## Perancangan Energi Terbarukan Solar Panel Untuk Essential Load Dengan Sistem Switch
Teten Haryanto 1 , Henry Charles 1 , dan Hadi Pranoto 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta
E-mail: tetenharyanto0748@gmail.com
Abstrak Solar  panel  merupakan  Energi  Baru  Terbarukan  (EBT)  yang  memanfaatkan  sinar  matahari sebagai  sumber  energinya.  Sumber  Energi  Matahari  tersedia  gratis  di  alam,  termasuk  di  Indonesia yang terletak didaerah khatulistiwa dengan potensi energi surya  rata-rata 4,5 kWh/m  per hari. Saat ini  masyarakat  Indonesia  menggunakan  listrik  yang  sumbernya  dari  PLN.  Apabila  terjadi  masalah pada jaringan distribusi listrik PLN maka aliran listrik  dirumah-rumah  akan  terputus. Pada saat aliran listrik  terputus  tersebut  terjadi  setelah  di  breakdown  kebutuhan  yang  paling  penting  adalah penerangan dan charge alat komunikasi. Hal ini juga berlaku saat terjadi bencana alam seperti di Palu 28 September 2018, kondisi di lokasi pada malam hari gelap karena jaringan listrik dari PLN terputus selama 4 hari. Pada penelitian sebelumnya solar panel digunakan sebagai lampu penerangan, pompa aquarium,  dan  penerangan  parkiran.  Pada  penelitian  ini  solar  panel  digunakan  sebagai  emergency ketika sumber aliran listrik dari PLN mengalami masalah. Hasil yang didapat dari perancangan alat ini adalah  ketahanan  batteray  selama  12  jam  dengan  beban  2  buah  lampu  DC  5  watt  dan  2  buah  slot untuk  mencharge  hp  spesifikasi  5  volt.  Ketika  sumber  listrik  dari  PLN  terputus,  maka  akan  segera pindah ke sumber panel surya dengan waktu 01,43 detik.
Kata kunci: solar panel, energi surya, PLN, switch power.
Abstract The solar panel is a New Renewable Energy (EBT) that uses sunlight as its energy source. Solar  Energy  Sources  are  available  free  in  nature,  including  in  Indonesia,  which  is  located  in  the equator  with  an  average  solar  energy  potential  of  4.5  kWh  /  m  per  day.  At  present  the  people  of Indonesia  use electricity from PLN. If there is a problem with the PLN electricity distribution network, the electricity  will be cut off at home. When the cut off occurs after the most important breakdown of needs  is  the  illumination  and  charge  of  the  communication  device.  This  also  applies  when  natural disasters occur, such as in Palu on September 28, 2018, the conditions at the site during the night are dark because the electricity grid from PLN is cut off for 4 days. In previous studies solar panels were used  as  lighting,  aquarium  pumps,  and  parking  lighting.  In  this  study  solar  panels  were  used  as  an emergency when the source of electricity from the National Electric Company encountered a problem. The results obtained from the design of this tool are the battery resistance for 12 hours with a load of 2 5 watt DC lights and 2 slots to charge a 5 volt specification cellphone. When the electricity source from the PLN is cut off, it will immediately move to the source of the SOLAR panel with a time of 01.43 sec.
Keywords: solar panels, solar energy, PLN, switch power

## 1.  PENDAHULUAN
Seiring  dengan  perkembangan  zaman  yang semakin  modern  dan  canggih  diikuti  pula kebutuhan  energi  yang  lebih  besar  untuk kepentingan  manusia  yang  jumlahnya  semakin bertambah. Salah satunya ialah energi listrik yang menjadi  energi  vital  dalam  kehidupan  sehari-hari dan  kebutuhan  energi  global  dalam  30  tahun kedepan  akan  meningkat  dua  kali  lipat  dan  pada 40  tahun  kedepan  akan  meningkat  tiga  kali  lipat, setara  dengan  energi  20  miliar  ton  minyak  bumi atau bahan fosil saat ini [1].
Produksi  energi  listrik  berbahan  bakar  fosil, telah  menimbulkan  dampak  pemanasan  global pada level yang sangat mengkhawatirkan, disertai kenaikan  tarif  dasar  listrik  yang  sangat  signifikan, persoalan ini perlu mendapat perhatian serius oleh pemerintah  dan  pihak  swasta  untuk  bersinergi mencari  solusinya,  seperti  efisiensi  pemakaian
energi  listrik  pada  beban,  pengurangan  rugi-rugi daya  (loses)  di  jaringan  transmisi  distribusi  serta pemanfaatan  energi terbarukan (Renewable energy)  di  sekitar  area  beban,  yang  ramah lingkungan (green energy) sebagai sumber energi listrik alternative [2].
Pembangkit energi terbarukan yang ketersediannya  tidak  menentu  seperti  tenaga surya, tenaga angin, mikrohidro, ombak laut, dan pasang surut air laut masih kurang dimanfaatkan [3].
Dalam  upaya  pencarian  sumber  energi  baru sebaiknya  memenuhi  syarat  yaitu  menghasilkan jumlah  energi  yang  cukup  besar,  biaya  ekonomis dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Oleh  karena  itu  pencarian  tersebut  diarahkan pada  pemanfaatan  energi  matahari  baik  secara langsung maupun tidak langsung dengan menggunakan  panel  surya  yang  dapat  merubah energi  matahari  menjadi  energi  listrik  yang
dinamakan  Solar  Cell.  Teknologi  Solar  Cell  telah lama  dikenal  oleh  manusia  penangkap  panas yang dibawa sinar matahari untuk diubah menjadi sumber energi listrik [4].
Energi  surya  merupakan  energi  yang  dapat dikonversikan menjadi energi listrik untuk dimanfaatkan  oleh  manusia  dalam  memenuhi kebutuhan  energi  yang  sangat  diperlukan  pada masa-masa  sekarang  ini.  Apalagi  kita  sadari bahwa negara Indonesia terletak pada daerah khatulistiwa  yang  kaya  akan  pancaran  energi matahari,  sehingga  kita  dapat  memanfaatkan kondisi tertentu untuk membangkitkan energi listrik salah satunya melalui Solar Cell. [5]
Gambar 1 Rumah menggunakan solar panel Penerapan  PLTS  sebagai  sumber  energy alternative  sangatlah  tepat  mengingat  potensi energy  surya  rata-rata  di  Indonesia  sangat  baik, yakni  sekitar  4,5  kWh/m2  per  hari  ini  setara dengan  675Wh  per  hari  yang  dihasilkan  oleh modul  sel  surya  kapasitas  100  Wp  dengan  luas permukaan  1  m2,  dan  konversi  efisiensi  sel  15%. Sel  surya  sebagai  penghasil  listrik  DC  (direct current)  dapat  dimanfaatkan  secara  langsung maupun  harus  dirubah  dengan  inverter  untuk menjadi arus AC. . Pengembangan  Energi  pada  tahun  1997 menurut  Data  Ditjen  Listrik,  kapasitas  terpasang listrik  tenaga  surya  di  Indonesia  mencapai  0,88 MW dari potensi yang tersedia 1,2 x 109 MW [6].
Keluaran  dari  panel  surya  ini  sudah  dapat digunakan  langsung  ke  beban  yang  memerlukan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil. Agar energi listrik yang dihasilkan juga dapat digunakan  pada  kondisi –  kondisi  seperti  pada malam hari (kondisi saat panel surya tidak disinari cahaya matahari), maka keluaran dari panel surya ini  harus  di  hubungkan  ke  sebuah  media penyimpanan  (storage).  Dalam  hal  ini  adalah baterai.  Tetapi  ini  tidak  langsung  dihubungkan begitu  saja  dari  panel  surya  ke  baterai,  tetapi harus  dihubungkan  ke  rangkaian  solar  charger controller,  dimana  didalam  rangkaian  tersebut terdapat  rangkaian  pengisi  Baterai  otomatis (Automatic  charger).  Fungsi  dari  solar  charger controller  ini  adalah  untuk  meregulasi  tegangan keluaran dari panel surya dan mengatur arus yang masuk ke baterai secara otomatis. Selain itu solar
charger controller berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari panel surya  ke  baterai  secara  otomatis  dan  juga berfungsi  untuk  memutuskan  aliran  arus  dari baterai  ke  beban  bila  terjadi  hubung  singkat ataupun beban yang berlebihan [4].
Seperti  telah  dijelaskan  di  atas,  Energi  listrik yang  dihasilkan  panel  surya  disimpan  pada baterai,  untuk  kemudian  digunakan  pada  malam hari.  Baterai  pada  sistem  PLTS  ini  memegang peranan  penting  karena  menyangkut  daya tampung energi  yang disimpan. Tentunya, baterai untuk  PLTS  tidak  sama  dengan  baterai  pada sistem otomotif. Namun begitu baterai untuk PLTS saat ini sudah banyak tersedia di pasaran [7].
Panel  Surya  sebenarnya  dapat  langsung digunakan  tanpa  diberi  rangkaian  solar  charger controller  ataupun  baterai,  tetapi  ini  tidak dilakukan  karena  dapat  membebani  kinerja  dari panel  (akibat  adanya  beban  yang  berlebihan) sehingga  akan  terjadi  kerusakan  yang  fatal  pada panel  surya  tersebut.  Selain  itu  solar  charger controller  ini  juga  berfungsi  untuk  mengamankan dari  terjadinya  kelebihan  beban  dari  panel  surya sehingga panel surya tidak cepat rusak. [4]
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  terkesan rumit, mahal dan sulit dioperasikan, bila dibandingkan  dengan  teknologi  konvensional Diesel  Engine  Generator  (Genset)  maupun menggunakan listrik PLN, karena sangat tergantung  pada  kondisi  cuaca  dan  harus  di pasang  Battery  untuk  kelangsungan  power supply.[2]
Harga-harga  dari  panel  surya,  aki,  solar charge control, dan inverter yang mahal membuat masyarakat  Indonesia  belum  memanfaatkan teknologi  ini,  dan  belum  adanya  sosialisasi  yang gencar  dari  pemerintah  untuk  beralih  atau mengurangi  beban  listrik  yang  berasal  dari  fosil membuat  panel  surya  belum  dilirik.  Masyarakat Indonesia  masih  menggunakan  mesin  genset diesel  sebagai  system  back  up  energinya  apabila terjadi  aliran  listrik  PLN  yang  terputus.  Mesin diesel  menggunakan  sumber  energi  yang  berasal dari  fosil  yang  tidak  dapat  diperbaharui.  Mesin diesel  juga  menimbulkan  gas  yang  berbahaya apabila  diletakkan  didalam  rumah  yang  tidak  ada ventilasi  udaranya.  Selain  itu  juga  menimbulkan suara bising yang dapat mengganggu kenyamanan tetangga disebelah rumah.
Penggunaan  mesin  Diesel  berbahan  bakar fosil  untuk  menghasilkan  listrik  akan  terhambat ketika  bencana.  Distribusi  supplay  bahan  bakan akan  mengalami  kendala  karena  jalan  yang dilewati  rusak.  Pada  saat  terjadi  bencana  seperti bencana alam gempa dan tsunami  yang terjadi di Palu  dan  Donggala  Pulau  Sulawesi  ,PLN membutuhkan  waktu  4  hari  untuk  merecovery listrik  dan  itu  baru  sekitar  60%,  kondisi  tersebut menyebabkan  kota  padam  pada  malam  harinya dan komunikasi terputus.
Di  sisi  lain,  kendala  hasil  Pemasangan  panel
surya  yang  tidak  maksimal,  hal  ini  disebabkan peletakan sudut dari panel surya yang tidak tepat, karena  memang  daya  yang  dihasilkan  sangat bergantung  pada intensitas  matahari yang diterima  oleh  panel  surya.  Namun  begitu, pemasangan panel surya, dengan sudut kemiringan  atau  slope  dan  sudut  azimut  yang tepat  dapat  memaksimalkan  Intensitas  radiasi matahari yang diterima oleh panel surya [8,9].
Pada  penelitian  sebelumnya  energi  solar panel banyak dimanfaatkan untuk lampu penerangan  jalan,  belum  dibahas  mengenai emergency  load.  Pada  penelitian  ini  mengarah pada  pemanfaatan  energy  terbarukan  solar  panel yang  digunakan  apabila  terjadi  keadaan-keadaan darurat  seperti  misalnya  gempa  bumi,  tsunami, gangguan  listrik  dan  kondisi  darurat  lainya.  Pada perancangan  produk  ini  didapatkan  ketahanan batteray  solar  panel  tersebut  selama  12  jam penggunaan  beban  lampu  DC  5  watt  dan  2  buah slot  pengisian  alat  komunikasi.  Modul  solar  panel yang digunakan sebesar 20 Wp dan batteray yang dipakai 6 Ah. Perpindahan dari sumber listrik PLN ke solar panel 01.43 detik.
Solar  charge  controller  adalah  peralatan elektronik  yang  digunakan  untuk  mengatur  arus searah  yang  diisi  ke  baterai  dan  diambil  dari baterai  ke  beban.  solar  charge  controller mengatur  over  charging  (kelebihan  pengisian – karena  batere  sudah  ‘penuh’)  dan  kelebihan Voltase dari panel surya/ solar cell.

## Gambar 2 Solar charger controller
Solar  charge  controller  berfungsi  untuk menjaga keseimbangan energi di baterai dengan cara mengatur tegangan maksimum dan minimal dari baterai tersebut, alat ini juga berfungsi untuk memberikan pengamanan terhadap sistem yaitu: Proteksi  terhadap  pengisian  berlebih  (over charge)  di  baterai,  proteksi  terhadap  pemakaian berlebih  (over  discharge)  oleh  beban, mencegah terjadinya  arus  balik  ke  modul  surya,  melindungi terhadap  terjadinya  hubungan.  Macam-macam solar charger controller yang ada dipasaran :
1.  PWM
Charge  controller  PWM  (Pulse  Width Modulation)  adalah  alat  pengontrol  pengisian yang  berfungsi  mengecas  aki  dari  panel  surya dengan  mengunakan  modulasi  pulsa  untuk mengendalikan keberlangsungan pengisian. Ketika  aki  mendekati  kondisi  terisi  penuh,  alat PWM  akan  perlahan-lahan  menurunkan  jumlah
daya  yang  masuk  ke  baterai  demi  untuk mengurangi  stres  pada  aki  tersebut.  Alat pengecas  PWM  banyak  terdapat  di  pasaran, harganya  juga  lebih  murah,  dan  tersedia  dalam berbagai  ukuran  untuk  aplikasi  yang  luas. Keterbatasan  kontroler  PWM  antara  lain  yaitu ukuran  tegangan  alat  pengecas  harus  sesuai dengan  tegangan  bank  baterai,  dan  kapasitas alat  PWM  biasanya  terbatas  pada  60  amper (maksimum).

## 2.  MPPT
Maximum  Power  Point  Tracking  atau  sering disingkat  dengan  MPPT  merupakan  sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel photovoltaic (PV) sehingga panel photovoltaic bisa menghasilkan power maksimum.  Perlu  diperhatikan,  MPPT  bukanlah sebuah sistem tracking mekanik  yang  digunakan untuk  mengubah  posisi  modul  terhadap  posisi matahari sehingga mendapatkan energi maksimum matahari.  MPPT  benar-benar  sebuah sistem elektronik yang bisa menelusuri titik power maksimum  power  yang  bisa  dikeluarkan  oleh sebuah  panel  PV.  Mppt  umumnya  memiliki keistimewaan  yaitu  tegangan  input  yang  tinggi buat mencharge baterai baik 12v s/d 48v, bahkan sebagian  controller  mampu  mencharge  sampai 60vdc.  Harga  memang  mahal,  akan  tetapi efesiensinya  memang  lebih  baik.  Mppt  mampu memanfaatkan  kelebihan  tegangan  tersebut serta  dikonversi  sebagai  arus/ampere  yg  tinggi ke  baterai,  sedangkan  di  PWM  sebab  hari mendung, walaupun tegangan tetap ada (bahkan hampir sama atau tidak terdapat penurunan) tapi ampere jauh lebih kecil.
Beberapa  fungsi  detail  dari  solar  charge controller adalah sebagai berikut:
1.  Mengatur  arus  untuk  pengisian  ke baterai.
2.  Menghindari overcharging dan overvoltage.  Arus  yang  dibebaskan/ diambil  dari  baterai  agar  baterai  tidak 'full discharge', dan overloading.
3.  Monitoring temperatur baterai
Untuk  membeli  solar  charge  controller  yang harus diperhatikan adalah:
1. Voltage 12 Volt DC / 24 Volt DC 2.
2. Kemampuan  (dalam  arus  searah)  dari controller.  Misalnya  5  Ampere,  6 Ampere, 10 Ampere, dsb.
3. Full charge dan low voltage cut
Charge controller biasanya terdiri dari 1 input dengan 2 terminal yang terhubung dengan output panel sel surya, 1 output dengan 2 terminal yang terhubung  dengan  baterai/aki  dan  1  output dengan  2  terminal  yang  terhubung  dengan beban.  Arus  listrik  DC  yang  berasal  dari  baterai tidak  mungkin  masuk  ke  panel  sel  surya  karena biasanya  ada  dioda  protection  yang  hanya
melewatkan  arus  listrik  DC  dari  panel  sel  surya ke baterai bukan sebaliknya. [5]
Seperti  yang  telah  disebutkan,  solar  charge controller  yang  baik  biasanya  mempunyai kemampuan mendeteksi kapasitas baterai. Baterai  yang  sudah  penuh  terisi  maka  secara otomatis  pengisian  arus  dari  panel  sel  surya berhenti.  Cara  deteksi  adalah  melalui  monitor level  tegangan  baterai.  Charge  controller  akan mengisi  baterai  sampai  level  tegangan  tertentu, kemudian  apabila  level  tegangan  turun,  maka baterai  akan  diisi  kembali.  Charge  controller memiliki 2 operasi kerja, yaitu charging mode dan operation  mode.  Charging  mode  merupakan suatu  mode  kerja  charge  controller  saat pengisian baterai. Umumnya baterai diisi dengan metode three stage charging yaitu:
1.  Fase  bulk:  yaitu  baterai  akan  diisi  sesuai dengan  tegangan  setup  dan  arus  diambil  secara maksimum dari panel surya. Umumnya tegangan setup  bulk  adalah  14,4V  sampai  14,6V.  Pada saat  baterai  sudah  pada  tegangan  setup  bulk dimulailah fase absorption.
2.  Fase  absoprtion:  pada  fase  ini,  tegangan baterai  akan  dijaga  sesuai  dengan  tegangan bulk,  sampai  tegangan  solar  charge  controller tercapai,  arus  yang  dialirkan  akan  menurun sampai tercapai kapasitas dari baterai.
3.  Fase  float:  baterai  akan  dijaga  pada tegangan  float  setting  (umumnya  13,4V  sampai 13,7V).  Beban  yang  terhubung  ke  baterai  dapat menggunakan  arus  maksimum  dari  panel  surya pada tahapan ini.
Operation  mode  adalah  kondisi  baterai  saat menyuplai  beban.  Apabila  ada  overdischarge atau overload, maka baterai akan dilepaskan dari beban.  Hal  ini  berguna  untuk  mencegah kerusakan  dari  baterai.  Untuk  menentukan kapasitas arus pada charge controller mengunakan persamaan [10] sebagai berikut :
Keterangan :
Vs   =  tegangan  yang  digunakan Pmax  =  daya  yang  dibangkitkan panel surya.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1  Jadwal Penelitian
Pada  perancangan  energi  terbarukan  solar panel  untuk  emergency  load  dengan    system switch ini dilakukan  penelitian alat selama 3 hari. Tempat  penelitian  dilakukan  di  Perum  Grand Tamansari  Residence  Blok  G6  no  18  Kelurahan Tamansari  Kecamatan  Setu  Kabupaten  Bekasi Jawa Barat Indonesia.
2.2  Pengambilan data
Pengambilan  data  dilakukan  dengan  cara melakukan  pengukuran  pada  terminal-terminal keluaran  panel  surya.  Untuk  mendapatkan tegangan  keluaran  panel  surya  pengukuran  nya dilakukan pada input PWM dengan menggunakan multimeter  yang  terhubung  secara  paralel  pada keluaran  terminal  positif  (  +  )  dan  terhadap terminal  negatifnya  (  -  ),  sementara  untuk melakukan  pengambilan  arus  keluaran  dari  panel surya dengan cara langsung menghubungkan alat ukur  multimeter  dan  beban  load  secara  seri terhadap  terminal  positif  (  +  )  keluaran  panel surya.
Untuk pengukuran intensitas cahaya matahari pengukuran  dilakukan  diluar  rangkaian  atau terpisah  dari  rangkaian  pengukuran  yaitu  dengan langsung  mengukur  intensitas  cahaya  matahari dengan  menggunakan  alat  ukur  lux  meter  atau soladimeter.

## 2.3  Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan sebagai berikut:
1. Satu buah panel surya 20 Wp
2. Solar Charge Controller 10 A
3. Penghantar (kabel)
4. Baterai (Accu) 7 Ah
5. Lampu DC 5 Watt
6. Box Panel
7. Rellay
8. Power Supplay
Alat  yang  digunakan  pada  penilitian  sebagai berikut:
1. Tang potong
2. AVO meter
3.  Alat  pengukur  intensitas  cahaya  atau  Lux meter
4. Test pen 5. Obeng minus 2.4  Diagram Alir
Dalam perancangan pembuatan alat ini, menggunakan  diagram  alir  untuk  menetukan langkah-langkah  kerja  seperti  diperlihatkan  pada gambar  .  langkah-langkah  tersebut  yang  penulis lakukan dalam jurnal tersebut.
Untuk  menentukan  pemakaian  alat  dan bahan yang tepat dalam penggunaan solar panel sebagai  sumber  energi  maka  hal  yang  utama harus diperhatikan adalah beban yang ditanggung oleh solar panel.

## DIAGRAM ALIR
Gambar 3. Flowchart
Beban dari alat yang akan dibuat diantaranya adalah :
- 1  buah  lampu  5  watt  nyala  selama  12 jam Beban lampu   = 5 watt x 12 hour = 60 Wh
- 2 buah Load charger 2 A Rumus mencari daya, P = V x I 5 Volt x 2 A = 10 VA
= 10 watt Lama pengecasan sampai penuh 2 jam Beban Charger HP = 10 watt x 2 hour = 20 Wh

## 3.  Hasil dan Pembahasan
3.1 Perhitungan pemilihan Solar Panel
Setelah  mengetahui  beban  yang  ditanggung oleh solar panel maka kita dapat menghitungnya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Modul surya (wp) =
=
= 16 watt peak
Jadi kita pilih dipasaran yang ada adalah 20 Wp
Jumlah modul surya panel = modul surya x lama penyerapan dibagi total beban
=
=
= 1.25
Digenapkan  menjadi  1  buah  modul  panel  surya dengan spesifikasi 20 Wp

## 3.2 Menetukan Batterey
Untuk  menentukan  batterey  yang  digunakan maka  harus  menghitung  total  arus  terlebih dahulu, dengan rumus sebagai berikut :
Total  arus  (Ah)  = energi  (Wh)/tegangan system(V)
= 80 Wh / 12 Volt = 8.3 Ah
3.3  Menentukan  solar  charger  controller  dan power supplay
Untuk  menentukan  solar  charger  controller dperlukan spek diatasnya agar tidak down ketika dipakai.  Rumus  untuk  menentukan  charger controller adalah sebagai berikut :
I = beban total / voltase = 80 Wh / 12 volt = 6.6 A
Jadi kita pilih spek solar charger control diatas 6.6 A yang ada dipasaran yaitu 10 A. perhitungan ini juga dipakai untuk menentukan power supplay yang dipakai yaitu dengan input 220 V outputnya 12 Volt 10 Aampere.

## 3.4 Gambar desain pengawatan
Untuk memudahkan pekerjaan dalam pengawatan alat tersebut maka dibuatlah gambar wiring  dari  alat  yang  dibuat.  Gambar  ini  dibuat sebagai  acuan  pengawatan  dan  dalam  rangka maintenance  dari  alat  ini  jika  sudah  dipakai. Gambar  desain  pengawatan  tersebut  adalah sebagai berikut :
Gambar 4 . Diagram pengawatan

## 3.5  Metode Analisa Data
Data-data  yang  telah  didapat  dari  observasi, pengamatan  dan  pengukuran  secara  langsung selanjutnya dianalisis. Adapun teknik pengolahan datanya adalah sebagai berikut:
1.  Data  intensitas  cahaya  matahari  diambil rata-  ratanya  setelah  dilakukan  beberapa kali  pengukuran  pada  saat  hari  cerah, berawan, dan mendung.
2.  Data  dari  tegangan  yang  dihasilkan  oleh panel  surya  20  WP  diambil  rata-ratanya. Setelah dilakukan
beberapa kali pengukuran, kemudian diperoleh
kesimpulan  tentang  jumlah  tegangan yang dihasilkan oleh panel surya.
3.  Mempersentasikan  jumlah  data  yang didapat setelah  melakukan  penelitian  dan analisa.
4.  Memberi gambaran tentang hasil pengukuran arus, tegangan dan intensitas cahaya matahari dalam bentuk grafik.

## 3.6 Hasil Dan Pembahasan
Penelitian Pertama
Pengujian  pertama  dilakukan  pada  hari  Senin 3  Desember  2018.  Penelitian  ini  dilakukan  pada musim  hujan  agar  dapat  diketahui  tingkat kehandalan  dari  alat  yang  dibuat.  Jika  penelitian dilakukan pada saat musim kemarau maka sudah
dipastikan  solar  panel  akan  tersinari  secara sempurna  dan  tidak  adanya  gangguan  cuaca. Hasil  dari  pengujian  ditampilkan  pada  tabel dibawah ini.
Tabel 1. Data Pengujian Hari pertama Data Pengujian hari Pertama Pukul cuaca Intensitas Panel Aki Load 06.00 WIB mendung 1326 11,4V 11,1V 11,1V 0,04A 0,02A 0,02A 08.00 WIB cerah 37000 12,5V 12,4V 12,4V 0,13A 0,11A 0,11A 10.00 WIB cerah 79850 17,7V 14,6V 14,6V 0,31A 0.22A 0.22A 12.00 WIB berawan 46830 19,6V 14,6V 14,6V 0,55A 0,25A 0,26A 14.00 WIB hujan 376 13,1V 13,1V 13,1V 0,13A 0,13A 0,13A 16.00 WIB berawan 619 13,0V 12,9V 12,9V 0,09A 0,12A 0,12A 18.00 WIB gelap 17 0,2V 12,9V 12,9V 0A 0.11A 0.11A Pada penelitian dihari pertama cuaca berubah-ubah  yang  ditunjukan  dengan  naik turunnya hasil pengukuran lux meter. Pengukuran dilakukan pada out put solar panel, aki dan beban load.  Intensitas,  tegangan  dan  arus  yang  menjadi focus  pengukuran.  Dari  data  diatas  ketika  terjadi kenaikan  pada  intensitas  cahaya  maka  tegangan dan arus juga  akan meningkat pada  out put solar panel, dan saat intensitas turun maka akan terjadi penurunan juga pada tegangan dan out putnya.
Rata-rata Intensitas cahaya pada hari pertama yaitu :

## =

## =
Rata-  rata  tegangan  pada  hari  pertama  yaitu sebesar :
Tegangan ( V ) =
v v
Intensitas  cahaya  terendah  pada  jam  18.00 WIB  yaitu  sebesar  17  lux  dengan  hasil  output pada panel surya 0,2 Volt dan arusnya sebesar 0 A.  Artinya  pada  jam  18.00  WIB  alat  ini  tidak melakukan  pengisian  terhadap  batterey  karena arusnya 0 A.
Intensitas  cahaya  tertinggi  pada  jam  10.00 WIB  yaitu  sebesar  79850  lux  dan  tegangan  yang dihasilkan  oleh  solar  panel  sebesar  19,6  V  dan arusnya sebesar 0,55 A.
Pengaruh intensitas cahaya terhadap tegangan out put yang dihasilkan oleh solar panel dengan kapasitas 20 WP pada penelitian pertama ini dapat dilihat pada grafik dibawah ini.
Gambar 5 Pengaruh intensitas cahaya terhadap tegangan
Dari  grafik  pada  gambar  5  diatas  terjadi kenaikan  intensitas  yang  ditunjukan  dengan  garis warna merah terjadi dari pukul 06.00 WIB sampai titik  puncak  pada  pukul  10.00  WIB.  Ketika intensitas  menanjak  naik  tegangan  juga  naik  dari pukul  06.00  WIB  sampai  pukul  10.00  WIB  dan beranjak  turun  dipukul  12.00  WIB  karena  cuaca hujan.  Pada  saat  terjadi  hujan  ini  meskipun intensitas  menurun  drastis  tetapi  tegangan  output tidak  turun  secara  drastis  yang  ditunjukan  pada pukul  14.00 WIB dan  pukul 16.00 WIB baru pada saat  langit  mulai  gelap  yang  artinya  intensitas cahaya benar-benar kecil tegangan turun drastis.
Dari  data  pengujian  alat  dapat  dilihat  bahwa tegangan keluaran dari panel surya sekitar 0,2 V – 19,6  V.  Namun  tegangan  keluaran  dari  solar charger controller lebih stabil yaitu 13,08 Volt. Penelitian hari kedua
Pada penelitian kedua dilakukan pada tanggal 4  Desember  2018  hari  Selasa.  Hasil  dari penelitian  di  hari  yang  kedua  ditunjukan  pada tabel 4.2.
Pada  penelitian  dihari  kedua  cuaca  masih berubah-ubah  yang  ditunjukan  dengan  naik turunnya  hasil  pengukuran  lux  meter.  Selanjutnya diambil rata-rata dari data tersebut.

## Tabel 2. Data pengujian hari kedua

## Data Pengujian hari Ke Dua
Pukul cuaca Intensitas Panel Aki Load 06.00 WIB cerah 3942 16.7V 14.5V 14.5V 0.22A 0.21A 0.21A 08.00 WIB mendung 1466 18.5V 14.5V 14.5V 0.21A 0.21A 0,21A 10.00 WIB mendung 29020 19.0V 14.6V 14.6V 0.33A 0.22A 0.22A 12.00 WIB cerah 76150 19.5V 14.6V 14.6V 0.41A 0.22A 0.22A 14.00 WIB hujan 1787 15.4V 14.4V 14.4V 0.16A 0.17A 0.17A 16.00 WIB mendung 6783 12.6V 12.7V 12.7V 0.14A 0.15A 0.15A 18.00 WIB gelap 32 0.15V 12.9V 12.9V 0A 0.14A 0.14A
Rata-rata  Intensitas  cahaya  pada  hari  kedua yaitu :

## =

## =
Rata-  rata  tegangan  pada  hari  kedua  yaitu sebesar:
Tegangan ( V ) =
v

## v

## v
Rata-rata arus dari solar panel adalah sebagai berikut:
Arus (I)
A Pengaruh intensitas cahaya terhadap tegangan out put yang dihasilkan oleh solar panel dengan kapasitas 20 WP pada penelitian pertama ini dapat dilihat pada grafik dibawah ini.
Gambar  6.  Grafik  Pengaruh  Intensitas  terhadap tegangan
Tabel 3. Data pengujian hari ketiga
Dari  gambar  grafik  diatas  pada  pukul  08.00  WIB
intensitas  cahaya  turun  dari  angka  3942  lux menjadi  1466  lux,  karena  cuaca  yang  mendung tetapi  tegangan  dari  surya  panel  naik  dari  angka 16.7  volt  menjadi  18.5  Volt.  Selanjutnya  pada pukul 10.00 WIB intensitas cahaya matahari mulai naik  sampai  pada  titik  puncaknya  di  jama  12.00 WIB dengan cuaca yang cerah.
Intensitas  cahaya  terendah  pada  jam  18.00 WIB  yaitu  sebesar  32  lux  dengan  hasil  output pada panel surya 0,15 Volt dan arusnya sebesar 0 A.  Artinya  pada  jam  18.00  WIB  alat  ini  tidak melakukan  pengisian  terhadap  batterey  karena arusnya 0 A.
Intensitas  cahaya  tertinggi  pada  jam  12.00 WIB  yaitu  sebesar  76150  lux  dan  tegangan  yang dihasilkan  oleh  solar  panel  sebesar  19,5  V  dan arusnya sebesar 0,41 A.

## Penelitian hari ketiga
Pada penelitian ketiga dilakukan pada tanggal 5 Desember 2018 hari Rabu. Hasil dari penelitian di hari yang ketiga  ditunjukan pada tabel dibawah ini.
Pada  penelitian  dihari  kedua  cuaca  masih berubah-ubah  yang  ditunjukan  dengan  naik turunnya  hasil  pengukuran  lux  meter.  Selanjutnya diambil rata-rata dari data tersebut.
Rata-rata  Intensitas  cahaya  pada  hari  kedua yaitu :

## =

## =
Rata-  rata  tegangan  pada  hari  kedua  yaitu sebesar:
Tegangan ( V ) =
v

## v

## v
Keadaan  ini  sama  setiap  jamnya,  ini  terjadi karena  didalam  solar  charger  controller  terdapat rangkaian  pengatur  tegangan  dan  arus  oleh karena  itu  pengisian  baterai  pada  setiap  jamnya akan  selalu  stabil  sehingga  pengisian  muatan yang berlebihan (over charging) tidak akan terjadi. Jadi walaupun panel surya menghasilkan Data Pengujian hari Ke Tiga Pukul cuaca Intensitas Panel Aki Load 06.00 WIB cerah 3930 13.3V 13.3V 13.3V 0.14A 0.15A 0.15A 08.00 WIB berawan 23960 19.3V 14.6V 14.6V 0.30A 0.22A 0,22A 10.00 WIB berawan 34080 19.0V 14.6V 14.6V 0.36A 0.21A 0.21A 12.00 WIB cerah 40170 19.2V 14.7V 14.7V 0.42A 0.21A 0.21A 14.00 WIB cerah 62410 19.4V 14.7V 14.7V 0.42A 0.22A 0.23A 16.00 WIB mendung 9376 19.4V 14.6V 14.6V 0.19A 0.17A 0.17A 18.00 WIB gelap 32 0.15V 12.9V 12.9V 0A 0.14A 0.14A
tegangan nominal 19,6V maka tegangan pengisian  baterai  stabil  yaitu  sekitar  12,5  V.  Ini bertujuan  agar  baterai  tidak  cepat  rusak, dibandingkan  apabila  panel  surya  langsung dihubungkan  ke  baterai  tanpa  melewati  solar charger controller.
Proses  pengisian  sangat  tergantung  kondisi tingkat kecerahan. Jika panel surya mendapatkan sinar  matahari  pada  cuaca  yang  sangat  terik, maka tegangan dan arus yang didapat akan besar dan  cepat  diterima.  Sebaliknya,  jika  cuaca mendung  atau  panel  surya  kurang  mendapatkan sinar  matahari,  maka  tegangan  dan  arus  yang didapat  selama  proses  pengisian  baterai  akan menurun  dan  lambat.  Namun  arus  dan  tegangan yang  didistribusikan  untuk  mengisi  baterai  sangat stabil dan diatur oleh solar charger controller yaitu hanya sebesar 13,7 V dan arusnya sebesar 1,5 A. Namun  setiap  hari  tentu  berbeda  cuacanya  dan sangat  mempengaruhi  daya  yang  dihasilkan.  Jika tegangan  pada  batere  sudah  mencapai  tegangan maksimum,  yaitu  sekitar  14  V  maka  secara otomatis  arus  yang  mengalir  ke  batere  akan berhenti sehingga kemungkinan terjadinya pengisian  yang  berlebihan  (over  charging)  tidak akan  terjadi.  Sebaiknya  sebelum  melakukan pengisian baterai, lebih baik dilakukan pengosongan baterai terlebih dahulu untuk kinerja pengisian.

## 4.  KESIMPULAN DAN SARAN
4.1  Kesimpulan
1.  Intensitas cayaha yang masuk dan terserap oleh  panel  surya  setiap  waktu  selalu berubah-ubah,umumnya  intensitas  cahaya matahari  pada  pagi  dan  sore  hari  rendah. Intensitas  cahaya  matahari  pada  pagi  hari dalam kondisi cerah adalah 37000 lux pada jam 08:00 sedangkan disore hari jam 16:00 sebesar 619 lux.
2.  Sumber  daya  energi  dari  alat  ini  dapat berpindah dengan waktu kurang dari 2 detik yaitu  sebesar  01.43  det.  Artinya  apabila listrik sumber dari PLN mengalami masalah maka  alat  ini  akan  secara  otomatis memindahkan  arus  sumber  ke  solar  panel yang tersimpan energinya didalam batterey.
4.2  Saran
1.  Pada  perancangan  Energi  Terbarukan  solar panel  untuk  essential  load  dengan  system switch  ini  perlu  dikembangkan  lagi  dengan menggunakan  sensor  cahaya  agar  input system  switch  dari  listrik  PLN  tidak  standby terus,  sehingga  alat  ini  benar-benar  optimal dalam pemanfaatan energi suryanya.
2.  Untuk penggunaan panel surya pada daerah tertentu  diperlukan  data  pengukuran  di daerah tersebut terlebih dahulu, dikarenakan pada  daerah  tertentu  memiliki  perbedaan lama  penyinaran  matahari  yang  sangat
berpengaruh terhadap
kemampuan
penyerapan energi dan listrik yang dihasilkan.
3. Dalam perancangan energi solar panel perlu diperhitungkan  dalam  pemilihan-pemilihan komponen yang tepat agar alat dapat terjaga keawetan dan pemeliharaan nya.
4.  Belilah  lampu  DC  yang  bagus  meskipun dipasaran harganya lebih mahal dibandingkan dengan lampu-lampu DC  yang biasa, karena akan mempengaruhi terangnya ruangan yang disinari.
5.  Dengan kapasitas SCC yang lebih tinggi dan kapasitas power supplay  yang diatas beban, jika ingin meningkatkan kapasitas dari alat ini tinggal  menaikkan  kapasitas  batteray  dan modul solar panel.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Y.  Dewi,  D.  Teknik,  E.  Fakultas,  T. Industri,  and  I.  Teknologi,  “Pemanfaatan energi  surya  sebagai  suplai  cadangan pada laboratorium elektro  dasar di institut teknologi  padang,”  vol.  2,  no.  3,  pp.  20– 28.
[2]
J.  Heri  and  S.  T.  Mt,  “PENGUJIAN SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA SOLAR CELL KAPASITAS 50WP,” pp. 47–55, 1954. [3] Dahono  (2008).  Sistem  Kelistrikan  DC, www.dahonowordprees.com
[4] Safrizal,  “RANCANGAN  PANEL  SURYA SEBAGAI  SUMBER  ENERGI  LISTRIK
Jurnal  DISPROTEK,”  vol.  8,  pp.  75–81, 2017.
[5] R.  Alfanz et  al. ,  “Rancang  Bangun Penyedia  Energi  Listrik  Tenaga  Hibrida  ( PLTS-  PLTB-PLN  )  Untuk  Membantu Pasokan  Li strik  Rumah  Tinggal,” Setrum , vol. 4, no. 2, pp. 34 –42, 2015.
[6]          Widodo,  D.  A.,  Suryono,  Tatyantoro,  & Tugino  (2010).  Pemberdayaan  Energi Matahari  sebagai  Energi  Listrik  Lampu Pengatur  Lalu  Lintas.  Jurnal  Sains  dan Teknologi (Sainteknol), 8(2), 67 –72. https://doi.org/10.15294/sainteknol.v8i2.3 24
[7]          Diantari,  R.  A.,  Erlina,  &  Widyastuti,  C. (2017).  Studi  penyimpanan  energi  pada baterai  PLTS.  Energi  &  Kelistrikan,  9(2), 120-125.
https://doi.org/10.33322/energi.v9i2.48
[8]     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. https://doi.org/10.14710/transient.2.4.930- 937
[9]      Tamimi, S., Indrasari, W., & Iswanto, B. H. (2016).  Optimasi  sudut  kemiringan  panel
surya  pada  prototipe  sistem  penjejak matahari aktif.
Prosiding Seminar Nasional  Fisika  (E-Journal),  5,  SNF2016- CIP. https://doi.org/10.21009/0305020111
[10]    Suriadi  &  Syukri,  M.  (2010).  Perencanaan
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) Terpadu menggunakan software PVSYST pada komplek perumahan di Banda Aceh. Jurnal Rekayasa Elektrika, 9(2), 77-80.