Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                             e-ISSN : 2745 4053 Vol. 5 No. 2, 2024 |pp: 1985-1989 | DOI : http://doi.org/10.55338/jpkmn.v5i2.3145

## Penerapan Rancang Bangun PLTS Sistem Off-Grid Sebagai Kendali Penyiraman Otomatis Berbasis PLC Pada Perkebunan Widuri di Desa Wonokerto, Kecamatan Bancak, Kabupaten Semarang
1) Adi Wasono, 2) Eriko Arvin Karuniawan*, 3) Achmad Hardito, 4) Adeguna Ridlo Pramurti, 5) Akhmad Jamaah,
6) Agus Adiwismono, 7) Endang Triyani, 8) Juwarta, 9) Moch. Chambali, 10) Hery Setijasa, 11) Yusnan Badruzzaman
2,4,5,9,11) Program Studi STr Teknologi Rekayasa Instalasi Listrik, Politeknik Negeri Semarang, Kota Semarang, Indonesia
1,3,6,7,8,9,10) Program Studi D3 Teknik Listrik, Politeknik Negeri Semarang, Kota Semarang, Indonesia
*) Email Corresponding: eriko@polines.ac.id

## INFORMASI ARTIKEL ABSTRAK
Kata Kunci:
PLTS Off Grid Mandiri Energi Watering System Energi Hijau
Kawasan Produksi Widuri yang terletak di Desa Wonokerto, Kecamatan Bancak, Kabupaten Semarang merupakan sebuah Kawasan Perkebunan yang sebagian besar peralatan penyiraman masih mengandalkan suplai daya dari PLN. Untuk menunjang kebutuhan kegiatan penyiraman tanaman,  kelompok  pengabdian  dosen  Politeknik  Negeri  Semarang  telah  membuat  dan memasang sistem PLTS yang bertujuan sebagai suplai daya utama dalam penyiraman tanaman di Kawasan  Produksi Widuri.  Total  beban 315,8 Wh disuplai  menggunakan  baterai sebagai sumber  utama  berkapasitas  200  Ah  serta  dengan  pengisian  menggunakan  panel  surya berkapasitas  500Wp.  Pada  kegiatan  pengabdian  ini  menggunakan  LVD  (Low  Voltage Disconnect) untuk mekanisme perpindahan suplai energi dari baterai atau PLN untuk ke beban. Hasil dari pengukuran besaran listrik dapat dipantau menggunakan PZEM-015 dan P06S-100. Energi pengisian baterai tertinggi terjadi pada rentang waktu 11.30 – 12.00 sebesar 73.98 Wh dan total rata – rata per hari mencapai 932,32 Wh. Rata – rata pengisian energi baterai sebesar 68,75 Ah atau setara dengan 34% kapasitas baterai. Dari kegiatan pengabdian ini menunjukkan PLTS  Off-Grid  dapat  mengurangi  ketergantungan  petani  terhadap  energi  listrik  PLN  serta dapat menjadi percontohan pemanfaatan energi listrik dalam rangka mendorong kemandirian energi nasional.

## ABSTRACT
Keywords:
Solar Power Plant
Off Grid Energy Independent Watering System Green Energy
Widuri Production Area located in Wonokerto Village, Bancak District, Semarang Regency is a plantation area where most watering equipment still relies on power supply from PLN. To support  plant  watering  activities,  the  Semarang  State  Polytechnic  lecturer  service group  has created and installed a PLTS system that aims to be the main power supply in watering plants in the Widuri Produciton Estate. The total load of 315.8 Wh is supplied using batteries as the main source with a capacity of 200 Ah and by charging using solar panels with a capacity of 500Wp. In this development activity, LVD (Low Voltage Disconnect) is used to transfer energy supply from the battery or PLN to the load. The results of measuring electrical quantities can be monitored using PZEM-015 and P06S-100. The highest battery charging energy occurs in the time range of 11.30 – 12.00 of 73.98 Wh and the total average per day reaches 932.32 Wh. The average battery charge is 68.75 Ah or equivalent to 34% of battery capacity. This service activity shows that Off-Grid PLTS can reduce farmers' dependence on PLN's electrical energy and can be a model for the use of electrical energy to encourage national energy independence.
This is an open access article under the CC–BY-SA license.
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                             e-ISSN : 2745 4053 Vol. 5 No. 2, 2024 |pp: 1985-1989 | DOI : http://doi.org/10.55338/jpkmn.v5i2.3145

## I. PENDAHULUAN
Kelompok  pengabdian  dosen  Teknik  Listrik  Politeknik  Negeri  Semarang(Polines)  rutin  melaksanakan kegiatan pengabdian setiap tahunnya dengan dana skema dana DIPA. Pada kegiatan pengabdian masyarakat tahun  anggaran  2023,  Kelompok  dosen  Teknik  Listrik  Polines  berfokus  pada  tema  energi  hijau  pada pemberdayaan ekonomi desa.
Latar  belakang  dari  kegiatan  pengabdian  ini  didorong  oleh  semakin  meningkatnya  kebutuhan  akan efisiensi penggunaan sumber daya energi dan air dalam pengelolaan perkebunan. Namun, meskipun konsep penerapan  PLTS  sistem  off-grid  dan  kendali  penyiraman  otomatis  berbasis  PLC  telah  diperkenalkan, implementasi  yang  komprehensif  dan  terintegrasi  masih  terbatas,  terutama  di  lingkungan perkebunan  skala menengah seperti perkebunan Widuri di Desa Wonokerto.
Peningkatan populasi memicu permintaan energi listrik yang meningkat, menyebabkan tantangan dalam ketersediaan  energi  di  Indonesia(Kurniawan  dkk.,  2022).  Sementara  energi  konvensional  memiliki keterbatasan  dan  dampak  lingkungan  yang  besar(Setyono  &  Kiono,  2021),  energi  baru  terbarukan  (EBT), khususnya energi surya, menjadi alternatif menarik(Halim, 2022). Meskipun potensi energi surya di Indonesia cukup tinggi, pemanfaatannya masih terbatas karena kendala teknis dan biaya produksi yang tinggi(Alnavis dkk., 2024).
Dalam  konteks  ini,  pengembangan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  Off  Grid  menjadi  solusi yang  menjanjikan,  terutama  dalam  kasus  Kawasan  Produksi  Widuri  yang  masih  bergantung  pada  pasokan listrik  dari  PLN.  PLTS  Off  Grid  menggunakan  kontrol  PLC  yang  memungkinkan  beralih  secara  otomatis antara  sumber  daya  utama  (PLTS)  dan  PLN  sesuai  dengan  kapasitas  baterai.  Ini  tidak  hanya  memberikan keandalan  suplai  energi,  tetapi  juga  membantu  menghemat  biaya  operasional  dengan  mengurangi ketergantungan pada PLN.
Kelebihan lain dari PLTS Off Grid adalah kemampuannya untuk memberikan informasi langsung tentang kondisi operasional melalui kotak panel, memungkinkan pemantauan yang efisien terhadap beban listrik yang digunakan.
Pada  Kawasan  Produksi  Widuri  yang  merupakan  sebuah  Kawasan  Perkebunan  yang  sebagian  besar peralatan penyiraman masih mengandalkan suplai daya dari PLN. Maka dari itu untuk menunjang kebutuhan kegiatan penyiraman di Kawasan Produksi Widuri(Maulana dkk., 2023) diperlukan pengembangan energi baru dan terbarukan. Dengan demikian, PLTS Off Grid dengan kendali PLC diharapkan dapat menjadi solusi yang efektif  dalam  mendukung  produksi  tanaman  di  Kawasan  Produksi  Widuri,  sambil  mengurangi  biaya operasional yang sebelumnya dikucurkan untuk pembayaran listrik PLN.
Dengan  demikian,  dari  kegiatan  pengabdian  ini  diharapkan  dapat  memberikan  kontribusi  yang  berarti dalam  pemahaman  tentang  penerapan  teknologi  terbarukan  dan  otomatisasi  dalam  pengelolaan  perkebunan serta  memberikan  panduan  praktis  bagi  pemangku  kepentingan  terkait  untuk  mengimplementasikan  solusi yang berkelanjutan dan efisien.

## II. MASALAH
Latar  belakang  masalah  di  atas  adalah  meningkatnya  permintaan  energi  listrik  sebagai  akibat  dari peningkatan  populasi  penduduk,  yang  mengakibatkan  tantangan  dalam  ketersediaan  energi  di  Indonesia. Sementara itu, penggunaan energi konvensional memiliki keterbatasan dan dampak lingkungan yang besar. Oleh  karena  itu,  diperlukan  alternatif  energi  baru  terbarukan  (EBT),  seperti  energi  surya,  namun pemanfaatannya masih terbatas karena kendala teknis dan biaya produksi yang tinggi(Kholiq, 2015). Keadaan ini  mendorong  pengembangan Pembangkit Listrik  Tenaga Surya  (PLTS) Off  Grid  sebagai  solusi  potensial, terutama di daerah seperti Kawasan Produksi Widuri yang masih bergantung pada pasokan listrik dari PLN. Hal ini bertujuan untuk mengatasi tantangan ketersediaan energi dan mengurangi dampak lingkungan, sambil juga menghemat biaya operasional(Hakim dkk., 2021).

## III. METODE
Metode yang dilakukan dalam kegiatan pengabdian Dosen Teknik Listrik Polines ini antara lain: 1. Observasi
Mengidentifikasi  kebutuhan  dan  permasalahan  yang  ada  di  Kawasan  Produksi  Widuri  terkait  bidang energi  dan  sistem  pertanian.  Data  yang  diobservasi  meliputi  kebutuhan  air,  pompa,  energi  listrik,  luas lahan, jenis tanaman dan operasional kegiatan perkebunan
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                             e-ISSN : 2745 4053 Vol. 5 No. 2, 2024 |pp: 1985-1989 | DOI : http://doi.org/10.55338/jpkmn.v5i2.3145
2. Perancangan
Membuat  perancangan  dalam  pembuatan  sistem  PLTS  agar  sesuai  dan  dapat  digunakan  pada  sistem penyiraman di Kawasan Produksi Widuri
3. Implementasi Rekayasa
Melakukan  instalasi  dan  pengujian  sistem  PLTS off  grid  untuk  sistem  pengairan  tanaman  di  Kawasan Produksi Widuri
4. Edukasi
Memberikan  edukasi  dan  pemahaman  pengelola  Kawasan  Produksi  Widuri  terkait  penggunaan  serta perawatan sistem PLTS off grid agar tercipta keberlanjutan
5. Monitoring
Melaksanakan pemeriksaan berkala untuk memastikan sistem PLTS dapat terus berjalan berkelanjutan

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kelompok  pengabidan  dosen  Teknik  Listrik  Polines  melakukan  kegiatan  pengabdian  di  Kawasan Produksi Widuri pada tanggal 16-17 Agustus 2023. Kegiatan dilaksanakan dengan pemasangan sistem PLTS off  grid  serta  memberikan  edukasi  terhadap  pengelola  Kawasan  Produksi  Widuri  tentang  penggunaan  dan perawatan PLTS off grid tersebut. Rancangan sistem PLTS Off Grid dibuat untuk menyesuaikan kebutuhan energi yang diperlukan dalam sistem penyiraman tanaman. Diagram blok dan rancangan bangunan PLTS dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram blok dan rancangan bangunan PLTS Off Grid
Perhitungan Pemakaian Energi Listrik Pada sistem kendali ini, terdapat beban yang bekerja secara standby selama 24 jam, yaitu beban sistem serta beban-beban pompa yang bekerja pada waktu-waktu tertentu(Sunik dkk.,  2024).  Besarnya  daya  yang  dibutuhkan  pada  sistem  PLTS  adalah  sebesar  3,9  Watt,  besar  daya  yang dibutuhkan oleh motor pompa Drip adalah sebesar 144 Watt, serta daya yang dibutuhkan oleh motor pompa Sprinkle adalah sebesar 144 Watt. Data tersebut didapat berdasar spesifikasi daya pada tiap komponen. Beban- beban pada panel kontrol PLTS akan bekerja selama 24 jam penuh, sedangkan beban motor-motor Drip dan Sprinkle bekerja secara periodik selama satu hari, yaitu motor pompa Drip bekerja selama 2 jam per hari dan motor pompa Sprinkle bekerja selama 30 menit per hari. Serta pengembangan yang dapat bekerja selama 6 jam dengan daya 200 Watt. Maka akan mengonsumsi energi sebesar 1.653,6 Wh. Perhitungan tegangan dan arus pada rangkaian, didapat data sebagai berikut :
Diketahui : Vmp = 19,25 V Imp = 12,96 A Keterangan : 2 panel surya memiliki Vmp dan Imp sama maka perhitungannya sebagai berikut : Vmp = 19,25 V + 19,25 V = 38,5 V Imp = 12,96 A
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                             e-ISSN : 2745 4053 Vol. 5 No. 2, 2024 |pp: 1985-1989 | DOI : http://doi.org/10.55338/jpkmn.v5i2.3145
Kapasitas panel = Vmp total x Imp total = 38,5 V x 12,96 A = 500 Wp Maka  dalam  kegiatan  pengabdian  ini  akan  menggunakan  2  buah  panel  surya  yang  dirangkai  seri  sehingga menghasilkan daya sebesar 500Wp(Darma, 2017).
Besaran  energi  listrik  dari  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  dipengaruhi  oleh  radiasi  matahari  yang diterima permukaan  fotovoltaik.  Cuaca  juga  mempengaruhi  besarnya  radiasi  matahari  yang sampai  pada fotovoltaik(Asrori & Yudiyanto, 2019), hal ini dapat terjadi karena jika cahaya matahari tertutup oleh awan atau objek lainnya maka nilai radiasi yang terukur akan berkurang.
Dengan demikian, kami membangun PLTS jauh di sekitar yang dapat mempengaruhi kurangnya radiasi matahari. Pengujian pembangkitan energi listrik dilakukan selama 2 hari, yaitu pada Rabu, 16 Agustus 2023 sampai Kamis, 17 Agustus 2023. Pada tanggal tersebut musim sudah memasuki musim kemarau. Pengujian dilakukan pada pukul 07.00 sampai 18.00. Pemilihan waktu tersebut didasari oleh pengamatan awal di mana matahari mulai tampak dan dapat melakukan pengisian. Grafik pengisian baterai pada hari pertama dan kedua yang terukur dapat terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik pengisisan Baterai sistem PLTS Off Grid di Kawasan Produksi Widuri
Setelah  dilakukan  pemasangan  dan  pengujian,  maka  sistem  PLTS  Off  Grid  ini  akan  disosialisasikan penggunaan  dan  perawatannya  kepada  pengelola  Kawasan  Produksi  Widuri  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 3.

## Gambar 3. Sosialiasi PLTS Off Grid di Kawasan Produksi Widuri
Keberadaan  PLTS  off-grid  untuk  sistem  penyiraman  industri  ini  menjadi  contoh  nyata  bagaimana teknologi  dapat  berperan  dalam  mendukung  keberlanjutan  dan  efisiensi  dalam  berbagai  sektor.  Dengan menggabungkan  energi  matahari  sebagai  sumber  daya  utama,  fasilitas  ini  tidak  hanya  mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil, tetapi juga menciptakan lingkungan yang lebih bersih dan sehat bagi komunitas sekitarnya.

## V. KESIMPULAN
Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat Nusantara (JPkMN)                                                             e-ISSN : 2745 4053 Vol. 5 No. 2, 2024 |pp: 1985-1989 | DOI : http://doi.org/10.55338/jpkmn.v5i2.3145
Dalam  rangka  pengabdian  Dosen  Teknik Listrik  Polines  di  Kawasan  Produksi  Widuri,  sebuah  inovasi terobosan  telah  diimplementasikan  dengan  memanfaatkan  sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) off-grid untuk mendukung penyiraman tanaman secara efisien. PLTS off-grid dengan kapasitas 500 Watt telah dipasang untuk menyediakan suplai energi bagi sistem kontrol penyiraman tanaman secara otomatis di lokasi tersebut. Data penggunaan energi selama periode operasional pukul 07.00 hingga 18.00 menunjukkan bahwa rata-rata energi yang dihasilkan dan disimpan dalam baterai mencapai 68,75 Ah, setara dengan 933,2 Wh, atau sekitar 34,3% dari total kapasitas baterai yang tersedia. Energi yang disimpan ini kemudian dapat digunakan pada  malam  hari  untuk  mengoperasikan  panel  kontrol,  menjaga  kelangsungan  sistem  penyiraman  tanaman tanpa ketergantungan pada sumber energi eksternal. Dengan adanya implementasi sistem PLTS off-grid ini, tidak hanya mengurangi biaya operasional secara signifikan, tetapi juga memberikan keberlanjutan dalam hal pasokan energi. Fasilitas ini menjadi solusi yang mandiri dan ramah lingkungan, mengurangi jejak karbon dan ketergantungan pada bahan bakar fosil. Selain itu, dengan penggunaan sumber energi yang terbarukan, kami berkontribusi  pada  upaya  mitigasi  perubahan  iklim  secara  lokal.  Inovasi  ini  bukan  hanya  sekadar  langkah teknologi, tetapi juga simbol dari komitmen kami untuk memperkenalkan praktik berkelanjutan dalam industri pertanian. Diharapkan, keberhasilan implementasi ini dapat menginspirasi upaya serupa di tempat-tempat lain, mendorong pertumbuhan sektor energi terbarukan, dan memberikan contoh positif bagi upaya pemeliharaan lingkungan dan ketahanan energi di masa depan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih terutama ditujukan kepada Pengelola Dana DIPA Politeknik Negeri Semarang pada tahun 2023 dan mitra yaitu Pengelola Kawasan Produksi Widuri sehingga pelaksanaan pengabdian masyarakat dapat terlaksana dengan sangat baik.

## DAFTAR PUSTAKA
Alnavis,  N.  B.,  Wirawan,  R.  R.,  Solihah,  K.  I.,  &  Nugroho,  V.  H.  (2024).  Energi  listrik  berkelanjutan:  Potensi  dan tantangan  penyediaan  energi  listrik  di  Indonesia. Journal  of  Innovation  Materials,  Energy,  and  Sustainable Engineering , 1 (2), Article 2. https://doi.org/10.61511/jimese.v1i2.2024.544 Asrori,  A., & Yudiyanto, E. (2019). Kajian Karakteristik Temperatur Permukaan Panel  terhadap Performansi Instalasi Panel  Surya  Tipe  Mono  dan  Polikristal. FLYWHEEL :  Jurnal  Teknik  Mesin  Untirta , 1 (1),  Article  1. https://doi.org/10.36055/fwl.v1i1.7134 Darma,  S.  (2017).  ANALISA  PERKIRAAN  KEMAMPUAN  DAYA  YANG  DIBUTUHKAN  UNTUK PERENCANAAN  PEMBANGKIT  LISTRIK  TENAGA  SURYA  (PLTS). Jurnal  Ampere , 2 (1),  Article  1. https://doi.org/10.31851/ampere.v2i1.1210
Hakim, R. R. A., Pangestu, A., Jaenul, A., Sinaga, D. W., Saputra, E. Y., & Arief, Y. Z. (2021). IMPLEMENTASI PLTS DI  DESA  PULISAN,  SULAWESI  UTARA,  INDONESIA  SEBAGAI  PERWUJUDAN  PROGRAM  DESA ENERGI. Prosiding Penelitian Pendidikan Dan Pengabdian 2021 , 1 (1), Article 1. Halim, L. (2022). Analisis Teknis dan Biaya Investasi Pemasangan PLTS On Grid dan Off Grid di Indonesia. RESISTOR (Elektronika Kendali Telekomunikasi Tenaga Listrik Komputer) , 5 (2), Article 2.
https://doi.org/10.24853/resistor.5.2.131-136
Kholiq, I. (2015). Analisis Pemanfaatan Sumber Daya Energi Alternatif Sebagai Energi Terbarukan untuk Mendukung Subtitusi BBM. Jurnal IPTEK , 19 (2), 75–91. https://doi.org/10.31284/j.iptek.2015.v19i2.12
Kurniawan,  I.,  Ichwani,  R.,  Fionasari,  R.,  Batubara,  A.,  &  Huda,  A.  (2022).  Indonesia’s  Renewable  Energy  Outlook:
What  to  Expect  in  The Future Renewable Energy of Indonesia. A Brief Review. Elkawnie: Journal  of  Islamic Science and Technology , 8 (2), Article 2. https://doi.org/10.22373/ekw.v8i2.18738 Maulana, F., Setiawan, F., Fuady, Z., Al-Farizqi, M. N., Pamungkas, K. S., & Wasono, A. (2023). SISTEM KENDALI PENYIRAMAN TABULAMPOT MENGGUNAKAN METODE DRIP BERBASIS IOT DENGAN SUMBER SEL  SURYA  UNTUK  MENINGKATKAN  PRODUKTIVITAS  PETANI  DI  KAWASAN  WIDURI. Orbith: Majalah Ilmiah Pengembangan Rekayasa Dan Sosial , 19 (3), Article 3. https://doi.org/10.32497/orbith.v19i3.5263 Setyono, A. E., & Kiono, B. F. T. (2021). Dari Energi Fosil Menuju Energi Terbarukan: Potret Kondisi Minyak dan Gas Bumi  Indonesia  Tahun  2020  –  2050. Jurnal  Energi  Baru  dan  Terbarukan , 2 (3),  154–162. https://doi.org/10.14710/jebt.2021.11157
Sunik, S., Yoedono, B. S., & Manao, R. N. R. (2024). Memanfaatkan Setetes Air: Teknologi Irigasi untuk Produktivitas Tanaman. Yayasan DPI . https://badanpenerbit.org/index.php/dpipress/article/view/1512