Jurnal Energi Baru & Terbarukan, 2022, Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230
Received : 18 Agustus 2022
Accepted : 21 September 2022
Published : 31 Oktober 2022
Copyright: ©  2022  by  the  authors. Jurnal  Energi  Baru  dan  Terbarukan (p-ISSN: 2809-5456 and  e- ISSN: 2722-6719 ) published by Master Program of Energy, School of Postgraduate Studies. This article is  an  open  access  article  distributed  under  the  terms  and  condition  of  the Creative  Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-SA 4.0).

## Desain Pompa Air Tenaga Surya DC di Mata Air Aroen, Kabupaten Manatuto, Timor Leste
Budiman Kamil 1 , Jaka Windarta 1 , Oo Abdul Rosyid 2
1 Magister Energi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Diponegoro;
2 Pusat Riset Konversi dan Konservasi Energi, Badan Riset da n Inovasi Nasional;
Email  : budimankamil@students.undip.ac.id (B.K), jakawindarta@lecturer.undip.ac.id (J.W), abdul65.rosyid@gmail.com (O.A.R);
Abstrak :  Teknologi  Pompa  Air  Tenaga  Surya  (PATS)  saat  ini  dapat  menjadi  solusi penyediaan air untuk  keperluan  rumah  tangga  yang  ramah  lingkungan  tertama  di  daerah  terpencil  yang  belum tersedia  listrik.  Desain  sistem  yang  tepat  sangat  tergantung  pada  kondisi  geografis,  penyinaran matahari  yang  tersedia,  kebutuhan  air  domestik  dan  konfigurasi  yang  tepat  dari  sistem  yang diusulkan.  Oleh  karena  itu,  tujuan  dari  studi ini adalah untuk membuat desain Pompa Air  Tenaga Surya  submersibel  DC yang optimal yang mampu memasok sistem pompa surya untuk memenuhi kebutuhan  air  domestik  dari  desa  terpencil  yang  terletak  di  kabupaten  Manatuto,  Timor  Leste. Pendekatan rinci untuk desain PATS, disimulasikan berdasarkan data kebutuhan air penduduk dari hasil  survei.  Selain  itu,  studi  desain  PATS  dilakukan  dengan  memperhatikan  kondisi  geografis. Berdasarkan kondisi tersebut dan letak pemukiman, maka desain sistem pemasokan air direncanakan menggunakan  2  metoda  yaitu  dengan  sist em  pemompaan  dan  sistem  gravitasi.  Dari  hasil perhitungan  jarak  dan  ketinggian  antara  sumber  air  dengan  pemukiman  penduduk  yang membutuhkan pompa dengan total head statis yang besar tetapi debit kecil, maka jenis pompa yang cocok adalah pompa submersibel r otor heliks dengan arus DC. Hal ini karena listrik dari panel surya adalah  listrik  DC  sehingga  akan  lebih  efisien  jika  menggunakan  pompa  DC.  Selain  itu  Pompa  DC memiliki  keunggulan  lebih efisien karena memberikan output maksimum dengan panel surya yang lebih sedikit. Pompa surya AC membutuhkan lebih banyak panel surya karena listrik harus diubah menjadi AC untuk digunakan. Akibatnya, efisiensi sistem berkurang.
Kata Kunci : Desain PATS,  pompa submersibel DC, rotor heliks
Abstract : The current Solar Water Pump (PATS) technology can be a solution for providing water for household purposes that is environmentally friendly, especially in remote areas where electricity is not yet available. Appropriate system design is highly dependent on geographic conditions , available solar  radiation,  domestic  water  requirements  and  the  exact  configuration  of  the  proposed  system.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Therefore, the aim of this study is to design an optimal DC submersible Solar Water Pump capable of supplying  a  solar  pump  system  to  meet  the  domes tic  water  needs  of  a  remote  village  located  in Manatuto  district,  Timor  Leste.  A  detailed  approach  to the design of PATS, simulated based on the population's  water  demand  data  from  the  survey  results.  In  addition,  the  PATS design study was carried  out  by  taking  into  account  the  geographical  conditions.  Based  on  these  conditions  and the location of the settlement, the design of the water supply system is planned to use 2 methods, namely the pumping system and the gravity system. From the calculation of the distance and height between the  water  source  and residential areas that require a pump with a large total static head but small discharge, the type of pump that is suitable is a helical rotor submersible pump with DC current. This is because the electricity from the solar panels is DC electricity, so it would be more efficient to use a DC  pump.  In  addition,  DC  pumps  have  the  advantage of being more efficient because they provide maximum  output  with  fewer  solar  panels.  AC  solar  pumps  require  more  solar  panels   because electricity has to be converted into AC for use. As a result, the efficiency of the system is reduced.
Keywords : SWP Design,  DC  solar submersible pump, helical rotor

## 1. Pendahuluan
Salah satu kebutuhan dasar manusia adalah air, baik untuk keperl uan hidup sehari-hari seperti untuk  minum  &  masak,  keperluan  sanitasi,  dan  untuk kebutuhan yang menunjang agrobisnis dan proses  produksi.  Namun  ketersediaan  air  yang  memenuhi  syarat  untuk  memenuhi  kebutuhan masyarakat  tersebut  di  atas,  sering  menjadi  masalah,  terutama  pada  daerah  yang  sumber  air permukaannya sangat terbatas, atau air bawah tanahnya sangat dalam.
Banyak desa desa di Timor Leste termasuk yang berada di kabupaten Manatuto terutama desa Hatuermera  mengalami  kesulitan  air  apalagi  pada  musim  kema rau.  Untuk  mendapatkan  air, masyarakat  harus  berjalan lebih dari 1 km menuju sumber air terdekat. Sementara jaringan listrik belum  tersedia  untuk  menggunakan  pompa  air  untuk  mengalirkan  air  dari  mata  air  ke  desa  desa tersebut.  Oleh karena itu dibutuhkan alternatif menggunakan energi lain sebagai penggerak pompa yaitu memanfaatkan energi surya yang berlimpah di lokasi tersebut.
Melimpahnya  tenaga  surya  yang  merata  dan  dapat  ditangkap  di  seluruh  bagian  Timor Leste hampir sepanjang tahun merupakan sumber energi listrik yang sangat potensial untuk dimanfaatkan. Sebagai Negara dengan posisi di sekitar garis khatulistiwa, Timor Leste memiliki potensi energi surya yang  sangat  baik  yaitu  rata-rata  4,80  kWh/m²/hari  yang  bersinar  sepanjang  tahun.  Dengan berkembangnya  teknologi  konversi  energi  surya  menjadi  energi  listrik  dan  menurunnya  biaya komponen peralatan yang diperlukan, potensi energi surya menjadi hal yang layak untuk didorong pemanfaatannya di Timor Leste.
Pompa air tenaga surya (PATS) memiliki potensi untuk  memberikan perubahan signifikan bagi masyarakat  pedesaan,  tidak  hanya  melalui  penyediaan  air  secara  langsung,  tetapi  juga  melalui kemungkinan pengembangan sosiologis dan ekonomi. Dampak PATS dapat melampaui ketersediaan air,  tetapi  dapat  memiliki  konsekuensi  positif dan negatif. Tanpa pengetahuan tentang konsekuensi ini, sulit untuk melihat bagaimana perancang, produsen, dan pelaksana proyek dapat berharap untuk memberikan  solusi  berkelanjutan  untuk  masalah  penyediaan  air.  Oleh  karena  itulah  dibutuhkan desain PATS yang tepat sesuai dengan kebutuhan masyarakat setempat.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266

## 2. Deskripsi Lokasi
Berdasarkan wilayah administrasinya, mata air Aroen berada di desa Hauermera yang termasuk dalam wilayah Kabupaten/Kota Manatuto. Kotamadya Manatuto memiliki luas wilayah 1.785,96 km² yang terdiri dari 31 Desa dan 103 Dusun dengan jumlah penerima manfaat proyek sistem pompa air tenaga surya (PATS) adalah 84 kepala keluarga yang terdiri dari 245 jiwa (UNDP 2021).
Gambar 1. Rencana Lokasi PATS Hatuermera (UNDP,  2021)
Informasi  akses  dan  sumber  listrik di wilayah Manatuto berdasarkan hasil sensus tahun 2015 yaitu  sumber  energi  utama penerangan masyarakat di wilayah tersebut terdiri dari listrik, biogas, minyak tanah, baterai senter, kayu bakar, lilin, solar panel , dan lain-lain. Berdasarkan Dokumen Pra Studi Kelayakan 29 Lokasi Proyek Implementasi Sistem Pompa Air Tenaga Surya di Timor Leste yang dikeluarkan UNDP pada tahun 2019, sumber air Desa Hatuermera adalah mata air. Ada 2 (dua) mata air di desa Hatuermara, yaitu mata air Aroen dan mata air Aimeta. Namun, di daerah Hatuermera, masyarakat umumnya menggunakan mata air aroen. Jarak rata-rata dari masyarakat ke sumber air (mata  air)  adalah  600-800  meter  dan waktu rata-rata untuk mengambil/menampung air adalah 30 menit dengan rata-rata konsumsi air setiap rumah tangga per hari yaitu 60 liter/KK/hari.
Berdasarkan  informasi  dari  dokumen  tersebut,  kondisi  saat  ini  kuantitas  sumber  air  sangat mencukupi,  karena  sumber  air  tidak  kering  bahkan  di  musim  kemarau.  Namun,  tidak  ada  siste m publik  di  kawasan  ini  karena  lokasi  sumber  air  berada  di  bawah  gunung,  sedangkan pemukiman masyarakat  umumnya  berada  di  atas  gunung.  Oleh  karena  itu,  dengan  adanya  fasilitas  pompa diharapkan  dapat  mempermudah/membantu  masyarakat  dalam  menjangkau sumber a ir sehingga masyarakat dapat lebih dekat untuk mendapatkan air melalui kran umum. Pompa air tenaga surya memiliki potensi untuk memberikan perubahan signifikan bagi masyarakat pedesaan —tidak hanya melalui penyediaan air secara langsung, tetapi juga melalui kemungkinan pengembangan sosiologis dan ekonomi.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Dampak PATS dapat melampaui ketersediaan air, tetapi dapat memiliki konsekuensi positif dan negatif.  Tanpa  pengetahuan  tentang  konsekuensi  ini,  sulit  untuk  melihat  bagaimana  perancang, produsen,  dan  pelaksana  proyek  dapat  berharap  untuk  memberikan  solusi  berkelanjutan  untuk masalah penyediaan air.
Gambar 2. Komponen Utama dari Sistem PATS (Barlow, et all 1993)

## 3. Data Hasil Survei Lokasi
Mata air Aroen terletak pada Lintang 8,605687 dan Bujur 125,759013 dengan elevasi 899° dengan debit air 22,1184 m³/hari. Debit dari mata air ini cukup banyak, sehingga bila menggunakan standar WHO  30  liter  per hari untuk setiap orang dengan jumlah penduduk sebanyak 245 jiwa, maka total kebutuhan air di desa Hatuermera bila menggunakan standar WHO yaitu 30 liter/orang setiap hari adalah 7,35 m³. Waktu yang dibutuhkan untuk mengambil air bervariasi, berdasarkan hasil kuisioner yaitu  1  –  7  jam  per  hari  dengan  rata-rata  konsumsi 60 liter/hari/KK. Namun, beberapa komunitas dapat menggunakan air hingga 125 – 180 liter/hari/KK dengan biaya penggunaan udara bulanan yang dikeluarkan oleh komunitas Hatuermera, yaitu $0-$1/bulan.
Berdasarkan  hasil  kuisioner  tidak  ada  pengolahan  air,  hanya  2  responden  yang  menyatakan sudah  ada  pengolahan  air  di  wilayah  Desa  Hatuermera.  Namun,  semua  responden  menyatakan bahwa airnya berkualitas, bersih, dan t idak berbau. Di dekat mata air dibuat bak penampungan air dengan  volume  15  m³,  dilengkapi  dengan  penangkap  air  sedimen  / saringan, saluran pembuangan dan pelimpah, kemudian dipompa ke tangki air (reservoir) di desa Hatuermera dengan volume 5 m³, dilengkapi  dengan  saluran  pembuangan  dan  pelimpah  dengan  ketinggian  1 .062  m.  Setelah  itu  air didistribusikan  ke  kran  –  kran  umum  dengan  gravitasi.  Dengan  demikian  maka  Head  statis berdasarkan beda ketinggian adalah 163 m. Untuk perhitungan kapasitas fotovoltaik, diperlukan data radiasi.  Untuk  keperluan  ini,  data  sekunder  diambil  dari  data  satelit  Meteonorm  7.4. Untuk lokasi Hatuermera, diperoleh data radiasi global, difusi, suhu lingkungan, kecepatan angin bulanan, seperti terlihat pada Tabel 1.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Tabel 1. Sumber Daya Surya di Desa Hatuermera Month Hor. Global (kWh/m² month) Hor. Diffuse (kWh/m² month) Extraterrestrial (kWh/m² month) Clearness Index Ambient Temperature (°C) Wind Velocity (m/s) January 143,2 75,5 337,0 0,425 22,9 2,2 February 127,6 73,7 303,8 0,420 22,5 2,4 March 139,3 81,7 325,3 0,428 22,6 1,8 April 150,9 73,3 290,6 0,519 22,3 2,1 May 137,2 55,9 272,6 0,503 22,4 2,5 June 131,0 55,1 248,4 0,527 21,2 3,1 July 143,6 65,4 261,8 0,549 21,1 3,4 August 166,6 67,2 285,0 0,585 21,2 3,3 September 166,0 65,8 302,3 0,549 21,8 3,1 October 180,9 77,4 330,0 0,548 23,4 2,6 November 167,8 76,8 324,7 0,517 23,5 2,0 December 150,9 89,8 335,2 0,450 23,2 1,8 Yearly 1.805,0 859,4 3.616,7 0,499 22,3 2,5

## 4. Desain dan Simulasi Sistem Pompa Air Tenaga Surya (PATS)
Untuk  menjamin  kecukupan  kebutuhan  air  per  hari,  maka  pada  mata  air  tersebut  dibuat penampung air dengan kapasitas 2 kali total kebutuhan air per h ari. Penampungan air ditempatkan pada ketinggian di bawah elevasi sumber air dengan ketinggian 899 m dan dialirkan menggunakan Pompa Air Tenaga Surya ke Tangki air di desa Hatuermera dengan ketinggian 1062 m sejauh 540 m. Debit  pompa  untuk  kebutuhan  air  desa  Hatuermera  dengan  asumsi  pertumbuhan penduduk 10%, adalah  sebesar  8,09  m³/hari.  Apabila  waktu  kerja  pompa  adalah  4  jam,  maka  pompa  harus mempunyai debit sebesar 2,0225 m³/jam.
Air dari tangki penampungan kemudian dialirkan secara gravitasi ke kran -kran umum di desa Hatuermera.  Aliran  air  pada  masing-masing  kran  disamakan  dengan  menggunakan Flow  Control Valve sebesar 0,184 m³/jam/kran. Konfigurasi penyediaan air di Desa Hatuermera ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Konfigurasi penyediaan air di Desa Hatuermera
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Perhitungan Head total pompa dan ukuran saluran pipa dari mata air Aroen ke reservoir di desa Hatuermera adalah sebagai berikut (Shrestha, et.all 2014) :
Jarak PATS ke tangki distribusi di desa Hatuermera (L) = 540 m Beda ketinggian (Δh) = 163 m Total debit yang harus dipompa (Q) = 2,0225 m³/jam = 0,0006 m³/detik Dengan  rumus Lea, ukuran ekonomis dari pipa adalah:   D 1,22 Q (1)   D 1,22 0,0006   D 0, 2988 m 29,88 mm
Dimana Q dalam m³/detik.
Jadi  diameter  dalam pipa bila menggunakan material HDPE ( High Density Poly Ethylene ) yang mendekati ukuran ini dan tersedia di pasaran adalah 40 mm  (0,04 m).
Laju aliran dapat dihitung sebagai berikut:
   2 Q 4Q v A D (2)    2 4 0,0006 v 3,14 0,04

 3 3 v 0,4774 m /s 0,5 m /s
Kerugian ( Head  Loss ) dapat dihitung menggunakan persamaan Darcy-Weisbach sebagai berikut:
   1 2 f L H v D 2g (3)
Dimana : Koefisien  gesekan, f = 0,0507 Maka kerugian total ( total head loss ) adalah :
 
  1 2 0,0507 540 H 0, 5 0,04
2 9,81
 1 H 6,97 m
Head hisap  ( suction  head )  diambil  level  dinamis  air  untuk  pompa  submersible sebesar 1,2 m, sehingga Total Dinamis Head (TDH)  dapat dihitung sebagai berikut:
  
 1 s TDH h H h (4)    TDH 163 6,97 1, 2

##  TDH 171,17 m
Apabila  pompa  ditutup tiba-tiba, dapat mengakibatkan tekanan palu air pada pipa distribusi, maka untuk mengatasi tekanan palu air ( water hammer ), P h adalah (Shrestha, et.all 2014):
                          h v P g 1 D 1 1 w k t E 2m (4)
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Dimana untuk pipa HDPE  : v  = Laju alir dalam pipa
= 0,5 m³/detik
g  = Percepatan gravitasi
= 9,81 m²/detik
w  = Berat jenis air
= 9.810 N/m³
k  = Bulk modulus air
= 2.060 N/m²
d  = Diameter dalam pipa
= 0,04 m t  = tebal pipa = 0,0055 m E  = Youngs modulus of elasticity dari material pipa = 10¹² N/m² m  = Poisson ratio = 0,4 Tekanan palu air ( water hammer ) dapat dihitung sebagai berikut :                               h 6 12 0,5 P 9,81 1
0,04 1 1 9.810 2 0,4 2.060 10 0,0055 10
 2 h P 6,376 kg/cm
Tekanan maksimum yang harus ditahan oleh bahan pipa saluran  dapat dihitung sebagai berikut:
  max hs h P P P (5)   max P 16,3 6,376  2 max P 22,676 kg/cm
Dari hasil perhitungan diketahui total dynamic head (TDH) adalah 171,17 m dan diameter pipa yang  dipilih  adalah  40  mm  (1,5  inci)  untuk  mengurangi  tekanan  pada  pipa.  Sedangkan  d ari  hasil perhitungan  diketahui  bahwa  tekanan  maksimum  yang  harus  ditahan  oleh  material  pipa  adalah 22,676 kg/cm², sehingga direkomendasikan untuk menggunakan pipa HDPE  PE-100 PN-25.
Sistem  Pemompaan  Air  Tenaga  Surya  (PATS)  di  Hatuermera  digunakan  untuk  memompa  air dari Mata Air Aroen ke Tangki penampungan ( reservoir ). PATS untuk 245 orang dengan kebutuhan air pompa 8,09 m³/hari, Total Dinamis Head (TDH) 171,17 m, dan peak-sun-hour (PSH) terendah 4,42 jam pada bulan Mei.
Energi  listrik  harian  yang  akan  dialirkan  ke  motor  pompa  dengan  efisiensi pompa sebesar 0,6 dapat dihitung sebagai berikut:
    2,725 Kebutuhan Air TDH E (6)

  2,725 8,09 171,17 E 0,6  

## E 6.289 Wh/hari 6,289 kWh/hari
Daya  pompa  untuk  kebutuhan  listrik  harian  sebesar  6 .289  Wh/hari  atau  6,289 kWh/hari, dan penyinaran matahari harian 4,42 kWh/m² hari atau PSH (4,42 jam) di lokasi dapat dihitung sebagai berikut:
 m E P PSH (7)
 m 6, 289 P
4, 42
 m P 1,423 kW
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Daya  pompa  yang  dibutuhkan  juga  dapat  ditentukan  dengan  menggunakan  kurva  pompa ( sizing chart ) yang disediakan oleh pabrikan pompa dan hanya memerlukan dua variabel yaitu total dinamis  head (TDH)  dan debit (q).  Misalnya,  dengan  menggunakan  diagram  pompa  dari Lorentz (Gambar 4), daya pompa untuk TDH 171,17 m (antara 160  – 180 m), dan debit 2,0225 m³/jam, adalah sekitar 2,05 kW (2.050 watt).
Gambar 4. Kurva Pompa PS2-4000 dari Lorentz
Total daya puncak larik PV tanpa sistem pelacakan, dan dalam lingkungan bersih (efisiensi = 0,6) yang dibutuhkan untuk menjalankan motor -pompa sebesar 1.423 W dapat dihitung sebagai berikut:
  m PV PV P P
(7)
 PV 1.423 P
0,6
 PV

## P 2.371,6 Wp
PLTS  di  lokasi  membutuhkan  5  sampai  6  buah  modul  PV  dengan  laju  daya  400  Wp ,  jenis poli/mono kristalin). Penyangga modul PV bertujuan untuk memasang susunan modul surya untuk mengoptimalkannya  dalam  menerima  sinar  matahari.  Idealnya  untuk  daerah  tropis,  pemasang an penyangga modul PV miring 10° ke utara. Untuk hasil yang optimal, penyangga modul surya dapat dibuat  permanen  atau  bergerak  mengikuti  arah matahari, siang dan malam. Penyangga modul PV duduk  di  atas  fondasi  yang  kokoh,  sehingga  tidak  meluncur  melawan  hembusan  angin  atau gangguan  lainnya.  Penyangga  ini  dapat  dibuat  lebih  tinggi,  untuk  tujuan  bebas  bayangan  yang menghalangi susunan surya dari menerima sinar matahari. Jenis pengontrol yang digunakan dalam sistem  Pompa  Air  Tenaga  Surya  tergantung  pada  jenis  pompa  yang  dipilih  untuk  lokasi  ini, berdasarkan inverter MPPT atau DC-AC. Misalnya, jika PATS dirancang untuk menggunakan pompa motor  DC brushless tipe  4000  HR-S  dari Lorentz ,  tersedia  pengontrol  PS2-4000  dengan  spesifikasi teknis ditunjukkan pada Gambar 5.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Gambar 5. Spesifikasi Teknis Pengontrol Pompa PS2-4000 dari Lorentz
Kapasitas Pompa Air Tenaga Surya di mata air Aroen yang akan digunakan untuk memompa air ke reservoir utama  Hatuermera  dan  kapasitas  PV  yang  dibutuhkan  dihitung  dengan  bantuan perangkat  lunak  yang  mempertimbangkan  aliran  yang  dibutuhkan, head (statis/dinamis),  lokasi sistem Pompa Air Tenaga Surya (iradiasi dan curah hujan). Rata-rata keluaran air harian setiap bulan untuk  sistem  Pompa  Air  Tenaga  Surya  PATS  di  mata  air  Aroen  untuk  desa  Hatuermera,  dengan keluaran harian terendah pada bulan Januari sebesa r 7,9 m³ dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Output Harian (Rata-rata Bulanan) Sistem PATS di Mata Air Aroen
Spesifikasi  pompa  dan  motor  untuk  sistem  Pompa  Air  Tenaga  Surya  di Mata Air Aroen yang diusulkan dapat dilihat pada Tabel 2, namun dapat diga nti dengan pompa serupa dengan spesifikasi serupa terutama di:
1) Head  dan laju aliran terukur pompa.
2) Tegangan dan rentang arus pengontrol pompa.
3) Tenaga motor pompa.
4) Jenis pompa (heliks).
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266

## Tabel 2.
Spesifikasi Pompa yang Diusulkan untuk Sistem PATS di  Mata Air Aroen Parameter Nilai Pump Type PS2-4000 HRE-05HHL Head Maximum 450 m Flow rate Maximum 0.92m³/h Motor Power 4.000 W Motor Type Brushless DC Input voltage Maximum 375 V Optimum V mp > 238 V Motor current Maximum 14 A Motor speed 900 – 3.300 rpm Pump Type Helical rotor Pump Material Stainless steel : AISI 304/316 Borehole Diameter Minimum 4,0 inch
Pompa  Air  Tenaga  Surya  dan  pengontrolnya harus dilengkapi dengan fitur dan aksesori yang diperlukan seperti:
1) Well Probe sebagai input kontrol untuk perlindungan dry running.
2) Pemantauan dan kontrol jarak jauh (Komunikasi GSM) jika diperlukan.
3) Dilindungi dari polaritas terbalik, kelebihan beban, dan suhu berlebih.
4) MPPT (Pelacakan Titik Daya Maksimum) terintegrasi dalam pengontrol pompa.
5) Kotak sambungan PV dengan pemisah DC dan pelindung lonjakan arus (SPD).
6) Sensor Matahari Terintegrasi untuk meminimalkan frekuensi start & stop pompa.
7) Katup satu arah.
Daya  pompa  dipasok  oleh  6  buah  modul  PV  400  Wp  yang  dihubungkan  secara  seri  ke pengontrol pompa seperti yang ditunjukkan pada  Gambar 7. Penopang dan rangka modul PV harus diarde ke sistem pentanahan dengan resistansi pentanahan < 5  Ω atau seperti yang disarankan oleh pabrikan modul PV.
Gambar 7. Pengkabelan Modul PV ke Kontroler PATS
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Dengan  sistem  PV  6  ×  400  Wp  yang  terhubung  ke  pengont rol  pompa,  keluaran  daya  yang diharapkan pada hari yang cerah rata-rata adalah sekitar 1.200 W – 1.700 W, oleh karena itu keluaran pompa pada head statis 163 m dan panjang pipa 540 m akan menjadi sekitar 0,9 m ³/jam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Karakteristik Keluaran Sistem PATS
Gambar 9. Keluaran Per Jam dari Sistem PATS

## 5. Kesimpulan
Pompa air tenaga surya di mata air Aroen untuk memenuhi kebutuhan air 245 jiwa penduduk desa  Hatuermera,  Kabupaten  Manatuto,  Timor  Leste  dengan  kapasitas  8,09  m ³/hari  dengan  beda ketingginan 163 m dan berjarak 540 m membutuhkan total daya puncak larik PV sebesar 2 .371,6 Wp yang  dipasok  dari 6 buah modul surya dengan laju daya 400 Wp yang terhubung secara seri. jenis pompa yang cocok adalah pompa submersibel rotor heliks dengan arus DC. Hal ini karena listrik dari panel  surya  adalah  listrik  DC  sehingga  akan  lebih  efisien  jika  menggun akan  pompa  DC.  Selain itu Pompa  DC  memiliki  keunggulan  lebih  efisien  karena  memberikan output maksimum dengan panel surya  yang  lebih  sedikit.  Walaupun  pompa  DC  membutuhkan perawatan yang lebih sulit, namun karena pompa DC  memiliki motor dengan kumparan tem baga di dalamnya menjadi lebih tahan lama, sehingga meningkatkan umur sistem pemompaan. Pompa surya AC, di sisi lain, memiliki kumparan motor  surya  yang  terbuat  dari  aluminium,  membuatnya  rentan  terhadap  kerusakan.  Akibatnya, membutuhkan perawatan lebih sering dibandingkan dengan pompa DC. Tipe rotor pompa diusulka tipe helical karena membutuhkan head tinggi namun debit air rendah.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266

## Daftar Pustaka
Arrohman, R. E., Sihana, S., & Setiawan, A. A. (2012). Perancangan Sistem Pengangkatan Air Tenaga Surya di Kecamatan Tepus Kabupaten Gunungkidul. Teknofisika, 1(1), 34 –41.
Barlow, R., McNelis, B., & Derrick, A. (1993). Solar Pumping. Solar Pumping. https://doi.org/10.3362/9781780445984
Brahmi, A., Abounada, A., Chbirik, G., & Amrani, A. El. (2018). Design and opti mal choice of a 1.5 kW photovoltaic  pumping  system  for  irrigation  purposes.  AIP  Conference  Proceedings, 2056(December). https://doi.org/10.1063/1.5084977
Da,  V.  O.  X.,  & Nci, V. I. (2019). FINAL REPORT  - 2019 A Pre-Feasibility Study of 29 Project Sites To Implement Solar Water Pump Systems in Timor Leste.
Gao,  X.,  Liu,  J.,  Zhang,  J.,  Yan,  J.,  Bao,  S.,  Xu,  H.,  &  Qin,  T.  (2013).  Feasibility  evaluation  of  solar photovoltaic pumping irrigation system based on analysis of dynamic variation of groundwater table. Applied Energy, 105, 182–193. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.11.074
Hartono,  B.,  Teknik,  F.,  Teknik,  J.,  Chaldun,  U.  I.,  Teknik,  F.,  Teknik,  J.,  &  Jakarta,  U.  M.  (n.d.). Perancangan Pompa Air Tenaga Surya. 9(1), 28–33.
Iqtimal, Z., & Devi, I. (2018). Aplikasi Sistem Tenaga Surya Sebagai Sumber Tenaga Listrik Pompa Air.
Kitektro, 3(1), 1–8.
Karassik, I. J., Krutzsch., W., Fraser, W. H., & Messina, J. P. (1976). Pump Handbook. (Issue (1976)).
Kusuma, K. B., Partha, C. G. I., & Sukerayasa, I. W. (2020 ). Perancangan Sistem Pompa Air DC Dengan PLTS  20  kWp  Tianyar  Tengah  Sebagai  Suplai  Daya  Untuk  Memenuhi Kebutuhan Air. Jurnal SPEKTRUM,  7(2), 46–56.
Nath Shrestha, J., Kumar Jha, A., & Karki, R. (2014). Training Manual on Solar PV Pumping System. Noerbambang, S. (n.d.).  Sumber air PDAM. 5–41.
Note, G. (2021). Guidance Note Social and Environmental Screening Procedure. January, 1 –33. Nyein, Y. M., & Ya, A. Z. (2019). Design  of Solar Pumping System for Rural Area. April, 2 –5. Primawan,  A.  B.,  &  Iswanjono. (2019). Sistem Pompa Air Tenaga Surya : Pemanfaatan Energi Surya Untuk Penyediaan Air Bersih Dusun. Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 2(1), 38 –43.
Rozaq,  A.,  Jauhari, M. F., & Hardinto, R. K. (2019). Implementasi Teknologi Pompa Air Tenaga Surya Di  Desa  Karyabaru  Kecamatan  Barambai  Kabupat en  Barito  Kuala.  Jurnal  IMPACT: Implementation and Action, 1(2), 92. https://doi.org/10.31961/impact.v1i2.664
Setiawan, C., Agus Setiawan, A., & Sihana. (2014). Study of Solar Water Pumping System in Plawan Cave, Giricahyo, Purowsari, Gunungkidul, DI Yogya karta (in Indonesian).
Sharma, R., Sharma, S., & Tiwari, S. (2020). Design optimization of solar PV water pumping system. Materials Today: Proceedings, 21, 1673–1679. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.322
SIDSDOCK, & WBG. (2019). Solar Water Pumping  Systems System Design, Selection and Installation Guidelines.
Simamora, Y. (2020). Perancangan Pemanfaatan Pompa Air Tenaga Surya Untuk Sumber Air Bersih
Desa Sukarame,
Kec. Sajira, Banten. Terang, 3(1), 23 –30.
https://doi.org/10.33322/terang.v3i1.1052
Solar, G., & Initiative, W. (2017). Basic_Guidelines_-_Solar_Water_Pumping_-_Sudan- _March_2017.Pdf. March, 19.
Vol. 3, No. 3, pp 218 – 230 doi: 10.14710/jebt.2022.14266
Susanto,  D.  A.,  Ayuningtyas,  U.,  Febriansyah,  H.,  &  Ayundyahrini,  M.  (2018).  Evaluasi  Instalasi
Pompa  Air  Tenaga  Surya  Di  Indonesia  Dengan  Menggunakan  Standar  Iec 62253-2011. Jurnal Standardisasi, 20(2), 85. https://doi.org/10.31153/js.v20i2.687
Verma, S., Mishra, S., Chowdhury, S., Gaur, A., Mohapatra, S., Soni, A., & Verma, P. (2020). Solar PV powered  water  pumping  system  -  A  review.  Materials  Today:  Proceedings,  46,  5601–5606. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.434
World  Bank.  (2018).  SOLAR  PUMPING  The  Basics.  International  Bank  for  Reconstruction  and Development/  The World Bank.