## Perancangan Sistem Tracking Panel Surya Menggunakan Metode Kendali Logika Fuzzy

## Muhammad Arwani
Fk_te@yahoo.com
Teknik Elektro, Universitas Jember Ali Rizal Chaidir ali.rizal@unej.ac.id Teknik Elektro, Universitas Jember Triwahju Hardianto

## Triwahju.teknik@unej.ac.id
Teknik Elektro, Universitas Jember
Abstrak
Pengembangan energi listrik tenaga surya atau panel surya yang menjadi  renewables  energy  kurang  mendapatkan  perhatian masyarakat secara luas. Pada era globalisasi dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi diharapkan suatu metode yang sesuai  guna  mendapatkan  panel  surya  yang  lebih  efektif  dan efisien.  Penelitian  sebelumnya  menggunakan  lensa  pemfokus cahaya  matahari  menemukan  beberapa  kendala  yang  ditemui yaitu  keadaan  di  luar  laboratorium  sulit  dikendalikan  oleh beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  intensitas  cahaya matahari. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik arus dan tegangan yang dihasilkan dan akibat dari penggunaan  metode  sistem  tracking  panel  surya  dengan  fuzzy logic.  Metode  sistem  tracking  panel  surya  menggunakan  fuzzy logic  menjadi  suatu  metode  yang  mencari  suatu  titik  daya maksimum  tertentu  dipengaruhi  oleh  karakteristik  arus  dan tegangan  input  pada  aplikasi  panel  surya.  Kesimpulan  dari penelitian ini yaitu dengan metode kendali fuzzy logic pada panel surya  ini  mencari  nilai  daya  maksimum  supaya  nilai  efisiensi daya  baik.  Selain  itu,  sensor  BH1750  dalam  rule  fuzzy  logic diperoleh  data  akurat  karena  sensor  sudah  terkalibrasi.  Nilai daya  yang  digunakan  pada  motor  stepper  kecil  sehingga menghemat penggunaan baterai pada proses scanning. Perbedaan  intensitas  matahari  yang  diterima  oleh  sensor BH1750  tidak  selalu  sama  dalam  proses  tracking.  Oleh  karena itu,  perbandingan  kerja  panel surya  dipengaruhi oleh  beberapa factor,  seperti  1)  suhu,  2)  intensitas  cahaya  matahari,  dan  3) orientasi cahaya yang diterima oleh panel surya.
Kata  Kunci  —  panel  surya,  sistem  tracking,  fuzzy  logic,  metode kendali

## Abstract
Development  of  solar  electric  energy  or  solar  panels  into renewables energy is not getting the public's attention widely. In the  era  of  globalization  and  the  development  of  science  and technology is expected an appropriate method to get solar panels more effectively and efficiently. Previous research using sunlight focusing lens found some obstacles encountered that circumstances outside the laboratory is difficult to be controlled by  several  factors  that  affect  the  intensity  of  sunlight.  This research purposes to determine the characteristics of current and voltage  generated  and  result  from  the  use  of  solar  system tracking  system  with  fuzzy  logic.  The  method  of  solar  panel tracking system using fuzzy logic into a method that searches for a  certain  maximum  power  point  is  influenced  by  current  and voltage  characteristics  of  input  in  solar  panel  applications.  The conclusion  of  this  research  is  by  fuzzy  logic  control  method  in
this  solar  panel  to  find  the  maximum  power  value  so  that  the value of power efficiency is good. In addition, the BH1750 sensor in the fuzzy logic rule obtained accurate data because the sensor has  been  calibrated.  The  value  of  power  used  in  small  stepper motors thereby saving battery usage in the scanning process. The difference  in  the  intensity  of  the  sun  received  by  the  BH1750 sensor is not always the same in the tracking process. Therefore, the  comparison  of  solar  panel  work  is  influenced  by  several factors,  such as 1)  temperature, 2)  the  intensity of  sunlight, and 3) the light orientation received by the solar panel.
Keywords — solar panel, tracking system, fuzzy logic .

## I. PENDAHULUAN
Permasalahan yang sedang terjadi di hampir seluruh dunia berkaitan  dengan  penggunaan  energi.  Energi  sebagai  faktor utama  bagi  terjadinya  pertumbuhan  suatu  negara,  baik  dari sektor  ekonomi,  pangan,  dan  kesejahteraan  masyarakat.  Hal ini dikarenakan kebutuhan energi yang semakin kompleks dan meningkat. Kebutuhan energi saat ini mencapai 10 Terra Watt setara  dengan  3  x  10 20 Joule/  tahun  dan  diprediksikan meningkat  hingga  mencapai  30  Terra  Watt  pada  tahun  2030. Kebutuhan  yang  semakin  meningkat  terhadap  energi  tidak sebanding  dengan  lingkungan  yang  bersih  akan  polusi (Yuliarto,  2011).  Oleh  karena  itu,  diharapkan  suatu  energi alternatif  yang  menciptakan  suatu  lingkungan  bersih  akan polusi.
Energi  alternatif  yang  digunakan  dengan  memanfaatkan energi matahari. Energi matahari sebagai sumber energi utama kehidupan di bumi. Energi tersebut menjadi energi terbarukan dengan  estimasi  yang  dapat  diperbarui  sekitar  4,1%  untuk Biomasa, Geothermal , dan solar heat . Radiasi matahari secara langsung  menghasilkan  panas,  dingin,  dan  listrik.  Energi  ini secara  tidak  langsung  dihasilkan  melalui  tenaga  air,  energi angin,  energi  gelombang  laut,  energi  panas  dari  lingkungan dan energi dari biomasa (Fiala & Michalikova, 2011). Adanya efek  fotolistrik  dalam  semikonduktor  dapat  mengubah  energi matahari  pada  sel  surya  untuk  energi  listrik.  Transformasi energi  surya  menjadi  energi  listrik  membutuhkan  efek photovoltaic yang  membentuk  sel photovoltaic (PV)  yang ditemukan oleh A. Becquerel (1839).
Photovoltaic (PV)  atau  sel  suya  merupakan  jenis pembangkit  listrik  yang  ramah  lingkungan  dan  tidak menimbulkan  polusi  udara,  suara  pada  pembangkit  listrik
konvensional  sepertu  pembangkit  listrik  tenaga  surya.  Sel surya  dapat  digunakan  di  berbagai  lokasi  yang  memiliki potensi  sinar  matahari,  terutama  daerah  yang  bersifat  tropis yang  mempunyai  potensi  sekitar  4,6  kWh/m 2 /hari.  Energi listrik  yang  dihasilkan  dari  transformasi  sel  surya  sangat berpengaruh terhadap intensitas sinar matahari (Asy’ari, dkk., 2014).  Berdasarkan  penelitian  pada  tahun  2014  indikator energi  yang  dapat  diperbarui  untuk  kapasitas  PV  matahari sebesar 177 GW.
Namun  pada  aplikasinya,  pengembangan  energi  listrik tenaga  surya  atau  panel  surya  yang  menjadi renewables energy kurang mendapatkan perhatian masyarakat secara luas. Pada era globalisasi dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi  diharapkan  suatu  metode  yang  sesuai  guna mendapatkan  panel  surya  yang  lebih  efektif  dan  efisien. Metode  sistem tracking panel  surya  menggunakan Fuzzy Logic menjadi  suatu  metode  yang  mencari  suatu  titik  daya maksimum  tertentu  dipengaruhi  oleh  karakteristik  arus  dan tegangan input pada aplikasi panel surya.
Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  yang  menggunakan lensa pemfokus cahaya matahari untuk optimalisasi tegangam keluaran  sel  surya  (Afifudin  &  Hananto,  2012),  diperoleh hasil  dengan  lensa  konvergen  mempengaruhi  besar  daya cahaya  matahari.  Penelitian  ini  menghasilkan  suatu  inovasi baru  dalam  meningkatkan  intensitas  energi  matahari  yang meningkat  dan  mempengaruhi  nilai voltase serta  arus  listrik dari  sel  surya.  Namun,  pada  awalnya  penggunaan  lensa pemfokus  cahaya  matahari  menemukan  beberapa  kendala yang  ditemui  yaitu  keadaan  di  luar  laboratorium  yang  sulit dikendalikan  oleh  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi intensitas  cahaya  matahari.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini memberikan inovasi yang baru pada pemanfaatan panel surya sebagai  sumber  energi  listrik  dengan  cara  pemberian  metode sistem tracking panel  surya  menggunakan Fuzzy  Logic yang digunakan  untuk  mendeteksi  titik  daya  maksmimum  yang lebih  akurat.  Penelitian  ini  diharapkan  mampu  memberikan nilai efisiensi tegangan dan arus yang maksimal.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Cara  paling  mudah  untuk  memenuhi  persyaratan  format penulisan  adalah  dengan  menggunakan  dokumen  ini  sebagai template. Kemudian ketikkan teks anda ke dalamnya Penelitian  berjudul  perancangan  sistem tracking panel surya  menggunakan  metode  kendali  logika fuzzy ,  ini dibandingkan dengan penelitian Optimalisasi Daya dan Energi Listrik  pada  Panel  Surya  Polikristal  Dengan Teknologi Scanning Reflektor.

## Blok Sistem
Perancangan dan pembuatan alat ini dibuat sesuai dengan blok diagram pada gambar 1.

## Gbr. 1 Blok diagram

## Flowchart Sistem
Gbr. 2 Flowchart sistem
Pada  Gambar  2  awalnya  menentukan  bagaimana membaca  nilai  Lux  dari  sensor  BH1750.  Selanjutnya,  data masuk atau tidak, jika masuk maka akan dilakukan fuzzifikasi untuk  menjalankan  motor stepper dan  jika  tidak  maka  harus diulang pembacaan nilai Lux setiap 30 menit. Setelah itu, hasil penelitian  berupa  data  dan  grafik  dapat  dilihat  melalui tampilan LCD.
Pada  penelitian  sistem tracking pada  panel  surya  ini  dapat diketahui pada gambar 3.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas tentang hasil yang sudah dicapai dari  pembuatan  alat  ini.  Pembahasan  akan  lebih  ditekankan pada pengujian untuk membandingkan kedua Teknologi.
Pada  penelitian  ini  akan  disajikan  grafik  perbandingan nilai  pengujian antara sensor BH1750 dan fluxmeter. Adapun grafik  pengujian  sensor  cahaya  BH1750  dapat  dilihat  pada gambar 4.
Pengaruh  penambahan  sistem  penggerak  terhadap  waktu selisih  sedikit.  Hal  ini  dikarenakan  penambahan  sistem penggerak hanya mempengaruhi tingkat nilai Intensitas radiasi matahari  yang  jatuh  pada  panel  surya  yang  berpengaruh terhadap  nilai  arus  yang  dihasilkan.  Namun,  penambahan sistem  penggerak  hanya  akan  mempengaruhi  sedikit  bahkan memberikan  dampak  turunya  nilai  tegangan  Voc.  Hal  ini karena  pada  dasarnya  penambahan  sistem  penggerak  sangat mempengaruhi  perubahan suhu yang ada di  permukaan panel surya, semakin besar nilai radiasi yang difokuskan pada suatu titik maka semakin besar nilai radiasi dan suhu yang diterima. Hal  ini  bisa  kita  lihat  pada  penggunaan  cermin  cekung  yang dapat digunakan untuk mefokuskan cahaya matahari, sehingga timbul energi panas yang tidak normal pada titik fokusnya.
Pengaruh penambahan sistem penggerak terhadap perubahan  arus  sangatlah  signifikan.  Hal  itu  dibuktikan  dari nilai  arus yang cenderung mendekati maksimal dari  waktu ke waktu.  Hal  ini  dikarenakan  penambahan  sistem  penggerak pada  panel  surya  memberikan  efek  terhadap  bertambahnya radiasi  yang  diterima  oleh  permukaan  panel  surya.  Semakin besar  nilai  radiasi  yang  diterima  panel  surya  dari  matahari maka  semakin  besar  nilai  Isc  atau  arus  sort  circuit  yang dihasilkan.
Gbr. 4. Perbandingan nilai sensor BH1750 dan fluxmeter
Pengaruh  penambahan  sistem  penggerak  terhadap  daya yang dihasilkan oleh panel surya optimal. Semakin besar nilai radiasi  matahari  yang  diterima  oleh  permukaan  panel  surya dari matahari, maka semakin besar nilai daya yang dihasilkan oleh  panel  surya  dan  sebaliknya.  Penurunan  daya  pada  pukul 13.30  hingga  pukul  14.30  dikarenakan  kondisi  cuaca  yang berubah mendung.
Gbr. 5 Perbandingan grafik Voc terhadap waktu
Gbr. 6 Perbandingan grafik Daya terhadap waktu
Gbr. 7 Perbandingan grafik Daya terhadap waktu
Gbr. 8 Perbandingan grafik Voc terhadap waktu dibandingkan
dengan penggunaan fuzzy
Keterangan:
Voc A = penggunaan sistem penggerak modul surya Voc B = penggunaan logika Fuzzy

## IV. KESIMPULAN (PENUTUP)
Berdasarkan hasil penelitian yang berjudul “Perancangan Sistem Tracking Panel  Surya  Menggunakan  Metode  Kendali Logika Fuzzy” dapat disimpulkan sebagai berikut;
1. Dengan  menggunakan sensor BH1750 dalam rule  fuzzy lebih  akurat  dikarenakan  sensor  tersebut  sudah terkalibrasi.
2. Nilai  daya  yang  digunakan  pada  motor  stepper  kecil sehingga lebih menghemat baterai pada saat scanning . 3. Perbedaan intensitas matahari  yang diterima oleh sensor BH1750  tidak  selalu  sama  dan  sistem tracking panel surya telah mampu untuk melakukan tracking .
4. Perbandingan  kerja  panel  surya  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor  yaitu    suhu,  intensitas  cahaya  matahari dan orientasi cahaya yang diterima oleh panel surya.

## R EFERENSI
[1] Afifudin,  F.  &  Hananto,  F.S.  2012.  Optimalisasi  Tegangan  Keluaran dari Solar  Cell Menggunakan  Lensa  Pemfokus  Cahaya  Matahari. Jurnal Neutrino , 4 (2): 164-177.
[2] Asy’ari,  H.,  Rozaq,  A.  &  Putra,  F.S.  2014.  Pemanfaatan Solar  Cell dengan  PLN  Sebagai  Sumber  Energi  Listrik  Rumah  Tinggal. Jurnal Emitor , 14 (01): 33-39.
[3] Babgei,  A.  F.  2012.  Rancang  Bangun  Maximum  Power  Point  Tracker (MPPT)  pada  Panel  Surya  dengan  Menggunakan  Metode  Fuzzy. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[4] Fiala,  J.  &  Michalikova,  A.  2011.  Bright  Copper  Plating  Using Photovoltaic  as  An  Energy  Source. Research  Papers  University  of Technology in Bratislava , (13): 29-35.