Volume 7 Nomor 4, Tahun 2024 e-ISSN : 2614-1574 p-ISSN : 2621-3249

## STUDI PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA DI LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS PEMBANGUNAN PANCABUDI

## SOLAR POWER PLANT DESIGN STUDY IN THE ELECTRICAL ENGINEERING LABORATORY OF PANCABUDI DEVELOPMENT UNIVERSITY
Yusrizal Pahlevi Harahap 1 , Zuraidah Tharo 2 , Rahmaniar 3 1,2,3 Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi yusrizalpahleviharahap@gmail.com 1 , zuraidahtharo@dosen.pancabudi.ac.id 2 , rahmaniar@dosen.pancabudi.ac.id 3

## ABSTRACT
Of  several  renewable  energy  sources,  solar  energy  is  one  source  of  energy  that  will  not  run  out,  until  now there is a lot of research being developed to creat tools that can convert solar energy into electrical energy. The  solar  power  plant  design  study  activity  is  designed  to  provide  practical  tools  and  support  insight  as teaching material for student at Pancabudi Development University, especially electrical engineering students. The solar power plant design study is expected to be able to measure the work of the panels when connected in series or parallel and to be able to measure the influence of the orientation and tilt angle of the panels on the direction of sunlight. Apart  from that, the study of solar power plant  design  focuses on broadening students knowledge in untilizing solar thermal energy into electrical energy.This research aims to find out, design and analyze the availability of solar energy as an alternative solution to support learning. The solar power plant design study is designed with solar panels with capacity of 50 WP, the solar charge controller use can work on a 12/24 VDC system with a maximum current of 20 Ampere, the inverter works on a 12 VDC system and the battery  used  has  a  specification  of  12  VDC  100  Ah  .  The  stages  to  be  carried  out  to  achieve  the  research objectives are starting  with a literature review, problem identification, problem formulation, data collection, design  process,  results  and  discussion,  and  conclusions.  The  results  to  be  achieved  and  the  contribution  to science in carrying out this research activity are scientific publications in the National Journal of Pancabudi Development University.
Keywords: PLTS, Solar Charge Control, Inverter, Battery.

## ABSTRAK
Dari beberapa sumber energi terbarukan energi matahari adalah salah satu sumber energi yang tidak akan habis, sampai saat ini banyak penelitian yang berkembang untuk merancang alat yang dapat merubah energi matahari menjadi  energi  Listrik.      Kegiatan  studi  perancangan  pembangkit  listrik  tenaga  surya  dirancang  untuk memenuhi  alat  praktikum  dan  penunjang  wawasan  sebagai  bahan  ajar  bagi  mahasiswa  di  Universitas Pembangunan  Pancabudi  khususnya  mahasiswa  teknik  elektro.  Studi  perancangan  pembangkit  listrik  tenaga surya  diharapkan  mampu  mengukur  kerja  panel  saat  dirangkai  seri  maupun  paralel  dan  mampu  mengukur pengaruh  orientasi  dan  sudut  kemiringan  panel  terhadap  datangnya  arah  sinar  matahari.  Selain  dari  itu  studi perancangan  pembangkit  listrik  tenaga  surya  berfokus  untuk  menambah  wawasan  mahasiswa  dalam memanfaatkan  energi  panas  matahari  menjadi  energi  listrik.  Penelitian  ini  memiliki  tujuan  mengetahui, merancang,  dan  menganalisis  kesediaan  energi  matahari  sebagai  salah  satu  alternatif  solusi  untuk  penunjang pembelajaran.  Studi  perancangan  pembangkit  listrik  tenaga  surya  dirancang  dengan  panel  surya  berkapasitas 50 WP, solar charge controller yang dipakai dapat bekerja pada sistem 12/24 VDC dengan arus maksimum 20 Ampere, inverter beroperasi pada sistem 12 VDC, selanjutnya baterai yang digunakan mempunyai kapasitas 12 VDC 100 Ah. Adapun tahapan yang ingin dilakukan untuk mencapai tujuan penelitian adalah dimulai dengan tinjauan  Pustaka,  identifikasi  masalah,  perumusan  masalah,  pengumpulan  data,  proses  perancangan,  hasil  dan pembahasan,  dan  kesimpulan.  Hasil  yang  ingin  dicapai  serta  kontribusi  terhadap  ilmu  pengetahuan  dalam pelaksanaan  kegiatan  penelitian  ini  adalah  publikasi  ilmiah  pada  Jurnal  Nasional  Universitas  Pembangunan Pancabudi.
Kata Kunci : PLTS, Solar Charge Control, Inverter, Baterai.
PENDAHULUAN
Indonesia  berbagai  negara  tropis yang  memiliki  tingkat  radiasi  matahari
harian yang cukup tinggi rata-rata yaitu 4,5 kWh. Ketersediaan ini dapat dimanfaatkan sebagai  modal  utama  pembangkitan  listrik dengan menggunakan photovoltaic. Hal ini membawa  kita  untuk  menyadari  atas cadangan  bahan  bakar  fosil  yang  semakin hari  tergerus  dan  semakin  menipis,  untuk demikian  kelangkaan  terhadap  minyak bumi  dapat  diatasi  dengan  pemanfaatan energi alternatif yang salah satu sumbernya  dengan  pemanfaatan  tenaga surya.
Maksud  dari  penerapan  hal  yang lebih  terperinci  penulis  akan  melakukan Studi  Perancangan  Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  yang  nantinya  akan dipergunakan  menjadi  alat  praktikum Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  pada Laboratorium  Prodi  Teknik  Elektro, Fakultas  Sains  &  Teknologi  Universitas Pembangunan
Pancabudi. Selain
merancang  bentuk  dari  sebuah  PLTS penulis  akan  menganalisis  kemampuan PLTS yang nantinya didapatkan karakteristik  PLTS  dengan  data  dan  alat tersebut  mampu  dibuatkan  model  dan referensi  alat  praktikum  bagi  mahasiswa dan  dosen  sebagai  bahan  ajar  dalam menunjang keberlangsungan mata kuliah.

## Rumusan Masalah
Mengacu pada latar belakang diatas, untuk  itu  rumusan  masalah  yang  ingin dicapai  adalah  bagaimana  merancang pembangkit  listrik  tenaga  surya  berskala kecil  dengan  kapasitas  daya  50  Wp,  220 Volt.

## Tujuan Penelitian
Tujuan dari penyusunan Studi Perancangan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  di  Laboratorium  Teknik  Elektro Universitas Pembangunan
Pancabudi adalah:
a. Untuk  memahami  komponen  utama dari  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya serta  mengerti  bagaimana metode kerjanya,
b. Mengetahui dasar-dasar dan memahami kelayakan  teknis  dalam  perencanaan
perancangan  PLTS  berkapasitas  yang lebih layak dan besar,
c. Merancang  dan  mengetahui  kelayakan media  pembelajaran  pembangkit  listrik tenaga  panas  matahari  di  Laboratorium Prodi Teknik Elektro, Fakultas Sains & Teknologi  Universitas  Pembangunan Pancabudi,
d. Memahami  kelayakan  lingkungan  atas pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya terkhusus di
Laboratorium  Prodi  Teknik  Elektro, Fakultas Sains & Teknologi Universitas Pembangunan Pancabudi,

## Manfaat Penelitian
a. Menjadi  bahan  ajar  bagi  dosen  pada matakuliah energi baru terbarukan
b. Menjadi  acuan  bahan  masukan  dan pertimbangan  dalam  mengembangkan media pembelajaran guna untuk menambah  wawasan  demi  mendorong proses pembelajaran yang dapat memudahkan pengajar dalam menyampaikan bahan ajar yang berkaitan  dengan  pembangkit  listrik tenaga panas matahari
c. Mengembangkan pemodelan PLTS yang  telah  dirancang  sebagai  media pembelajaran  dan  untuk  penerapan kesiapan  sarana  tenaga  listrik  pada daerah  terisolir  yang  tidak  dijangkau oleh PLN.

## TINJAUAN PUSTAKA Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya adalah  pemanfaatan  energi  matahari  yang dikonversikan  menjadi  energi  listrik, dengan  proses  efek  fotovoltaik  secara langsung  memungkinkan  didapatkannya energi  listrik  yang  diharapkan,  tingginya intensitas  radiasi  matahari  yang  secara langsung mengenai sel fotovoltaik menjadi tolak  ukur  tingginya  daya  listrik  yang dapat diperolehnya.
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya atau ( PLTS) kedepannya  menjadi  unsur utama  energi  baru  terbarukan  yang dipercaya  memiliki  kekuatan  yang  besar
dalam  menyumbang  pasokan  energi  di negara  yang  memiliki  letak  geografis dengan ribuan pulau. Kesadartahuan masyarakat  yang  ingin  mengintegrasikan energi  listrik  swasta/konvensional  yang terhubung dengan jaringan listrik nasional   dengan  energi  surya  menjadi salah satu unsur utama dalam menjalankan pengembangan  pembangkit  listrik  tenaga surya. Selain  digemari  pada  skala  rumah tangga,  ke  depannya  PLTS  akan  diminati oleh  banyaknya    industry-industry    atau kegiatan  manufaktur  redensial  komersial dll.
Pancaran sinar matahari yang langsung  ke  permukaan  bumi  memiliki sifat  ibarat  gelombang  dan  partikel  energi (foton), dan radiasi matahari yang merupakan  sejumlah  foton  dipancarkan persatuan  luas  pada  waktu  tertentu, ditransformasi  menjadi  panas,  energi kimiawi dan energi listrik melalui konversi fotovoltaic oleh  sel surya.

## Komponen  Utama  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya
1. Panel Surya ( fotovoltaic )
Panel  surya  merupakan  alat  utama yang  pada  umumnya  berfungsi  untuk mengubah  cahaya  menjadi  energi  listrik. Diketahui  bahwa  matahari  adalah  sumber utama cahaya terbesar untuk dimanfaatkan. Arus yang dihasilkan adalah arus  searah  DC.  Hal  ini  menghadirkan keuntungan  tersendiri,  secara  langsung untuk  menyimpannya  ke  dalam  baterai. Sebab  unit  penyimpanan  energi  listrik memerlukan  serta  bekerja  untuk  arus searah  saja,  seperti  bateraii  dan  ultra kapasitor.
Energi  listrik  bisa  diperoleh  dengan mengkonversikan  sinar  matahari  melalui proses  secara  langsung  yang  dinamakan photovoltaic (PV).  Lazimnya  sel  surya memiliki  ketebalan  3  mm  terdiri  dari lapisan  silicon  bersifat  semikonduktor, metal,  anti  reflektif,  dan  strip  konduktor metal.  Silikon  tersebut  terdiri  atas  dua jenis  lapisan  sensitif  yaitu  lapisan  negatif (tipe-n)  dan  lapisan  positif  (tipe-p).  Jika
cahaya  matahari  mencapai  sel  maka elektron  akan  terlepas  dari  atom  silikon dan  mengalir  membentuk  sirkuit  listrik sehingga energi listrik dapat dibangkitkan. Sel  surya  senantiasa  dirancang  untuk mengubah  cahaya  menjadi  energi  listrik sebanyak-banyaknya  dan  digabung  secara seri  ataupun  paralel  demi  menghasilkan tegangan dan arus yang diinginkan.
1) Jenis Panel Surya
Panel  surya  juga  memiliki  beberapa keunggulan. Salah satunya adalah memanfaatkan  energi  terbarukan.  Dengan ini panel surya mengurangi ketergantungan penggunaan fosil dan lebih ramah  lingkungan.  Penggunaan  panel surya  juga  mengurangi  biaya  pengeluaran karena  perawatannya  sedikit.  Adapun  hal yang harus diperhatikan dalam pendeskrisian  beberapa  jenis  panel  surya demi  tujuan  mengetahui  efisiensi  sistem yang kemudian dihasilkan oleh
pembangkit listrik tenaga surya Panel sell surya mempunyai beberapa  jenis  yang  dibedakan  antara kelebihan  dan  kekurangannya.  Secara menyeluruh  sel  surya  dibagi  dalam  tiga jenis, yaitu:
a) Monokristal ( Mono-crystalline ) Panel  yang  digolongkan  paling efisien,  memperoleh  hasil  daya  listrik persatuan  luas  dengan  paling  baik.  secara efisien  panel  surya  ini  mengkonversikan cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik sebesar    15%.  Panel  surya  jenis  ini  sangat efisien  saat  digunakan  disebabkan  oleh penampangnya yang dapat menyerap sinar matahari  secara  lebih  efisien  dari  pada panel  surya  jenis  yang  lain.  Kelemahan dari  panel  jenis  ini  adalah  membutuhkan cahaya yang sangat terang dan efisiensinya akan  menurun  saat  cuaca  berawan  dan mendung. Jenis panel ini mempunyai nilai rupiah yang lebih mahal jika disandingkan dengan jenis panel polikristal.
b) Polikristall ( Poly-crystalline )
Teknologi panel surya ini diproduksi dengan  batang  silikon  yang  dicaikan  lalu dituangkan  dalam  cetakan  yang  umumnya
berbentuk. Panel surya jenis ini mempunyai keuntungan dengan strukturnya  yang  lebih  rapi  dan  rapat. Keuntungan  utama  dari  jenis  panell  jenis Polikristal  adalah  panel  surya  yang  paling sering  digunakan  karena  biayanya  yang lebih  terjangkau  dengan  tingkat  efisinsi yang lumayan baik.
c) TFSC ( Thin Film Solar Cell )
Teknologi  panel  sel  surya  satu  ini dibuat  dengan  menggunakan  sel  surya yang  tipis  lalu  dipasangkan  pada  lapisan dasar. Panel surya jenis ini bisa mendapatkan penangkapan cahaya sebesar 8,5%  dengan  penampang  yang  luasnya sama  dengan  Monocrystalline.  Sel  surya jenis  ini  sangat  tipis  karenanya  sangat ringan  dan  fleksibel  dan  cocok  digunakan untuk kebutuhan komersil.
2)  SCC (Solar Charge Controller) Salah satu komponen yang vital pada rangkaian  instalasi  tenaga  surya,  yang dimana  pengontrol  ini  berguna  dalam memastikan  kelancaran  sistem  tenaga surya  secara  aman  dan  efisien.  Pengontrol daya (SCC) ini juga memiliki peran dalam mengatur arus searah yang masuk kedalam baterai  guna  mencegah  agar  baterai  tidak melampaui pengisian yang dapat mempengaruhi  umur  baterai.  Pembatasan jumlah  voltase  yang  berlebihan  pada  laju pengisian  daya  ke  baterai  juga  salah  satu menjaga agar baterai lebih sehat dan awet.
Dengan  pemasangan  secara  paralel pada  baterai  yang  sama  dan  daya  pada larik modul fotovoltaik digabungkan maka akan diperoleh arus pengisian yang tinggi. Pulse  Width  Modulation (PMW)  atau Maximum  Power  Point  Tracing (MPPT) jenis  perangkat  pengontrol  daya  yang termasuk paling sering digunakan.
Berdasarkan  konfigurasi  larik  modul fotovoltaik  mampu  menetukan  detail  dari SCC,  sistem  tegangan  yang  dipakai,  serta karakteristik  dari  baterai.  Tegangan  dan arus  masukkan  maksimum  SCC  harus lebih  tinggi  dari  nilai  maksimum  modul fotovoltaik. 125% adalah angka persentase
terendah  yang  wajib  dimiliki  SCC.  Maka dari  itu  SCC  dapat  beroperasi  pada  batas aman di angka 1,25.

## 3)  Inverter
Melalui  rangkaian  yang  merubah tegangan  DC  (Direct  Current)  menjadi tegangan  AC  (Alternating  Current)  hal  ini merupakan  proses  dari  fungsi  sebuah inverter.  Dengan  pemindahan  tegangan dari  sumber  DC  ke  beban  AC  perangkat elektronika  ini  biasa  disebut  inverter. Dengan  begitu,  dapat  dipastikan  bahwa inverter tidak dapat menghasilkan tegangan listrik sendiri, melainkan perangkat  elektronika  ini  dapat  bekerja dengan  bantuan  beberapa  komponen berupa  trafo  CT,  rangkaian  osilator,  serta rangkaian switch atau saklar.
4)  Baterai/Accu Baterai  memiliki  peranan  penting dalam  penyimpanan  energi  listrik  dari panel  surya.  Melalui  reaksi  elektrokimia dengan  sumber  arus listrik  searah  menjadi energi  listrik,  baterai  juga  merupakan  alat penyimpanan tenaga listrik.
Baterai  deep  cycle  cocok  digunakan untuk  PV  dengan  daya  tampung  kapasitas 100 Ah 12 V dengan efisiensi lebih kurang 80%.
Pada  sistem  PLTS  teknologi  baterai beragam  dan  yang  paling  cocok  untuk panel  surya  yaitu Lead  acid memiliki charge ( deep  cycle )  rendah  dibanding lithium-  ion yang  memiliki  densitas  tinggi sehingga  lebih  sering  digunakan  karena aman, awet, mudah, dan murah.

## Pengaruh  Orientasi  dan  Kemiringan Modul Surya
Intensitas  radiasi  matahari  yang diterima oleh panel surya dapat mempengaruhi  daya  yang  dihasilkan  oleh sistem photovoltage. Semakin besar intensitas radiasi yang diterima maka daya yang  dapat  dihasilkan  oleh  sistem  juga semakin  besar  karena  energi  matahari merupakan  sumber  paling  dominan  dari pembangkitan  menggunakan  teknologi
photovoltage. Sudut  kemiringan  panel surya  yang  paling  tepat agar  mendapatkan radiasi  matahari  yang  paling  tinggi  untuk setiap  bulan  dalam  setahun  besarnya bervariasi.  Sudut  kemiringan  panel  surya yang  paling  tepat  untuk  musim  hujan adalah 1˚ dan untuk musim kemarau sudut kemiringan yang tepat sebesar 30˚. Radiasi matahari pada musim kemarau lebih besar daripada saat musim hujan karena matahari  tidak  tertutup  awan  sehingga indeks  kecerahannya  lebih  besar  dan menyebabkan  radiasi  yang  diterima  di bumi  dan  di  panel  surya  menjadi  lebih besar.

## Rumus Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Surya
a.  Perhitungan  Luas  Penampang  Panel Surya
Perhitungan  luas  penampang  sel surya dilakukan dengan rumus Panjang =A panel  X    lebar  panell,  ditujukan  pada persamaan rumus berikut ini. A= P X L………………………………(2.1) Keterangan : P = Panjang sel Surya L = Lebar sel Surya b. Daya Yang diterima/Daya Input P in = G x A ……………………………..(2.2)
Dimana : P in = Daya input sell fotovoltaik (watt) G  = Intensitas iradiasi matahari (watt/ m 2 ) A = Luasan Area sel fotovoltaik ( m 2 ) c. Daya Output Sell Surya P out = V x I …………………………..…(2.3) Dimana : P out = Daya output sel fotovoltaik (watt) V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) d. Efisiensi Ƞ = (P out / P in ) x 100%.............................(2.4) e. Kapasitas Inverter C inverter = Wtotal + (25% x Wtotal)…..…(2.5)
Dimana :
Wtotal = Daya total sistem saat beroperasi 25%  =  Daya  cadangan  untuk  memenuhi kebutuhan starting alat listrik
f. Asumsi rugi – rugi (Losses)
Asumsi  rugi  –  rugi  pada  sistem dianggap  15%  karena  sistem  yang  dipakai masih baru ( Abdul Hafid dkk, 2017 ).
ET = EA + Rugi – rugi sistem………….(2.6) ET = EA + (15% x EA)………………...(2.7) Keterangan : ET = Total Pemakaian Energi EA = Beban Sistem
g. Sudut Kemiringan Panel Surya α  = δ – lat……………………………...
(2.8)
Keterangan :
δ adalah sudut dari deklinasi matahari
(23,45˚) lat adalah titik koordinat lokasi penelitian h.Tegangan Dan Arus Panel Surya
Rangkaian Seri
V total = V 1 + V 2 + V 3 +…..+
V n …….…….(2.9)
I total = I 1 = I 2 = I 3 =
I n ….………………...(2.10) i. Tegangan Dan Arus Panel Surya Rangkaian Paralel V total = V 1 = V 2 = V 3 =
V n ……………....(2.11)
I total = I 1 + I 2 + I 3 …... + I n …………...….(2.12) Keterangan : V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere)

## METODE Lokasi Penelitian
Pada  penelitian  ini  dilakukan  tepat pada  titik  koordinat  03.589809˚N  dan 98.645056˚E,  dengan  data  yang  diperoleh dari  NASA  Enhanced  Data  Acces  Viewer terkait  insolasi  matahari  pada  tahun  2022 di  wilayah  ini  sebesar  4.65  kWh/m2/hari. Data kecepatan angin dan iradiasi tersebar juga  diperoleh  dari  NASA  Enhanced  Data Acces  Viewer  sementara  untuk  data temperatur  wilayah  Kota  Medan  didapat dari BMKG Kota Medan. Untuk
menggunakan  data  demi  mengetahui potensi  pemanfaatan  energi  matahari menjadi PLTS pada lokasi penelitian dapat menggunakan data di atas sebagai acuan.
Gambar 1. Lokasi Penelitian Laboratorium Teknik Elektro Universitas Pembangunan Pancabudi
Tabel 1. Data Insolasi, temperatur, radiasi matahari, dan kecepatan angin di Kota Medan Bulan Data Radiasi (kWh/m 2 /d ay)
Temperatur (˚C) Diffuse Radiation
(kWh/m 2 /d ay) Wind Velocity (m/s) Januari 4,63 25,5 3,45 1,98 Februari 4,54 26,4 3,32 2,48 Maret 5,51 26,7 3,12 2,06 April 5,38 27,5 3,37 1,76 Bulan
Data
Radiasi (kWh/m 2 /d ay) Temperatur (˚C) Diffuse Radiation (kWh/m 2 /d ay) Wind Velocity (m/s) Mei 4,63 27,8 2,39 1,65 Juni 4,50 26,2 2,31 1,84 Juli 4,82 26,7 2,34 1,69 Agustus 5,01 26,3 2,89 1,76 September 4,76 26,9 3,36 1,43 Oktober 4,30 26,1 3,23 1,52 November 4,42 25,7 3,10 1,86 Desember 3,37 24,8 2,06 2,51
Gambar 2. Enhanced Data Acces Viewer NASA Clearness index
Gambar 3. Enhanced Data Acces Viewer

## NASA Solar Radiation
Pada gambar 2 dan 3 memperlihatkan data radiasi surya harian horizontal (kWh/m2/day)  jangka  waktu  12  bulan dalam setahun pada tahun 2022, selanjutnya kecepatan  angin  menunjukkan  pengaruh selama 15 jam di ketinggian 5-10 m, setiap bulan  dalam  jangka  waktu  1  tahun.  Pada table  2  menunjukkan  Perhitungan  kapasitas output energy solar cell dengan data iradiasi surya  harian  horizontal  diketahui  4,65 kWh/m2 /day.
Tabel 2. Radiasi Surya Harian Bulan Index Clearnes Radiasi solar harian – horizontal (kWh/m2 /day Januari 0,481 4,63 Februari 0,459 4,54 Maret 0,537 5,51 April 0,524 5,38 Mei 0,463 4,63 Juni 0,455 4,50 Juli 0,472 4,82 Agustus 0,473 5,01 September 0,450 4,76 Oktober 0,422 4,30 November 0,450 4,42 Desember 0,361 3,37 Daily Solar Radiation 4,65

## Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya

## Gambar 4. Cara Kerja Fotovoltaik
Saat  matahari  bersinar  di  siang  hari radiasi  yang  diperoleh  oleh  cahaya matahari  akan  ditangkap  melalui  panel surya,  dengan  begitu  electron-electron  di sell  surya  akan  beralih  dari  N  ke  P, sehingga pada terminal keluaran dari panel akan  berbeda  dan  tergantung  dari  jumlah panel  yang  dikombinasikan  didalam  panel surya  tersebut,  terminal  keluaran  panel
pasti  berbeda  tergantung  dari  jumlah  sell surya  yang  digabungkan  di  dalam  panel surya  tersebut.  Keluaran  dari  panel  surya yaitu  arus  searah  (DC)  dengan  keluaran besar  tegangan  bergantung  pada  jumlah sell  surya  yang  dipasang  pada  panel  surya dan  bergantung  pada  banyaknya  sinar matahari  yang  mengenai/menyinari  panel surya  tersebut.  Dengan  demikian  keluaran dari  panel  surya  tersebut  dapat  digunakan langsung  ke  beban  yang  memerlukan tegangan DC dengan hasil arus yang kecil.
Dengan  kondisi  malam  hari  panel surya  tidak  akan  disinari  matahari, diperlukan  media  penyimpanan  berupa baterai  untuk  menyimpan  keluaran  arus dari panel surya tersebut.
Fungsi  penyimpanan  seperti  baterai memberikan  perlindungan  bagi  pelanggan dari  ketidakstablilan  energi  listrik  yang dihasilkan  dari  PLTS,  yang  dikhawatirkan dapat  merusak  peralatan  listrik  jika langsung digunakan tanpa baterai.
Sistem jaringan distribusi bagi PLTS dibedakan  oleh  desain  sistemnya.  Pertama terpusat  (dalam  satu  area),  yang  memiliki sistem untuk menyalurkan daya listrik ke beban,  dan  kedua  secara  tersebar  yang tidak  memiliki  sistem  jaringan  distribusi (sehingga  setiap  pelanggan  memiliki sistem PLTS tersendiri).
Blok  diagram  dari  sistem  PLTS  seperti ditunjukkan pada gambar :

## Gambar 5. Blok Diagram PLTS
Diagram Alir Proses

## Gambar 6. Diagram Alir

## HASIL DAN PEMBAHASAN Perancangan PLTS
Tahapan perencanaan dalam perancangan  PLTS  dilakukan  mulai  dari menentukan:
a. Penentuan kapasitas modul surya
b. Penentuan kapasitas baterai
c. Menentukan besaran watt dari inverter
d. Kebutuhan solar charger control (SCC)

## Penetuan Kapasitas Panel Surya
Dalam  penyelesaian  tugas  akhir melalui penelitian ini penulis merencanakan  perancangan  modul  surya yang  akan  digunakan  dengan  kapasitas sebesar  50  WP,  12  Volt-Dc.  Kapasitas modul surya 50 wp setara dengan 0,05 kw, diperolehlah energi sebesar : 0,05 kw x 4 Jam = 200 wh Kemudian dilaksanakan proses konversi  daya  50  wp,  12  Volt-Dc  dari panel surya ke tegangan ac keluar inverter, pada  proses  konversi  energi  ada  perkiraan daya  yang hilang sekitar 20%, angka 20% yang  hilang  karena  terjadi  pada  kabel  dan komponen-komponen  didalam  inverter, maka  setelah  konversi  daya  yang  keluar inverter  atau  yang  diterima  beban  hanya sebesar 80%.
0,05  kw  (50wp)  x  80%  =  0,04  kw  =  40
watt

## Penentuan Kapasitas Baterai
Sebagai  tempat  penyimpanan  energi listrik  baterai  mampu  mencadangkan kebutuhan listrik 100 watt, dengan nilai 12 Volt 100Ah, sehingga  ketahanan kapasitas baterai dapat : P = V x I P = 12 x 100 = 1200
Artinya, baterai
yang akan digunakan  memiliki  kapasitas  sebesar  480 Watt.  Sehingga  lama  kemampuan  baterai untuk  melayani  beban  100/hour  watt adalah: 1200 watt/100/hour = 12 jam

## Penentuan besaran watt dari inverter
Melalui  rangkaian  yang  merubah tegangan  DC  (Direct  Current)  menjadi tegangan  AC  (Alternating  Current)  hal  ini merupakan  proses  dari  fungsi  sebuah inverter.  Dengan  pemindahan  tegangan dari  sumber  DC  ke  beban  AC  perangkat elektronika  ini  biasa  disebut  inverter. Dengan  begitu,  dapat  dipastikan  bahwa inverter tidak dapat menghasilkan tegangan  listrik  sendiri.  Inverter  yang digunakan  inverter  merk  sunpower  500
watt dirancang untuk memenuhi kebutuhan  daya  listrik  40  watt  dengan tegangan kerja 220 V-ac
Dalam  penentuan  besaran  kapasitas daya  inverter  yang  digunakan,  terlebih dahulu  mengetahui  kebutuhan  daya  beban (watt)  yang  ingin  kita  backup,  Dimana total kebutuhan Listrik 40 watt/hour, maka di  pilihlah  tipe  inverter  dengan  daya  500 watt/hour.  Inverter  ini  sebaiknya  lebih besar  dari  beban/jam,  tapi  tidak  boleh kurang  dari  beban/jam  besaran  watt  yang ada.

## Kebutuhan Solar Charger Control
Dalam  memastikan  kebutuhan  solar charger  control  maka  kita  sebaiknya mengetahui  detai  dari  panel  yang  kita gunakan.  Untuk  panel  yang  akan  dipakai dengan detail sebagai berikut:
a. Pm = 50 wp
b. Vpm = 17,6 V
c. Voc = 21 V
d. Imp = 2,86 A
e. Isc = 3,2 A
Setelah kita mengetahui detailnya,
kemudian kita lihat Isc nya :
Daya SCC = Jumlah panel x Isc Daya SCC = 2 X 3,2 A Daya SCC = 6,4 A Jadi SCC yang dibutuhkan sebesar 6,4 A

## Gambar 10. Rangkaian PLTS
Keterangan :
1. Modul Surya
2. SCC (Solar Charge Controller)
3. Baterai
4. Inverter
5. Beban

## SIMPULAN
Adapun  dari  penelitian  yang  telah dilakukan maka dapat disimpulkan,
sebagai berikut:
1. Banyaknya  sumber  potensi  energi matahari  yang  dapat  menggantikan energi fosil sebagai energi alternatif
2. Kemampuan  energi  pada  solar  cell hanya sebesar 200 wh/hari
3. Kapasitas  baterai  1200  watt,  dapat digunakan 12 jam
4. Kapasitas Inverter 500 w ˃ 40 w.

## DAFTAR PUSTAKA
Zuraidah Tharo, Hamdani, Melly
Andriana.  2019. Pembangkit  Listrik Hybrid  Tenaga  Surya  dan  Angin Sebagai Sumber Alternatif Menghadapi  Krisis  Energi  Fosil  di Sumatera. Jurnal Teknik SEMNASTEK UISU 2019 ( http://jurnal.uisu.ac.id )
Hamdani,  Zuraidah  Tharo,  Siti  Anisah. 2019. Perbandingan  Performansi
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya Antara Daerah Pegunungan Dengan
Daerah Pesisir. Jurnal Teknik SEMNASTEK UISU 2019 ( http://jurnal.uisu.ac.id )
Zuraidah Tharo, H  Hamdani , Analisis biaya pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)  atap  skala  rumah  tangga Journal  of  Electrical  and  System Control …, 2020 – ( http://ojs.uma.ac.id )
Putu Dita Suryadi, I Putu Suka Arsa., Wayan  Mahardika  Prasetsya . Media  Pembelajaran  Pembangkit Listrik Tenaga Surya Dalam
Pengukuran  Arus  Dan  Tegangan Listrik  Pada  Rangkaian  Seri  Paralel, Jurnal  Pendidikan  Teknik  Elektro
(2023), 12(3), 233-243
Jaka  Windarta,  Enda  Wista  Sinuraya, Darell Mahardhika, Ilham Muammar,. 2020. Studi Perancangan  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya (PLTS) dengan Sistem On  Grid  untuk  Supply  Listrik  pada Lingkungan Bank Perkreditan Rakyat  Pedesaan  di  BPR  BKK Mandiraja Cabang Wanayasa Kabupaten  Banjarnegara  ditinjau dari  Teknis  dan  Ekonomi  Teknik. Seminar Nasional Pengabdian
Masyarakat  UNDIP  2020  (Website: http://semnasppm.undip.ac.id ) Zuraidah Tharo , H Hamdani , M. Andriana,
Perancangan Dan Implementasi Genset 450 Va Berbasis Panel Surya Journal  of  Electrical  and  System Control …, 2020 – ( http://ojs.uma.ac.id )
Puhrani  Burhan,  Sunu  Hasta  Wibowo,  M. Ali Watoni 2022. Studi Perancangan
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya Dengan  Kapasitas  250  WP.  Jurnal
INTEKNA,  (Online),  Vol.22,No.2,
Hal. 76-162 ( http://ejurnal.poliban.ac.id )
Selfiana dan Melson Marin. 2021.
Rancang  Bangun  Modul  Praktikum
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya.
Laporan  Tugas  Akhir. Politeknik Negeri Ujung Pandang Zuraidah Tharo, Hamdani, Melly Andriana.  2019. Rancang  Bangun Inverter Gelombang Sinus Termodifikasi Pada Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya  Untuk  Rumah Tinggal. Jurnal Teknik SEMNASTEK UISU 2019 ( http://jurnal.uisu.ac.id ) Rahmaniar, Khairul, Agus Junaidi. 2023. Analysis  of  Shadow  Effect  on Solar  PV  Plant  using  Helioscope Simulation  Technology  in  Palipi Village. 9(1), 75-83.
“NASA  Prediction  of  Worldwide  Energy Resources.”  [Online].  Available: https://power.larc.nasa.gov/data- accessviewer/.  [Accessed:  02-Mei- 2024].