umumnya  terdiri  dari  dua  tipe,  yaitu  instalasi off- grid ( stand-alone ) dan on-grid (terhubung jaringan PLN).  Sistem  PLTS  terdiri  dari  beberapa komponen,  yaitu:  panel  surya  ( PV-Module ), solar charge  controller ,  baterai,  inverter  dan  komponen pendukung lainnya [4]-[8]. Selama ini peneliti lebih banyak  menfokuskan  penelitian  dan  pengujian berkaitan dengan karakteristik dan perfomansi dari panel/modul  surya  baik  dilakukan  melalui pendekatan  simulasi,  pengujian indoor maupun secara outdoor [9]-[16].  Sedangkan  untuk meningkatkan  keahlian  mahasiswa  khususnya pendidikan  vokasi/politeknik  diperlukan  penelitian dan pengembangan alat peraga ( trainer kit ).
Terdapat  beberapa  artikel  yang  membahas berkaitan  dengan  desain,  pembuatan  dan  sistem
pengujian  dari  instalasi  PLTS  untuk  berbagai  tipe dan  kapasitas.  Alat  peraga  panel  surya  yang dirancang  sesuai  dengan  kebutuhan  sebagai penunjang  media  pembelajaran  di  laboratorium. Pembuatan  rangkaian  uji,  yang  hanya  difokuskan pada sistem pengujian output daya panel surya juga dilakukan  oleh  para  peneliti.  Sebagaimana  yang dilakukan Chalh, dkk [17] yang membuat rangkaian PV  Emulator biaya  murah  yang  menggunakan suplai  DC  variabel  dengan  resistor  variabel  seri berbasis  teorema  transfer  daya  maksimum. Sementara  itu  pengujian  daya  panel  surya  secara langsung  juga  dilakukan  Mukromin,  dkk  [18], dengan pemodelan regresi linier majemuk diperoleh adanya korelasi yang baik antara daya output panel 50  Wp  dengan  data  inputan  temperatur  panel  dan radiasi  matahari.  Ranjit,  dkk  [19],  membuat rancangan trainer  kit yang  sederhana  yaitu membuat instalasi yang terdiri dari modul PV yang bisa  divariasikan  secara  seri  dan  parallel, solar charger  controller ,  baterai.  Daya  modul  PV  dapat divariasikan  dengan shunt  element dengan  sistem pengujian  beban  DC.  Hasil  pengujian  sistem charging/discharging oleh  panel  surya  ini ditunjukkan  oleh  indikator  PIC  pada  baterai. Selanjutnya peneliti [20] merancang alat trainer kit instalasi panel surya sistem on grid yang terdiri dari panel surya, PWM controller charger ,  baterai dan inverter DC/AC. Selain dari aspek pembuatan alat, beberapa peneliti juga melakukan uji kelayakan dan uji  respon  dari  alat  yang  dibuat  [20]-[22].  Sistem pembuatan trainer kit , yang disertai dengan analisis desain  manufaktur  dan  pengujian  performansi karakteristik  panel  surya  telah  dilakukan  beberapa peneliti.  Melalui  pendekatan  model  ADDIE ( Analysis,  Design,  Development,  Implementation, and  Evaluation )  diperoleh  sebuat  alat trainer  kit untuk  sistem  instalasi on-grid  solar  PV [23]. Sedangkan  desain trainer  kit yang  dilengkapi dengan  pengaturan  arah  panel  surya  terhadap  arah pergerakan arah matahari dibuat oleh peneliti [24], sehingga dapat diketahui perbandingan daya output panel  surya  50  Wp  yang  dipasang  secara  tetap dengan  panel  surya  yang  bergerak  mengikuti  arah matahari. Selain pembuatan trainer kit sekala kecil seperti  yang  dilakukan  peneliti  diatas,  Rumokoy, dkk  [25]  membahas  konsep  perancangan  alat peraga  kerangka  instalasi  PLTS  rumah  tangga ( solar  rooftop ).  Hasilnya  berupa  gambar  3D instalasi perakitan rangka PV Rooftop . Penelitian  terdahulu  tersebut  menunjukan beberapa jenis dan metode pengujian instalasi panel surya.  Namun  demikian  pembahasannya  hanya bersifat  parsial.  Sehingga  diperlukan  kajian  desain dan  pembuatan trainer  kit instalasi  panel  surya secara  komprehensif.  Tujuan  penelitian  ini  adalah
merancang,  membuat  dan  menguji  kinerja trainer kit instalasi panel surya. Selain itu, pengujian yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui karakteristik panel  surya polycrystalline berkapasitas  50  Wp ( wattpeak ) dan unjuk kerja solar charger controller tipe  MPPT  ( Maximum  Power  Point  Tracking ). Sehingga trainer  kit instalasi  panel  surya  yang dihasilkan  tersebut  dapat  digunakan  untuk  alat praktik di laboratorium.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Pembuatan trainer kit ini diawali dengan proses perancangan/desain. Metode desain yang digunakan adalah  metode  perancangan  Pahl-Beitz,  dimana terdiri  dari  tahap:  (1)  perencanaan  dan  penjelasan tugas,  (2)  perancangan  konsep  produk,  (3) perancangan  bentuk  produk  ( embodiment  design ), dan  (4)  perancangan  detail  [26],  [27].  Setelah proses  desain  dilakukan  proses  pemesinan  dalam pembuatan  rangka  yang  dilanjutkan  dengan perakitan  dari  alat  peraga  tersebut.  Material  dan spesifikasi dari alat trainer kit instalasi panel surya 50 Wp ditunjukkan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi instalasi trainer kit No Nama Spesifikasi Gambar 1 Rangka besi 30 x 30 x 6000 x 1,5 mm 2 Display board dan instalasi 600 x 1200 x 3 mm 3 Dual A/V meter DC 100 V/10 A 4 Panel surya Kenika NPS50W: Polycrystaline, 50Wp/18V/2,78A 5 Solar charger Epever MPPT: 10 A/12V/24V 6 Rheostat 50 W / 5 Ohm
7 Baterai
GS: 12V/10 Ah 8 Solar Power Meter SM 206
Proses  pembuatan  dan  pengujian trainer  kit instalasi  panel  surya  ditampilkan  dalam  diagram alur  Gambar  1.  Pengambilan  data  pengujian dilakukan  di  koordinat  7,9553°LS  dan  112,6125° BT,  pada  bulan  November  2021.  Intensitas  radiasi matahari  diukur  dengan  SM-206 Solar  Power Meter dari pukul 07.00 s.d 17.00 WIB. Waktu, arus dan  tegangan  ditampilkan  dalam display pada MPPT  solar  charger yang  digunakan.  Perekaman data  dapat  dilakukan  dengan  menghubungan PC/Laptop  ke solar  charger tersebut.  Gambar  2 menunjukkan experimental  setup alat trainer  kit instalasi panel surya kapasitas 50 Wp.
Sedangkan  pengujian trainer  kit ini,  dilakukan berdasarkan  metode true  outdoor  experimental . Sehingga  terdapat  beberapa  variabel  penelitian, yaitu:  variabel  bebas  (radiasi  matahari),  variabel terikat  (tegangan  dan  arus),  variabel  terkontrol (lokasi, waktu, dan kapasitas panel surya).
Gambar 2. Experimental setup pengujian trainer kit
Gambar 3. Diagram open and short circuit
Pengambilan  data  tegangan  dan  arus  dapat dilakukan dengan mengatur load dengan mengubah nilai resistansi pada rheostat rotary , seperti tampak dalam diagram Gambar 3. Sehingga dari rangkaian Gambar  3,  dengan  mengatur rheostat dapat diketahui  karakteristik  arus  dan  tegangan  (diagram V-I)  pada  sel  surya,  seperti  yang  tampak  dalam Gambar 4.
Pengujian trainer  kit panel  surya  ini  dilakukan secara outdoor , sehingga dapat diketahui karakteristik  efesiensi  panel  surya  secara  aktual. Selanjutnya,  terdapat  beberapa  formulasi  dasar yang digunakan untuk menentukan performansi dari panel  surya  [10],  [11].  Daya  maksimum  luaran panel  surya  dapat  dihitung  berdasarkan  pada persamaan (1) [11].
max max max P V I ,   (1)
dimana P max , V max , I max masing-masing adalah daya maksimum (Watt), tegangan maksimum (Volt) dan arus  maksimum  (Ampere).  Sedangkan,  persamaan (2)  dan  (3),  masing-masing  merupakan  efisiensi konversi panel dan efisiensi daya normalisasi panel [11].
100 act p P %, G A    
(2)
Gambar 4. Kurva karakteristik arus dan tegangan pada panel surya (Kurva I-V) [28]
Dimana  p adalah  efisiensi  konversi  panel  surya (%), P act adalah daya luaran panel surya (Watt), G adalah  radiasi  matahari  (W/m 2 ),  dan A adalah luasan panel surya (m 2 ) [11].
100 act n STC P %, P    (3)
dimana  n adalah  efisiensi  daya  normalisasi  panel surya  (%), P STC adalah  daya  luaran  panel  surya (Watt)  yang  diukur  pada  kondisi  standar. P STC merupakan hasil dari standar pengujian panel surya berdasar  IEC  61215  dengan  kondisi  radiasi matahari, G = 1000 W/m 2 , temperatur permukaan = 25 °C, dan air mass , AM = 1,5 G. Nilai P STC dapat ditemukan  dalam datasheet spesifikasi  pabrikan. Sehingga  dengan  perbandingan  dari  hasil persamaaan  (2)  dan  (3)  dapat  diperoleh  suatu parameter  yaitu  rasio  kinerja  panel  surya ( performance ratio ), seperti yang ditunjukan dalam persamaan (4) berikut [10].
p STC PR ,    (4)
dimana PR = performance ratio ,  p adalah efisiensi konversi  panel  surya  (%)  yang  diperoleh  dari pengukuran  pada  saat  pengujian,  STC adalah efisiensi pada kondisi pengujian standar, yang dapat dilihat dari data sheet pabrikan.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Desain dan Perakitan Trainer Kit
Berdasarkan  tabulasi  material  alat  peraga  yang ada di Tabel 1 diperoleh hasil perakitan alat seperti yang  ditunjukkan  dalam  Gambar  5.  Alat  peraga instalasi panel surya kapasitas 50 Wp ini terdiri dari 1  rangka  trainer  panel  surya,  2  papan trainer , 3  panel  surya,  4  solar  charger  controller  (scc) , 5  rheostat ,  6  baterai  /aki,  7  dual  A/V  meter , 8  pillow block , 9  poros,10  panel adjuster , 11  bevel /busur derajat,  12  trolley wheel , 13  stop contact .
Solar Charger Rheostat Laptop Solar powermeter Dual A/V Meter Panel Surya Baterai
Gambar 5. Desain trainer kit instalasi panel surya
Tabel 2. Daftar komponen dan fungsi trainer kit No Nama Fungsi 1 Rangka Penyangga trainer kit 2 Display Board Tempat komponen & peralatan 3 Panel Surya Mengubah sinar matahari menjadi listrik DC 4 SCC Pengendali dan pengatur sistem pengecasan baterai 5 Rheostat Pengontrol arus pada sistem rangkaian listrik 6 Baterai Penyimpan energi listrik 7 Dual A/V meter Pengukur arus & tegangan 8 Pillow Block
Penyangga beban poros berupasistem bantalan 9 Poros Penerus beban panel pada pilow block 10 Panel Adjuster Pengatur posisi kemiringan panel surya 11 Bevel Protactor Pengukur kemiringan sudut panel surya 12 Throlly Wheel Roda pemindah alat/beban 13 Stop kontak Pembagi arus listrik
Keterangan  Gambar  5  selanjutnya  diuraikan berupa daftar komponen dan fungsinya, sebagaimana yang ditunjukkan pada Tabel 2.
Gambar 6. Data monitoring pengujian panel surya
Gambar 7. Pengujian radiasi matahari, daya panel, dan daya charging baterai terhadap waktu
Salah  satu  kelebihan  dari trainer  kit ini  adalah dilengkapi  dengan  panel adjuster .  Sehingga memungkinkan  dilakukan  pengujian  panel  surya pada  posisi fix ( tilt  angle yang  ditentukan)  atau posisi panel surya yang diatur mengikuti arah tegak lurus terhadap sinar datang matahari.

## B. Karakteristik Daya Panel Surya dan SCC
Data  informasi  sistem  instalasi  panel  surya direkam oleh Solar Charger Controller (SCC) yang selanjutnya  dengan software bawaan  dari  SCC tersebut  dapat  dihubungkan  dengan  laptop/PC. Sehingga tampilan monitoring data pengujian dapat dilihat  seperti  Gambar  6.  Pada  tampilan  tersebut menunjukkan  beberapa  informasi  mengenai  status atau kondisi dari solar PV , charging system , battery status , load dan  temperatur  SCC.  Hasil  pengujian daya output panel surya dan daya pengisian baterai berdasarkan waktu pengujian dapat dilihat Gambar 7. Berdasarkan pengujian diperoleh hasil pengukuran  radiasi  matahari  yang  cenderung fluktuatif.  Data  radiasi  minimum  dan  maksimum, masing-masing 27 W/m² dan 809 W/m².  Rata-rata radiasi  matahari    selama  10  jam  sebsar  337,67 W/m 2 .  Rendahnya    tingkat  radiasi    diantara  jam efektif  (jam  09  –  jam  15)  mengindikasikan  pada saat  pengujian  cuaca  dalam  kondisi  banyak berawan. Kondisi radiasi matahari maksimal hanya sekitar  809  W/m 2 yang  terjadi  pada  pukul  09:00- 09:30  WIB.  Kondisi  seperti  ini  terjadi  karena
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 D ay a (W at t) R ad ia si M at ha ri [W /m 2 ] Waktu [Jam : Menit] Radiasi Matahari Daya output panel Daya charging
pengujian  dilakukan  pada  musim  penghujan (November). Hasil pengujian tampak bahwa radiasi matahari  cenderung  menurun  setelah  jam  12:00, selain itu antara jam 10:00  -11:30 radiasi matahari juga rendah.
Pola  kecenderungan  Gambar  7,  lebih  diperjelas pada  Gambar  8.  Hasil  pengujian  menunjukkan bahwa  radiasi  matahari  berpengaruh  signifikan terhadap  daya output panel  surya  sehingga  secara linier  juga  akan  berpengaruh  terhadap  daya pengisian pada baterai.
Daya output maksimum  yang  dihasilkan  50  Wp panel  surya  polikristal  pada  pengujian  ini  adalah 41,44 W. Daya maksimum terjadi pada saat radiasi matahari  tertinggi  (809  W/m 2 ).  Demikian  juga sebaliknya,  daya  minimum panel (1,37 W) terjadi pada  radiasi  matahari  minimum  (27  W/m 2 ).  Rata- rata daya output ( P avg ) panel surya 50 Wp selama t =  10  jam  pengujian  adalah  23,48  W.  Sehingga energi  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  selama pengujian  dapat  dihitung  menggunakan  persamaan (5) berikut.
PV avg E P t,   (5)
E PV = 23,48 x 10 = 234,8 Wjam
Dari  hasil  ini  dapat  dijadikan  rujukan  dalam merencanakan  energi  atau  daya  yang  dihasilkan oleh  sebuah  panel  surya,  yaitu  jam  efektif  dalam satu  hari  adalah  berkisar  4-5  jam.  Artinya  panel surya 50 Wp dalam sehari dapat menghasilkan daya antara 200 – 250 W.
Sedangkan  karakteristik  panel  surya  ini  dapat didefinisikan dengan nilai efisiensi dan performance ratio (PR) dari persamaan (2), (3) dan (4). Nilai efisiensi konversi panel surya ini diambil dari  kondisi  pengujian  radiasi  matahari, G =  809 W/m 2 dan  luasan  panel  adalah, A =  0,3618  m 2 . Berdasarkan  perhitungan,  efisiensi  konversi  panel surya 50 Wp tipe polikristal adalah 14,16 %.
Gambar 8. Pengaruh radiasi matahari terhadap daya output panel dan daya charging baterai
Nilai  efisiensi  daya  normalisasi  panel  dihitung berdasarkan  persamaan  (3).  Data  dari  pabrikan menunjukkan bahwa daya maksimum pada kondisi STC, P STC =  50  W  sedangkan  dari  hasil  pengujian pada  kondisi  radiasi  matahari, G =  809  W/m 2 diperoleh  daya  maksimum  adalah  41,44  W  maka efisiensi  daya  normalisasi  panel  surya  adalah 82,88 %.
Apabila  efisiensi  STC  dari data  sheet pabrikan diketahui,  STC =  15,55  %,  maka  berdasarkan persamaan  (4), Performance  Ratio panel  adalah 0,91. Performance  ratio tersebut  dihitung  sesaat pada  kondisi  radiasi  matahari  tertinggi,  sehingga diperoleh  nilai  PR  >  90%  ( high  performance ). Dalam  beberapa  kasus  instalasi  PLTS  nilai PR dihitung  secara annualy ,  sehingga  rata-rata PR = 85,74% [29].
Daya charging merupakan  daya  pengisian  pada baterai,  berdasarkan  informasi  data  sebagaimana yang tertampil dalam Gambar 6 dan Tabel 2, maka dapat  diestimasi  tingkat  efisiensi  penggunanaan solar  charger tipe  MPPT  pada  instalasi trainer  kit ini.  Efisiensi charging (  scc )  dapat  diestimasi menggunakan persamaan (6). Data pengujian (tabel 2) diperoleh rata-rata daya pengisian, P cg = 19,33 W dan  daya output panel  surya, P PV =  23,48  W. Sehingga  efisiensi MPPT  solar  charger adalah 82,32%.
cg scc PV P 100%, P    (6)
Efisiensi SCC MPPT yang dihasilkan dibawah dari 90%.  Sedangkan  rata-rata  efisiensi  dari  SCC  tipe MPPT  antara  90%  hingga  98%  [30,31]. Penggunaan solar charger MPPT akan mempunyai efesiensi tinggi apabila bekerja pada sistem instalasi kapasitas  panel  diatas  200  Wp  [32].  Selain  itu faktor  temperatur  SCC  juga  akan  berpengaruh, dimana temperatur idealnya adalah 25 °C. Sehingga rendahnya efisiensi SCC pada pengujian trainer kit ini  dikarenakan  panel  surya  yang  digunakan berkapasitas 100 Wp dan temperatur SCC pada saat pengujian berkisar 33,82°C (Gambar 6).

## C. Karakteristik Kurva V-I
Karakteristik panel surya polikristal 50 Wp pada alat  peraga  ini  dapat  ditunjukan  dari  kurva tegangan-arus  (kurva  V-I).  Hasil  pengujian tegangan dan arus dengan mengatur nilai resistensi dari rheostat ditampilkan dalam Tabel 4. Pengujian ini diambil pada data radiasi matahari  809 W/m 2 .
R² = 0,865 R² = 0,9432 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 D ay a [W at t] Radiasi Matahari [W/m 2 ] Daya output panel Daya charging Linear (Daya output panel)
Linear (Daya charging)
Tabel 3. Pengujian tegangan dan arus panel Resistance (Ohm) Tegangan (Volt) Arus (Ampere) 0,0 0,00 3,18 0,5 1,60 3,18 1,0 3,21 3,18 1,5 4,75 3,18 2,0 6,30 3,17 2,5 8,00 3,17 3,0 10,70 3,17 3,5 11,90 3,15 4,0 13,20 3,14 4,5 14,50 3,10 5,0 15,60 2,89
Gambar 9. Kurva V-I pengujian panel surya
Selanjutnya  dari  hasil  Tabel  3  tersebut,  dibuat diagram/kurva  antara  tegangan  (V)  dan  arus  (I) yang disebut kurva V-I seperti yang tampak dalam Gambar  9.  Berdasarkan  Gambar  9  dapat  diketahui bahwa: max.  power  voltage , V mp =  13,2  V; max. power current , I mp = 3,14 A; Open Circuit Voltage , V oc = 15,9 V; Short Circuit Current , I sc = 3,18 A. Sehingga dari  data pengujian dapat diperhitungkan nilai Fill  Factor ( FF ),  berdasarkan  persamaan  (7). Dimana FF bernilai 0,7 s.d 0,8 menunjukkan bahwa panel  surya  mempunyai  performansi  atau berkualitas baik [33].
m ax m ax oc sc I V FF , V I    (7)
Sehingga  dari  pengujian  kurva  V-I  tersebut, menunjukan  bahwa  panel  surya  yang  digunakan berkualitas baik.

## IV. K ESIMPULAN
Rancang  bangun trainer  kit berfungsi  sebagai media  praktikum  sistem  instalasi  PLTS  sederhana. Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  radiasi matahari  berpengaruh  signifikan  terhadap  daya
output panel surya. Pengujian secara outdoor pada trainer  kit ini  menghasilkan  pola  kurva  V-I  ideal. Selain  itu,  performansi  panel  surya  juga  dapat ditentukan  dari  hasil  pengujian.  Pengembangan lebih  lanjut  dapat  dilakukan  dengan  memperbesar kapasitas rheostat ,  sehingga trainer  kit ini  bisa digunakan  untuk  menguji  panel  surya  dengan kapasitas yang lebih besar.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terimakasih  kepada  Politeknik  Negeri  Malang, atas  dana  DIPA-023.18.2.677606/2020  dengan Surat Perjanjian No. 5432/PL2.1/HK/2020.

## R EFERENSI
[1] E.  Hilmawan,    I.  Fitriana,    A.  Sugiyono,  and Adiarso,  “ Outlook  energi  indonesia  2021  : perspektif  teknologi  energi  Indonesia  :  tenaga surya  untuk  penyediaan  energi  charging  station , Tangerang  :  Pusat  Pengkajian  Industri  Proses  dan Energi, 2021, Available:https://www.bppt.go.id/dokumen/file/865 /download
[2] Global  Solar  Atlas,  2022,  [online].  Available: https://globalsolaratlas.info/detail?c=- 2.679687.118.125.4&r=IDN
[3] MEMR.” Handbook  of  Energy  &  Economic
Statistics  of  Indonesia  (Final  Edition ).”  Jakarta  : Januari 2019. Available : https://www.esdm.go.id/en/publication/handbook- of-energy-economic-statistics-of-indonesia-heesi
[4] R.  Bagus.  “ Instalasi  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya. Dos & Don’ts . Jakarta: GIZ. 2018.
[5] S.  A.  Kalogirou, Solar  Energy  Engineering: Processes  and  Systems ,  London:  British  Library Cataloguing in Publication Data. 2009.
[6] J.  F.  Kreider, Solar  Energy  Applications .  in Mechanical  Engineers.  Handbook:  Energy  and Power. Volume 4. Third Edition , NY : John Wiley & Sons. Inc.. 2006.
[7] A. Parastiwi, R. A. Putri, S. Adhisuwignjo, and M. Rifa’i, Photovoltaic  Terapan:  Teknologi  dan Implementasi , Malang: Polinema Press. 2018.
[8] F.  D.  Kartikasari,  E.  Tarigan,  and  A.  C.  Torres, “Simulation and Experimental Results of a  3 kWp Rooftop  PV  System  in  Surabaya,” JTERA  (Jurnal Teknologi  Rekayasa .  vol.  4.  no.  2.  pp.  219-226. 2019.
[9] D.  N.  Prakoso,  N.  A.  Windarko,  and  B.  Sumantri, “Estimasi  Nilai  Parameter  Photovoltaic  dengan Algoritma  Numerik  Menggunakan  Software PSIM,” BRILIANT:  Jurnal  Riset  dan  Konseptual , vol. 6, no. 2, pp.429-444, 2021.
[10] A.  Asrori,  I.  Mashudi,  and  Suyanta,  “Pengujian Rasio  Kinerja  Instalasi  Panel  Surya  Tipe  Silikon– Kristal  pada  Kondisi  Cuaca  Kota  Malang,” Jurnal Energi Dan Teknologi Manufaktur (JETM). vol. 2, no.02, pp. 11-18, 2019.
2,85 2,90 2,95 3,00 3,05 3,10 3,15 3,20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 A ru s (A ) Tegangan (V) I mp V mp V oc I sc
[11] A.  Asrori  and  E.  Yudiyanto,”Kajian  Karakteristik Temperatur Permukaan Panel terhadap Performansi Instalasi  Panel  Surya  Tipe  Mono  dan  Polikristal,” Flywheel: Jurnal Teknik Mesin Untirta . vol. 5, no. 02, pp. 68-73, 2019.
[12] R.  Kumar,  A.  Choudhary,  G.  Koundal,  A.  Singh, and    A.  Yadav,  “Modelling/Simulation  of  MPPT Techniques  for  Photovoltaic  Systems  Using Matlab,” International  Journal  of  Advanced Research  in  Computer  Science  and  Software Engineering . vol. 7, no. 4, pp. 178-187, 2017.
[13] A.  S.  Samosir,  H.  Gusmedi,  S.Purwiyanti,  and  E. Komalasari,”  Modeling  and  Simulation  of  Fuzzy Logic  based  Maximum  Power  Point  Tracking (MPPT) for PV Application,” International Journal of  Electrical  and  Computer  Engineering  (IJECE) , vol. 8, no. 3, pp. 1315-1323, 2018.
[14] S.  S.  Nadkarni,  S.  Angadi,  and  A.  B.  Raju, “Simulation and Analysis of MPPT Algorithms for Solar PV based Charging Station,” in International
Conference on Computational Techniques.
Electronics  and  Mechanical  Systems  (CTEMS) , 2018. pp. 45-50.
[15] A. Windarko, N. N. Habibi, M. A. B. Nugroho, and E.  Prasetyono,  “Simulator  Panel  Surya  Ekonomis untuk  Pengujian  MPPT  pada  Kondisi  Berbayang Sebagian,” Jurnal  Nasional  Teknik  Elektro  Dan Teknologi  Informasi ,  vol.  9,  no.1,  pp.  110-115, 2020.
[16] A. Tetuko, D. Djuniadi, and E. Apriaskar, “Analisis Kenerja  Maximum  Power  Point  Tracker  (MPPT) Pada  Sistem  Photovoltaic  Standalone  Berbasis Algoritme Perturb And Observe (P&O),” PROtek : Jurnal  Ilmiah  Teknik  Elektro ,  vol.8,  No  2,  pp  72- 75, 2021.
[17] A.  Chalh,  S  Motahhir,  A.  El  Hammoumi,  A.  El Ghzizal,  and  A.  Derouich,  “A  low-cost  PV Emulator  for  testing  MPPT  algorithm,”  in IOP Conf.  Series:  Earth  and  Environmental  Science 161 , 2018.
[18] R. I. Mukromin and M. K. Asy’ari, “Prediksi Daya Panel Surya Kapasitas 50 Wp Menggunakan Model Regresi Linier Majemuk,” Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik, vol. 10, no. 2, pp. 58-65,  2020.
[19] S. S. S. Ranjit, S. A. Anas, S. K. Subramaniam, C. F.  Tan,  and  S.  H.  Chuah,  “Development  of  Solar Educational Training Kit,” International Journal of Engineering  and  Innovative  Technology  (IJEIT) , vol. 2, no. 3, pp. 25-29, 2012.
[20] M.  R.  Faiz  and  P.  N.  Wicaksono,  “Pengembangan Trainer  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Sistem On Grid dengan PLN untuk menunjang Matakuliah Praktikum  Pembangkit  Tenaga  Listrik,” TEKNO . vol. 22, pp.64-68, 2014.
[21] K.  R.  Saputra,  I.  P.  S.  Arsa,  and  I.  G.  Ratnaya, “Pengembangan  Media  Pembelajaran  Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya  Pada  Mata  Kuliah Pembangkit  Listrik  Di  Program  Studi  S1 Pendidikan  Teknik  Elektro,” Jurnal  Pendidikan Teknik Elektro Undiksha , vol. 9, no. 3, pp. 193-202, 2020.
[22] H.  Ashar  and  A.  Suklin,  “Efektivitas  Media Pembelajaran  Berbasis  Alat  Peraga  Panel  Surya Sederhana  Terhadap  Keterampilan  Proses  Sains Peserta  Didik  Pada  Materi  Listrik  Searah,” JPF (Jurnal  Pendidikan  Fisika)  Universitas  Islam Negeri Alauddin Makassar , vol. 9, no. 1, pp. 77-82, 2021.
[23] M.  Ali,  A.  S.  J.  Wardhana,  E.  S.  Damarwan, Muhfizaturrahmah,  Yuniarti,  and  W.  S.  Bagas, “Design  and  Implementation  of  Trainer  Kit  for Hybrid  On-Grid  Solar  Power  Generation  System,” in  Proc. Journal  of  Physics:  Conference  Series 1737 , IOP Publishing, 2021, pp. 1-8.
[24] A.  I.  Ramadhan,  E.  Diniardi,  and  S.  H.  Mukti, “Analisis  Desain  Sistem  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya Kapasitas 50 WP,” TEKNIK , vol. 37, no. 2, pp.59-63, 2016.
[25] S.  N.  Rumokoy,  C.  H.  Simanjuntak,  I.  G.  P. Atmaja,  and  J.  L.  Mappadang,  “Perancangan Konsep  Alat  Praktek  PLTS  Skala  Rumah  Tangga Berbasis PV  Roof  Top  Installation ,” Jurnal  Ilmiah Setrum , vol. 9, no.1, pp.68-74, 2020.
[26] I.  A.  Effendi,  A.  Ramdan,”Aplikasi  Metode Perancangan Pahl-Beitz pada  Perancangan  Lini Produksi,”  in Seminar  Nasional  Teknologi Manufaktur  (STEMAN) , Polman  Bandung,  2014, pp. 1-6.
[27] A.  Suwandi,  Z.  Sjarief,  D.  Rahmalina,  and  R.  A. Rahman,  “Rancang  Bangun Bed  Storage untuk Thermal  Energy  Storage Berbasis  Parafin  dan Serbuk Besi,” JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa). vol. 6, no. 1, 2021, pp. 163-174.
[28] R.  Pido,  S.  Himran,  and  Mahmuddin,  “Analisa Pengaruh  Pendinginan  Sel  Surya  terhadap  Daya Keluaran  dan  Efisiensi,” TEKNOLOGI: Jurnal Teknik Mesin , vol. 19, no. 1, 2018.
[29] M. Dhimish,  “Thermal  impact on the performance ratio of photovoltaic systems: A case study of 8000 photovoltaic installations,” Case Studies in Thermal Engineering , vol. 21, 2020.
[30] A. Kusmantoro and Margono,”Peningkatan Kinerja MPPT Menggunakan Kontrol PWM Fuzzy dengan Tuning PID,” Jurnal Rekayasa Elektrik , vol. 16, no. 2, 2020, pp. 80-86.
[31] M.  A.  Baihaqiy,  T.  Hardianto,  B.  S.  Kaloko.  M. Gozali, and B. Sujanarko, “Rancang Bangun Sepic Converter Untuk  Panel  Surya  dengan MPPT Incremental  Conductance Sebagai  Pengisian Baterai  Sepeda  Listrik,” Jurnal  Arus  Elektro Indonesia (JAEI) , vol. 6, no. 2, 2020, pp. 38-45.
[32] I.  R.  Chofananda,  J.  Jamaaluddin,  A.  Wisaksono, and  I.  Anshory,  “Analisa  Karakteristik  Daya Pengunaan  Maximum  Power  Point  Tracking (MPPT)  dan  Pulse  Widht  Modulation  (PWM),”  in Procedia  of  Engineering  and  Life  Science ,  vol.  1, no. 2, 2021, pp. 1-8.
[33] G.  Takyi,  “Performance  Characterization  of Polycrystalline  Silicon  Photovoltaic  Modules Installed  in  Kumasi,Ghana,” Nigerian  Journal  of Technology , vol. 40, no. 3, pp. 461–471, 2021.