## ANALISIS KETAHANAN PRODUK SOLAR CELL BERBANTUAN SOFTWARE LOGGER PRO
Hamzah 1) , Moh. Toifur 1)
1) Program Studi Magister Pendidikan Fisika, Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta, Jawa Tengah, Indonesia Corresponding author: Hamzah E-mail: hamzahpfis@gmail.com
Diterima 01 November 2019, Disetujui 23 November 2019
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kualitas solar cell pada nilai fill factor (f f ) dan efisiensinya ( η ). Data tegangan V i dan I i diambil secara otomatis menggunakan software logger pro dan menggunakan analisis persamaan eksponensial
Cx y Ae B − = + . Data diambil dari solar cell merk polikristal type (99×69) mm 2 yang dipaparkan di depan sumber cahaya lampu bohlam philips 100W/220V sejauh 18 cm pada I r sebesar  983, 344 W/m 2 .  Nilai P max terbesar besar berada pada sudut kemiringan 30 o sebesar 0,0231 watt. f f yaitu 67%, efisiensi 22%. Pada sudut 30 o tersebut arah cahaya datang tegak lurus dengan bidang solar cell. Sedangkan f f terendah kemiringan 70 o yaitu 0,5362 dan efisiensi 13%.
Kata kunci : Fill factor dan efisiensi solar cell; logger pro.
ABSTRACT This study aims to determine the quality of solar cell on the value of the fill factor (f f ) and efficiency ( η ). The voltage data Vi and Ii are taken automatically using logger pro software and using exponential equation analysis. The data was taken from polycrystalline solar cell type (99×69) mm 2 which was presented in front of the light source of Philips lamp bulb 100W/220V as far as 18 cm at I r of 983, 344 W/m 2 . The largest Pmax value is at a slope angle of 30 o of 0,0231 watts. f f is 67%, efficiency is 22%. At the 30 o angle the direction of the light comes perpendicular to the plane of the solar cell. While the lowest f f is 70 o , which is 0,5362 and efficiency is 13%.
Keywords: Fill factor and efficiency solar cell; logger pro.
PENDAHULUAN Panel surya ( solar cell )  adalah perangkat yang mengubah energi matahari menjadi energi listrik[1-3]. Solar cell ketika pada saat siang/tengah hari yang cerah radiasi matahari mampu mencapai 1000 W/m 2 , 25 o C[4-6]. Pada modul sel surya komersial memiliki efisiensi berkisar antara 10% hingga 30% tergantung material penyusunnya [7-10]. Solar cell tergantung pada fill factor dan efisiensi konversi energi dan konsentrasi sinar matahari yang diterima oleh panel surya [11-13].
Besaran yang relavan untuk menentukan kualitas solar cell adalah fill factor dan efisiensi sel surya. Fill factor menentukan parameter penyimpanan yaitu kemampuan kerja sel surya yang dinyatakan dalam persen dengan perbandingan daya maksimum ( P max ) yang dihasilkan sel surya terhadap daya teoritis ( P th ).
Sedangan efisiensi ( η ) menentukan persentase output listrik dari sel surya untuk suatu  energi yang datang dalam bentuk penyinaran matahari. Efisiensi ini merupakan parameter yang menggambarkan konversi energi dari solar cell . Untuk  mengukur ketahanan atau kualitas produk solar cell menggunakan software logger pro dengan  menghubungkan  sensor  tegangan dan arus pada transducer labquest ditampilkan kelayakan komputer dengan bantuan software Logger pro. Logger pro ini  merupakan produk teknologimempermudah dalam eksperimen yang  mensimulasi karakteristik arus dan tegangan  ( I-V )  pada percobaan foto  voltaik sebagai fungsi tegangan open circuit ( V oc ) dan arus short circuit ( I sc ).Pengambilan data tegangan-arus dilakukan secara otomatis menggunakan sensor tegangan dan sensor arus loggerpro.

## METODE PENELITIAN
Prosedur eksperimen Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di Lab. Sensor  and  Transducer Laborary Magister Pendidikan  Fisika Universitas  Ahmad  Dahlan  dengan  bantuan komputasi dengan peralatan dan bahan yaitu: Panel surya betergangan 5 volt, lampu sebagai pengganti sinar matahari,  kabel  penghubung, lux meter  untuk mengukur intensitas cahaya, Media/papan sudut kemiringan,  busur  derajat, komputer,  potensiometer, sofware logger pro , labquestmini , sensor tegangan dan sensor arus. Skema alat eksperimen pada gambar 2.
Gambar 1. Skemarangkaian akuisisi data V-I
Gambar 2. Prosedur eksperimen
Selanjutnya untuk  pengambilan data tegangan-arus solar cell digunakan sensor tegangan dan arus pada logger pro . Selanjutnya membuka  layar software logger pro, untuk menampilkan data hasil pembacaan pada sensor . Kemudian  mengatur time  logger  pro, data collection duration 30 seconds and sampling rate 0.2 seconds/sample untuk  satu kali pengambilan data. Selanjutnya menghubungkan sensor arus dan tegangan pada libquestmini, kemudian  menghubungkan sensor arus positif pada kabel positif solar cell dan  sensor tegangan dihubungkan dengan kaki 2 potensiometer. Sedangkan sensor arus negatif dan sensor tegangan positif dihubungkan ke kaki 1 potensimeter. Selanjutnya
menghidupkan lampubola  philips 100W/220V sebagai sumber cahaya dihubungkan pada sumber tegangan PLN.  Potensiometer  diputar untuk memperoleh nilai sekumpulan data( V i , I i ).
Metode analisi data Nilai V oc , I sc , V max dan I max diperoleh darikurva V-I hasil fitting data ( V i ,I i ) menurut fungsi natural exponential , exp Cx y A B − = + (7)
dengan, x = I , y = V dan A, C, B merupakan koefesien fitting dari persamaan (7). Nilai I sc diperoleh dari titik potong kurva terhadap sumbu x dan V oc diperoleh dari titik potong kurva terhadap sumbu y . Dengan memasukkan x =0 pada (7) untuk I sc dan y = 0 untuk V oc maka diperoleh: sc I A B = + (8) Sedangkan persamaan V oc 1 ln op B V C A   = −     (9) Dengan mengalikan persamaan (8) dan persamaan (9)  maka diperoleh nilai daya teoritisnya seperti dinyatakan pada persamaan (1). Daya maksimum diperoleh dari perkalian tegangan ( x i ) dan arus ( y i ) kemudiandi ambil dari nilai yang paling besar. Sedangkan untuk menentukan intensitas cahaya lampu diperoleh dari persamaan (3) dengan A luas modul solar cell . Adapun penentuan f f solar cell diperoleh dari persamaan (5) yaitu perbandingan daya maksimum dan daya teoritis. Nilai f f dinyatakan dalam persen dan ɳ konversi diperoleh dari persamaan (6).
HASIL DAN PEMBAHASAN Telah  dilakukan analisis ketahanan solar cell menggunakan software logger pr o.  Pada gambar  3  ditampilkan  hasil  pengukuran nilai tegangan dan arus logger pro pada saat I r sebesar  983, 344 W/m 2 .  Kemudia dilakukan fitting data menurut fungsi eksponensial seperti pada gambar 3
Gambar 3. Grafik V-I pada software logger pro
Gambar4. Salah satukurva fitting V-I pada sofware logger pro pada kemiringan panel 30 o
Selanjutnya ditampilkan nilai tegangan terhadap arus pada gambar 4  dengan  bantuan analisis menggunakan microsoft office excel . Tampak  bahwa  nilai tersebut  tidak sampai memotong sumbu x (tegangan) dan sumbusumbu y (arus).  Untuk itu, dilakukan fitting data  untuk  dapat diekstrapolasikan data menuju ke titik potong sumbu x dan y . Sehingga diperoleh I sc dan V oc .
Gambar 5. Grafik hubungan tegangan terhadap arus
Demikian pula nilai P max pada gambar 5 diperoleh dari nilai I i dan V i pada gambar 6.
Gambar 6. Grafik hubungan daya terhadap arus Ternyata, nilai P max terbesar besar berada pada sudut kemiringan 30 o sebesar 0,02313 watt.  Dikarenakan P max terbesar ketika bidang panel sejajar dengan arah sinar cahaya.Pada variasi penggerak manual untuk modul solar cell nilai f f dan ɳ tertera pada tabel 3 dengan nilai f f terbesar  berada  pada sudut 30 o yaitu 67%, efisiensi 22%. Sedangkan terendah 70 o yaitu 0,53626, efisiensi 13%.
Tabel 1. Nilai fitting , P th , P max , f f dan ɳ
SIMPULAN 1.  Penggunaan software  logger pro sangat baik dan teliti dalam pengukuran untuk menentukan kelayakan produk solar cell.
2.  Produk solar cell 5 volt masih layak digunakan dalam kebutuhan kelistrikan pada kapasitas maksimal 5 volt dan  telah diuji fill factor ( f f ) terbesar 67% dan efisiensi ( η ) 22%.

## DAFTAR RUJUKAN
Aliev  R., Alinazarova, M.A., Ikranov, R.G., and Ismanova O.T. (2011). The Fill Factor Of Loaded  Current-Voltage Performance Of  Solar  Cells  And  Its  Role  For Determining  Their  Temperature Properties. Applied  Solar  Energy . 7(2).118-120. Bhalchandra, V.Cand Sadawarte, Y.A. (2015). “The Factors Affecting The Performance Of Solar Cell”, International Journal of Computer Applications (0975  –  8887): No Sudut Fungsi eksponensial P th (watt) P max (watt) f f η 1 10 o 0,0279 0,0177 0,6341 17% 2 30 o 0,0344 0,0232 0,6717 22% 3 50 o 0,0306 0,0164 0,5362 16% 4 70 o 0,0243 0,0140 0,5765 13% ) 10 ( 78 ,5 exp ) 10 ( 27 ,3 03 ) 548 ,1 ( 06 − − − + − = x y ) 10 ( 19 ,7 exp ) 10 ( 36 ,9 03 ) 868 ,1 ( 07 − − − + − = x y ) 10 ( 46 ,6 exp ) 10 ( 56 ,5 03 ) 994 ,0 ( 05 − − − + − = x y ) 10 ( 23 ,5 exp ) 10 ( 72 ,1 03 ) 227 ,1 ( 05 − − − + − = x y
M-Tech Student B.D.C.O.E. Sewagram Wardha-India Chegaar, M,   Z.  Ouennoughi, F.  Guechi, dan Langueur.  (2003).  Determination  of Solar Cells Parameters under Illuminated  Conditions, Journal  of Electron Devices . 2. 17-21. Das, A. K. (2011). An Explicit J-V Model OfS olar Cell  For  Simple  Fill  Factor  Calculation,
Solar Cell Energy. 85(9). 1906–1909 Erlita.  (2014). Energi Supply Solar cell pada
Sistem Pengendali Portal Parkir Otomatis Berbasis mikrokontroler AT89S52, https://scholar.google.com /diakses pada tanggal 3 April 2019 Gastineau, J. (1999). Logger pro
TM User’s manual. ISBN 0-918731-91-7 (Macintons) Guliani R., Jain A., and Kapoor A. (2012). Exact analytical  analysis  of  Dye-Sensitized Solar  Cell:  Improved  Method  and Comparative Study, There  newble energy Journal . 2(2). 5 49-60 Hamdya, M. Adel. (1994). A New Model For The Current-Voltage  Output  Characteristics Of  Photovoltaic  Modules. Journalof Power Sources. 50(1). 11-20. Maammeur, H. Hamidat, A and Loukarfi, L. (2013).  A  Numerical Resolution Of The Current-Voltage  Equation for a Real Photovoltaic Call, Energi  Procedia  36, Fakulti Of Technology, Universitas Hassiba Benbouali, pages 1212-122 Rashmi,  S.  (2012).  Solar Cell, Internasional Journal  Of  Scientificand  Research
Publicasions , 2(7). 2250-31536666 Sukandarrumidi. (2016). Energi Terbarukan .Yogyaakarta:  Universitas Gajah Mada
Toifur, M., (2013). Perbaikan Penentuan Nilai Fill Factor Sel Surya Dengan Bantuan Fitting Data Dan Teknik  Modified Regulafalse” , Prosiding Seminar   Nasional Penelitian, Pendidikan  dan  Penerapan  MIPA.  UN
Yogyakarta:  Fakultas  MIPA,  Universitas Negeri Yogyakarta Yulinar,  A.,  Khairul, S., dan  Assaidah,  (2017). Measurement of   Solar   Panel   Output Involving Controller  and  Reflector. Internasional  Journal  Energy  and Clean Environment . 15(1). 138-142.