## PERANCANGAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN TRANSISTOR (2N3055 & MJ2955)  DENGAN EFEK PANTUL SINAR MATAHARI UNTUK OPTIMASI ENERGI LISTRIK YANG DIHASILKAN
Venny Yusiana, Hendi Matalata (dosen Teknik Listrik Unbari) e-mail : vyusaki@yahoo.com

## Abstract
Solar or solar energy can be an alternative source of energy in the future, where solar energy can be converted into electrical energy by utilizing the photoelectric effect  that  occurs  in  photovoltaic  components  or  solar  cells.    Solar  cells  or photovoltaic  components  can  convert  sunlight  into  electrical  energy  that  can  be used directly by the load or stored in a battery, a kind of electrochemical device that  can  store  electrical  charges  in  the  form  of  chemical  energy.  The  electrical energy generated by the solar cell is influenced by the intensity of light received by the sun. To gain the desired power and voltage, the solar cells are connected in series and parallel into a solar cell module. 2N3055 & MJ2955 transistor based solar  panels  are  the  basic  materials  for  designing  alternative  power  generation. In  the  process  of  manufacture,  this  solar  panel  utilizes  the  components  of  used components that are still feasible to use, so it can be used to be the appropriate technology  to  produce  a  solar  panel  that  utilizes  solar  energy  in  the  form  of sunlight  and  solar  heat.  In  this  study  also  conducted  experiments  using  glass components as a reflection effect from light sources. The result of this experiment obtained that the amount of electrical energy output resulting from the reflection effect  of  light  by  using  2N3055  transistor  and  MJ2955  transistor  can  produce increased current and increase electrical power.
Keywords: Solar cell, Transistor 2N3055 & MJ2955, The effect of reflection light

## PENDAHULUAN
Pemanfaatan  energi  listrik  yang  berasal  dari  matahari    dapat  dilakukan menggunakan  efek photovoltaic ,  efek photovoltaic ini  digunakan  dalam  sebuah solar  cell yang  terdiri  dari  susunan semi  conductors untuk  menghasilkan  energi listrik. Namun  sayangnya solar cell yang kita gunakan masih memiliki daya yang kecil dibandingkan dengan biaya pembelian yang relatif mahal. Apalagi jika solar cell tersebut menggunakan sudut pemasangan yang tetap. Untuk  memaksimalkan unjuk  kerja  dari system  solar  cell maka  diperlukan  sebuah  alat  tambahan  yang dapat membuat solar cell menghasilkan daya listrik yang maksimal.
Transistor  tipe  2N3055  dan  MJ2955  serta    kaca  akan  digunakan  untuk menghasilkan    penambahan  energi  listrik  dan  merupakan  komponen  yang  sudah tidak  terpakai  namun  masih  layak  digunakan  untuk  keperluan  pembuatan  panel surya  yang  tidak  hanya  memanfaatkan  energi  matahari  yang  berupa  cahaya matahari, tetapi juga memanfaatkan energi panas dari matahari.

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  yang  dilakukan  bersifat  kuantitatif  melalui  eksperimen  di laboratorium. Langkah-langkah penelitian ditampilkan pada Gambar dibawah ini .

## Gambar 1. Tahapan Penelitian

## Pengumpulan data sekunder dan persiapan
Tahap  ini  meliputi  observasi,  pengurusan  administrasi  dan  pengumpulan informasi  tentang  transistor  serta  fungsinnya  dan  karakterstiknya  melalui  studi kepustakaan.  Disamping  itu,  tujuan  dari  tahapan  ini  adalah  merancang  solar  cell yang dibuat dari transistor untuk optimasi energy listrik.

## Eksprimen Laboratorium
Urutan proses pembuatan panel surya dalam eksperimen laboratorium meliputi:
1) Persiapan bahan dan peralatan Semua  bahan  yang  akan  digunakan  disiapkan,  meliputi  transistor  tipe
2N3055  dan  MJ2955  sebanyak  50  buah,  akrilik  ukuran  25x25  sebanyak  2 buah,  kabel,  mur,  tenol.  Peralatan  yang  digunakan  meliputi  solder,  gergaji besi, grinde, bor listrik, kaca, Lux meter, berfungsi untuk mengukur intensitas cahaya  yang  diterima,  multimeter  berfungsi  untuk  mengukur  tegangan  dan arus
2) Pengujian Transistor
Untuk transistor NPN, kaki basis memiliki hubungan forwoard dari basis ke  koletor  dan  dari  basis  ke  emitor  serta  hubungan  reverse  untuk  posisi sebaliknya.  Untuk  transistor  PNP,  kaki  basis  memiliki  hubungan  reverse  dari basis ke koletor dan dari basis ke emitor serta hubungan forward untuk posisi sebaliknya.  Test  transistor  sebagai  saklar  untuk  transistor  NPN,  hubungkan hitam  ke  kaki  kolektor  sambil  menempelkan  jari  kita  ke  kaki  kolektor  dan probe  merah  ke  kaki  emitor  tanpa  tersentuh  jari  atau  badan  kita,  sedangkan kaki  basis  dibiarkan  tidak  terhubung  pada  posisi  ini  jarum  multimeter  harus diam atau menunjuk ke resistansi tak berhingga.  Kemudian sentuh kaki basis dengan jari kita, pada posisi basis tersentuh jari maka transistor mendapat bias basis  dan  seharusnya  jarum  multimeter  bergerak  menunjuk  ke  suatu  nilai resistansi  yang  rendah.  Metode  pengujian  satu  transistor  dijelaskan  pada gambar di bawah ini.

## Gambar 2. Pengujian satu transistor
3) Perakitan alat
Sebelum  transistor  dipasang  dan  dirangkai  satu  sama  lain,  terlebih dahulu  menyiapkan  akrilik  yang  sudah  dilubangi  sesuai  lubang  yang diperlukan  50  buah  transistor.  Kemudian  satu  persatu  transistor  di  buka penutup atasnya dengan menggunakan alat pemotong seperti : gerinde, gergaji besi,  dan  lainnya.  Agar  terlihat  komponen  foto  transistor  didalamnya. Komponen itulah yang akan dikenai cahaya sehingga menghasilkan arus litrik. Transistor  yang  telah  terbuka  tutup  atasnya  akan  dipasangkan  pada akrelik  yang  sudah  dilubangi  sesuai  25  buah  transistor  tersebut.  Kemudian kaki –kaki transistor dirangkai seri antara satu sama lain menggunakan kawat tembaga  dan  solder  sehingga  transistor  saling  berhubungan  untuk menghasilkan arus tegangan.
Untuk transistor NPN, kaki basis memiliki hubungan forward dari basis ke  koletor  dan  dari  basis  ke  emitor  serta  hubungan  reverse  untuk  posisi sebaliknya.  Untuk  transistor  PNP,  kaki  basis  memiliki  hubungan  reverse  dari basis ke koletor dan dari basis ke emitor serta hubungan forward untuk posisi sebaliknya. Pada transistor secara umum antara kaki kolektor dan kaki emitor memiliki  resistansi  yang  tak  terhingga  pada  saat  basis  tidak  mendapat  bias tegangan.  Kemudian  pada  saat  basis  diberikan  bias  maka  antara  kolektor  ke emitor  akan  memiliki  resistansi  rendah  dengan  hubungan  forward  untuk transistor  NPN  dan  hubungan  reverse  untuk  transistor  PNP.  Komponen  akan disusun  dan  dirakit  secara  seri,  karena  supaya  kaki  –  kaki  transistor  saling berhubungan  satu  sama  lain.  Kemudian  50  transistor  disuplai  oleh  cahaya matahari untuk mengasilkan tegangan dan arus.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dan  penelitian  ini  untuk  menemukan  intesistas  cahaya  matahari dikonversi  menjadi  energi  listrik.  Maka  perlulah  uji  coba  alat  yang  akan digunakan  untuk  mengasilkan  tegangan  15,2  Volt.  Hasil  pengujian  akan diterangkan pada tabel 1, 2 dan 3.
Tabel 1. Hasil pengujian hari pertama (23-07-2017) No. Waktu Intensitas Cahaya Matahari (Lux) Tegangan (Volt) Arus (mA) 1 10.00-11.00 11610 12,00 0,15 2 11.00-12.00 12320 13,16 0,16 3 12.00- 13.00 13070 13,52 0,16 4 13.00-14.00 10600 11,98 0,14 5 14.00-15.00 9800 10,00 0,05
Dari  tabel  1    di  atas  hasil  pengujian  untuk  mendapatkan  linieritas  antara intensitas  matahari  menggunakan  efek  pantul  dengan  tegangan  keluaran  panel surya,  dengan  bantuan  analisis  software  MATLAB.  Gambar  3  kurva  dibawah menunjukkan linieritas hubungan antara pengaruh efek pantul intensitas matahari dengan tegangan yang dihasilkan Panel surya pada hari pertama.
Gambar 3. Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan panel surya
Kurva yang ditampilkan pada gambar  diatas hasil pengujian yang didapat pada jam 10 sampai jam 15 secara berkala setiap satu jam sekali.
Tabel 2. Hasil pengujian hari kedua (24-07-2017) No. Waktu Intensitas Cahaya Matahari (Lux) Tegangan (Volt) Arus (mA) 1 10.00-11.00 12036 12,07 0,15 2 11.00-12.00 13401 12,30 0,16 3 12.00-13.00 17618 15,27 0,20 4 13.00-14.00 13312 12,24 0,15 5 14.00-15.00 12490 12,13 0,15
Dari  tabel  2  hasil  pengujian  di  atas  untuk  mendapatkan  linieritas  antara intensitas  matahari  menggunakan  efek  pantul  dengan  tegangan  keluaran  panel surya,  dengan  bantuan  analisis  software  MATLAB.  Gambar  4  kurva  di  bawah menunjukkan linieritas hubungan antara pengaruh efek pantul intensitas matahari dengan tegangan yang dihasilkan panel surya pada hari kedua.
Gambar 4. Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan panel surya
Kurva yang ditampilkan pada gambar  di atas hasil pengujian yang didapat pada jam 10 sampai jam 15 secara berkala setiap satu jam sekali.
Tabel 3. Hasil pengujian hari ketiga (25-07-2017) No. Waktu Intensitas Cahaya Matahari (Lux) Tegangan (Volt) Arus (mA) 1 10.00-11.00 10642 11,42 0,15 2 11.00-12.00 16261 14,16 0,18 3 12.00-13.00 16167 14,06 0,17 4 13.00-14.00 13738 12,39 0,16 5 14.00-15.00 11412 11,37 0,15
Dari  tabel  3  hasil  pengujian  diatas  untuk  mendapatkan  linieritas  antara intensitas  matahari  menggunakan  efek  pantul  dengan  tegangn  keluaran  panel surya,  dengan  bantuan  analisis  software  MATLAB.  Gambar  5  kurva  di  bawah menunjukan  linieritas  hubungan  antara  pengaruh  efek  pantul  intensitas  matahari dengan tegangan yang dihasilkan panel surya pada hari ketiga.
Gambar 5. Kurva linieritas intensitas matahari dan tegangan panel surya
Kurva  yang ditampilkan pada gambar   di atas hasil pengujian yang didapat pada jam 10 sampai jam 15 secara berkala setiap satu jam sekali.
Dari  data  pengujian  tersebut  menunjukan  lux,  tegangan,  dan  arus.  Hari pertama menghasilkan 13070 lux terjadi pada jam 12.00-13.00. Pada saat itu alat solar  cell yang  terbuat  dari  transistor  tipe  NPN  2N3055  dan  MJ2955  mampu menghasilkan  tegangan  13,52  Volt  dan  arus  0,16  Mili  Ampere.  Hari  kedua menghasilkan 17618 lux terjadi pada jam 12.00-13.00. Pada saat itu alat solar cell yang terbuat dari transistor tipe NPN 2N3055 dan MJ2955 mampu menghasilkan tegangan 15,27 Volt dan arus 0,20 mili ampere. Hari ketiga menghasilkan 16261 lux  terjadi  pada  jam  11.00-12.00.  Pada  saat  itu  alat solar  cell yang  terbuat  dari transistor  tipe  NPN  2N3055  dan  MJ2955  mampu  menghasilkan  tegangan  14,16 Volt dan arus 0,18 Mili Ampere maka daya keluarannya adalah:
Analisa hasil pengujian hari pertama pada tanggal (23-07-2017)
P = VI
=  (13,52) (0,16)
=  2,1632Watt.
Daya rata – rata pada hari pertama selama pengujian dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Dengan  cara  yang  sama,  analisa  daya  rata-rata  hari  kedua  dan  ketiga  bisa diperoleh. Hasil daya rata-rata untuk ketiga hari pengujian adalah sebagai berikut.
Tabel 4. Daya rata-rata yang dihasilkan No.  Tanggal Daya rata-rata (Watt) 1. 23-07-2017 1,6492 2. 24-07-2017 2,0976 3. 25-07-2017 2,0680

## KESIMPULAN
1. Pada saat pengujian berlangsung intensitas cahaya tertinggi terjadi pada pukul 12.00 – 13.00 Wib dimana pada hari pertama diketahui intensitas cahaya 13070 lux  dengan  tegangan  13,52  Volt  dan  arus  0,16  miliAmpere,  untuk  hari  kedua intensitas  cahaya  17618  lux  dengan  tegangan  15,27  Volt  dan  arus  0,20 miliAmpere, sedangkan pada hari ketiga intensitas cahaya tertinggi terjadi pada pukul  11.00  –  12.00  sebesar  16261  lux  dimana  tegangan  yg  dihasilkan  14,16 Volt dan arus 0,18 miliAmpere.
2. Hasil perhitungan untuk tegangan dan arus pada satu transistor antara 0,4 – 0,6 Volt,  arus  0,005  mikro  ampere  maka  untuk  keseluruhan  jumlah  transistor sebanyak 48 buah  yg kita  gunakan akan menghasilkan tegangan sebesar 19,2. Ternyata setelah  dirangkai secara keseluruhan dan dilakukan percobaan hanya menghasilkan  tegangan  paling  tinggi  15  Volt    dengan  menggunakan  kaca sebagai  efek  pantul  sinar  matahari.  Hal  ini  mungkin  terjadi  karena  sel  surya yang ada pada transistor tidak bekerja secara maksimal.
3. Panel surya dengan menggunakan transistor ini bisa dijadikan alternatif untuk menghasilkan  sumber energi listrik.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Photovoltaic Fundamentals . 2005.
Budhi
Priyanto.  Peningkatan  Daya  Keluaran  Sel  Surya  Dengan Penambahan Intensitas Berkas Cahaya Matahari. Jurnal Neutrino Vol.5. No. 2,2013
Budi  Yuwono.  Februari  Optimalisasi  Panel  Sel  Surya  Dengan  Menggunakan Sistem  Pelacak  Berbasis  Mikrokontroler  At89c51 . Universitas  Sebelas Maret. Surakarta. 2005.
Ikhsan.  Peningkatan  Suhu  Modul  Dan  Daya  Keluaran  Panel  Surya  Dengan Menggunakan Reflektor. Jurnal ilmiah Dosen pada Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Alauddin Makassar. 2013.
Muhammad, R. Elektronika Daya. Jilid 1. Prentice Hall Inc. New Jersey. 2003 Mukund  R.  P. Wind  And  Solar Power  Sistem. S Merchant  Marine Academy Kings. New York. 2000.
Sodiqin.  A  dan  Yani.  A.  Analisa  charging  time  sistem  solar  cell  menggunakan pencari  arah  sinar  matahari  yang  dilengkapi  dengan  pemfokus  cahaya. Jurnal turbo program studi Teknik Mesin Universitas Muhammadyah Metro Lampung. Volume 5 No. 1 Juni 2016
Subekti  Yuliandana,  Gede  Sarya  dan  RA  Retno  Hastijanti.  PengaruhPerubahan Intensitas Matahari terhadap Daya Keluaran Panel Surya. Jurnal Pengabdian LPPM Untag Surabaya. Nopember 2015. Vol 01. N0.02. hal 193-202. 2015 Sumbung,  F.H.  dan  Letsoin,  Y.  analisa  dan  estimasi  radiasi  konstan  energi matahari  melalui  Variasi    sudut  panel    fotovoltaik  shs  50.  Jurnal  Ilmiah Mustek Anim. 2012.