## Perancangan Prototype Zelio Smart Relay pada
Modifikasi PLTS On Grid untuk Kontinuitas Suplai Daya di Kampus II ITN Malang
IRRINE BUDI SULISTIAWATI 1 , WIDODO PUDJI MULYANTO 2 2 , RIRIN KATARINA MATURBONG 3 , SUGENG PRIYANTO 4
1,2,3 Teknik Elektro S1 Institut Teknologi Nasional Malang,
4 Teknik Elektro S2 Institut Teknologi Nasional Malang Email: irrine@lecturer.itn.ac.id
Received 24 Agustus 2023 | Revised 27 September 2023 | Accepted 13 Oktober 2023

## ABSTRAK
Penggunaan PV (Photovoltaics) sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) banyak digunakan di Indonesia. Mode pengoperasian PLTS dikenal dengan on grid dan off grid dimana PLTS on grid adalah kondisi dimana sistem selalu terhubung dengan  jaringan  PLN,  sedangkan  PLTS  off  grid  kondisi  dimana  sistem  mampu beroperasi  sendiri  ketika  jaringan  PLN  terputus.  Penelitian  ini  melakukan pembuatan  prototype  dengan  cara  menambahkan  smart  relay  Zelio  sebagai perangkat  utamanya,  dan  dengan  menambahkan  relay  sebagai  pengganti Motorized Molded Case Circuit  Breaker  (MCCB) hasil  simulasi membuktikan grid tetap dalam kondisi bertegangan setelah 20 detik dari terputusnya suplai PLN.
Kata kunci : motorized mccb, plc, pembangkit listrik tenaga surya

## ABSTRACT
The  use  of  PV  (Photovoltaics)  as  a  Solar  Power  Plant  (PLTS)  is  widely  used  in Indonesia. PLTS operating modes are known as on grid and off grid, where PLTS on grid is a condition where the system is always connected to the PLN network, while PLTS off grid is a condition where the system is able to operate itself when the  PLN  network  is  disconnected.  This  research  made  a  prototype  by  adding  a smart relay Zelio as the main device, and by adding a relay as a replacement for the Motorized Molded Case Circuit Breaker (MCCB), the simulation results proved that the grid fulfilled voltage after 20 seconds of the PLN supply disconnected.
Keywords : motorized mccb, plc, solar power plant

## 1. PENDAHULUAN
Energi  terbarukan  di  Indonesia  memiliki  potensi  signifikan  dan  sangat  besar  untuk  ikut berkontribusi  pada  pemanfaatan  energi  ramah  lingkungan.  Hal  ini  tidak  mengherankan mengingat  Indonesia  memiliki  ukuran  negara  serta  karakteristik  geografis  yang  berlimpah (Langer,  dkk,  2021) .    Selain  itu  letak  Indonesia  di  sepanjang  garis  khatulistiwa  yang menyediakan radiasi matahari yang melimpah (Kadang, dkk, 2021) menjadikan Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  sebagai  energi  terbarukan  yang  potensial.  PLTS  adalah pembangkit yang memanfaatkan tenaga surya sebagai sumber energi yang kemudian diubah menjadi energi listrik. Secara garis besar, terdapat dua jenis PLTS, yaitu PLTS terinterkoneksi ( On Grid) dan PLTS terpusat (Off Grid). Pembangkit listrik tenaga surya on-grid adalah sistem pembangkit listrik tenaga surya yang terhubung dengan jaringan listrik PLN (Fuaddin dkk, 2021) .  Dalam sistem ini,  jaringan  listrik PLN  berperan sebagai  penyalur atau penghubung arus listrik yang berasal dari panel surya yang dialirkan pada beban (Herwandi, 2021) . Pada siang hari, penggunaan listrik dapat memanfaatkan energi listrik dari sinar matahari dan pada malam hari karena tidak ada produksi listrik dari solar panel, maka dapat menggunakan arus listrik  yang  berasal  dari  PLN (Nukrah,  2019) .  PLTS Off-Grid    (Sistem  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya Off-Grid) adalah sistem pembangkit listrik alternatif untuk daerah terpencil atau pedesaan yang tidak terjangkau oleh jaringan listrik PLN (Nugroho TS, dkk, 2022). PLTS off  grid  tidak  terhubung  ke  jaringan  karena  mempunyai  penyimpanan  energi  sendiri  yaitu baterai. Saat ini pembangkit listrik tenaga surya sedang dikembangkan di Indonesia sebagai bagian dari upaya pemerintah untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan beralih  ke  sumber energi  terbarukan (Bayu H, dkk, 2021). Dapat kita  lihat banyak yang menggunakan PLTS baik penggunaan skala kecil untuk pribadi atau penggunaan dalam skala yang besar. Pemerintah telah menetapkan target untuk mencapai 23% penggunaan energi terbarukan  pada  tahun  2025,  dan  PLTS  merupakan  salah  satu  komponen  kunci  dalam mencapai  tujuan  tersebut (Bayu  H,  dkk,  2021). Pengembangan  teknologi  panel  surya sangat  penting  untuk  mendukung  pengembangan  PLTS (Neli  Lestari,  dkk,  2021) mengingat PLTS berpotensi menjadi sumber energi berkelanjutan di Indonesia.
Di pulau Jawa tepatnya di kampus ITN Malang memiliki PLTS on grid dengan kapasitas 500 kilowatt peak (KWp). PLTS di ITN Malang menggunakan sistem on grid tanpa baterai yang terhubung  ke  penyulang  PLN  Karangploso.  PLTS  ini  tidak  hanya  dimanfaatkan  untuk lingkungan kampus saja, namun juga disalurkan ke PLN dengan bentuk perjanjian kerja sama sistem ekspor-impor (PT. PLN, 2014) . Dari sistem yang digunakan ini beberapa keuntungan yang diperoleh dari sistem PLTS tersambung ke grid adalah sebagai berikut: 1) Biaya investasi dan perawatan berkurang karena tidak memerlukan baterai (Pradeep, dkk, 2015), 2) Pada saat daya dari PLTS lebih besar daripada  beban, kelebihan daya bisa disalurkan/dijual ke PLN yang  akan  mengurangi  tagihan  rekening  listrik (Hernanz  dkk,  2010) ,  3)  Lebih  ramah lingkungan karena mengurangi sampah elektronik yang memerlukan perlakukan khusus dalam pembungangannya  karena  kurang  ramah  terhadap  lingkungan (Teknotrek,  2012) ,  4) Pengurangan penambahan jaringan ke konsumen (transmisi dan distribusi) (Mahmud, dkk, 2012) . Namun, kelemahan dari PLTS yang terhubung ke grid adalah ketika jaringan listrik dari PLN padam, maka PLTS ikut padam juga. Hal ini karena regulasi atau peraturan dalam keputusan  direksi  PLN  tentang  Pedoman  Penyambungan  Pembangkit  Listrik  Energi Terbaharukan  ke  Sistem  Distribusi  dimana  disebutkan  bahwa  dalam  waktu  2  detik  sejak jaringan  terputus,  pembangkit  harus  sudah  diputuskan  dari  jaringan (PT.  PLN,  2014) . Tujuan lainnya adalah untuk menghindari adanya gangguan-gangguan yang akan terjadi jika pembangkit tetap terhubung. Dalam kondisi jaringan listrik padam, untuk kegiatan  operasional kampus  dilakukan  dengan  menyalakan emergency  genset  berbahan  bakar  diesel  yang
memerlukan 40 hingga 50 liter per jamnya. Tentu saja hal ini memerlukan biaya tersendiri dan menimbulkan dampak energi tidak ramah lingkungan.
Mengingat kapasitas PLTS yang terpasang di ITN Malang memiliki yang ada cukup besar, maka perlu  dilakukan  modifikasi  pada  sistem  PLTS on  grid  agar  tetap  beroperasi  saat  terjadi pemadaman listrik PLN. Penelitian disini melakukan modifikasi yaitu menggunakan PLTS off grid untuk memberikan tegangan referensi ke inverter PLTS on grid. Inverter dapat beroperasi jika mendapat tegangan referensi. Oleh karena itu, pada modifikasi ini diperlukan  PLTS off grid untuk mengganti peran jaringan PLN yang akan memberi tegangan referensi ke PLTS on grid.  Agar  sistem  kelistrikan  aman  dimana  tidak  ada  aliran  listrik  yang  terhubung  dengan jaringan PLN ketika PLTS on grid digunakan,  maka ditambahkan perangkat  Motorized  Molded Case Circuit Breaker (MCCB) yang berfungsi sebagai pengaman atau sistem proteksi ketika terputus dan tersambung dengan jaringan PLN. Motorized MCCB adalah jenis pemutus sirkuit yang dapat dioperasikan dari jarak jauh dengan mekanisme motor. Dalam sistem distribusi daya ac, pemutus sirkuit MCCB biasanya digunakan untuk memberikan perlindungan hubung singkat  dan  kelebihan  beban (Feng,  dkk,  2021). Pengaman  ini  memiliki  kemampuan pemutusan yang dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan. Pada perancangan prototype penggunaan Motorized MCCB dialihkan dengan menambahkan smart relay sebagai pengontrol relay.
Programmable  Logic  Controller    atau  dikenal  dengan  PLC  didefinisikan  sebagai  miniatur komputer  industri  yang berisi  perangkat  keras  dan  perangkat  lunak  yang  digunakan  untuk melakukan  fungsi  kontrol ( PLC  Handbook    Practical  Guide  to  Programmable  Logic Controllers,  n.d.) .  PLC  dapat  menerima  data  melalui  inputnya  dan  mengirim  instruksi pengoperasian melalui outputnya. PLC yang digunakan yaitu Zelio SR2B121BD yang dibuat oleh Schneider Electric. Zelio Soft 2 adalah aplikasi perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram  dan  mensimulasikan  program  kontrol  untuk  relay  dan Programmable  Logic Controllers (Michalik, dkk, 2016). Ini adalah bahasa pemrograman ladder  diagram yang memungkinkan  pengguna  untuk  membuat  dan  menyimpan  instruksi  internal  untuk menjalankan  fungsi  digital  seperti  menghitung,  mengatur  waktu,  mengurutkan,  aritmatika, dan fungsi logika (Rusli, 2018) . Zelio Soft 2 digunakan dalam berbagai aplikasi, salah satunya adalah simulasi gerbang logika dimana digunakan untuk membuat model gerbang logika dan mensimulasikan operasinya menggunakan PLC Zelio (Wibowo, 2015) .

## 2. METODE

## 2.1 Modifikasi PLTS On Grid ITN Malang
PLTS kampus II ITN Malang di dirikan pada tahun 2020 dengan daya terpasang sebesar 500 kWp.Modifikasi pada jaringan yaitu dengan menghubungkan PLTS off grid 4 kWp pada busbar yang tersambung dengan  PLTS on  grid 500  kWp. Penambahan  PLTS  off  grid  ini  bertujuan untuk memberi tegangan referensi pada inveter PLTS on grid agar dapat beroperasi. Inverter jaringan  hanya  membutuhkan  tegangan  referensi  untuk  dapat  beroperasi  dan  tidak memerlukan  tegangan  yang  besar  sehingga  tegangan  yang  diberikan  PLTS off  grid  cukup untuk menghidupkan inveter dari PLTS on grid. Agar sistem tetap aman maka ditambahkan sistem proteksi yaitu Motorized MCCB dimana MCCB ini dapat bekerja secara otomatis maupun manual dan VT ( Voltage Transformer) sebagai sensor tegangan pada jaringan distribusi. Jadi, ketika ada tegangan pada jaringan distribusi, PLTS off grid  tidak beroperasi, namun ketika tidak  ada  tegangan  pada  jaringan  distribusi,  PLTS off  grid  akan  terhubung  untuk menghidupkan  PLTS on  grid.  Desain  modifikasi  dari  sistem  yang  dibuat  dapat  dilihat  pada Gambar 1 berikut ini:

## Gambar 1. Modifikasi PLTS On Grid ITN Malang

## 2.2 Sistem Kontrol
Untuk mengontrol PLTS on grid dan PLTS off grid, jaringan PLN dan beban digunakan relay sebagai pengganti Motorized MCCB, yang akan mengontrol inverter dari PLTS off grid, inverter PLTS on grid, jaringan dari PLN dan juga beban yang digunakan. Kemudian relay juga dikontrol dari PLC yang sudah diberi program dari Zelio Soft 2. PLC memperoleh suplay daya  dari PLTS off grid.  PLC beroperasi dengan mendapat input dari transformator yang difungsikan sebagai sensor tegangan yang mampu mendeteksi tegangan pada jaringan PLN ada atau tidak.
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Kontrol

## 2.3 PLC
PLC memiliki 2 input yaitu Voltage Transformator dan Push Button, sedangkan output  terdiri dari  4 Motorized  MCCB.  VT  berfungsi  untuk  mendeteksi  ada  atau  tidaknya  tegangan  dari jaringan PLN, sedangkan push button berfungsi sebagai tombol start awal.
Gambar 3. Blok Diagram PLC

## 2.4. Perancangan Prototype Sistem
Perancangan prototype ini membutuhkan PLC, power suplly, Motorized MCCB, tetapi fungsi Motorized MCCB digantikan dengan komponen relay untuk mengurangi biaya penelitian.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Sequential Diagram PLC Zelio
Pada sistem produksi, perubahan proses manual ke dalam proses otomatis disebut otomasi sistem  produksi.  Otomasi  sistem  produksi  umumnya  berjalan  berurutan  ( sequential) (Budijanto, 2016) ,  hal ini bertujuan untuk mempermudah pengendalian alat. Sedangkan, penggunaan PLC pada kendali sequential dapat  menjaga proses sequential agar berlangsung dalam urutan yang tepat dan cepat karena PLC memiliki unit  penyimpanan yang berfungsi untuk mengingat keadaan output sehingga mesin/alat tidak mengalami penumpukan perintah dan  mengalami  kebingungan.  Kendali sequential  memiliki  dua  kategori  yaitu  sequential berbasis waktu ( time sequential) dan sequential berbasis kejadian/kondisi (event sequential). Berikut adalah sequential diagram yang akan digunakan pada PLC dimana ada enam kondisi atau step yang akan dijalankan.
Pada sequential diagram terdapat dua input yaitu push button dan VT sebagai sensor tegangan serta empat output yaitu Q1 sebagai relay 1, Q2 sebagai relay 2, Q3 sebagai relay 3 dan Q4 sebagai relay 4. Dimana relay 1 untuk memutus dan menyambungkan jaringan PLN ke jaringan kampus 2 ITN Malang, relay 2 untuk mengatur beban/ load dari kampus 2 ITN Malang, relay 3 untuk mengatur inverter PLTS on grid, dan relay 4 untuk mengatur inverter PLTS off grid. Sequential ini memiliki delapan kondisi yang berbeda-beda tetapi berurutan. Setelah sequential diagram  selesai  dibuat,  selanjutnya  membuat  program  pada  aplikasi  Zelio  Soft  2.  Program
yang  dibuat  harus  sesuai  dengan sequential  diagram.  Jika  program  sudah  sesuai  dengan sequential diagram, barulah program dapat diupload pada PLC
Gambar 4. Sequential Diagram Keterangan:
1 = On 0 = Off
Q1 = Relay 1 (Jaringan PLN) Q2 = Relay 2 (Beban) Q3 = Relay 3 (PLTS On Grid) Q4 = Relay 4 ( PLTS Off Grid) Auto Start = Push button VT = Voltage Transformator (sensor tegangan)
Tabel 1. Stage - Stage pada Sequential Diagram
No  Stage (kondisi) Keterangan 1 Stage #1, kondisi normal (awal) Kondisi  pertama  pada  sequential  diagram  diatas  adalah  kondisi  awal dimana jaringan dari PLN belum terhubung. Pada kondisi ini, semua relay belum beroperasi (Q1, Q2, Q3, Q4 = 0) dan akan beroperasi jika sudah terhubung dengan jaringan PLN. Jaringan PLN dihubungkan melalui push button. Ketika push button ditekan (auto start = 1), maka masuk pada kondisi kedua yaitu kondisi dimana jaringan PLN terhubung. 2 Stage #2, kondisi jaringan PLN terhubung (hidup) Ketika jaringan PLN sudah terhubung melalui push button, maka akan masuk pada stage #2. Pada kondisi kedua ini, relay 1, relay 2, dan relay 3  akan  diaktifkan  (  Q1,  Q2,  Q3  =  1).  Sedangkan  relay  4  tetap dinonaktifkan atau belum beroperasi (Q4 = 0). 3 Stage #3, kondisi jaringan PLN terputus (mati) Kemudian pada kondisi ketika ketika sensor tegangan mendeteksi tidak adanya tegangan dari jaringan PLN (VT = 0) yang berarti jaringan PLN terputus, maka semua relay akan dimatikan terlebih dahulu (Q1, Q2, Q3 = 0). 4 Stage #4, kondisi PLTS off grid dihubungkan Setelah  itu  masuk  pada  kondisi  keempat,  yaitu  mengaktifkan  inverter PLTS off grid agar PLTS on grid dan beban dapat beroperasi. Pada kondisi ini  diberi timer  20s  untuk  mengaktifkan  relay  4  (Q4  =  1).  Sedangkan relay 1, relay 2, dan relay 3 tetap dinonaktifkan (Q1, Q2, Q3 = 0). 5 Stage #5, kondisi sumber listrik dari PLTS on grid Kemudian  pada  kondisi  kelima,  diberi timer  30s  untuk  mengaktifkan inverter PLTS on grid. Pada kondisi ini relay 3 akan diaktifkan (Q3 = 1).
Diberi timer 30s bertujuan agar PLTS on grid dapat disinkronisasi terlebih dahulu  sebelum  digunakan  sebagai  sumber  listrik  untuk  beban.  Pada stage ini, relay 1 dan relay 2 tidak beroperasi (Q1, Q2 = 0), sedangkan relay 3 dan relay 4 beroperasi (Q3, Q4 = 1). 6 Stage #6, kondisi beban beroperasi dengan sumber listrik dari PLTS on grid Lalu  pada  kondisi  keenam,  relay  2  (Q2  =  1)  dapat  diaktifkan  dengan diberi timer  20s.  Pada  kondisi  ini,  jaringan  PLN  terputus  tetapi  beban tetap  dapat  beroperasi dengan menggunakan  daya  dari  PLTS on grid, sedangkan PLTS on  grid mendapat referensi tegangan dari PLTS off grid.
7
Stage #7, kondisi jaringan PLN diketahui  kembali beroperasi (terhubung) Kemudian, stage #7 ketika sensor tegangan mendeteksi kembali adanya tegangan dari jaringan PLN ( VT = 1) maka semua relay akan dimatikan (Q1, Q2, Q3, Q4 = 0). 8 Stage #8, kondisi jaringan PLN terhubung dengan jaringan kampus Selanjutnya, pada stage #8 diberi timer 20s untuk mengaktifkan relay 1 (Q1 = 1), sedangkan relay 2, relay 3 dan relay 4 tetap dimatikan (Q2, Q3,  Q4  =  0).  Dimana  pada  kondisi  ini  jaringan  PLN  dapat  masuk  ke jaringan kampus 2 ITN Malang dan tidak lagi menggunakan PLTS off grid. 9 Kembali ke stage #2, kondisi jaringan PLN terhubung Setelah  itu  kemudian  kembali  ke  kondisi  kedua  dimana  relay  2  dan  3 diaktifkan (Q2 dan Q3 = 1) tetapi dengan diberi timer 30s. Pada kondisi ini beban akan beroperasi dengan menggunakan daya dari jaringan PLN.

## 3.2 Hasil Simulasi Zelio
Langkah  berikutnya  adalah membuat  skema sequential  diagram, pada  aplikasi Zelio  Soft  2 agar dan langsung di upload ke PLC Zelio. Simulasi menggunakan dua input yaitu push button dan  sensor  tegangan  (VT)  serta  output  yaitu  empat  relay  (Q1,  Q2,  Q3,  Q4).  Program menggunakan timer dan gerbang logika agar ketika di running, hasilnya dapat sesuai dengan sequential diagram yang telah dibuat.
Pada  step  1  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  6,  merupakan  kondisi  awal  sebelum  memulai simulasi dimana semua komponen belum bekerja tetapi tegangan sudah ada.
Gambar 6. Simulasi Zelio Step 1
Kemudian pada step 2 ditunjukkan pada Gambar 7, dengan adanya tegangan, push button dinyalakan. Ini kondisi ketika tersambung jaringan dari PLN. Dapat dilihat, ketika push button dinyalakan, relay 1,2,3 aktif. Ini menyatakan bahwa relay yang bekerja adalah relay untuk jaringan PLN, relay beban ITN, dan relay untuk PLTS On Grid.
Gambar 7. Simulasi Zelio Step 2
Pada  Gambar  8  menunjukkan  step  3,  simulasi  ketika  jaringan  PLN  terputus  dengan  tidak adanya  tegangan  (tegangan off)  pada  input.  Dapat  dilihat  ketika  tegangan  off,  relay  yang sebelumnya aktif akan terputus. Pada kondisi tidak terhubung dengan jaringan PLN, beban dan PLTS on grid tidak mendapatkan suplai tegangan sehingga tidak dapat beroperasi.
State-#1
State-#2

## Gambar 8. Simulasi Zelio Step 3
Agar beban ITN dan PLTS on grid dapat beroperasi, PLTS off grid harus terhubung dengan mengaktifkan relay 4. Untuk mengatifkan relay 4 saat jaringan PLN terputus, diberi timer 20 detik. Setelah 20 detik, relay 4 akan aktif yang berarti PLTS off grid sudah terhubung, dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Simulasi Zelio Step 4
Kemudian  pada  step  5  atau  gambar  10,  diberi timer  30  detik  untuk  mengaktifkan  relay  3. Ketika relay 3 sudah aktif, PLTS on grid dapat beroperasi untuk menyuplai tegangan kepada beban ITN agar dapat beroperasi kembali tanpa terhubung dengan jaringan PLN.
State-#3
State-#4

## Gambar 10. Simulasi Zelio Step 5
Gambar 11 merupakan step 6, diberi timer 20 detik untuk dapat mengaktifkan relay 2. Ketika relay 2 sudah aktif, beban ITN sudah dapat beroperasi dengan mendapatkan daya dari PLTS on grid. Pada kondisi ini, perangkat elektronik ITN Malang sudah dapat beroperasi tanpa harus menunggu jaringan PLN terhubung kembali. Pemberian timer pada step-step berfungsi untuk mensinkronisasi alat terlebih dahulu sebelum dapat di teruskan ke alat yang lain.

## Gambar 11. Simulasi Zelio Step 6
Pada step 7, jaringan PLN sudah kembali terhubung dengan mengaktifkan sensor tegangan pada input. Pada kondisi ini, semua relay akan dimatikan terlebih dahulu sebelum jaringan dari PLN terhubung ke beban dan PLN on grid. Ini ditunjukkan pada Gambar 12.
State-#5
State-#6

## Gambar 12. Simulasi Zelio Step 7
Sebelum jaringan PLN terhubung, akan diaktifkan relay 1 dengan diberi timer 20 detik. Setelah 20 detik, relay 1 akan aktif dan jaringan PLN akan terhubung.

## Gambar 13. Simulasi Zelio Step 8
Setelah jaringan PLN terhubung, relay 2 dan 3 sudah dapat diaktifkan dengan diberi timer 30 detik untuk sinkronisasi. Pada kondisi ini, beban ITN dan PLTS on grid dapat digunakan dengan sumber  tegangan  dari  jaringan  PLN.  Step  ini  kembali  ke  step  2  dimana  relay  1,2,3  aktif. Simulasi zelio step ini ditunjukkan pada Gambar 13. Sedangkan hasil simulasi dapat dilihat pada Tabel 2.
State-#7
State-#8
Tabel 2 . Hasil Simulasi
No Step Input Output Push Button Sensor Tegangan Q1  Q2  Q3 Q4 1 1 Off On Off  Off  Off  Off 2 2 On On On  On  On Off 3 3 On Off Off  Off  Off  Off 4 4 On Off ( timer 20s) Off  Off  Off  On 5 5 On On ( timer 30s) Off  Off  On On 6 6 On On Timer 20s) Off  On  On On 7 7 On On Off  Off  Off  Off 8 8 On On ( Timer 20s)  On  Off  Off  Off 9 Ke step 2 On On ( Timer 10s)  On  On  On  Off Keterangan: Q1 = Relay 1 (Jaringan PLN) Q2 = Relay 2 (Beban) Q3 = Relay 3 (PLTS On Grid) Q4 = Relay 4 ( PLTS Off Grid)

## 3.2. Hasil Penelitian
Prototype  modifikasi  PLTS On  Grid  dengan  menambahkan  PLTS  Off  Grid  yang  ditunjukkan pada Gambar 14, dapat diimplementasikan menggunakan program dari sequential diagram PLC Zelio. Modifikasi ini terdiri dari 2 panel surya on grid, 1 panel surya off grid, inverter on grid, inverter off grid, solar charge controller, baterai, power supply, PLC Zelio SR2B121BD, relay,  transformator, step  up  module,  kapasitor,  resistor,  diode  bridge  dan  lampu.  Pada prototype ini, inverter dari PLTS off grid harus selalu diaktifkan agar dapat mengaktifkan power supply.  Power  supply  yang  digunakan  tidak  boleh  mati  karena  power  supply  akan mengaktifkan PLC dimana PLC harus mengatur relay, oleh karena itu PLC juga harus selalu aktif. Inverter off grid hanya digunakan pada saat jaringan PLN terputus. Agar aliran listrik dari inverter off grid tidak masuk pada jaringan PLN maka inverter akan dikontrol melalui relay.
Relay  akan  memutus  dan  menyambung  aliran  listrik  dari  inverter off  grid  sesuai  perintah program PLC. Relay yang digunakan ada dua jenis yaitu relay AC dan relay DC dimana untuk mengetahui relay AC beroperasi atau tidak yaitu pada indikator berupa LED yang menyala atau mati.  Kemudian  untuk  mengetahui  relay  DC  beroperasi  atau  tidak  hanya  dengan mendengarkan  suara  pada  relay  tersebut.  Untuk  mengetahui  inverter on  grid  dan  beban beroperasi atau tidak yaitu dengan melihat indikator pada inverter on grid dan melihat nyala dari lampu yang digunakan.
Sedangkan untuk memicu adanya jaringan listrik dari PLN atau tidak dengan menggunakan saklar sebagai sensor tegangan yang menjadi input pada PLC.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Alat Masukan Keluaran Tegangan Daya Arus  Tegangan Daya Arus Inverter Off Grid 211 VAC 1000 W  0,17 A 220 VAC 1000 W  0,17 A Inverter On Grid 220 VAC 600 W 0,17 A 230 VAC 600 W 0,17 A PLC 24 VDC - 0,11 A 24 VDC - 0,11 A Lampu - 5 W 0.06 A - 5 W 0.06 A
Gambar 14. Hasil Prototype Perancangan Sistem
Tabel 3 adalah hasil pengukuran pada prototype perancangan sistem yang menunjukan bahwa pada saat jaringan dari PLN mati, on grid mampu menyuplai ke beban sehingga beban tetap dapat terlayani. Untuk melihat kinerja dari relay yang digunakan dapat dilihat pada gambar 15.  Pada  prototype,  relay  1  dan  relay  2  menggunakan  relay  AC  sehingga  menampilkan gelombang sinus, sedangkan  relay  3 dan  4  menggunakan  relay  DC sehingga menampilkan gelombang kotak. Dari grafik dibawah dapat diketahui bahwa pada step ke 2 relay 1, relay 2 dan relay 3 beroperasi. Pada step 2 ini sumber daya berasal dari jaringan PLN sehingga beban dan PLTS on grid dapat beroperasi. Kemudian ketika jaringan PLN terputus pada step 3 maka akan diberi waktu 30 detik untuk menghubungkan PLTS off grid. Setelah PLTS on grid sudah terhubung, diberi waktu lagi 20 detik untuk menghubungkan PLTS on grid. Lalu ketika PLTS on grid sudah sinkron selama 20 detik, relay beban dapat beroperasi agar sumber daya beban diperoleh dari PLTS on grid dan PLTS on grid mendapat tegangan referensi dari PLTS off grid. Kondisi  ini  akan  terus  beroperasi  hingga  jaringan  PLN  kembali  terhubung.  Ketika  jaringan sudah kembali terhubung pada step 7 maka relay 2, relay 3 dan relay 4 akan diputus barulah dapat  relay  1  dapat  disambungkan  untuk  meggunakan  daya  dari  jaringan  PLN.  Pada  saat jaringan PLN sudah terhubung, relay 2 dan relay 3 dapat disambungkan tetapi relay 4 diputus.
Dalam penelitian ini, PLC berhasil  diberi  program dan  alat dapat beroperasi  sesuai dengan program yang telah dibuat pada aplikasi zelio. Inverter off grid, on grid dan beban juga dapat tersinkronasi dengan baik. Dari hasil uji coba ini, beban/ load dapat terus beroperasi ketika terputus dari jaringan PLN sehingga tidak memerlukan daya dari emergency genset.
Gambar 15. Grafik Relay

## 4. KESIMPULAN
Dalam penelitian ini dapat disimpulkan bahwa perancangan prototype dapat beroperasi sesuai dengan program sequential diagram yang dibuat pada aplikasi Zelio Soft 2. PLTS on grid akan bekerja  dalam  mode off  grid  setelah  20  detik  sesuai  time  setting  dari  relay  untuk mengantisipasi gangguan PLN yang terjadi sementara atau tidak.  Berdasarkan hasil uji coba prototype kontinuitas suplai daya dari PLTS off grid berhasil selama grid tetap dalam kondisi bertengangan dengan mengambil suplai daya dari baterai inverter untuk tegangan referensi. Penggunaan PLTS off grid dapat dimaksimalkan sehingga pada saat jaringan PLN terputus, penggunaan emergency genset dapat dihindari.

## DAFTAR RUJUKAN
Bayu  H,  dkk.  (2021).  Tinjauan  Kebijakan  dan  Regulasi  Pengembangan  PLTS  di  Indonesia.
Jurnal Energi Baru Dan Terbarukan, 2(3), 123–132. https://doi.org/10.14710/jebt.2021.10043
Budijanto,  A.  (2016).  Penerapan  Finite  State  Machine  Untuk  Merancang  Pengendali  Motor
Stepper Menggunakan Vhdl. e-NARODROID, 2(2).
https://doi.org/10.31090/narodroid.v2i2.209
Feng,  dkk.  (2021).  Molded  Case  Electronically  Assisted  Circuit  Breaker  for  DC  Power Distribution  Systems. IEEE  Transactions  on  Power  Electronics,  36(6),  6586–6595. https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.3037477
Fuaddin dkk. (2021). Rancangan Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya On-Grid Kapasitas
20 kWp untuk Residensial. Jurnal Teknik Energi, 10(1), 53–57.
https://doi.org/10.35313/energi.v10i1.2329
Hernanz dkk, J. A. (2010). Modelling of Photovoltaic Module. Renewable Energy and Power Quality Journal, 1(08), 1186–1190. https://doi.org/10.24084/repqj08.619
Herwandi, H. (2021). Implementasi grid tie inverter pada pembangkit listrik tenaga surya on grid untuk golongan pelanggan rumah tangga masyarakat perkotaan. JURNAL ELTEK, 19(1), 108. https://doi.org/10.33795/eltek.v19i1.292
Kadang,  dkk.  (2021).  Optimasi  Sosial-Ekonomi  pada  Pemanfaatan  PLTS  PV  untuk  Energi Berkelanjutan  di  Indonesia. Jurnal  Energi  Baru  Dan  Terbarukan,  2(2),  74–83. https://doi.org/10.14710/jebt.2021.11113
Langer,  dkk.  (2021).  Review  of  Renewable  Energy  Potentials  in  Indonesia  and  Their Contribution  to  a  100%  Renewable  Electricity  System. Energies,  14(21),  7033. https://doi.org/10.3390/en14217033
Mahmud, dkk. (2012). Dynamic Stability of Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic System
Using Zero Dynamic Design Approach. IEEE Journal of Photovoltaics, 2(4), 564–571.
https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2012.2195551
Michalik, dkk. (2016). Using Software Zelio Soft in Educational Process to Simulation Control
Programs  for  Intelligent  Relays. Technological  Engineering,  13(1),  28–30.
https://doi.org/10.2478/teen-2016-0009
Neli Lestari, dkk. (2021). Review status panel surya di indonesia menuju realisasi kapasitas
plts nasional 6500 mw. Jurnal Spektrum, 8(1), 27.
https://doi.org/10.24843/SPEKTRUM.2021.v08.i01.p4
Nugroho TS, dkk. (2022). Perancangan sistem plts off-grid kapasitas 100 wp sebagai sumber energi alternatif charging 220 v di daerah terdampak bencana semeru. Prosiding Snast,
A35-43. https://doi.org/10.34151/prosidingsnast.v8i1.4102
Nukrah, N. (2019). ANALISIS UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA ON GRID 1  KWP;  STUDI  KASUS  DI  SMKN  3  MATARAM  [Universitas  Mataram]. http://eprints.unram.ac.id/id/eprint/12515
PLC Handbook  Practical Guide to Programmable Logic Controllers. (n.d.).
Pradeep,  dkk.  (2015). Design  and  Implementation  of  Maximum  Power  Point  Tracking    in Photovoltaic Systems.
PT. PLN. (2014). Pedoman Penyambungan Pembangkit Listrik Energi Terbarukan ke Sistem Distribusi PLN. PT. PLN.
Rusli, R. (2018). Perancangan Sistem Otomatisasi Pengolahan Air Mineral Berbasis Zelio Soft
2. Proceeding Seminar Nasional Politeknik Negeri Lhokseumawe, 02.
Teknotrek. (2012). Konsep"Net Metering" Jual-Beli Listrik Sel Surya Rumahan Dengan PLN. http://teknotrek.blogspot.com/2012/07/konsepnet-metering-jual-beli-listrik.html
Wibowo,  A.  (2015). Simulasi  Gerbang  Logika  Menggunakan  Program  Zelio  Soft  4.5  pada Aplikasi Alat Peraga Mekatronika [Thesis (Undergraduate), Universitas Muhammadiyah
Jember]. http://repository.unmuhjember.ac.id/id/eprint/2243