## Manutech :

## Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 16, No. 01, (2024)    p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397

## Analisis Pengaruh Hubungan Suhu Cahaya Matahari Terhadap Tegangan Listrik Dan Tekanan Gas Yang Dihasilkan Pada Prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen Untuk Kendaraan Fuel Cell
Dani Ramadan 1 , Ananda Yhuto Wibisono Putra 2 , Abdul Hamid Budiman 3 1,2 Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Serang
3 PUSPIPTEK Tangerang Email : 2284200038@untirta.ac.id
Received : 26 April 2024; Received in revised form : 21 Juni 2024; Accepted : 27 Juni 2024

## Abstract
Efforts  to  create  vehicles  that  have  high  efficiency  and  do  not  produce  polluting  exhaust  gases  have become  the  subject  of  research  that  is  increasingly  being  developed  by  various  automotive  industry companies.  Coupled  with  the  issue  of  climate  change  which  has  ultimately  prompted  various  vehicle innovations to immediately reduce the use of petroleum fuel, making various advances in the automotive sector to find substitutes for fuel to drive engines such as electricity, hybrid systems, and most recently the use of fuel cells. The research was carried out at the Tangerang Science and Technology Research Center (Puspiptek)  with  the  aim  of  analyzing,  studying  and  designing  a  gas  refueling  system  (hydrogen  gas refueling station). The data collection technique was carried out using an experimental descriptive method by testing the variable temperature of sunlight on the electrical voltage produced. The research results show that the hydrogen gas filling system station has a more practical filling system for filling fuel for fuel cell  vehicles  compared  to  hydrogen  cylinders  in  general.  The  relationship  between  the  temperature variables of sunlight is directly proportional to the increase in electrical voltage in the battery. Variable sunlight  temperature  and  electrical  voltage  influence  the  increase  in  pressure  of  the  gas  produced. However,  the  gas  pressure  storage  system  has  been  set  so  as  not  to  exceed  the  maximum  capacity. However, vehicle systems that use fuel cells to transmit power to the engine only emit water as the end result of the combustion process. Of course, with exhaust emissions that are only water, this will make a vehicle powered by hydrogen an environmentally friendly vehicle. Even though the application in the world automotive market of vehicles with fuel cells is still limited, further developments in vehicles with fuel cells will create updated solutions in reducing the high use of petroleum as a save the earth movement on the issue of climate change.
Keywords : fuel cells, hydrogen, gas filling stations, automotive, climate change

## Abstrak
Upaya untuk mewujudkan kendaraan yang memiliki efisiensi tinggi, serta tidak menimbulkan gas buang  yang  berpolutan  sudah  menjadi  subjek  penelitian  yang  semakin  banyak  dikembangkan  oleh berbagai  perusahaan  industri  otomotif.  Ditambah  dengan  isu  perubahan  iklim (climate  change) yang akhirnya mendesak berbagai inovasi kendaraan untuk segera mengurangi pemakaian bahan bakar minyak bumi,  membuat  berbagai  kemajuan  di  bidang  otomotif  untuk  mencari  pengganti  bahan  bakar  untuk menggerakan mesin seperti listrik, sistem hybrid, dan yang paling terbaru adalah penggunaan fuel cell. Penelitian dilakukan di Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi (PUSPIPTEK) Tangerang dengan tujuan  untuk  menganalisis,  mengkaji,  dan  merancang  sistem  pengisisan  gas (refuelling  station  gas hydrogen) .  Teknik  pengumpulan  data  dilakukan  dengan  metode  deskriptif-eksperimental  dengan  uji variable suhu cahaya matahari terhadap tegangan listrik yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa stasiun sistem pengisian gas hidrogen memiliki sistem pengisian yang lebih praktis dalam mengisi bahan bakar untuk kendaraan fuel cell dibandingkan dengan tabung hidrogen pada umumnya. Hubungan
antar  variabel  suhu  cahaya  matahari  berbanding  lurus  dengan  naiknya  tegangan  listrik  pada  baterai. Variabel  suhu  cahaya  matahari  dan  tegangan  listrik  berpengaruh  pada  naiknya  tekanan  gas  yang dihasilkan.  Namun,  sistem  penyimpanan  tekanan  gas  sudah  di setting agar  tidak  melebihi  kapasitas maksimum.  Bagaimanapun,  sistem  kendaraan  yang  menggunakan  fuel  cell  sebagai  penyalur  tenaga menuju mesin ( engine ) hanya mengeluarkan air sebagai hasil akhir proses pembakaran. Tentu, dengan emisi buang yang hanya berupa air, akan menjadikan kendaraan dengan tenaga hidrogen ini kendaraan ramah lingkungan. Meskipun penerapannya di pasar otomotif dunia kendaraan dengan fuel cell ini masih terbatas,  namun  perkembangan  lebih  lanjut  pada  kendaraan  dengan  fuel  cell  akan  membuat  solusi pembaruan dalam menekan tingginya pemakaian minyak bumi sebagai gerakan save the earth pada isu perubahan iklim (climate change) .
Kata kunci : — fuel cell, hidrogen, stasiun pengisian gas, otomotif, climate change

## 1. PENDAHULUAN
Memasuki abad yang baru ini, isu mengenai bahan bakar minyak bumi yang semakin menipis membuat  banyak  penelitian  untuk  mencari  pengganti  bahan  bakar  utama  semakin  marak  dilakukan. Kebutuhan akan energi terbarukan ini semakin mendesak ketika isu mengenai pemakaian bahan bakar minyak bumi pada kendaraan akan dihentikan pada tahun 2040 mendatang. Mengingat kebutuhan energi pada kendaraan dibutuhkan sebagai bagian dari aspek kehidupan yang penting dalam dunia transportasi, pencarian  energi  alternatif  adalah  solusi  jangka  panjang  yang  bisa  ditawarkan.  Energi  yang  dihasilkan tentunya juga harus mendukung kemampuan mesin layaknya bahan bakar minyak bumi sebelumnya, atau memiliki durability dan efisiensi yang lebih baik [1].
Tabel 1. Cadangan Minyak Bumi Dan Gas Alam (International Energy Annual)
Berdasarkan Tabel 1. Mengenai cadangan minyak bumi dan gas alam yang terdata pada tahun 2000, tentu selain menipisnya gas alam dan minyak bumi 40 tahun mendatang, pertimbangan lain seperti penggunaan minyak bumi pada kendaraan yang menimbulkan gas karbon monoksida yang berbahaya bagi tubuh manusia, akan membuat isu pemberhentian pemakaian bahan bakar minyak bumi pada kendaraan benar-benar  terjadi.  Pemberhentian  penggunaan  bahan  bakar  minyak  bumi  pada  kendaraan  sudah direspon oleh beberapa perusahaan besar otomotif dunia. Peralihan penggunaan bahan bakar minyak bumi menuju energi listrik sudah dipatenkan oleh beberapa perusahaan otomotif seperti Tesla, Hyundai, dan  Toyota.  Meskipun  kendaraan  listrik (electric  vehicle) telah  diterima  oleh  masyarakat,  namun  isu mengenai  gas  emisi  buang  yang  dihasilkan  mobil  listrik,  ternyata  masih  menjadi  perdebatan  diantara produsen mobil listrik. Kendaraan listrik (electric vehicle) memanglah tidak membuat hasil akhir sistem pembakaran yang menimbulkan gas polutan. Namun, proses pemasokan listrik sebelum masuk menuju mesin diproduksi menggunakan batu bara dengan persentase 63 % bahan yang digunakan adalah batu bara mentah sebagai bahan bakar pada listrik primer. Batubara bukanlah sumber daya alam yang dapat
Crude oil (biillion barrels) Crude oil (billion barrels) Natural gas (trillion cubic feet) Natural gas (trillion cubic feet) Country Oil and gas journal World oil Oil and gas journal World oil North america 55.1 55.6 261.3 261.3 Central & south america 89.5 69.2 222.7 227,9 Western europe 18.8 17.6 259.5 152,7 Middle east 675.6 629.2 1,749.2 1,836.2 Africa 74.9 86.5 392.2 409.7 Far east & oceania 44 58.7 363.5 375,4 Eastern  europe  &  former U.U.S.R 58.9 64.7 1,999.2 1,947.6 Total 1,016.8 981.4 5,149.6 5,210.8
diperbaharui  dan  dapat  menimbulkan  gas  yang  berpolusi.  Dengan  demikian,  mobil  listrik  tidak  bisa dikatakan kendaraan dengan presentase 100% bersih atau tidak berpolusi.
Inovasi  terbaru  dari  kendaraan  listrik adalah  sebuah  kombinasi  dari  sistem konvensional  dan sistem  EV (electric  vehicle) dalam  satu  kendaraan.  Sistem  ini  disebut Hybrid  system .  Mobil  hybrid memadukan kinerja baterai yang diisi ulang oleh solar. Sistem mobil hybrid memiliki efisiensi tinggi dalam menempuh  jarak  yang  relatif  jauh  dan  perawatan  yang  minimal  jika  dibandingkan  dengan  kendaraan konvensional  ataupun  kendaraan  listrik.  Meskipun  mobil  hybrid  telah  menjawab  masalah  mengenai akselerasi dan efisiensi, namun pemakaian bahan bakar minyak bumi pada sistem hybrid tidak menjawab atas  permasalahan climate  change yang  akan  terjadi.  Ditambah  dengan  harga  kendaraan  hybrid  yang sangat mahal, membuat eksistensi mobil hybrid, khususnya di indonesia semakin terasingkan.
Fuel  cell  adalah  solusi  terbarukan  jangka  panjang  mengenai  masalah  energi  alternatif  pada kendaraan  yang  ramah  lingkungan.  Selain  efisiensi  yang  hampir  sama  dengan  sistem  pada  kendaraan hybrid, fuel cell hanya menghasilkan air sebagai hasil akhir proses pembakaran. Teknologi terbarukan ini bisa menjadi teknologi masa depan pengganti bahan bakar minyak bumi karena kendaraan dengan sistem fuel cell hanya membutuhkan hidrogen untuk mengisi bahan bakar. Hidrogen merupakan gas alam yang berlimpah sumber dayanya dan bisa dihasilkan dari proses elektrolisis air. Atau dengan kata lain, hidrogen merupakan salah satu sumber bahan bakar yang dapat diperbaharui dan melimpah di alam. [2]
Secara  prinsip,  fuel  cell  hampir  sama  dengan  baterai.  Namun,  Fuel  cell  dapat  diisi  sepanjang waktu  untuk  membuat  sebuah  proses  mengubah  reaksi  kimiawi  menjadi  arus  listrik  searah.  Fuel  cell terdiri dari katoda dan anoda, serta elektrolit yang mengalir untuk mengahantarkan ion. Elektron tidak dapat  melewati  elektrolit.  Karena  itu,  fungsi  elektrolit  hanya  sebagai  pengantar  ion.  Pada  anoda  akan dialirkan bahan bakar (hidrogen) dan pada katoda akan dialirkan oksigen. Pengaliran bahan bakar dan oksigen dilakukan secara terpisah. Reaksi yang terjadi akan menimbulkan elektron  bebas pada katoda untuk diikat. Reaksi ini akan terus berlangsung dan elektron harus dialirkan keluar agar proses kimiawi bisa terus berlanjut. Arus listrik searah bisa langsung digunakan pada komponen elektronik atau diubah oleh inverter menjadi arus AC (alternating current). Sebagai hasil akhir dari proses yang terjadi pada fuel cell, akan terjadi oksidasi antar molekul, sehingga terbentuklah air [3][4].
Gambar 1. Sistem Fuel Cell Dalam Menghasilkan Listrik
Penggunaan  fuel  cell  pada  mesin  kendaraan  akan  jauh  lebih  efisien  dibandingkan  sistem pembakaran  pada  umumnya.  Karena  pada  sistem  fuel  cell,  efisiensi  mesin  tidak  terganggu  oleh persamaan efisiensi Carnot. Sehingga proses pembakaran pada mesin fuel cell bahan bakar akan awet serta mendekati mesin bakar ideal untuk kendaraan. Hasil akhir pembuangan pada mesin kendaraan yang menggunakan sistem fuel cell, tidak berpolutan tergantung dari bahan awal yang dipakai. Bahkan, jika hidrogen  yang  dijadikan  bahan  bakar  merupakan  hidrogen  alami  dari  udara  atau  air,  maka  hasil persentase pembuangan sisa pembakaran yang berpolutan bisa ditekan hingga 0% [5].
Meskipun  demikian,  kendaraan  yang  menggunakan  fuel  cell  dan  gas  hidrogen  sebagai  bahan bakarnya, rentan untuk terjadi kecelakaan jika perlakuan yang diberikan untuk menyimpan gas hidrogen sangat tidak berhati-hati. Hidrogen merupakan gas alam yang memiliki sifat reaktif terhadap titik nyala yang rendah sekalipun. Jika penempatan tabung hidrogen tidak diatur dengan baik, maka dengan sedikit percikan  yang  menyala  dekat  sumbu  tabung  hidrogen  yang  sedang  mengalir  akan  membuat  ledakan secara spontan [6].
Inovasi kendaraan yang menggunakan fuel cell telah dikembangkan sejak tahun 90-an. Namun, perkembangan yang terjadi tidak naik secara signifikan karena beberapa faktor seperti ekonomi pasar, paradigma masyarakat, politik & kebijakan, dan faktor lainnya yang menghambat laju produksi kendaraan yang menggunakan fuel cell. Terdata hanya beberapa perusahaan besar otomotif saja yang memproduksi mobil  yang  menggunakan  sistem  fuel  cell.  Walaupun  demikian,  kendaraan  dengan  fuel  cell  dengan beberapa  inovasi  terbaru  akan  perlahan  menggantikan  mobil-mobil  lain  dengan  sistem  bahan  bakar minyak bumi ataupun baterai [7].
Gambar 2. Studi Komparatif Presentase Penggunaan Kendaraan Di Indonesia Dari Tahun 2005-2022
Gambar 2. Bisa disimpulkan bahwa penggunaan kendaraan tipe BBM memilki penggunaan yang cukup tinggi dari tahun 2005 dengan presentase sebesar 98%. Hal ini dikarenakan inovasi kendaraan listrik maupun fuel cell tidak menjadi pembahasan utama yang menjadi permasalahan gas emisi buang ataupun kendaraan  ramah  lingkungan  pada  tahun  2005.  Baru  pada  tahun  2015,  penggunaan  kendaraan  BBM menurun  dan  penggunaan  kendaraan  listrik  mulai  meningkat.  Sedangkan  kendaraan  fuel  cell  sendiri, masih pada konsep kendaraan ramah lingkungan yang tidak diproduksi besar-besaran. Kendaraan fuel cell hanya  di  produksi  untuk  sekedar  penelitian  dan  bukan  secara  massal.  Pada  tahun  2022,  presentase penggunaan  kendaraan  listrik  meningkat  dikarenakan  berbagai  faktor  seperti  trend,  penggalakkan kendaraan ramah lingkungan dan sebagainya. Penggunaan kendaraan listrik sebagai kendaraan ramah lingkungan menyentuh angka 40% pada tahun 2022. Angka ini turut membuat kendaraan fuel cell sebagai salah satu kendaraan yang mendukung gerakan ramah lingkungan juga turut meningkat. Kendaraan fuel cell mulai diproduksi lebih lanjut untuk penelitian bahkan beberapa perusahaan otomotif raksasa seperti Toyota  mulai  mengembangkan  kendaraan  berbahan  bakar  hidrogen.  Dengan  isu  yang  sedang berkembang mengenai global warming dan climate change, trend penggunaan kendaraan dengan bahan bakar  hidrogen  akan  menggeser  penggunaan  kendaraan  dengan  sistem  konvensional  ataupun  sistem baterai  beberapa  tahun  mendatang.  Dengan  efisiensi  dan  durability  yang  baik,  tidak  menutup kemungkinan  bahwa  kendaraan  dengan  bahan  bakar  hidrogen  akan  menjadi  energi  alteratif  sebagai pengganti solar di masa depan [8].
Tuntutan akan ekologi pada lingkungan yang dari masa ke masa semakin ketat akan membuat pemanfaatan energi minyak bumi, gas alam , dan semua sumber daya yang tidak bisa diperbaharui akan dihentikan total suatu saat. Energi alternatif yang dikembangkan akan menjadi faktor penentu serta harus diperhitungkan demi kelangsungan hidup manusia kedepannya. Kesiapan akan teknologi baru ini yang akan menggantikan teknologi lama akan diharapkan oleh seluruh bagian masyarakat untuk dipakai dan dijadikan sebagai sumber energi utama pengganti sumber energi lama. Fuel cell sebagai teknologi yang masih disiapkan sebagai teknologi baru yang menunjang efisiensi serta ramah lingkungan merupakan opsi utama sebagai penggerak abad menuju pemakaian green technology. [9][8][10]
Hingga hari ini, telah banyak uji coba penggunaan energi fuel cell pada berbagai aplikasi yang diterapkan  dan  hasilnya  adalah  memuaskan.  Disamping  pemanfaatan  energi  regeneratif  lain  seperti angin, matahari, udara dan sebagainya, fuel cell yang dimanfaatkan pada sistem kendaraan merupakan sistem ideal yang cocok dengan kebutuhan umat manusia dan lingkungan. Pembaruan dari penelitian ini akan membawa semua pemahaman mendasar tentang teknologi terbarukan dan ramah lingkungan pada realisasi yang sebenarnya pada penerapan dan pengembangan fuel cell sebagai penyuplai tenaga mesin kendaraan.

## 2. METODE PENELITIAN
penelitian  dilakukan  di  lab  Balai  Besar  Teknologi  Konversi  Energi,  Pusat  Penelitian  Ilmu Pengetahuan  dan  Teknologi  (PUSPIPTEK)  Tangerang.  Pengambilan  data  dilakukan  dengan  metode deskriptif-eksperimen melalui pendekatan kuantitatif. Metode eksperimental merupakan metode yang dilakukan dengan langkah-langkah saintifik untuk menguji dua variable atau lebih yang saling berkaitan dan  mengendalikan.  Metode  penelitian  eksperimen  pada  umumnya  digunakan  dalam  penelitian  yang bersifat laboratoris. Namun, bukan berarti bahwa pendekatan ini tidak dapat digunakan dalam penelitian sosial,  termasuk  penelitian  pendidikan.  Pada  pendekatan  kuantitatif,  pembahasan  dilakukan  dengan analisis  pada  data  yang  berupa  angka  dan  nilai  untuk  menjelaskan  situasi  yang  sedang  terjadi. [11]Pengambilan data dimulai dengan studi literatur pada kajian-kajian jurnal yang membahas mengenai energi  fuel  cell.  Kemudian  analisis  data  dilakukan  dengan  menguji  data  pada  rangkaian  mengenai beberapa variabel untuk menganalisis keberhasilan prototype. Variabel yang diuji berupa pengaruh suhu cahaya  matahari  pada  tegangan  listrik  yang  mengalir  ke  panel  surya  dalam  kondisi  berbeda  (cuaca mendung, cerah, sebelum dibersihkan), serta pengaruh tegangan listrik pada gas hidrogen.
a. Alat dan bahan
1. Alat
• 1 set Toolbox
• Tang pemotong
• Kunci pas ring (1 set)
• Pisau cutter
• Tespen
• Solder
• Avometer
• gerinda tangan
• meteran
• Obeng min dan plus
• Mur & baut
2. Bahan
• Panel surya tipe MSX50
• Solar charge controller 60 A FOXSUR
• Fuel cell tipe PEM (proton exchange membrane)
• Panel interlock switch chint
• Sambungan kabel connector
• Selang inhalasi hidrogen
• Relay 24 DC
• Inverter DC 220 W (2 buah)
• Kipas (exhaust fan ventiling)
• Tabung gas hidrogen
• Kabel NYAF 2,5 mm 2
• Box panel
• Baterai charger 30 A/12v/24 v
• Elektrolizer PEM
• HMI weintek display
• Siemen PLC programming
b. Alur penelitian
Alur penelitian bisa digambarkan melalui flowchart berikut :
G ambar 3. Flowchart Penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1.  Pengamatan  (observasi)  dan  Perancangan  Design  Prototype  Stasiun  Pengisian  Gas  Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station)
Pengisian  bahan  bakar  kendaraan  yang  menggunakan  sistem  fuel  cell,  tidak  serumit  dan memakan waktu yang lama layaknya kendaraan listrik. Melainkan, kendaraan fuel cell hanya perlu diisi kembali  dengan  bahan  bakar  yang  dipakai  (hidrogen).  Pengisian  gas  hidrogen  bisa  dilakukan  dengan manual seperti mengganti tabung kosong dengan tabung baru yang tentu akan memakan waktu lama dan kurang praktis. Stasiun pengisian gas hidrogen (refuelling hydrogen gas station) akan berbentuk layaknya sistem  pengisian  solar  pada  umumnya.  Design  prototype  Stasiun  pengisian  gas  hidrogen (refuelling hydrogen gas station) pada Gambar 4.
Gambar 4. Design Prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen ( Refuelling Hydrogen Gas Station)
3.2. Penjabaran Design dan Realisasi Prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station).
Berdasarkan  Gambar  4.  Komponen  yang  tersusun  dan  sistem  kerja  pada  prototype  bisa dijelaskan sebagai berikut:
1. Panel  surya ,  komponen  ini  berfungsi  untuk  menyerap  cahaya  matahari  dan  mengubahnya  menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebesar 200 watt akan dimonitori oleh sistem kontrol.
2. Sistem kontrol , ada dua box panel yang tersusun sebagai pusat kendali prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station). Kedua box panel ini akan memonitori seluruh aktivitas kerja mesin dan semua komponennya. Termasuk aliran listrik yang mengalir dari panel surya menuju inverter. Pada sistem kontrol menggunakan tampilan HMI dari luar box agar lebih praktis dalam memonitori sistem. 3. Elektrolize r, komponen ini berfungsi untuk menguraikan atau melepaskan ikatan zat yang terlarut pada sistem  anoda-katoda.  Pada  sistem  ini,  elektrolizer  berfungsi  untuk  memisahkan  oksigen  dan  hidrogen yang terkandung dalam air. Atau dengan kata lain, elektrolizer berfungsi untuk mengelektrolisis air. Untuk berfungsi,  elektrolizer  membutuhkan  power  supply  tenaga  listrik.  Listrik  yang  digunakan  untuk menghidupkan elektrolizer berasal dari panel surya yang dimonitori oleh sistem kontrol.
4. Inverter, inverter berfungsi sebagai komponen yang mengubah arus. AC-DC ataupun DC-AC. Inverter yang pertama memiliki tugas yang fleksibel. Atau dengan kata lain, inverter ini bisa digunakan sebagai pengubah tegangan DC ketika dibutuhkan ataupun tegangan AC ketika diperlukan.
5. Fuel cell (PEM) & fan , pada sistem fuel cell di prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station), oksigen yang digunakan merupakan oksigen alami dari udara. Pasokan udara yang masuk sebagai oksigen harus didorong secara manual untuk mendapatkan  oksigen secara maksimum. Kipas (fan) dipasang didepan fuel cell untuk menghembuskan udara lebih banyak menuju fuel cell dan mendapatkan  pasokan  oksigen  yang  lebih  banyak.  Dengan  demikian,  fuel  cell  dapat  bekerja  secara maksimum untuk memasok listrik. Listrik yang dihasilkan dari fuel cell merupakan aliran DC yang harus diubah  menjadi  aliran  AC.  Listrik  yang  dihasilkan  oleh  fuel  cell  akan  dialirkan  menuju  inverter  yang dimonitori sistem kontrol untuk diubah menjadi aliran AC.
6 . Tabung gas , komponen ini berfungsi sebagai penyimpan gas. Gas yang dihasilkan oleh elektrolizer akan disimpan di dalam tabung sebagai hasil akhir (output) sistem Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen  Gas  Station)  ataupun  kembali  mengalirkannya  pada  fuel  cell  sebagai  bahan  bakar.  Semua aktivitas yang terjadi dimonitori oleh sistem kontrol.
7 . Inverter , ada 2 buah inverter yang dipasang untuk mengubah aliran listrik yang masuk dari panel surya dan fuel cell. Kedua inveter memiliki fungsi untuk mengubah aliran listrik yang dibutuhkan. Pada inverter yang kedua ini, listrik akan diubah menjadi aliran DC. Aliran DC ini khusus untuk memberikan power supply pada komponen yang berada pada sistem kontrol.
8 . Baterai , komponen baterai berfungsi untuk memasok aliran listrik tegangan DC. Baterai akan menerima tegangan  DC  dari  inverter  ataupun  hasil akhir  proses  pada  fuel  cell.  Baterai  dipasang  diluar  rangkaian untuk mengefesiensikan tempat. Kapasitas maksimum baterai untuk menerima arus tergantung dari jenis baterai dan spesifikasi yang dimilikinya.
Secara  sederhana,  sistem  Stasiun  Pengisian  Gas  Hidrogen  (Refuelling  Hydrogen  Gas  Station) Berfungsi  atas  prinsip  konversi  energi.  Panel  surya  akan  memasok  aliran  listrik  untuk  menghidupi komponen yang dimonitori oleh sistem kontrol. Bagian panel surya akan dikendalikan oleh Solar charge controller  60  A  FOXSUR.  Pasokan  listrik  yang  kedua  berasal  dari  sistem  kerja  fuel  cell.  Fuel  cell  akan mengalirkan tegangan DC pada komponen, Baterai, ataupun diubah menuju inverter. Listrik akan dialirkan kembali untuk menyalakan elektrolizer. Sebelum menyalakan elektrolizer, arus akan melewati inverter untuk  diubah  sesuai  kebutuhan.  Setelah  elektrolizer  menyala,  air  akan  dimasukkan  dengan  takaran tertentu untuk memisahkan hidrogen dan oksigen yang terkandung didalam air. Setelah proses elektrolisis selesai, gas hidrogen akan masuk kedalam tangki penyimpanan dan oksigen akan dibuang. Pada tangki penyimpanan  inilah  gas  hidrogen  bisa  di  transfusikan  melalui  selang  khusus  menuju  kendaraan  yang menggunakan sistem fuel cell dengan hidrogen sebagai bahan bakarnya.
Sesuai dengan design yang telah dibuat, komponen-komponen dirancang dan direalisasikan ke dalam  perancangan  prototype  Stasiun  Pengisian  Gas  Hidrogen  (Refuelling  Hydrogen  Gas  Station). Prototype  Stasiun  Pengisian  Gas  Hidrogen  (Refuelling  Hydrogen  Gas  Station)  yang  telah  direalisasikan adalah sebagai berikut :
Gambar 5. Realisasi prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station)
Perancangan  prototype  Stasiun  Pengisian  Gas  Hidrogen (Refuelling  Hydrogen  Gas  Station) direalisasikan dengan menambahkan box besar pada semua komponennya. Box besar ini akan diberi roda yang dimaksudkan untuk memudahkan pengisian gas hidrogen. Dengan sistem yang sama menggunakan prinsip konversi energi, Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station) memiliki alur kerja dan sistem yang sama dengan prototype yang telah dibangun.
Gambar 6. Sketsa Awal Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station)
Gambar 7. Tampak Belakang Box Kontainer Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station)
Gambar 8. Tampak Samping Box Kontainer Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station)
3.3. Pengujian & Analisis Variabel pada prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station).
Pengamatan  dan  analisis  prototype  dilakukan  untuk  mengetahui  sejauh  mana  keberhasilan prototype  yang  telah  dibangun.  Uji  yang  pertama  adalah  variabel  suhu  cahaya  matahari  terhadap tegangan listrik yang dihasilkan oleh panel surya.
Tabel 2. Pengaruh Suhu Cahaya Matahari Terhadap Tegangan Listrik Yang Terisi Pada Baterai
No Kondisi Tegangan Pengisian 1 Suhu 32,4 o C (terik) 95,5 V 2 Suhu 30 o C (cerah) 90,02 V 3 Suhu 29 o C (mendung) 89,97 V 4 Suhu 27 o C (mendung) 85,76 V 5 Sebelum dibersihkan (normal) 90 V
Kondisi sinar matahari yang diserap oleh panel surya sangat bergantung pada tegangan listrik yang  dihasilkan.  Variabel  bebas  merupakan  suhu  sinar  cahaya  matahari  (X)  yang  kemudian  mengikat variabel  tegangan  listrik  (Y)  dengan  hubungan  antar  variabel  yang  sangat  signifikan.  Jika  variable  X memiliki  nilai  yang  tinggi,  atau  suhu  cahaya  matahari  memilki  suhu  yang  panas  maka  variabel  Y  juga memiliki kecendrungan untuk naik, atau tegangan listrik yang terisi pada baterai semakin tinggi pula. maka Secara sederhana, semakin panas cuaca yang sedang berlangsung dan semakin tinggi suhu sinar matahari yang dihasilkan, maka semakin banyak pula tegangan listrik yang mengalir. Karena demikianlah, panel surya diatur penempatannya agar bisa menyerap sinar matahari secara maksimal. Sudut kemiringan panel surya saat matahari redup atau kondisi mendung adalah 1 0 , dengan radiasi rata-rata 13,128 MJ/m2/hari. sedangkan  saat  matahari  dalam  kondisi  terik,  panel  surya  bisa  dipasang  dengan  sudut  kemiringan  24 0 dengan radiasi maksimal sebesar 15,284 MJ/m2/hari. Tegangan listrik yang berasal dari panel surya akan digunakan  untuk  menghidupi  elektrolizer.  Saat  proses  elektrolisis  air  dalam  elektrolizer,  oksigen  akan dibuang dan hidrogen akan masuk menuju tabung penyimpanan. Besarnya tegangan listrik yang mengalir pada elektrolizer akan berpengaruh pada tekanan gas hidrogen yang dihasilkan. Akan tetapi, pada sistem Perancangan prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station), elektrolizer sudah diatur agar tidak melebihi batas maksimum kapasitasnya. Uji kedua berupa pengaruh tegangan listrik yang mengalir dalam proses elektrolisis air. Hasil yang di dapatkan adalah nilai X berada pada posisi konstan yaitu X tidak kurang dari 1 bar dan tidak lebih dari 3 bar tekanan gas.
14,504 Psi ≥ X ≤ 43,5113 Psi
Nilai X mengindikasikan bahwa gas hidrogen yang dihasilkan pada prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station), merupakan gas hidrogen yang  dihasilkan saat proses elektrolisis air. Nilai X berada diantara 1 bar dan 3 bar tekanan gas hidrogen. Hidrogen bisa mengalir pada tabung  sesaat  setelah  elektrolizer  sudah  terindikasi  penuh  (full).  Karena  itu,  gas  hidrogen  tidak  bisa diambil ketika belum mencapai batas maksimum. Atau dengan kata lain, variable suhu cahaya matahari tidak akan berpengaruh secara signifikan pada tekanan gas hidrogen yang dihasilkan, karena tekanan gas hidrogen telah diatur untuk tidak melewati batas maksimum meskipun arus tegangan yang mengalir dari panel  surya  sangat  tinggi.  Elektrolizer  hanya  akan  mencapai  batas  maksimum  untuk  menghasilkan tekanan gas hidrogen sebesar 3 bar atau 43,5113 Psi.
Gambar 8. Hubungan Variabel Suhu Cahaya Matahari, Tegangan Listrik, Dan Tekanan Gas Hidrogen Yang Dihasilkan
Dari  Gambar  8.  Hubungan  antara  suhu  cahaya  matahari  terhadap  tegangan  listrik  cenderung terlihat saling mengikat. Semakin tinggi suhu cahaya matahari yang masuk semakin banyak pula tegangan listrik yang mengalir. Namun, variable suhu cahaya matahari tidak memengaruhi pada tekanan gas yang dihasilkan.  Tekanan  Gas  akan  tetap  stabil  pada  angka  maksimum  3  bar  tekanan  gas.  Meskipun  dalam kondisi mendung, elektrolizer bisa menunggu untuk tegangan listrik masuk dan menghasilkan tekanan gas yang konstan.

## 4. SIMPULAN
Prototype Stasiun Pengisian Gas Hidrogen (Refuelling Hydrogen Gas Station) untuk kendaraan fuel cell memilki pengisian ulang gas hidrogen yang praktis jika dibandingkan dengan pengisian manual. Dengan berpusat pada sistem kontrol, panel surya dapat menghasilkan tegangan listrik untuk menyalakan komponen  dan  fuel  cell  sebagai  pasokan  arus  yang  kedua  akan  mengisi  baterai  dengan  tegangan  DC. Elektrolizer akan memisahkan air dan hidrogen untuk digunakan sebagai bahan bakar. Stasiun pengisian gas hidrogen dapat mengisi kendaraan dengan sistem fuel cell secara praktis tanpa harus melepas tabung gas  pada  rangkaian  kendaraan.  Variable  yang  diuji  menunjukkan  data  bahwa  naiknya  tegangan  listrik pengisian baterai berbanding lurus dengan suhu cahaya matahari. Sedangkan suhu cahaya matahari tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap tekanan gas hidrogen yang dihasilkan Pada proses akhir elektrolisis air, karena elektrolizer sudah di set-up agar tidak melebihi batas kapasitas maksimum sebesar 3 bar atau 43, 5113 Psi. walaupun suhu cahaya matahari berbanding lurus dengan naiknya tekanan gas hidrogen, namun penyetelan penyimpanan tekanan gas agar konstan membuat kondisi tersebut tidak terjadi.  Meskipun  kondisi  cuaca  sedang  terik  dan  panel  surya  siap  memasok  listrik  dengan  jumlah tegangan yang tinggi untuk dialirkan, tekanan gas yang dihasilkan tetap stabil.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H. Suhada, “Fuel Cell Sebagai Penghasil Energi Abad 21,” vol. 3, no. 2, pp. 92– 99, 2001.
[2] S.  Garg,  “Unique  PEM  fuel  cell  for  hydrogen  vehicles,”  no.  December,  2022,  doi: 10.13140/RG.2.2.18116.09604.
[3] E. L. Dewi, T. Ismujanto, and G. T. Chandrasa, “Pengembangan dan aplikasi fuel cell,” Pros. Semin. Nas. Teknoin 2008 , vol. 3169887, no. 021, pp. A51 – A5Dewi, E. L., Ismujanto, T., Chandrasa, G., 2018.
[4] Hendrata Suhada, “Fuel Cell Sebagai Pengganti Motor Bakar Pada Kendaraan,” J. Tek. Mesin , vol. 3, no. 2, pp. 85 – 91, 2001, [Online]. Available:
http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/mes/article/view/15945
[5] C. Pisanti, “Design and energetic evaluation of a mobile photovoltaic roof for cars,” vol. 81, pp. 182– 192, 2015, doi: 10.1016/j.egypro.2015.12.073.
[6] F. Alavi, E. Park, N. Van De Wouw, B. De Schutter, and Z. Lukszo, “Fuel cell cars in a microgrid for synergies between hydrogen and electricity networks,” Appl. Energy , vol. 192, pp. 296 – 304, 2017, doi: 10.1016/j.apenergy.2016.10.084.
[7] G.  Carle,  P.  Keller,  G.  Carle,  and  P.  Keller,  “Conference  paper  WCTR  2004  Fuel  cells  for  cars -  a competitive analysis,” no. May 2014.
[8] A. Hasan, “Aplikasi Sistem Fuel Cell Sebagai Energi Ramah Lingkungan di Sektor Transportasi dan Pembangkit,” Tek. Lingkung. , vol. 8, no. 3, pp. 277 – 286, 2007.
[9] C. Lodi, A. Seitsonen, E. Pa, M. De Gennaro, T. Huld, and S. Malfettani, “Reducing CO 2 emissions of conventional fuel cars by vehicle photovoltaic roofs,” vol. 59, no. February 2018, pp. 313– 324, 2021, doi: 10.1016/j.trd.2018.01.020.
[10] T. Takahashi, Y. Kokubo, and K. Murata, “ScienceDirect Cold start cycling durability of fuel cell stacks for commercial automotive applications,” Int. J. Hydrogen Energy , vol. 47, no. 97, pp. 41111 – 41123, 2022, doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.09.172.
[11] A.  Jaedun,  “METODOLOGI  PENELITIAN  EKSPERIMEN,” perimenMetodologi  Penelit.  Eks ,  pp.  0 – 12, 2011.