## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin

## Analisis Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan Panel Surya Untuk Pemanas Air Dengan Sumber Energi Surya
Miguel Debtan Marpaung 1 , Jhon Sufriadi Purba 2*
1,2 Teknik Mesin, Unversitas HKBP Nommensen Pematangsiantar, Sumatera Utara, Indonesia Email: 1 miguelmarpaung1@gmail.com, 2 jhonsufriadi@gmail.com Email Penulis Korespondensi: 1 jhonsufriadi@gmail.com
Abstrak- Tujuan dari Penelitian ini adalah dengan menggunakan variasi sudut kemiringan pada penel surya dengan membuat sudut 15 0 ,  30 0 dan  45 0 untuk  mencari  efisiensi  panas  radiasi  matahari  yang  bertujuan  untuk  memanaskan  air.  Pemanas  air  tenaga  surya merupakan  suatu  alat  yang  memanfaatkan  radiasi  matahari  dan  mengubahnya  menjadi  energi  panas  yang  berfungsi  untuk memanaskan air. Adapun metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah studi literatur dan eksperimen pengembangan. Studi  literatur  digunakan  untuk  mengetahui  dasar-dasar  teori  tentang  panel  surya,  bagaimana  prinsip  kerjanya  hingga  bagaimana pengaruh sudut kemiringan panel surya terhadap daya listrik yang dihasilkan dan pengaruhnya terhadap tingkat kematangan air. Pada sudut kemiringan 30°  memiliki  rata  –  rata  terbesar  terhadap  kenaikan  suhu  air,  jumlah  tegangan listrik  dan  kuat  arus  listrik.  Pada sudut kemiringan 30° nilai efisiensi panel surya mencapai 13,7%, lebih tinggi dari sudut kemiringan lainnya. Suhu air yang paling tinggi di dapatkan pada sudut kemiringan 30° di jam 15.00 WIB yaitu 86,4°C dimana ∆T (86,4°C  - 25°C) 61,4°C dengan rata – rata kenaikan suhu air sebanyak 10,23°C perjamnya. Suhu air paling rendah di dapatkan pada sudut kemiringan 45° di jam 15.00 WIB yaitu 84,1°C dimana ∆T (84,1°C - 25°C) 59,1°C dengan rata - rata kenaikan suhu air sebanyak 9,5°C.

## Kata Kunci: Kemiringan, Radiasi, Pemanas, Suhu, Efisiensi
Abstract− The aim of this research is to use variations in the angle of inclination of the solar panel by making angles of 150, 300 and 450 to find the efficiency of solar radiation heat which aims to heat water. A solar water heater is a device that utilizes solar radiation and converts it into heat energy which functions to heat water. The research methods used in this research are literature study and development experiments. Literature studies are used to find out the theoretical basics of solar panels, how their principles work and how the angle of inclination of the solar panels affects the electrical power produced and its effect on the level of water maturity. The slope angle of 30° has the largest average increase in water temperature, the amount of electric voltage and the strength of the electric current.  At  a  tilt  angle  of  30°  the  solar  panel  efficiency  value  reaches  13.7%,  higher  than  other  tilt  angles.  The  highest  water temperature  was  obtained  at  a  slope  angle  of  30°  at  15.00  WIB,  namely  86.4°C  where  ∆T  (86.4°C  -  25°C) was  61.4°C  with  an average increase in water temperature of 10 .23°C per hour. The lowest water temperature was obtained at a slope angle of 45° at 15.00 WIB, namely 84.1°C where ∆T (84.1°C - 25°C) was 59.1°C with an average increase in water temperature of 9, 5°C.
Keywords : Slope, Radiation, Heating, Temperature, Efficiency

## 1. PENDAHULUAN
Minyak bumi merupakan salah satu energi fosil yang masih ada hingga saat ini dan juga menjadi pilihan utama dalam memenuhi kebutuhan energi dunia khususnya di Indonesia. Namun saat energi ini digunakan terus menerus akan habis karena  ketersediaannya  sangat  terbatas  dan  tidak  terbarukan.  Energi  surya  merupakan  energi  terbarukan  yang  berasal dari sinar matahari dan panas yang tidak menimbulkan polusi dan bersifat ada terus menerus [1].
Potensi  energi  panas  matahari  di  Indonesia  sangat  melimpah  namun  belum  dimanfaatkan  secara  optimal. Indonesia  sangat  kaya  akan  energi  terbarukan  dengan  potensi  lebih  dari  400.000  Mega  Watt  (MW),  50%  diantaranya atau sekitar 200.000 MW adalah potensi energi surya. Sementara pemanfaatan energi surya sendiri saat ini baru sekitar 150  MW  atau  0,08%  dari  potensinya  (Humas  EBTKE.  2021.  ebtke.esdm.go.id,  20  Juli  2023)  [2]. Padahal,  Indonesia adalah  negara  yang  berada  di  garis  khatulistiwa  yang  wajib  menjadi  panglima  dalam  pengembangan  energi  surya. Dengan  adanya  tantangan  penyediaan  energi  dan  potensi  energi  panas  matahari,  banyak  penelitian  yang  dilakukan untuk  mengoptimalkan  pemanfaatan  energi  surya.  Salah  satu  pemanfaatan  energi  surya  adalah  penggunaan  kolektor surya untuk mengumpulkan energi panas matahari. Pemanas air tenaga surya ( solar water heater ) merupakan suatu alat yang  memanfaatkan  radiasi  matahari  dan  mengubahnya  menjadi  energi  panas  yang  berfungsi  untuk  memanaskan  air [3].
Pemanas  air  tenaga  surya  merupakan  salah  satu  solusi  untuk  mengurangi  penggunaan  energi  fosil  dan mengurangi  emisi  karbon  dioksida.  Untuk  memaksimalkan  intensitas  matahari  yang  diterima  oleh  panel  surya  maka pada perancangan sistem dibutuhkan sudut kemiringan panel  yang tepat  untuk menerima radiasi matahari  yang paling tinggi  [1].  Sudut  kemiringan  kolektor  panas  yang  efektif  dapat  berbeda  di  berbagai  lokasi  geografis.  Perbedaan  sudut matahari  yang  jatuh  pada  permukaan  bumi  pada  lintang  dan  bujur  yang  berbeda  akan  mempengaruhi  penangkapan energi matahari oleh kolektor panas [1]. Oleh karena itu, studi mengenai sudut kemiringan ini penting untuk memahami bagaimana efisiensi pemanas air dapat ditingkatkan dengan mengoptimalkan sudut kemiringan kolektor panas.
Matahari  mempunyai  diameter 1,39×109 m. Bumi  mengelilingi matahari dengan lintasan berbentuk ellipse dan matahari  berada  pada  salah  satu  pusatnya.  Jarak  rata-rata  matahari  dari  permukaan  bumi  adalah  1,49×1011  m.  Daya radiasi  rata-rata  yang  diterima  atmosfer  bumi  yaitu  (Gsc)  1367  W/m².  Lintasan  bumi  terhadap  matahari  berbentuk ellipse,  maka  jarak  antara  bumi  dan  matahari  tidak  konstan.  Jarak  terdekat  adalah  1,47x1011  m  yang  terjadi  pada

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
tanggal 3 Januari dan jarak terjauh pada tanggal 3 juli dengan jarak 1,52x1011 m. Karena adanya perbedaan jarak ini, menyebabkan radiasi yang diterima atmosfer bumi juga akan berbeda [4].
Panel  surya  pada  umumnya  ada  tiga  jenis  yang  pertama  adalah  jenis Monocrystalline. Monocrystalline menggunakan satu  sel  surya crystalline murni  yang memliki efisiensi  paling besar dibandingkan jenis panel  sel  surya lainnya. Sel  suryanya  terbuat  dari  silikon  yang  diiris  tipis-tipis  dengan  menggunakan  mesin.  Karakterisitiknya  identik karena  penggunaan  mesin  potong  ini.  Secara  bentuk,  panel  ini  dapat  diidentifikasikan  dari  warna  selnya  yang  hitam gelap dengan model terbagi pada setiap sudutnya. Monocrystalline memiliki kemurnian silicon sehingga dapat memiliki tingkat efisiensi terbesar mencapai 20% ke atas. Panel surya monocrystalline memiliki keluaran daya yang tinggi, tidak terlalu  butuh  banyak  ruang  dan  paling  tahan  lama  dibanding  jenis  lainnya.  Yang  kedua  dengan  jenis Polycrystalline yang  memiliki  bahan  yang  sama  dengan monocrystalline ,  hanya  saja  bentuk  panel  agak  berbeda  dan  memiliki efektivitas  yang  lebih  rendah.  panel  ini  berbentuk  persegi,  sudutnya  tidak  terpotong,  dan  ada  bintik-bintik  biru  di tampilannya.  Efisiensi  hanya  15%  dibanding monocrystalline efisiensi  sekitar  20%.  Begitupun  keluaran  daya  yang dihasilkan. Dan yang ketiga yaitu jenis Thin Flim Solar Cell. Jenis panel ini memiliki lapisan silikon yang diendapkan pada  bahan  dasar  seperti  logam  atau  gelas  untuk  membuat  panel  surya.  Panel  surya  ini  memiliki  ukuran  yang  sangat tipis  dan  memiliki  bobot  yang  lebih  ringan.  Selain  itu,  sifatnya  juga  sangat  fleksibel.  Panel  ini  dibuat  dengan mendepositkan lapisan tipis zat fotovoltaic ke permukaan padat, seperti kaca [5].
Panel  surya  merupakan  perangkat  yang  dapat  mengubah  sinar  matahari  menjadi  energi  listrik.  Sinar  matahari merupakan  sumber  energi  terbarukan  yang  dapat  digunakan  untuk  menghasilkan  listrik  baru.  Teknologi  panel  surya berpotensi  untuk  diterapkan  di  Indonesia  yang  memiliki  iklim  tropis.  Permasalahan  utama  energi  surya  adalah ketidakstabilan  daya  yang  dihasilkan  panel  surya  karena  sangat  bergantung  pada  intensitas  sinar  matahari  yang diterima[2].  Intensitas  sinar  matahari  yang  diterima  panel  surya  dapat  dimaksimalkan  dengan  memasang  panel  surya dengan sudut kemiringan yang tepat sehingga akan diperoleh daya keluaran yang maksimal.
Penelitian ini bertujuan untuk memanaskan air dengan sumber energy surya dengan menggunakan variasi sudut kemiringan  pada  penel  surya  dengan  membuat  sudut  15 0 ,  30 0 dan  45 0 untuk  mencari  efisiensi  panas  radiasi  matahari. Pemanas air tenaga surya merupakan suatu alat yang memanfaatkan radiasi matahari dan mengubahnya menjadi energi panas yang berfungsi untuk memanaskan air [6].

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen.

## 2.1 Metode Eksperimen
Adapun  metode  penelitian  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  studi  literatur  dan  eksperimen  pengembangan. Studi  literatur  digunakan  untuk  mengetahui  dasar-dasar  teori  tentang  panel  surya,  bagaimana  prinsip  kerjanya  hingga bagaimana  pengaruh  sudut  kemiringan  panel  surya  terhadap  daya  listrik  yang  dihasilkan  dan  pengaruhnya  terhadap tingkat  kematangan  air  [7].  Metode  eksperimen  pengembangan  yang  dilakukan  adalah  dengan  menggunakan  variasi sudut  kemiringan  15°,  30°  dan  45°    pada  panel  surya  250  WP  untuk  memanaskan  air  sebanyak  20  liter  dengan  suhu awal  air  sekitar  25°C.  Pengambilan  data  pada  penelitian  ini  dilakukan  setiap  hari  mulai  dari  jam 10.00  –  15.00  WIB dengan  sudut  kemiringan  panel  yang  diletakkan  menghadap  arah  datangnya  matahari  dari  timur  [8].  Usaha  yang dilakukan untuk mengupayakan agar panel surya selalu mengikuti  cahaya  matahari  adalah traking yaitu dengan cara memindahkan panel surya mengikuti arah pergerakan matahari. Setiap satu sudut kemiringan dilakukan pengujian lima kali  untuk  mendapatkan  data  yang  lebih  optimal.  Variabel  bebas  yang  diamati  dalam  penelitian  ini  adalah  pengaruh radiasi  matahari,  tegangan  listrik  dan  kuat  arus  listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya.  Sedangakan  variabel  terikat yang diamati dalam penelitian ini adalah suhu air yang dihasilkan oleh alat pemanas air energi surya [9].

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Submitted: 24/07/2024 ; Accepted: 02/08/2024 ; Published: 04/08/2024
Parameter  yang  diamati  pada  pengujian  sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya  kapasitas  250  WP  meliputi pengukuran  besaran  secara  berkala  antara  pukul  10:00  –  15:00  WIB  dan  setiap  satu  jam  sekali  dilihat  pada  alat  ukur yang digunakan pada pengujian dan mencatat nilai dari hasil pengukuran. Penggunaan alat ukur perlu diperhatikan dari jenis  dan  kegunaannya  seperti  yang  digunakan  pada  pengujian  sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya  kapasitas  250 WP, alat ukur yang digunakan berupa solar power meter yang berfungsi untuk mengukur radiasi matahari, tang amper untuk mengukur tegangan listrik dan kuat arus listrik dan juga termokopel untuk mengukur suhu air [11].
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengambilan  data  keluaran  panel  sel  surya  yang  meliputi  data  radiasi  matahari, data tegangan yang dihasilkan dan data arus listrik yang dihasilkan pada tiap variasi sudut kemiringan 15°, 30  dan 45 . Data dari sudut  kemiringan paling optimal yang diperoleh dari hasil pengamatan berupa suhu air, tegangan listrik dan arus listrik serta radiasi matahari, kemudian akan dilakukan uji regresi linear untuk mengetahui seberapa besar pengaruh variabel  bebas terhadap variabel terikat. Dari hasil  pengolahan tersebut kemudian akan dianalisis dan selanjutnya data akan di sajikan dalam bentuk tabel dan grafik untuk menampilkan grafik daya output dan efisiensi sisitem pembangkit listrik tenaga surya [12]. 2.2 Prosedur Penelitian Berikut prosedur dalam pengujian [13] :
1. Proses assembling /  penyambungan  semua  komponen  alat  pemanas  air  tenaga  surya.  Dipastikan  semua komponen terpasang dengan baik
2. Wadah pemanas  di isi air sebanyak 20 liter dengan suhu awal air yaitu 25°C.
3. Pengujian dilakukan mulai pukul 09:00 WIB hingga 15:00  WIB. Karena intensitas matahari  yang terjadi pada kondisi tersebut sangat bagus.
4. Sebelum  melakukan  penelitian  dilakukan  pemeriksaan  peralatan  untuk  mengetahui  apakah  peralatan pengujian berfungsi dengan baik
5. Tentukan sudut kemiringan panel surya agar menghadap arah datangnya matahari dari timur
6. Menggunakan Solar Power Meter untuk mengukur radiasi matahari
7. Pastikan baterai masih penuh sebagai sumber daya cadangan ketika tiba tiba langit menjadi mendung
8. Menggunakan  Tang  Meter  untuk  mengukur  tegangan  dan  kuat  arus  listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel surya
9. Menempatkan 4 termokopel di ke empat sudut wadah pemanas air dan kemudian 1 termokopel lainnya di tengah wadah pemanas air untuk mengetahui setiap kenaikan suhu air.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Tabel Hasil Pengamatan
Pengujian  setiap  satu  sudut  kemiringan  dilakukan  dalam  lima  hari  ulangan  yang  dilakukan  saat  cuaca  panas  optimal agar  bisa  mendapatkan  nilai  efektivitas  dari  setiap  sudut  kemiringan  dengan  cara  mengamati  dan  mengukur  nilai tertinggi  dari setiap variabel uji panel surya dan juga pemanas air.
Tabel 1 Hasil Pengamatan Suhu Air Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan Terhadap Suhu Air Lima Hari Pengujian Rata - Rata Suhu Air (C°) 1 2 3 4 5 Sudut Kemiringan 15° 60 59,8 58,8 59,6 59,3 59,5 Sudut Kemiringan 30° 61,3 60,7 60,9 58,2 61,4 60,5 Sudut kemiringan 45° 57,9 57,6 59,1 58,6 58,8 58,4 Tabel 2 Hasil Pengamatan Tegangan Listrik Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan Terhadap Tegangan Listrik Lima Hari Pengujian Rata – Rata Tegangan Listrik (Volt) 1 2 3 4 5 Sudut Kemiringan 15° 30,2 30,1 29,6 29,3 28,7 29,58 Sudut Kemiringan 30° 30,2 29,5 29,8 29,6 30,2 29,86 Sudut kemiringan 45° 29,1 29,3 30,2 29,6 29,4 29,52 Tabel 3 Hasil Pengamatan Kuat Arus Listrik Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan Terhadap Kuat Arus Listrik Lima Hari Pengujian Rata – Rata Kuat Arus Listrik (Ampere) 1 2 3 4 5 Sudut Kemiringan 15° 8 8,04 7,68 7,4 7,73 7,77

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Sudut Kemiringan 30° 8,11 7,8 7,77 8,03 8,14 7,97 Sudut kemiringan 45° 7,61 7,42 8,1 7,83 7,59 7,71 Tabel 4 Hasil Pengamatan Radiasi Matahari Pengaruh Variasi Sudut Kemiringan Terhadap Radiasi Matahari Lima Hari Pengujian Rata - Rata Radiasi Matahari (W/m²) 1 2 3 4 5 Sudut Kemiringan 15° 1083,1 1081,7 1082,5 1082,6 1083,1 1082,6 Sudut Kemiringan 30° 1082,5 1081,3 1082,6 1083,1 1083,2 1082,54 Sudut kemiringan 45° 1083,2 1082,3 1082,8 1082,4 1083,1 1082,76
Dari Tabel 1 di atas didapatlah data hasil penelitian yang menunjukkan bahwa nilai rata – rata terhadap kenaikan suhu air tertinggi dicapai oleh sudut kemiringan 30° dan juga dapat dilihat data variabel bebas pada Tabel 2 dan Tabel 3 yang menunjukkan bahwa pada sudut kemiringan 30° memiliki rata – rata terbesar terhadap kenaikan jumlah tegangan listrik  dan  kuat  arus  listrik.  Sedangkan  pada  Tabel  4  dapat  disimpulkan  bahwa  pada  sudut  kemiringan  30°  yang memiliki rata-rata radiasi matahari yang kurang, tidak terlalu berpengaruh terhadap kenaikan suhu air, tegangan listrik dan kuat arus listrik.
Efisensi panel surya bisa didapat dengan membagikan daya masukan dengan daya keluaran dikali 100% dengan menggunakan rumus:

## 100%
Daya  output  diperoleh  dengan  mengalikan  tegangan  rangkaian  terbuka  (Volt)  dengan  arus  hubungan  singkat (Ampere) dan faktor pengisi. Begitu juga dengan daya input di dapakan dengan mengalikan intensitas radiasi matahari (W/m²)  dengan  luas  permukaan  sel  surya  (m²)  dimana  luas  panel  surya  yang  digunakan  yaitu  1,6  m².  Pada  sudut kemiringan  panel  surya  15°  didapatkan  nilai  efisiensi  panel  surya  sejumlah  13,2%,  kemudian  pada  sudut  kemiringan panel  surya 30° diperoleh nilai efisiensi  sejumlah 13,7% dan yang terakhir pada sudut  kemiringan 45° diperoleh nilai efisiensi  sejumlah  13,1%.  Dengan  ini  didapatkan  hasil  tertinggi  dari  efisiensi  panel  surya    sebesar  13,7%  pada  sudut kemiringan panel surya 30°.

## 3.2 Variasi Menggunakan Sudut Kemiringan Panel surya 15°
Pada  pengujian  pertama  menggunakan  sudut  kemiringan  panel  surya  15°  kemudian  panel  surya  dihadapkan kearah timur dimana merupakan arah Matahari terbit. Pengujian ini bertujuan untuk menemukan sudut mana yang lebih berpengaruh pada proses pemanasan air panas dengan menggunakan energi matahari. Pengujian mulai dilakukan pada jam  09.00  WIB  dengan  suhu  air  awal  25°C,  pengujian  dilakukan  seoptimal  mungkin  dalam  cuaca  yang  sangat  cerah sampai  akhir  di  jam  15.00  WIB.  Berikut  adalah  hasil  pengujian  pertama  dimana  suhu  air,  jumlah  radiasi  matahari, tegangan listrik dan kuat arus listrik diukur setiap 1 jam sekali :
Tabel 5 Pengukuran Suhu Air pada Sudut  Kemiringan Panel 15°
Waktu  (t) Suhu Termokopel (°C) T1 T2 T3 T4 T5 10.00 WIB 34,5 34,6 34,5 34,5 34,6 11.00 WIB 44,5 44,5 44,6 44,5 44,6 12.00 WIB 54,9 54,9 54,9 54,9 54,9 13.00 WIB 65,3 65,4 65,3 65,4 65,4 14.00 WIB 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 15.00 WIB 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0
Dari  Tabel  5  diperoleh  hasil  pengukuran  dari  jam  10.00  WIB  sampai  dengan  jam  15.00  WIB  dimana  dengan menggunakan sudut kemiringan 15° mendapatkan suhu maksimal air sebesar 85°C dan jumlah kenaikan suhu sebanyak ∆T = (85°C - 25°C) = 60°C.
Tabel 6 Pengujian Panel surya pada Sudut 15° Waktu Pengukuran Radiasi Matahari Tegangan Listrik Kuat Arus Listrik Perubahan Suhu Zat Jam W/m 2 Volt Ampere °C 10.00 WIB 956,4 28,6 7,75 9,5

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Submitted: 24/07/2024 ; Accepted: 02/08/2024 ; Published: 04/08/2024
11.00 WIB 975,4 29,8 7,81 10 12.00 WIB 1081,3 30,1 8 10,4 13.00 WIB 1083,1 30,2 8 10,5 14.00 WIB 974,7 29,7 7,88 10,1 15.00 WIB 950,6 28,9 7,62 9,5 Rata - Rata 1003,58 29,55 7,84 10 Nilai Tertinggi 1083,1 30,2 8 10,5 Nilai Terendah 950,6 28,6 7,62 9,5
Dari  Tabel 4.6 dapat dilihat rata  – rata perubahan kenaikan suhu air pada variasi  sudut kemiringan panel  surya 15°  mencapai  10°C  /  jamnya  untuk  menghitungnya  dapat  kita  pakai  rumus  untuk  mencari  daya  (W)  dari  panel  surya kemudian menghitung waktu pemanasan kalor (Q) :
= × P = 29,55 × 7,84 P = 231, 672 watt Untuk menghitung waktu pemanasan air maka : P × t = m × c × ∆T 231, 672 watt × t = 20kg × 4.200 J/kg °C × 10°C 231,672 watt × t = 840.000 J
t =
= 3.625 detik
t = = 60,43 menit
Dibawah  ini  adalah  grafik  kenaikan  jumlah  radiasi  matahari  optimal  yang  telah  diukur  perjamnnya  dengan menggunakan alat solar power meter .
Gambar 2. Grafik kenaikan jumlah radiasi matahari pada sudut 15°
Dibawah ini merupakan grafik pengaruh radiasi matahari terhadap tegangan listrik, kuat arus listrik dan kenaikan suhu pada sudut kemiringan panel surya 15°.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin

## Gambar 3. Grafik pengaruh radiasi matahari pada sudut 15°

## 3.3 Variasi Menggunakan Sudut Kemiringan Panel surya 30°
Pada pengujian kedua menggunakan sudut kemiringan panel surya 30° kemudian panel surya dihadapkan kearah timur  dimana  merupakan  arah  Matahari  terbit.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk  menemukan  sudut  mana  yang  lebih berpengaruh pada proses pemanasan air panas dengan menggunakan energi matahari. Pengujian mulai dilakukan pada jam  09.00  WIB  dengan  suhu  air  awal  25°C,  pengujian  dilakukan  seoptimal  mungkin  dalam  cuaca  yang  sangat  cerah sampai  akhir  di  jam  15.00  WIB.  Berikut  adalah  hasil  pengujian  kedua  dimana  suhu  air,  jumlah  radiasi  matahari, tegangan listrik dan kuat arus listrik diukur setiap 1 jam sekali :
Tabel 7. Pengukuran Suhu Air pada Sudut  Kemiringan Panel 30°
Waktu  (t) Suhu Termokopel (°C) T1 T2 T3 T4 T5 10.00 WIB 35,1 35,1 35,1 35,1 35,2 11.00 WIB 45,3 45,4 45,3 45,3 45,4 12.00 WIB 55,8 55,9 55,8 55,9 55,9 13.00 WIB 66,6 66,6 66,5 66,6 66,6 14.00 WIB 76,7 76,8 76,7 76,8 76,8 15.00 WIB 86,4 86,4 86,4 86,4 86,4
Dari  Tabel  7  diperoleh  hasil  pengukuran  dari  jam  10.00  WIB  sampai  dengan  jam  15.00  WIB  dimana  dengan menggunakan  sudut  kemiringan  30°  mendapatkan  suhu  maksimal  air  sebesar  86,4°C  dan  jumlah  kenaikan  suhu sebanyak ∆T = (86,4°C - 25°C) = 61,4°C
Tabel 8. Pengujian Panel surya pada Sudut 30° Waktu Pengukuran Radiasi Matahari Tegangan Listrik Kuat Arus Listrik Perubahan Suhu Zat Jam W/m 2 Volt Ampere °C 10.00 WIB 954,1 29,7 7,9 10,1 11.00 WIB 976,2 29,9 7,94 10,2 12.00 WIB 1082,6 30,1 8,09 10,6 13.00 WIB 1083,2 30,2 8,14 10,7 14.00 WIB 969,7 29,7 7,89 10,2 15.00 WIB 952,6 28,9 7,7 9,6 Rata - Rata 1003,06 29,75 7,94 10,23 Nilai Tertinggi 1083,2 30,2 8,14 10,7 Nilai Terendah 952,6 28,9 7,7 9,6

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Dari  Tabel 4.8  dapat dilihat rata  – rata perubahan kenaikan suhu air pada variasi  sudut kemiringan panel  surya 30° mencapai 10,23°C / jamnya untuk menghitungnya dapat kita pakai rumus untuk mencari daya (W) dari panel surya kemudian menghitung waktu pemanasan kalor (Q) :
= × P = 29,75 × 7,94 P = 236,215 watt Untuk menghitung waktu pemanasan air maka : P × t = m × c × ∆T 236,215 watt × t = 20kg × 4.200 J/kg °C × 10,23°C 236,215 watt × t = 859.320 J
t = = 3.637 detik
t = = 60,63 menit
Dibawah  ini  adalah  grafik  kenaikan  jumlah  radiasi  matahari  optimal  yang  telah  diukur  perjamnnya  dengan menggunakan alat solar power meter .
Gambar 4. Grafik kenaikan jumlah radiasi matahari pada sudut 30°
Dibawah ini merupakan grafik pengaruh radiasi matahari terhadap tegangan listrik, kuat arus listrik dan kenaikan suhu pada sudut kemiringan panel surya 30°.
Gambar 5. Grafik pengaruh radiasi matahari pada sudut 30°
Pada pengujian ketiga menggunakan sudut kemiringan panel surya 45° kemudian panel surya dihadapkan kearah timur  dimana  merupakan  arah  Matahari  terbit.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk  menemukan  sudut  mana  yang  lebih

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Submitted: 24/07/2024 ; Accepted: 02/08/2024 ; Published: 04/08/2024
berpengaruh pada proses pemanasan air panas dengan menggunakan energi matahari. Pengujian mulai dilakukan pada jam  09.00  WIB  dengan  suhu  air  awal  25°C,  pengujian  dilakukan  seoptimal  mungkin  dalam  cuaca  yang  sangat  cerah sampai  akhir  di  jam  15.00  WIB.  Berikut  adalah  hasil  pengujian  ketiga  dimana  suhu  air,  jumlah  radiasi  matahari, tegangan listrik dan kuat arus listrik diukur setiap 1 jam sekali :
Tabel 9. Pengukuran Suhu Air pada Sudut  Kemiringan Panel 45°
Waktu  (t) Suhu Termokopel (°C) T1 T2 T3 T4 T5 10.00 WIB 35,1 35,2 35,2 35,2 35,2 11.00 WIB 45,5 45,5 45,5 45,5 45,5 12.00 WIB 56 56 56 56 56 13.00 WIB 66,5 66,6 66,5 66,6 66,6 14.00 WIB 75,8 75,8 75,8 75,8 75,8 15.00 WIB 84,1 84,1 84 84,1 84,1
Dari  Tabel 4.9 diperoleh hasil pengukuran dari jam  10.00 WIB sampai dengan jam 15.00 WIB dimana dengan menggunakan  sudut  kemiringan  45°  mendapatkan  suhu  maksimal  air  sebesar  84,1°C  dan  jumlah  kenaikan  suhu sebanyak ∆T = (84,1°C - 25°C) = 59,1°C
Tabel 10. Pengujian Panel surya pada Sudut 45° Waktu Pengukuran Radiasi Matahari Tegangan Listrik Kuat Arus Listrik Perubahan Suhu Zat Jam W/m 2 Volt Ampere °C 10.00 WIB 956,3 29,7 7,92 10,2 11.00 WIB 976,3 29,9 7,96 10,3 12.00 WIB 1082,4 30,2 8,04 10,5 13.00 WIB 1082,9 30,2 8,1 10,6 14.00 WIB 967,6 28,7 7,4 9,2 15.00 WIB 952,3 26,8 7,11 8,3 Rata - Rata 1002,96 29,25 7,75 9,85 Nilai Tertinggi 1082,9 30,2 8,1 10,6 Nilai Terendah 952,3 26,8 7,11 8,3
Dari  Tabel  10 dapat  dilihat rata  –  rata perubahan kenaikan suhu air pada variasi  sudut  kemiringan panel  surya 45° mencapai 9,85°C / jamnya untuk menghitungnya dapat kita pakai rumus untuk mencari daya (W) dari panel surya kemudian menghitung waktu pemanasan kalor (Q) :
= × P = 29,25 × 7,75 P = 226,687 watt Untuk menghitung waktu pemanasan air maka : P × t = m × c × ∆T 226,687 watt × t = 20kg × 4.200 J/kg °C × 9,85°C 226,687 watt × t = 840.000 J
t = = 3.649 detik
t = = 60,83 menit
Dibawah  ini  adalah  grafik  kenaikan  jumlah  radiasi  matahari  optimal  yang  telah  diukur  perjamnnya  dengan menggunakan alat solar power meter .

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Gambar 6. Grafik kenaikan jumlah radiasi matahari pada sudut 45°
Dibawah ini merupakan grafik pengaruh radiasi matahari terhadap tegangan listrik, kuat arus listrik dan kenaikan suhu pada sudut kemiringan panel surya 45°.
Gambar 7. Grafik pengaruh radiasi matahari pada sudut 45°

## 3.5 Grafik Perbandingan Pemanas Air Berdasarkan Tiga Sudut Kemiringan Panel surya
Pada tiga pengujian sudut kemiringan yang sudah dilakukan diperoleh data perbandingan dari setiap variabel yang diuji dan diamati berikut adalah grafik perbandingannya :
3.5.1 Perbandingan Suhu Air pada Tiga Sudut Kemiringan
Sesuai  data  dari  tabel  pengujian  panel  surya  pada  sudut  15°,  30°  dan  45°  di  atas  dimana  gambar  di  bawah  ini merupakan  grafik  perbandingan  setiap  perbedaan  kenaikan  suhu  air  di  tiga  variasi  sudut  kemiringan  yang berbeda.  Tampak  bahwa  pada  sudut  kemiringan  30°  lebih  unggul  dibandingkan  dua  sudut  kemiringan  lainnya dikarena pada sudut tersebut panel surya lebih efektif menyerap panas yang datang. Suhu air yang paling tinggi didapatkan di jam 15.00 WIB yaitu 86,4°C dengan rata – rata kenaikan suhu air sebanyak 10,23°C perjamnya.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Gambar 8. Grafik perbandingan suhu air pada tiga sudut kemiringan
3.5.2 Perbandingan  Tegangan Listrik pada Tiga Sudut Kemiringan
Berdasarkan data hasil pengujian pada tiga sudut  kemiringan panel  surya, tiap tegangan listrik  yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 4.8 dimana pada grafik di bawah jelas menggambarkan bahwa pada sudut kemiringan 30°  tegangan  listrik  (Volt)  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  lebih  optimal  dan  cendrung  lebih  stabil dibandingkan dua sudut kemiringan lainnya. Tegangan listrik (Volt) paling tinggi didapat pada jam 12.00 WIB sampai  pada  jam  13.00  WIB  dimana rata  –  rata  jumlah  sinar  matahari  yang  datang  mencapai  lebih  dari  1000 W/m 2 .
Gambar 9. Grafik perbandingan tegangan listrik pada tiga sudut kemiringan
3.5.3 Perbandingan Kuat Arus Listrik pada Tiga Sudut Kemiringan
Berdasarkan data hasil pengujian pada tiga sudut kemiringan panel  surya, tiap kuat arus listrik yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 4.9 dimana pada grafik di bawah jelas menggambarkan bahwa pada sudut kemiringan 30°  kuat  arus  listrik  (Amp)  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  lebih  optimal  dan  cendrung  lebih  stabil dibandingkan dua sudut kemiringan lainnya. Kuat arus listrik (Amp) paling tinggi didapat pada jam 13.00 WIB yaitu sebesar 8,14 Amp.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
Gambar 10. Grafik perbandingan kuat arus listrik pada tiga sudut kemiringan

## 4. KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  didapat  dari  hasil  pengujian  pengaruh  variasi  kemiringan  panel  surya  untuk  pemanas  air  dengan sumber energi surya yaitu :
1. Dari tiga sudut kemiringan panel surya yang diuji yaitu pada sudut kemiringan 15°, 30° dan 45° didapatkan hasil bahwa  pada  sudut  kemiringan  30°  lebih  unggul  dibandingkan  dua  sudut  kemiringan  lainnya  dikarenakan  pada sudut tersebut panel surya lebih efektif menyerap panas yang datang dengan nilai efisiensi mencapai 13,7% lebih tinggi dari sudut kemiringan lainnya. Suhu air yang paling tinggi didapatkan di jam 15.00 WIB yaitu sebanyak ∆T = (86,4°C - 25°C) = 61,4°C  dengan rata – rata kenaikan suhu air sebanyak 10,23°C perjamnya.
2. Suhu air paling rendah di dapatkan pada sudut kemiringan 45° di jam 15.00 WIB yaitu 84,1°C dimana ∆T (84,1°C  - 25°C) 59,1°C dengan rata - rata kenaikan suhu air sebanyak 9,5°C.
3. Pada grafik pengujian sudut kemiringan 15°, 30° dan 45° dapat diketahui bahwa daya yang dihasilkan oleh panel surya lebih stabil dan tinggi jika dilakukan dengan sudut kemiringan 30° dibandingan jika dilakukan dengan sudut kemiringan 15° dan 45°
4. Berdasarkan  data  hasil  pengujian  pada  tiga  sudut  kemiringan  panel  surya,  tiap  kuat  arus  listrik  yang  dihasilkan dapat menggambarkan bahwa pada sudut kemiringan 30° kuat arus listrik (Amp) yang dihasilkan oleh panel surya lebih optimal dan cendrung lebih stabil dibandingkan dua sudut kemiringan lainnya. Kuat arus listrik (Amp) paling tinggi didapat pada jam 13.00 WIB yaitu sebesar 8,14 Amp.

## REFERENCES
[1] Pangestuningtyas,  D.  L.,  Hermawan,  H.,  &  Karnoto,  K.  (2014).  Analisis  pengaruh  sudut  kemiringan  panel  surya  terhadap radiasi matahari yang diterima oleh panel surya tipe larik tetap. Transient: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro , 2 (4), 930-937.
[2] Priatam,  P.  P.  T.  D.,  Zambak,  M.  F.,  Suwarno,  S.,  &  Harahap,  P.  (2021).  Analisa  Radiasi  Sinar  Matahari  Terhadap  Panel Surya 50 WP. RELE (Rekayasa Elektrikal dan Energi): Jurnal Teknik Elektro , 4 (1), 48-54.
[3] Fernando,  Y.  (2021). Studi  Kinerja  Panel  Surya  Tipe  180  WP  Berdasarkan  Air  Cooling  System  Dan  Perpindahan  Panas Pada Permukaan Panel (Doctoral dissertation, Universitas Islam Riau).
[4] KURNIAWAN, I. A. SOLAR POWER PLANT POTENTIAL ANALYSIS AS STEAM POWER PLANT (PAITON) AREA ULTILIZATION.
[5] Julisman, A., Sara, I. D., & Siregar, R. H. (2017). Prototipe Pemanfaatan Panel Surya Sebagai Sumber Energi Pada Sistem Otomasi Stadion Bola. Jurnal Komputer, Informasi Teknologi, dan Elektro , 2 (1).
[6] Hutauruk, I., Ambarita, H., & Setyawan, E. Y. (2018). Analisa Pemanas Air Tenaga Surya Sistem Hybrid Dengan Variasi Sudut Kemiringan Kolektor 15o dan 30o Untuk Memanaskan 80 Liter Air. JURNAL FLYWHEEL , 9 (2), 1-6.
[7] Jhon  Sufriadi  Purba,  “Unjuk  Kerja  Solarcooker  Type  Parabolic  Dengan  Diameter  100  cm  tinggi  50  cm”,  Jurnal  Ilmiah MAKSITEK, vol.5 no.2, Juni, 2020.
[8] Sugiono,  F.  A.  F.,  Larasati,  P.  D.,  &  Karuniawan,  E.  A.  (2022).  PENGARUH  SUDUT  KEMIRINGAN  PANEL  SURYA TERHADAP  POTENSI  PEMANFAATAN  PLTS  ROOFTOP  DI  BENGKEL  TEKNIK  MESIN,  POLITEKNIK  NEGERI SEMARANG. Jurnal Rekayasa Energi , 1 (1), 1-8.
[9] Albahar,  A.  K.,  &  Haqi,  M.  F.  (2020).  Pengaruh  Sudut  Kemiringan  Panel  Surya  (PV)  Terhadap  Keluaran  Daya. JURNAL ELEKTRO , 8 (2), 115-122.
[10] Duffie,  J.  A.,  Beckman,  W.  A.,  &  Blair,  N.  (2020). Solar  engineering of  thermal  processes,  photovoltaics  and  wind .  John Wiley & Sons.

## JURNAL MEDIA INFORMATIKA [JUMIN]
ISSN 2808-005X (media online) Available Online at http://ejournal.sisfokomtek.org/index.php/jumin
[11] Hariningrum,  R.  (2021). Analisa  pengaruh  sudut kemiringan panel  surya100 wp terhadap daya  listrik. Marine  Science  and Technology Journal , 1 (2), 67-76.
[12] Tumangke, M. R., Priharti, W., & Silalahi, D. K. (2021). Rancang Bangun Sistem Pemanas Air Fotovoltaik. eProceedings of Engineering , 8 (6).
[13] Anoi,  Y.  H.,  Yani,  A.,  &  Yunanri,  W.  (2019).  Analisis  sudut  panel  solar  cell  terhadap  daya  output  dan  efisiensi  yang dihasilkan. TURBO , 8 (2), 177-182.