J urnal M andala P engabdian M asyarakat
Journal homepage: https://jurnal-pharmaconmw.com/jmpm

## Penerapan Sistem Hybrid Pembangkit Listrik Tenaga Angin Dan Tenaga Surya Di Desa Pataan, Kec.Sambeng, Kab.Lamongan
Nur Qomariyah Nawafilah 1 , Hammam Rofiqi Agustapraja 2 , Nanto Purnomo 3
1 Program Studi Teknik Informatika, Universitas Islam Lamongan
2 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Islam Lamongan
3 Program Studi Manajemen, Universitas Islam Lamongan

## ABSTRAK
Pembangkit  listrik  hybrid  adalah  pembangkit  listrik  yang  memanfaatkan  lebih  dari  satu  sumber  energi,  seperti pembangkit lisrik tenaga bayu (PLTB) dan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS). Dalam sistem ini, energi yang berasal dari sinar matahari dikonversi oleh sel surya menjadi arus listrik searah (DC) untuk kemudian disimpan di baterai (aki) agar bisa digunakan sesuai kebutuhan. Sementara itu, energi potensial yang dimiliki oleh angin akan dikonversi menjadi listrik bolak-balik (AC) oleh turbin dan generator untuk kemudian digunakan dalam mengisi (charge) baterai tersebut. Sistem pembangkit listrik hybrid yang dikembangkan berupa PLTS yang terdiri dari panel surya berdaya 300 WP, solar charge controller 30 A, dan inverter 1.000 W. Sedangkan PLTB yang dibangun berupa 1 Set turbin dan generator yang berdaya 800 W. Listrik yang dihasilkan dari PLTS dan PLTB tersebut akan disimpan dalam baterei 150 Ah 12 V yang akan mampu menyimpan daya maksimal 1.800 W, untuk menghidupi 50 buah lampu warna-warni LED 3 W dan 6 W selama 6  jam  di  Taman  Airlangga.  Kesimpulan  dari  kegiatan  ini  yakni  dapat  menambah  ilmu  dan  transfer  teknologi  kepada masyarakat terutama khususnya pokdarwis sebagai mitra dan masyarakat Desa Pataan pada umumnya. kombinasi PLTS dan PLTB ini akan menghasilkan daya listrik yang cukup untuk digunakan sebagai penerangan di lokasi Taman Airlangga dan Tenaga Pendukung UMKM yang ada di sekitar tempat wisata Taman Airlangga Desa Pataan, Kecamatan Sambeng, Kabupaten Lamongan.
Kata Kunci : PLTB, PLTS, Taman Airlangga, Desa Pataan

## Application Of Hybrid System Of Wind Power And Solar Power In Pataan Village, Kec. Sambeng, Kab. Lamongan

## ABSTRACT
Hybrid power plants are power plants that utilize more than one energy source, such as wind power plants (PLTB) and solar power plants (PLTS). In this system, energy from sunlight is converted by solar cells into direct electric current (DC) and then stored in batteries so that it can be used as needed. Meanwhile, the potential energy possessed by the wind will be converted into alternating electricity (AC) by the turbine and generator to then be used to charge the battery. The combination of PLTS and PLTB will produce sufficient electrical power to be used as lighting at the Airlangga Park and MSME Supporting Personnel in the vicinity of the Airlangga Park tourist spot, Pataan Village, Sambeng District, Lamongan Regency. The hybrid power generation system developed is in the form of PLTS consisting of a solar panel with a power of 300 WP, a solar charge controller of 30 A, and a 1,000 W inverter. This will be stored in a 150 Ah 12 V battery which will be able to store a maximum power of 1,800 W, to power 50 3 W and 6 W LED colorful lights for 6 hours at Airlangga Park.
Keywords: PLTB, PLTS, Airlangga Park, Pataan Village
Penulis Korespondensi : Nur Qomariyah Nawafilah Program Studi Teknik Informatika, Universitas Islam Lamongan E-mail   : nq.nawafil@yahoo.com No. Hp   : 08563336766

## PENDAHULUAN
Taman  airlangga  desa  pataan  yang terletak di sebelah selatan candi pataan, yang mana lokasinya pada area tengah persawahan yang tidak terlalu rimbun tertutup perpohonan.  Letak  Taman  Airlangga  ini memiliki potensi angin yang kencang sehingga memungkinkan di buatnya pembangkit listrik tenaga  angin.  PLTB  ini  memiliki  beberapa kelebihan  dan  kekurangan,  diantaranya kelebihannya  menggunakan  energi  yang terbarukan  dan  ramah  lingkungan  (  tidak menghasilkan  emisi  gas  buang  /  polusi terhadap  lingkungan  )  (Nian  Y.  et  al.,  2015). Akan  tetapi  pltb  juga  memiliki  banyak kekurangan diantaranya membutuhkan waktu yang  lama  dalam studi  kasus  lapangan  untuk menetapkan  persetujuan  pengadaan  tempat pltang  (ladang  angin),  membutuhkan  lahan yang  luas  sehingga  berpotensi  dapat mengganggu  ekologi,  membutuhkan  lahan yang  telah  mendapatkan  clearance  untuk membangun bangunan yang relatif tinggi yang berpotensi  menganggu  transportasi  udara, biaya  instalasi  awal  tinggi,  kurang  dapat diandalkan  karena  sangat  tergantung  pada faktor-faktor alami dan belum efisien (Thakur et al., 2012).
Dari uraian diatas untuk
menyeimbangkan  dan  dapat  memenuhi kebutuhan  listrik  yang  bertujuan  akan digunakan  sebagai  penerangan  di  taman airlangga  dan  sebagai  tenaga  pendukung untuk UMKM yang ada di sekitar area Taman Airlangga desa pataan, maka dipandang perlu adanya sistem hybrid pembangkit listrik yakni sistem hybrid pembangkit listrik tenaga angin dan  tenaga  surya.  Mengingat  lokasi  rumah turbin  yang  tidak  terlalu  rimbun  tertutup
pepohonan,  membuat  potensi  sinar  matahari sangat  besar  untuk  dikonversi  menjadi pembangkit  listrik  tenaga  surya  (PLTS). Provinsi  Jawa  timur  menempati  posisi terbesar  ke  2  di  indonesia  dengan  pottensi sebesar 7907 Mw. Maka penempatan PLTB di desa pataan ini merupakan salah satu langkah tepat untuk mengembangkan dan memanfaatkan tenaga angin sebagai pembangkit Listrik.
Adanya  koneksi  antara  pembangkit listrik  tenaga  angin  dengan  tenaga  surya  ini, bisa membangkitkan listrik yang cukup besar untuk digunakan dalam memenuhi kebutuhan listrik  di  lokasi  tersebut  dengan  sistem pembangkit  listrik  hybrid  (Abhishek  et  al., 2015) . Dalam  Program  Diseminasi  Teknologi Tepat  Guna  ini  untuk  mengatasi  solusi permasalahan  tersebut  terdapat  beberapa kegiatan  yaitu  instalisasi  sistem  hybrid  PLTB dan  PLTS  yang  bertujuan  digunakan  untuk penerangan  lampu  warna  warni  dan  sebagai pendukung  tenaga  listrik  untuk  UMKM  yang ada  di  sekitar  taman  airlangga.  Selain  itu  di buat  pelatihan  dan  pendampingan  yang bertujuan untuk menambah ilmu dan transfer teknologi  dari  universitas  islam  lamongan kepada masyarakat dan pembentukan tim dari unsur  pokdarwis  sebagai  penanggungjawab alat  yang  telah  diserah  terimakan  agar  alat dapat  di  maintance  dengan  baik  sehingga dapat digunakan dalam waktu yang lama.

## METODE
Metode  dan  tahapan  pelaksanaan kegiatan  yang  diterapkan  pada  program  ini ditunjukkan dalam diagram alir seperti dalam gambar 1.
Gambar 1. Diagram alir kegiatan
1. Analisis kebutuhan dan potensi pembangkit listrik  tenaga  bayu  (angin)  (PLTB)  dan tenaga surya (PLTS)
Kegiatan  ini  dilakukan  melalui  survey lapangan  dan  Forum  Group  Diskusi  yang
intensif  dengan  semua  pihak  yang  terkait dengan  pembangunan  PLTB  dan  PLTS  ini. Pihak-pihak  tersebut  terdiri  dari  Pokdarwis Desa Pataan, Tim Diseminasi Teknologi Tepat Guna  dan  Tim  Teknis  (Irwin  &  David,  2001). Beberapa obyek yang akan menjadi titik tekan dalam kegiatan ini adalah lokasi pembangunan PLTB  dan  PLTS,  pemanfaatan  listrik  untuk penerangan  lampu  warna  warni  atau memenuhi  kebutuhan  UMKM  yang  ada  di sekitar  Taman  Airlangga  Desa  Pataan,  serta manajemen pengelolaan dan perawatan PLTB dan  PLTS  nantinya  apabila  sudah  berjalan dengan lancar.
a. Potensi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  di
Indonesia
Potensi  angin  Indonesia  memang  cukup besar  (Peraturan  Presiden  No.22  Tahun  2017, 2017). Rencana Umum Energi Nasional (RUEN) mencantumkan  angka  60.647,0  MW  untuk kecepatan  angin  4  meter  perdetik  atau  lebih. Lokasi  potensi  angin  tersebut  dapat  dibaca  pada tabel 1.
Tabel 1. Potensi Angin per Provinsi
Provinsi  Jawa  timur  menempati  posisi terbesar  ke  2  di  indonesia  dengan  pottensi sebesar 7907 Mw. Maka penempatan PLTB di desa pataan ini merupakan salah satu langkah tepat untuk mengembangkan dan
memanfaatkan tenaga angin sebagai pembangkit Listrik. Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel 2 dan 3.
Tabel 2. Kondisi Angin
ss
Tabel 3. Tingkat Kecepatan Angin
Angin  kelas  3  adalah  batasan  minimum dan  angin  kelas  8  adalah  batas  maksimum energi  angin  yang  dapat  dimanfaatkan  untuk
menghasilkan  energi  listrik  (Matin  &  Deb, 2013).
2. Desain dan pembangunan PLTB dan PLTS
Kegiatan  desain  PLTB  dan  PLTS dilakukan  oleh  tenaga  ahli  yakni  tim  teknisi yang  berpengalaman  dalam  pembangunan kedua pembangkit tersebut, dengan supervisi dari  tim  pengusul  Program  Diseminasi Teknologi  Tepat  Guna.  Setelah  desain  selesai dibuat, dilakukan proses assembling peralatan di bengkel rekayasa untuk kemudian dibangun di  lokasi  PLTB  dan  PLTS  tersebut.  Setelah proses  pembangunan  selesai,  dilakukan ujicoba  produksi  listrik  sampai  hasilnya optimal.
3. Serah Terima teknologi Seluruh peralatan yang telah beroperasi dengan baik, kemudian diserahterimakan dari tim  pengusul  Universitas  Islam  Lamongan (Unisla)  ke  mitra  penerima  Pokdarwis  Desa Pataan.  Acara  serah  terima  ini  sekaligus  FGD terkait  pembentukan  kelembagaan  pengelola PLTB  dan  PLTS  (Burton  et  al.,  2001). Harapannya setelah peralatan diserahterimakan,  bisa  dikelola  dan  dirawat dengan  baik  oleh  tim  penanggungjawab  dari unsur Pokdarwis Desa Pataan.
4. Pelatihan dan pendampingan Kegiatan  pelatihan  dan  pendampingan diberikan  oleh  tim  pengusul  dan  tenaga  ahli yakni Tim Teknisi kepada pengelola PLTB dan PLTS  yang  sudah  dibentuk  dari  unsur Pokdarwis  Desa  Pataan.  Pelatihan  dan pendampingan  ini  dilakukan  sampai  seluruh sistem  peralatan  beroperasi  dengan  baik  dan menghasilkan  manfaat  bagi  khususnya pengelolaaan  taman  airlangga  dan  umkm sekitar  taman  airlanga  serta  masyarakat sekitar pada umumnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Potensi  pembangkit  listrik  tenaga  bayu (angin) (PLTB) dan tenaga surya (PLTS)
Kegiatan  survey  ke  lapangan  untuk mengetahui potensi PLTB dan PLTS dilakukan pada  tanggal  7  Juli  2022.  Survey  dilakukan dengan  pengukuran  kecepatan  angin,  dan tinggi turbin yang akan di pasang. Berdasarkan pengukuran yang dilakukan, didapatkan hasil sebagai berikut:

## Tabel 4. Data Pengukuran Kecepatan Angin
No. Pengukuran ke- Ketinggihan (meter) m/detik 1. 1 6 5,8 2. 2 6 8,6 3. 3 6 13 4. 4 6 13,5 5. 5 6 13,6 6. 6 6 13,7 7. 7 6 13,8 8. 8 6 14 9. Rata-rata 6 12
Berdasarkan  tabel  4  dapat  dihitung bahwa  kecepatan  angin  rata-rata  saat dilakukan  pengukuran  kecepatan  angin terukur adalah 12 m/detik (BPS LAMONGAN, 2020).Berdasarkan  data  hasil  pengukuran kecepatan  angin,  didapatkan  potensi  daya
yang  mampu  dihasilkan  oleh  PLTB  adalah sebesar 500 Watt.
2. Desain dan Pembangunan PLTB dan PLTS Perancangan  PLTB  yang  dilakukan menggunakan  data  berdasarkan  hasil  survey lapangan. Adapun data awal perancangan yang akan digunakan ditunjukkan dalam tabel 3.
Tabel 5. Data awal perancangan
No. Spesifikasi Nilai  Satuan 1. Turbin & Generator 800 W 2. Tiang Besi 6 M 3. Kawat Besi 50 M 4. Kabel Listrik Serabut 30 M 5. Kabel Listrik Tembaga 70 M 6. Modul sel surya 300 WP 7. Baterai 12  - 150 V-Ah VRLA 8. Solar Charger Controller 12- 30 V-A 9. Inverter 1000  W 10.  Kabel Fitting 50 M 11.  Lampu LED 3 W Tabel 6. Spesifikasi rancangan turbin dan generator No. Spesifikasi Nilai Satuan 1 Kecepatan angin 2,0 m/s 2 Kecepatan angin terukur 12 m/s 3 Kecepatan angin bertahan hidup  50,0 m/s 4 Jumlah bilah 5 pcs 5 Panjang bilah pisau 23,6 inch 6 Generator 3 Phase AC Berdasarkan  hasil  perhitungan  yang dilakukan dalam tahap perancangan, dilakukan  fabrikasi  prototipe  tersebut,  yang mampu  menghasilkan  listrik  dengan  daya maksimal  500W.  Turbin  Kincir  angin  yang dibuat  merupakan  tipe  Propeler  dengan  5 Blade,  seperti  ditampilkan  dalam  gambar  2 berikut.

## Gambar 2. Turbin tipe Propeler dengan 5 Blade
Sementara  untuk  PLTS,  telah  dibuat sistem  dengan  panel  surya  berdaya  300  WP, yang  diintegrasikan  dengan  solar  charge
controller  30A,  inverter  1.000  Watt,  dan  aki 150  Ah.  Dengan  sistem  PLTS  tersebut, diharapkan  bisa  membangkitkan  listrik dengan total daya 1.500 Wh sehari.
3. Serah Terima Teknologi Proses serah terima dilakukan pada Hari Kamis,  tanggal  25  Agustus  2021  di  Lokasi Taman  Wisata  Airlangga  desa  Pataan.  Acara serah terima ini dihadiri oleh tim pengusul dan tim  teknisi,  Kepala  Desa  Pataan  serta Pokdarwis  Pataan,  sebagai  mitra  penerima dan  pengelola  teknologi.  Teknologi  yang diserahterimakan  adalah  1  set  pembeangkit listrik  tenaga  angin  dan  tenaga  surya  serta  1 set  lampu  warna  warni.  Acara  serah  terima diakhiri  dengan  kegiatan  penandatangan berita  acara  serah  terima  dari  ketua  tim pengusul kepada mitra penerima.
4. Pelatihan dan Pendampingan Kegiatan
pelatihan dilaksanakan langsung  setelah  acara  serah  terima  selesai, yang  diawali  dengan  pemaparan  tentang
teknis  mekanisme  dan  operasional  sistem hybrid  PLTB  dan  PLTS  oleh  tim  ahli  dari teknisi,  yang  dilanjutkan  dengan  diskusi  dan simulasi  pengoperasian  teknologi  tersebut. Setelah  selesai  acara  pelatihan,  dilakukan proses  pendampingan  secara  terus  menerus dari tim pengusul kepada mitra sampai semua peralatan  bisa  beroperasi  dengan  baik  dan bermanfaat  bagi  khususnya  pengelolaaan taman  airlangga  dan  umkm  sekitar  taman airlanga  serta  masyarakat  sekitar  pada umumnya.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  pelaksanaan kegiatan  pengabdian  masyarakat  yang  telah dilakukan,  dapat  disimpulkan  beberapa  hal sebagai berikut :
1. Keberadaan Taman Airlangga Desa Pataan sebagai  destinasi  wisata  baru  di  Desa Pataan  bisa  menarik  wisatawan  dan menambah  pendapatan  masyarakat  Desa Pataan.  Akan  tetapi,  kebutuhan  suplai listrik  yang  besar  di  lokasi  membuat terjadinya  pembengkakan  biaya  listrik sehingga  pengembangan  obyek  wisata tersebut menjadi terhambat.
2. Di  sekitar  lokasi  Candi  Pataan  terdapat potensi  angin  yang  kencang  sebagai pembangkit  listrik  tenaga  angin  serta pembangkit  listrik  tenaga  surya  yang cukup  bagi  sumber  energi  obyek  wisata Taman Airlangga desa Pataan.
3. Adanya sistem hybrid teknologi pembangkit  listrik  bertenaga  angin  dan bertenaga  surya  dengan  total  daya mencapai 2000 Watt, bisa bermanfaat bagi penghematan biaya listrik yang dibuttuhkan  untuk  pengembangan  obyek wisata Taman Airlangga Desa Pataan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Tim  penyusun  mengucapkan  terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Universitas  Islam  Lamongan  (UNISLA)  yang telah  mendanai  kegiatan  ini  melalui  Program Diseminasi  Teknologi  Tepat  Guna,  sehingga kegiatan ini bisa berjalan dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
Abhishek, K., Bikash, S., Yan, D., Xiangneng, H., R.C., B., & Praveen, K. (2015). Autunomous Hybrid Renewable Energy Sistem Optimization For Minimum Cost . College Of Electrical Engineering. BPS LAMONGAN. (2020). Kabupaten
Lamongan Dalam Angka 2021 .
Burton, T., David, J., Nick, B., & Ervin. (2001).
Wind Energy Handbook . Wiley.
Irwin, & David, J. (2001). Mechanical Engineer’s Handbook . Auburn Universty.
Matin,  M.  A.,  &  Deb,  A.  (2013).  Optimum Planning of Hybrid Energy System Using Homer for Rural Electrification. International Journal of Computer Applications , 66 (13), 45–52.
Nian Y., S., L., D., W., & J., L. (2015). A Method For Optimal Sizing Of Stand-Alone Hybrid PV/ WIND/ BATTERY Sistem. In Research Gate China .
Peraturan Presiden No.22 Tahun 2017, (2017). Thakur, M. S., Gupta, B., Kumar, V., & Pandey, M. (2012). Sustainable and Economical Power Supply  At  Jec  Jabalpur  Design  and Optimization of Hybrid Renewable Energy System  (  2Mwh  /  D  )  for  Sustainable  and Economical Power Supply At Jec Jabalpur . 04 (20), 188–197.