Jurnal Teknik Elektro dan Komputer vol. 12 no. 3 September-December 2023,  pp. 189-194 p-ISSN : 2301-8402 , e-ISSN : 2685-368X , available at : https://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdankom
Abstract — Efficiency  is  the  comparison  between  output  and input. Likewise for Solar Panels, according to the Standards issued by  the  Ministry  of  Energy  and  Mineral  Resources  and  the requirements for procurement of goods, the efficiency of a 200 Wp Solar  Panel  is  16%,  while  a  20  Wp  Solar  Panel  is  12%.  This research analyzes the efficiency of the sunlight reception system by using a power measuring instrument on a solar panel called a Solar Power  Meter.  From  the  measurement  data,  it  was  found  that  the maximum  power  on  the  Solar  Panel  was  1241  watts/m2  while  the minimum  power  was  51.1  watts/m2,  this  happened  because  the measurements  were  different,  so  that  in  sunny  weather  the measured  power  was  large,  whereas  in  cloudy  or  closed  weather cloud,  the  rated  power  is  smaller.  Based  on  these  conditions,  the light  intensity  received  by  the  Solar  Panel  also  varies.  From  the measurements  and  calculations carried  out, the average  efficiency of a 200 Wp Solar Panel is 14.88%, this result is different from the standard  determined  by  the  Ministry  of  Energy  and  Mineral Resources,  and  the  difference  in  efficiency  is  1.12%.  The  peak power measured was at 11.00.
Key words — Efficiency, Solar Energy, Solar Power Plant
Abstrak —Efisiensi  adalah  perbandingan  antara  output  yang dan  input.  Begitu  juga  untuk  Panel  Surya,  menurut  Standart yang  dikeluarkan  kementrian  ESDM  dan  persyaratan pengadaan  barang,  efisiensi  Panel  Surya  200  Wp  sebesar  16%, sedangkan  Panel  Surya  20  Wp  adalah  12%.  Penelitian  ini menganalisis  efesiensi  tersebut  dari  sistem  penerimaan  sinar matahari dengan menggunakan alat ukur daya pada Panel Surya yang  disebut  Solar  Power  Meter.  Dari  data  hasil  pengukuran diperoleh  daya  maksimal  pada  Panel  Surya  sebesar  1241 watt/m2 sedangkan daya  minimum 51,1 watt/m2, hal ini terjadi karena saat pengukuran yang berbeda, sehingga pada saat cuaca cerah daya yang terukur besar, sedangkan untuk cuaca mendung atau  tertutup  awan,  daya  terukur  lebih  kecil.  Berdasarkan kondisi  tersebut  menyebabkan  intensitas  cahaya  yang  diterima Panel  Surya  juga  berbeda-beda.  Dari  pengukuran  dan perhitungan yang dilakukan efisiensi rata-rata pada Panel Surya 200  Wp  sebesar  14,88%,  hasil  ini  berbeda  dari  standart  yang ditentukan  Kementerian  ESDM,  dan  selisih  efesiensi  sebesar 1,12%. Puncak daya yang terukur berada pada pukul 11.00.
Kata  kunci —  Efisiensi,  Energi  Matahari,  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya.

## I. P ENDAHULUAN
Energi  baru  yang  diusulkan  harus  memenuhi  standar
berikut:  menghasilkan  output  energi  yang  substansial,  biaya yang  terjangkau,  dan  tidak  menimbulkan  dampak  merugikan terhadap  lingkungan.  Oleh  karena  itu,  fokus  penelitian diarahkan  pada  pemanfaatan  energi  surya  baik  dalam  bentuk langsung maupun tidak langsung, serta menganalisis efisiensi panel surya dalam menghasilkan listrik. [1].
Pada  penelitian  ini  menggunakan  Panel  Surya  200  Wp dengan tipe Poly Cristalline seperti yang terlihat pada Gambar 1. Poly  Cristalline merupakan  panel  surya  yang  memiliki struktur  kristal  banyak  dan  tak  teratur.  Dalam  proses produksinya,  silikon  dicairkan  kemudian  dicetak  menjadi lembaran dengan pola kristal tidak beraturan. Jenis panel surya ini  memerlukan  luas  permukaan  yang  lebih  besar dibandingkan  dengan  varietas  monokristal  untuk  mencapai daya listrik yang setara [2]. Jenis panel surya ini memerlukan luas  permukaan  yang  lebih  besar  dibandingkan  dengan varietas  monokristal  untuk  mencapai  daya  listrik  yang  setara [3]. Tetapi secara fungsional,  saat pencahayaan  minim, panel surya  ini  tetap  dapat  bekerja  meski  panel  tidak  menghadap langsung ke matahari.
Gambar  2  menunjukkan solar  tracker yaitu  alat  untuk mengarahkan  panel  surya  ke  matahari.  Akan  tetapi  alat  ini harganya  mahal  dan  tidak  dapat  digunakan  untuk  PLTS on grid [4].
Gambar  3  menunjukkan  alat  ukur  daya  matahari  tipe  SPM- 1116SD  yang  mengukur  kerapatan  fluks  radiasi  gelombang pendek matahari (W/m2). [5]
Perencanaan,  pengoperasian,  dan  penelitian  sistem Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  bergantung  pada pengukuran radiasi ini.

## Analysis of the Efficiency of Solar Power Plants (PLTS) Against Solar Irradiation Using a Solar Power Meter
Analisis Efisiensi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Terhadap Penyinaran Matahari Menggunakan Solar Power Meter
Widia Kamisah, Rahmaniar, Yoffi Andinata Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi e-mails: widiakamisahmentari@gmail.com ; rahmaniar@gmail.com Received: 24 November 2023; revised: 15 December 2023; accepted: 28 December 2023
Widia  Kamisah  –  Analisis  Efisiensi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS) Terhadap Penyinaran Matahari Menggunakan Solar Power Meter
Gambar 2. Penempatan Kemiringa Modul Surya
Gambar 3. Alat Ukur Solar Power Meter

## II. M ETODE
Untuk  memastikan  proses  berjalan  secara  sistematis, penelitian  dilakukan  secara  bertahap,  seperti  yang digambarkan  dalam  diagram  alir  pada  Gambar  4  [6].  Tahap persiapan, pelaksanaan, dan pengambil kesimpulan merupakan tahapan penelitian.
Pada  saat  tahap  persiapan  melakukan  studi  literatur  dan mengumpulkan  peralatan  yang  dibutuhkan  terkait  penelitian yang dilakukan.
Tahap pelaksanaan  dilakukan pada  objek penelitian dalam hal  ini  Panel  Surya  200  Wp.  Pengukuran,  pengujian  dan analisis  dilakukan  pada  tahap  ini.  Data  yang  diperoleh  dan pengujian yang dilakukan menjadi dasar untuk dikembangkan dalam pengolahan data [7].
Tahap  mengambil  kesimpulan  yaitu  dimana  semua  data sudah diperoleh  dan  dianalisis  serta  diuji,  sehingga diperoleh kesimpulan dari penelitian tersebut.
Prosedur  pelaksanaan  meliputi  beberapa  tahapan  sebagai berikut:
1. Pengumpulan Data
Data yang diperlukan pada penelitian ini adalah:
a. Daya  input  (Pin)  diperoleh  dari  pengukuran  intensitas cahaya pada Panel Surya (DC)
b. Daya  output  (Pout)  adalah  pengukuran  daya  yang dihasilkan  dari  panel  surya  sesudah  melalui  inverter (AC).
Gambar  5  menunjukkan  cara  kerja  sistem panel  surya saat pengumpulan  data,  di  mana  Pin  menunjukkan  intensitas cahaya  matahari  yang  diproses  oleh  panel  surya  untuk menghasilkan  Pout.  Cuaca  dan  kondisi  lingkungan  di sekitar  pembangkit  listrik  surya  memengaruhi  efisiensi panel surya [10].
Gambar 4. Alur Penelitian

## Gambar 5. Pengukuran Daya Input

## 2. Kalibrasi Alat Ukur
Setelah  kalibrasi,  meter  daya  surya  dipasang  dengan  aman dan  sensor  surya  ditempatkan  di  atas  panel  surya  untuk mendapatkan  cahaya  matahari  yang paling banyak.  Tujuan kalibrasi adalah untuk mendapatkan data yang paling akurat dan maksimal. [11]
Gambar  6  menampilkan  diagram  garis  tunggal  di  mana sensor  Solar  Power  Meter  ditempatkan  pada  Panel  Surya untuk mendapatkan input yang seragam. Proses pengukuran dilakukan secara manual. [12].
3. Pengukuran
Pengukururan  dilakukan  selama  masa  penelitian  di laboratorium  Teknik  Elektro  Universitas  Pembangunan Panca Budi, dengan meminjam sebagian peralatan yang ada di laboratorium.
Mulai Input Data Hasil dan kesimpulan n Selesai Studi literatur dan lapangan Analisis dan pengolahan Data A
Jurnal Teknik Elektro dan Komputer vol. 12 no. 3 September-December 2023,  pp. 189-194 p-ISSN : 2301-8402 , e-ISSN : 2685-368X , available at : https://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdankom
Gambar 6. Line Diagram Pengukuran

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Spesifikasi Panel Surya yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada tabel 1. [13]. Untuk spesifikasi Solar Power Meter ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel  1  dan  Tabel  2  menunjukkan  spesifikasi  peralatan yang digunakan pada penelitian, selanjutnya  dari  pengukuran pada  Panel  Surya  yang  dilakukan  diperoleh  hasil  sebagai berikut:
Tabel 3 merupakan data hasil pengukuran pada  tanggal 09 Juli  2023,  pengambilan  data  dimulai  pada  pukul  08.00  s/d 16.00. Dari tabel dapat terlihat bahwa pada saat pukul 08.00, Intensitas  Cahaya  masih  kecil,  sehingga  daya  output  (Pout) yang  dihasilkan  juga  kecil.  Puncak  Intensitas  cahaya  terlihat pada pukul 09.00, 10.00 dan 11.00 dimana pada saat ini Panel Surya  mendapatkan  sinar  matahari  secara  maksimal. Selanjutnya  Intensitas  Cahaya  mulai  menurun  kembali  pada pukul  15.00  dan  16.00  hal  ini  terjadi  karena  sinar  matahari sudah tidak lagi maksimal dalam menyinari Panel Surya [14]. Kondisi ini dapat kita lihat pada gambar 7.
Selanjutnya  pengukuran  dilakukan  kembali  pada  tanggal 11  Juli 2023 dengan hasil  seperti  pada  tabel  4.  Pada  Tabel  4 terlihat pengukuran dimulai pada pukul 08:00 tetapi tidak ada data yang terbaca, hal ini karena pada saat itu cuaca hujan, dan data  kembali  terbaca  pada  pukul  09.00  s/d  14.00,  ini  terjadi karena  cuaca  kembali  cerah.  Dari  data  ini  terlihat  bahwa kinerja PLTS sangat tergantung kondisi cuaca/alam [15]. Dan kondisi ini dapat dilihat pada gambar 8:
Dari data pengukuran seperti yang tertera pada tabel 3 dan 4, dapat dicari efesiensi dari Panel Surya.
Dimana: % 100 x P P Efisiensi In Out 
Sementara  Daya  input  (Pin)  dalam  satuan  Watt  adalah: Pin = G x A Dimana: G= Intensitas (Pin terukur) dalam satuan W/m 2 A= Luas penampang Panel Surya Maka untuk mencari harga-harga tersebut terlebih dahulu diukur luas panel surya sebagai berikut:
Luas = Panjang x Lebar Luas = 1,485 x 0, 668 = 0,99 m 2 0.99198 x 22 (Jumlah Panel) = 21,82 99 m 2
Maka  untuk  menentukan  Pin  (watt)  pada  Solar  Power  Meter
sebagai berikut:
Pin = G x A
Gambar 7. Grafik Daya Input Terukur pada Waktu Tertentu
Pin= 345,3 x 21,82356 = 7535,67 watt Maka efisiensi PLTS dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (1) berikut:
% 100 x P P Efisiensi In Out  (1)
Dengan mensubstitusikan angka Pin dan Pout pada tabel 3 saat pukul 08.00, maka diperoleh efesiensi sebesar:
66 , 13 % 100 675268 , 7535 1030   x Efesiensi %
Tabel  5  menjelaskan  data  hasil  pengukuran  dan perhitungan  sesuai  dengan  contoh  perhitungan,  dan  hasil diperoleh dengan melakukan perhitungan yang sama. Begitu  juga  yang  dilakukan  terhadap  data  pada  tabel  4,  dan hasil pengukuran dan perhitungan dapat dilihat pada tabel 6
Tabel 6 menunjukkan hasil perhitungan tangga pada 11 Juli 2023, yang dimulai pada pukul 08:00 hingga 16:00. Hasil Pin (watt) dan hasil efisiensi telah diperoleh. Namun, seperti yang ditunjukkan  dalam  tabel,  tidak  ada  data  yang  diukur  pada pukul 08:00, 15:00, dan 16:00 karena cuaca hujan.
Selanjutnya  dari  kedua  tabel  hasil  pengukuran  tersebut dapat dilihat grafik waktu/jam terhadap efesiensi pada gambar 9.  Dari  grafik  tersebut  dapat  terlihat  bahwa  efisiensi  tidak sama  pada  setiap  jam-nya.  Hal  tersebut  dipengaruhi  oleh lokasi  panel  yang  dikelilingi  bangunan,  sehingga  sinar matahari  tidak  dapat  menyinari  secara  maksimal,  selain  itu faktor  cuaca  juga  menentukan  besar  intensitas  cahaya  pada panel surya.
Selanjutnya, Gambar 10  menunjukkan hubungan  nilai  P  in terhadap  P  out.  Ini  menunjukkan  bahwa,  meskipun  ada beberapa titik yang naik atau turun, perubahan P in terhadap P out  berbanding  lurus.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  karena efisiensi  panel,  daya  P  out  keluar  fotovoltaik  lebih  kecil daripada intensitas cahaya P in.
Gambar 8. Grafik Pin Terukur Pada Waktu Tertentu
Gambar 9. Grafik Waktu Terhadap Efesiensi
Gambar 10. P in Terhadap P out
TABEL I S PESIFIKASI P ANEL S URYA Maxiimum Powelir (W) 150 W Optimum Powelir Voltageli (Vmp) 18,61 V Optiium Opeliratiing Currelint (Iimp) 8,06 A Opelin Circuit Voltage (Voc) 22,19 V Short Circuit Current (Iisc) 8,62 A Celill ELiffiiciielincy 17,46 % Moduleli ELiffiiciielincy 15,12 % Toleliranceli Wattageli 0~+3 % NOCT 47°C +/-2°C
TABEL II S PESIFIKASI S OLAR P OWER M ETER SM206 Esolusi 0.1W / M², 0.1BLtu / (ft2-h) Ki i saran Kel i salahan ± 10W / M²; ± 3BLtu / (ft2-h) atau ± 5% dari i ni i lai i yang di i ukur Error Suhu ±  0.38W  /  M²  /  ºC;  ±  0.12BLtu  / (ft2-h) / ºC; del i vi i asi i pada 25 º C Tampi i lan 3-3  /  4  layar  LCD,  maksi i mum di i tampi i lkan ni i lai i numel i ri i k 3999 TABEL III D ATA P ENGAMATAN D AYA I NPUT DAN O UTPUT Tanggal Waktu P in (Watt/m 2 ) P out 9/7/2023 08.00 345,3 1010 9/7/2023 09.00 872,9 2250 9/7/2023 10.00 808,7 2460 9/7/2023 11.00 823 2340 9/7/2023 12.00 711 2040 9/7/2023 13.00 614,8 1820 9/7/2023 14.00 490,6 1390 9/7/2023 15.00 200,9 580 9/7/2023 16.00 136 380
TABEL IV D ATA P ENGAMATAN 11/7/2023 Tanggal Waktu P in (Watt/m 2 ) P out 11/7/2023 08.00 - - 11/7/2023 09.00 749 1980 11/7/2023 10.00 943,4 2540 11/7/2023 11.00 1044 2870 11/7/2023 12.00 1030 2880 11/7/2023 13.00 1037 2880 11/7/2023 14.00 291,3 880 11/7/2023 15.00 - - 11/7/2023 16.00 - -
TABEL V D ATA H ASIL P ERHITUNGAN 9/7/2023
Jurnal Teknik Elektro dan Komputer vol. 12 no. 3 September-December 2023,  pp. 189-194 p-ISSN : 2301-8402 , e-ISSN : 2685-368X , available at : https://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdankom
193 TABEL VI
D ATA H ASIL P ERHITUNGAN 11/7/2023 IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Berdasarkan  penelitian  dan  analisis  yang  dialakukan  dapat diambil  beberapa  kesimpulan  sebagai  berikut:  kinerja  panel surya  dipengaruhi  oleh  faktor  cuaca  dan  kondisi  panel tersebut. Intensitas cahaya tergantung dari nilai daya input per luasnya  panel  surya,  dengan  kata  lain,  besar  panel  surya mempengaruhi Intensitas cahaya. Untuk panel surya tipe Poly Cristalline,  semakin  luas  permukaan  panel  surya,  semakin tinggi  intensitas  cahaya  pada  panel  tersebut.  Secara  umum efesiensi  panel  surya  terbaik  adalah  pada  saat  matahari menyinari dengan maksimal, yaitu berkisar pada jam 09.00 s/d 12.00.  Sedangkan  pada  pukul  13.00  s/d  16.00,  intensitas cahaya  mulai  menurun  kembali,  selain  sinar  matahari  yang diperoleh  sudah  tidak  maksimal,  faktor  lain  seperti  tata  letak panel  surya  dan  kondisi  cuaca  serta  adanya  bayangan  yang menutupi permukaan panel, menjadi sebab turunnya efesiensi panel surya.

## V. K UTIPAN
[1] A.  Woyte,  M.  Richter,  D.  Moser,  S.  Mau,  N.  Reich, and  U.  Jahn,  “Monitoring  of  photovoltaic  systems: good practices and systematic analysis,” in Proc. 28th European  Photovoltaic  Solar  Energy  Conference , 2013, pp. 3686–3694.
[2] A.  H.  Algarni  and  M.  H.  Mohamed,  “ON-GRID PERFORMANCE  AND  ECONOMIC  ANALYSIS OF  A  SOLAR  ENERGY  PLANT  FOR  KING ABULAZIZ AIRPORT LOADS,” 2022.
[3] A. Mellit and A. M. Pavan, “A 24-h forecast of solar irradiance using artificial neural network: Application for  performance  prediction  of  a  grid-connected  PV plant at Trieste, Italy,” Sol. energy , vol. 84, no. 5, pp. 807–821, 2010.
[4] V. Raghunathan, A. Kansal, J. Hsu, J. Friedman, and M. Srivastava, “Design considerations for solar energy harvesting  wireless  embedded  systems,”  in IPSN 2005. Fourth International Symposium on Information Processing  in  Sensor  Networks,  2005. ,  IEEE,  2005, pp. 457–462.
[5] F. Golestaneh, P. Pinson, and H. B. Gooi, “Very short- term  nonparametric  probabilistic  forecasting  of renewable  energy  generation—With  application  to solar energy,” IEEE Trans. Power Syst. , vol. 31, no. 5, pp. 3850–3863, 2016.
[6] E. K. A. Fatoni, A. Taqwa, and R. Kusumanto, “Solar Panel  Performance  Improvement  using  Heatsink  Fan as  the  Cooling  Effect,”  in Journal  of  Physics: Conference Series , IOP Publishing, 2019, p. 12031. [7] B. Harianto and M. Karjadi, “Planning of Photovoltaic (PV)  Type  Solar  Power  Plant  as  An  Alternative Energy of the Future  in Indonesia,” ENDLESS Int. J. Futur. Stud. , vol. 5, no. 2, pp. 182–195, 2022.
[8] F. Wang, Z. Zhen, Z. Mi, H. Sun, S. Su, and G. Yang, “Solar irradiance feature extraction and support vector machines  based  weather  status  pattern  recognition model for short-term photovoltaic power forecasting,”
Energy Build. , vol. 86, pp. 427–438, 2015.
[9] A. Lenert and E. N. Wang, “Optimization of nanofluid volumetric  receivers  for  solar  thermal  energy conversion,” Sol. Energy , vol. 86, no. 1, pp. 253–265, 2012.
[10] I.  Nusantara,  N.  R.  Alham,  H.  Nugroho,  and  R.  M. Utomo, “Design for Application of Solar Power Plant in  the  Faculty  of  Engineering  Mulawarman University,”  in International  Conference  of  Tropical Studies and its Applications (ICTROPS 2022) , Atlantis Press, 2023, pp. 64–79.
[11] S. Samsurizal, N. Pasra, and S. R. Adewijaya, “Design And  Simulation  Of  Solar  Power  Generation  On Rooftops  Towards  Clean  Technology,” Eksergi ,  vol. 19, no. 2, pp. 55–60, 2023.
[12] S.  Ozdemir  and  G.  Sahin,  “Multi-criteria  decision- making in the location selection for a solar PV power plant  using  AHP,” Measurement ,  vol.  129,  pp.  218– 226, 2018.
[13] C.  P.  Castillo,  F.  B.  e  Silva,  and  C.  Lavalle,  “An assessment  of  the  regional  potential  for  solar  power generation in EU-28,” Energy Policy , vol. 88, pp. 86– 99, 2016.
[14] A. Mokri, M. A. Ali, and M. Emziane, “Solar energy in  the  United  Arab  Emirates:  A  review,” Renew. Sustain. energy Rev. , vol. 28, pp. 340–375, 2013.
[15] E. H. Adeh, S. P. Good, M. Calaf, and C. W. Higgins, “Solar PV power potential is greatest over croplands,” Sci. Rep. , vol. 9, no. 1, p. 11442, 2019.