E-ISSN: 2746-3591
Email: admin@ceredindonesia.or.id

## 198

## Implementasi Trainer Kit Pembangkit Listrik Tenaga Surya Sebagai Pengembangan Media Pembelajaran Instalasi Listrik

## Partaonan Harahap, Muhammad Adam, Balisranislam

## Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara
partaonanharahap@umsu.ac.id
Abstact: This solar power generator system trainer is designed with a modular concept, where each component is packaged and made separately with an attractive design, equipped with the name of the component and various information about the component so that it will be easy to use, maintain and most importantly  is that  it  can  facilitate  understanding  the  concept of  the system and  installation  of solar power generation system units because it can be installed and assembled repeatedly, in the tests and calculations that have been carried out, on the PLTS trainer kit tool as the development of learning media  for  electrical  installations  that  can  be  obtained  at  the  panel  surface  temperature.  (Tp)  the average radiation is 917.9 W/m, this shows that the radiation tends to decrease because the weather is cloudy and wind gusts occur, with an average voltage of 18.97 Volts and a current of 1.8 A. PLTS is made to scale laboratory with tilt angle adjustable solar panel module and panel position to get the value of measurement parameters such as light intensity, solar panel voltage, battery voltage, battery charging current, DC output voltage, and AC inverter voltage.
Keywords: plts trainet kit; batterai; inverter; learning module
Abstrak: Trainer sistem pembangkit listrik tenaga surya ini dirancang dengan konsep modular yaitu masing-masing  komponen  dikemas  dan  dibuat  secara  terpisah  dengan  desain  yang  menarik, dilengkapi dengan nama komponen dan berbagai keterangan tentang komponen tersebut sehingga akan  dapat  dengan  mudah  dalam  penggunaan,  perawatan  dan  yang  terpenting  adalah  dapat mempermudah  pemahaman  konsep  dari  sistem  dan  instalasi  unit  sistem  pembangkit  listrik  tenaga surya karena dapat diinstal dan dirangkai secara berulang-ulang, dalam pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, pada alat trainer kit PLTS sebagai pengembangan media pembelajaran instalasi listrik di dapat pada temperature permukaan panel ( Tp ) rata-rata radiasi sebesar  917,9 W/m, hal ini menunjukkan radiasi cenderung menurun karena cuaca banyak berawan dan terjadi hembusan angin, dengan  rata-rata  tengangan  18,97  Volt  dan  arus    sebesar  1,8  A.  PLTS  dibuat  skala  laboratorium dengan modul panel surya yang dapat disesuaikan sudut kemiringan posisi panel untuk mendapatkan nilai parameter pengukuran seperti intensitas cahaya, tegangan panel surya, tegangan baterai,arus pengisian baterai, tegangan keluaran DC, dan tegangan AC inverter.
Kata kunci : trainet kit plts; batterai; inverter; modul pebelajaran

## PENDAHULUAN
Konsumsi energi di Indonesia mengalami peningkatan terutama dalam sektor industri  dan  sektor  rumah  tangga.  Berdasar  data  dari  Kementerian  Energi  dan Sumber Daya Mineral (ESDM), tahun 2013 sektor industri merupakan sektor dengan pangsa konsumsi energi final terbesar yaitu sebesar 33% diikuti oleh sektor rumah tangga  sebesar  27%  dan  sektor  transportasi  sebesar  27%.  Sedangkan  sektor komersial,  sektor  lainnya  dan  penggunaan  untuk  bahan  baku  10%.(Perencanaan, 2020).  Begitu  juga  dengan  potensi  minyak  bumi  yang  sudah  tidak  terlalu  besar, dimana  hanya  terdapat  56.6  juta  barrel  dan  diperkirakan  akan  habis  23  tahun kedepan, atau sekitar tahun 2035 (National Geographic Indonesia, 2014). Selain sisa cadangan, pembangkitan energi listrik dan transportasi merupakan kontribusi utama emisi  gas  rumah  kaca  (GRK),  mencapai  1/3  emisi  global.  Sesuai  kesepakatan Protokol  Kyoto  pada  tahun  1997,  tiap  negara secara  sendiri-sendiri  atau  bersama- sama  sepakat  mereduksi  konsentrasi  GRK  sebesar  5,2  %  di  bawah  tingkat  emisi tahun 1990. (Implementasi, 2019).
Ketidak seimbangan antara peningkatan kebutuhan energi dan ketersediaan sumber  energi  seperti  yang  telah  dipaparkan  sebelumnya  membutuhkan  sebuah solusi. Salah satu yang telah dilakukan banyak negara di dunia adalah mengarahkan kebijakan  energi  negaranya  pada  sebuah  spektrum  baru.  Salah  satu  contohnya adalah  penggunaan  energi  yang  signifikan,  ramah  lingkungan  dan  keberadaannya belum  dimanfaatkan  secara  maksimal  yaitu  Pusat  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS), mengonversikan energi radiasi cahaya matahari menjadi energi listrik. Terkait dengan energi surya, sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar.(Harahap, 2019)(Rimbawati et al., 2019).
Pemasangan PLTS dapat dilakukan hingga ke daerah yang sangat terpencil sekalipun  sebagai  solusi  dari  keterbatasan  jangkauan  jaringan  listrik.  Namun  di Indonesia,  perkembangan  PLTS  yang  pesat  belum  sepenuhnya  didukung  dengan kemapanan  pengetahuan  mengoptimalkan  energi  yang  dihasilkan  oleh  sel  surya, khususnya pada instalasi. Pemanfaatan potensi energi surya tersebut, membutuhkan wahana sebagai peralatan media pembelajaran. Media dalam perspektif pendidikan merupakan  instrumen  yang  sangat  strategis  dalam  ikut  menentukan  keberhasilan proses belajar mengajar, sebab keberadaannya secara langsung dapat memberikan dinamika tersendiri terhadap peserta didik. Media tersebut adalah Trainer Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya ,  yang  berfungsi  sebagai  sistem  kecil.  Fungsi  sistem  tersebut adalah  membantu  pekerjaan  instalasi  dalam  skala  kecil,  serta  analisis  kerja pembangkit  listrik  tenaga  surya  sebelum  diterapkan  pada  instalasi  yang  sesuai dengan kebutuhan masyarakat.(Khaffi et al., 2020).
Peningkatan dan pengembangan mutu pendidikan merupakan masalah yang selalu menuntut perhatian.  Tingkat penyerapan pelajaran yang diterima antara siswa yang satu dengan yang lainnya berbeda-beda, ada yang berkemampuannya rendah ada yang tinggi.  Ini merupakan tantangan bagi guru agar dapat memaksimalkan daya serap  masing-masing  siswa.  Permasalahan  dalam  penelitian  ini  adalah bagaimanakah merencanakan, membuat atau memproduksi dan menguji perangkat lunak berupa bahan ajar interaktif untuk pembelajaran mata pelajaran teknik instalasi tenaga listrik dengan macromedia flash dan apakah pemakaian bahan ajar interaktif ini  sesuai  untuk  digunakan  di  SMK.  Tujuan  penelitian  yang  hendak  dicapai  adalah
merencanakan, membuat atau memproduksi dan menguji perangkat lunak berbentuk bahan  ajar  interaktif  untuk  membantu  pembelajaran  dalam  penyajian  materi  mata pelajaran “Teknik Instalasi Tenaga Listrik” di SMK. Berdasarkan penjelasan di atas diharapkan dengan menggunakan media yang dikembangkan ini dapat meminimalisir kejenuhan  siswa  dalam  mengikuti  pelajaran.  Tujuan  dari  pembuatan  program kemitraan  ini adalah untuk menghasilkan sebuah unit trainer sistem pembangkit listrik tenaga  surya  yang  layak  sebagai media  pembelajaran  baik  dari  segi  teknis, fungsi dan unjuk kerja serta segi ergonomis dalam penggunaan. Trainer sistem pembangkit listrik tenaga surya ini diharapkan dapat membantu proses pembelajaran khususnya untuk memahami prinsip kerja dari sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Surya.
Trainer sistem pembangkit listrik tenaga surya ini dirancang dengan konsep modular yaitu masing-masing komponen dikemas dan dibuat secara terpisah dengan desain yang menarik, dilengkapi dengan nama komponen dan berbagai keterangan tentang komponen tersebut sehingga akan dapat dengan mudah dalam penggunaan, perawatan  dan  yang  terpenting  adalah  dapat  mempermudah  pemahaman  konsep dari  sistem  dan  instalasi  unit  sistem  pembangkit  listrik  tenaga  surya  karena  dapat diinstal dan dirangkai secara berulang-ulang. Minyak bumi yang dewasa ini menjadi bahan  bakar  untuk  menghasilkan  energi  listrik  semakin  berkurang  sehingga  perlu menggunakan alternative lain untuk menghasilkan energi listrik tanpa menggunakan minyak bumi. Potensi energi listrik di Indonesia menurut BPPT sebesar 4,8 KWh/hari sehingga  dapat  menghasilkan  energi  listrik  yang  besar  jika  dimanfaatkan  untuk menghasilkan  energi  listrik  menggunakan  sel  surya.  Sel  surya  dapat  dipasang  di daerah  terpencil  sekalipun  sehingga  dapat  mengatasi  keterbatasan  jangkauan jaringan listrik di daerah-daerah yang belum terjangkau jaringan listrik (Harahap et al., n.d.). Melihat fungsi, manfaat dan semakin berkembangnya sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya membuat pengetahuan tentang PLTS ini menjadi suatu pokok bahasan yang  wajib  dimengerti  dan  dipahami  oleh  Siswa-siswa  jurusan  teknik  elektro khususnya Jurusan Teknik Elektro SMK Swasta Teladan Medan.
Perlu adanya sebuah modul trainer tentang sistem pembangkit listrik tenaga surya dengan konsep yang tepat dan layak digunakan sebagai media pembelajaran baik  secara  teknis,  fungsi  dan  unjuk  kerja  serta  ergonomis  untuk  digunakan. Berdasarkan  latar  belakang  di  atas  penulis  merancang  sebuah  trainer  sistem pembangkit listrik tenaga surya yang harapannya dapat menjadi media pembelajaran Praktik Penyediaan Tenaga  Listrik sehingga mampu menambah pengetahuan siswa dan  mahasiswa  yang  ikut  dalam  Program  Kemitraan  Masyarakat  ini  tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya.  SMK Swasta Teladan Medan memiliki 5 Jurusan Program Keahlian yaitu Teknik Mekanik Otomotif, Teknik Pemesinan, Teknik Audio Video, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik dan Teknik Komputer Jaringan.
SMK Swasta Teladan Medan telah banyak menghasilkan lulusan terbaik dan berprestasi baik ditingkat Kota Medan, Provinsi maupun Nasional. Disiplin yang tinggi merupakan dasar dari seluruh kegiatan di SMK Swasta Teladan Medan baik dalam proses  Kegiatan  Belajar  Mengajar,  Praktek  dan  Kerja  Industri,  dengan  tidak melupakan  hubungan  yang  harmonis  diantara  guru,  staff  dan  siswa  itu  sendiri. Dengan jumlah siswa 2.500 an orang setiap Tahunnya, SMK Swasta Teladan Medan bertekad untuk terus meningkatkan kualitas pendidikan di Indonesia, sehingga dapat
menghasilkan  generasi  muda  yang  cerdas  dan  produktif  sebagai  warisan  bagi Bangsa Indonesia di masa depan.

## METODE
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  pendekatan penelitian  daan  pengembangan  ( research  and  development).  Metode R  &  D  ini merupakan  metode  yang  digunakuntuk  menghasilkan  produk  dan  untuk  menguji keefektifan produk tersebut.  Untuk penelitian analisis kebutuhan sehingga  mampu dihasilkan produk yang bersifat hipotetik sering digunakan  penelitian  dasar ( basic research ). Selanjutnya untuk menguji produk yang masih bersifat hipotetik digunakan eksperimen,  atau action  research. Setelah  produk  teruji,  maka  dapat  aplikasikan. Subjek penelitian model trainer pembangkit listrik tenaga surya adalah siswa kelas X JurusaTeknik Instalasi Tenaga Listrik sebanyak 23 orang. Penelitian dilaksanakan di Jl. Bersama No.268 A, Bantan, Kec. Medan Tembung, Kota Medan, Sumatera Utara, pada bulan Maret hingga Agustus 2021
A.  Prosedur Penelitian
Prosedur  Penelitian Trainer Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  ini    dapat digambarkan seperblog diagram pada gambar 2:
Gambar 1.  Prosedur Pengembangan Trainer Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Teknik analisis data yang digunakan adalah analisis data kuantitatif dan kualitatif. Analisis data kuantitatif digunakan untuk menghitung hasil tes siswa, sedangkan analisis  data  kualitatif  digunakan  untuk  menghitung  hasil  observasi  aktivitas belajar  siswa.  Jawaban  setiap  item  instrumen  yang  menggunakan  skala  Likert mempunyai gradiasi dari sangat positif sampai sangat negatif. Untuk menghitung persentase dari suatu nilai maka digunakan rumus sebagai berikut:
P (%) = n/N                                                             (1) Keterangan: P = Presentase nilai n = Skor yang diperoleh N = Skor maksimal Perecanaa n Desain
Proses Pengujia n Revisi Perbaikan dan Pengujian Kembali Hasil Analisis
Instrume Pengujia n Trainer Kopetens i Selesai
Untuk menginterpretasikan  dari  hasil  nilai  presentase kedalam kalimat  kualitatif maka  diperlukan  tabel  skor  kategori  jenjang  kualitatif.    Beberapa  langkah  yang harus  dilakukan  untuk  menentukan  tabel  skor  jenjang  kualitatif  ialah  sebagai berikut:
Menetukan presentase nilai maksimal = X 100 %                     (2)
Setelah  persentase  didapatkan  maka  nilai  tersebut  diubah  dalam  pernyataan predikat yang  menunjuk pada pernyataan keadaaan ukuran kualitas. Data yang terkumpul dianalisis dengan analisis deskriptif kuantitatif yang diungkapkan dalam distribusi  skor  dan  presentase  terhadap  kategori  skala  penilaian  yang  telah ditentukan.  Setelah  penyajian  dalam  bentuk  presentase,  untuk  menentukan kategori kelayakan dari media pembelajaran ini, dipakai skala pengukuran Rating Scale.

## B.  Skema Pemodelan Alat Praktikum PLTS

## Gambar 2. Skema Pemodelan Alat Praktikum PLTS

## HASIL
A.  Hasil Program Kemitraan Masyarakat
1.  Hasil Perancangan
Sistem  kerja  alat  PLTS  adalah  pada  saat  siang  hari,  saat  matahari  bersinar, radiasi yang dihasilkan dari cahaya matahari ditangkap oleh panel surya, maka elektron- elektron yang pada sell surya akan bergerak dari N ke P, sehingga pada terminal keluaran dari panel surya berbeda-beda tergantung dari jumlah sel surya yang dikombinasikan di dalam  panel  surya  tersebut.  Cahaya  matahari  yang  menyinari  panel  surya  ini  akan  di ubah menjadi energi listrik, keluaran dari panel surya ini adalah berupa listrik arus searah (DC) yang besar tegangannya tergantung dengan jumlah sel surya yang menyinari panel surya tersebut. Keluaran dari panel surya ini sudah dapat digunakan langsung ke beban yang memerlukan sumber tegangan DC dengan konsumsi arus yang kecil.
Gambar 3. Perancangan dan Pemasangan Panel Surya
Gambar 4. Perancangan Instalasi Pada Panel Surya

## 2.  Hasil Pengukuran
Untuk  hasil  perhitungan  daya  output  modul  surya,  besar  arus  BCR,  pengisian baterai,  dan  daya  output  inverter  ini  dapat  dilakukan  berdasarkan  rumus  perhitungan diatas dan berdasarkan intensitas cahaya tiap jam dan tiap sudut derajat. Perhitungan ini hanya  dilakukan  pada  saat  intensitas  cahaya  tertinggi  jam  09:00  berdasarkan  sudut derajat  dan  perhitungan  pada  saat  intensitas  cahaya  terendah jam  15:00  berdasarkan sudut  derajat.  Dibawah  ini  adalah  hasil  perhitungan  yang  telah  dilakukan  perhitungan berdasarkan rumus diatas.
Tabel 1. Pengukuran temperatur panel ( Tp ) WAKTU (JAM:MNT) RADIASI (W/M 2 ) T. PANEL ( 0 C) V SEL SURYA (VOLT) I SELSURYA (AMPER) 09:00 1041 44,2 19,99 1,92 09:20 916 45,9 19,51 1,89 09:40 1014 42,1 17,88 1,85 10:00 1061 41,1 16,85 1,60 10:20 1106 41,6 19,07 1,83 10:40 1142 41,4 19,61 1,88 11:00 1175 44 , 1 19,14 1,83 11:20 1115 43,2 19,09 1,82 11:40 1041 44,2 19,91 1,87 12:00 1016 40,2 19,99 1,92 12:20 1104 43,2 19,85 1,62 12:40 1155 45,3 18,87 1,84 13:00 1062 45,1 19,99 1,92 13:20 1055 44,3 19,51 1,89 13:40 1051 43,1 17,88 1,85 14:00 1046 42,5 16,85 1,60 14:20 1034 42,4 19,07 1,83 14:40 1027 41,4 19,61 1,88 15:00 1032 41,7 19,14 1,83
Data pengujian panel surya tipe polikristal yang dilakukan selama 6 jam dengan rata-rata  matahari  radiasi  sebesar  917,9  W/m,  hal  ini  menunjukkan  radiasi  cenderung menurun karena cuaca banyak berawan dan terjadi hembusan angin, dengan rata-rata tengangan 18,97 Volt dan arus  sebesar 1,8 A.
Gambar 5. Grafik Pengukuran temperatur panel ( Tp )

## KESIMPULAN
Adapun dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan, bahwa pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, maka kebutuhan energi listrik yang digunakan  untuk  Alat  Trainer  Kit  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  Sebagai Pengembangan Media Pembelajaran Instalasi Listrik dengan mengukur temperature permukaan  panel  ( Tp ),  sebesar  rata-rata  untuk  pengukuran  hari  pertama  matahari radiasi sebesar  917,9 W/m, hal ini menunjukkan radiasi cenderung menurun karena cuaca  banyak  berawan  dan  terjadi  hembusan  angin,  dengan  rata-rata  tengangan
0 1000 2000 09 :0 0 09 :2 0
09 :4 0
10 :0 0 10 :2 0 10 :4 0 11 :0 0 11 :2 0 11 :4 0 12 :0 0 12 :2 0 12 :4 0 13 :0 0 13 :2 0 13 :4 0 14 :0 0 14 :2 0 14 :4 0 15 :0 0 Grafik Pengukuran temperatur panel ( Tp)
Radiasi (W/m2) T. Panel (0C)
V Sel Surya (Volt) I SelSurya  (Amper)
18,97 Volt dan arus  sebesar 1,8 A, Alat Trainer Kit Pembangkit Listrik Tenaga Surya Sebagai  Pengembangan  Media  Pembelajaran  Instalasi  Listrik,  dibuat  skala laboratorium  dengan  modul  panel  surya  yang  dapat  disesuaikan  sudut  kemiringan posisi  panel  untuk  mendapatkan  nilai  parameter  pengukuran  seperti  intensitas cahaya,  tegangan  panel  surya,  tegangan  baterai,arus  pengisian  baterai,  tegangan keluaran DC, dan tegangan AC inverter. Dari hasil perhitungan diperoleh daya output modul surya,  besar arus BCR, pengisian baterai dan daya output inverter. Dimana untuk hasil perhitungan berdasarkan nilai intensitas cahaya.

## DAFTAR PUSTAKA
Alhogbi,  B.  G.  (2017). 済無 No  Title  No  Title. Journal  of  Chemical  Information  and Modeling , 53 (9), 21–25. http://www.elsevier.com/locate/scp Harahap,  P. (2019). Implementasi Karakteristik Arus Dan Tegangan Plts Terhadap Peralatan  Trainer  Energi  Baru  Terbarukan. Seminar  Nasional  Teknik (SEMNASTEK) UISU , 2 (1), 152–157. Harahap,  P.,  Pasaribu,  F.  I.,  &  Adam,  M.  (n.d.). Prototype  Measuring  Device  for Electric Load in Households Using the Pzem-004T Sensor . 347–361.
Implementasi, K. D. A. N. (2019). • PENDAHULUAN .
Kelulusan,  T.,  Kerja,  S.,  Nasional,  S.,  Pemesinan,  T.,  Video,  T.  A.,  &  Peman-,  T.
(1968). SMA Swasta Teladan .
Khaffi, A., Rosyid Idris, A., Teknik Elektro, J., & Negeri Ujung Pandang, P.  (2020). Rancang Bangun Modul Trainer Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) . 15–21.
Perencanaan, P. (2020). KEBIJAKAN DAN IMPLEMENTASI SISTIM PEMBANGKIT LISTRIK  TENAGA  SURYA  ATAP  Oleh:  Kasubdit  Implementasi Pengembangan  Aneka  EBT  Disampaikan  pada  acara:  Sosialisasi  PLTS Atap Oleh Konsumen PT PLN (Persero) Semarang, 6 Maret 2019 . Rimbawati,  Ardiansyah,  N.,  &  Noorly  Evalina.  (2019).  PERANCANGAN  SISTEM PENGONTROLAN TEGANGAN. SEMNASTEK UISU , 1 , 14–20.