## Pemanfaatan Teknologi Pompa Portabel Tenaga Surya untuk Sistem Irigasi Kebun
Harie Satiyadi Jaya * , Muhammad Hudan Rahmat, Sukardi
Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Palangka Raya
*Email: harie.satiyadi@fkip.upr.ac.id

## Abstract
The Community Service Program (PKM) aims to solve the problems faced by farmer group partners, such as: (1) unequal  financial  capabilities  in  each  member  of  the  farmer  group,  (2)  less  good  agricultural  yields  if  smoke appears during the long dry season, and (3) high operational costs because they depend on fuel consumption for the plant watering process. The  implementation of core activities  in this PKM program consists of two stages, namely; (1) solar cell pump assembly training to provide solutions for partners who are not familiar with solar- powered portable water pump technology and still depend on using fuel pumps as a means of watering plants, and (2) solar cell pump operation and maintenance training to provide solutions for partners who cannot operate and maintain solar-powered portable water pumps.
Keywords: alternative energy, agriculture, solar cell

## Pendahuluan
Indonesia  dikenal  sebagai  negara agraris sudah lama karena sumber daya alam yang  dimiliki.  Secara  teori  istilah  negara agraris  merujuk  pada  negara  yang  mayoritas penduduknya  bekerja  di  sektor  pertanian. Namun, jika negara agraris diartikan sebagai negara  yaang  perekonomiannya  bertumpu pada sektor pertanian, maka Indonesia sudah kurang  relevan  jika  disebut  sebagai  negara agraris, karena sektor pertanian telah tergeser oleh  sektor  industri  sebagai  penyokong pertumbuhan  ekonomi  terbesar  di  Indonesia (Susanto, 2018).
Berdasarkan  Survei  Angkatan  Kerja Nasional  (Sakernas)  oleh  Badan  Pusat Statistik  (BPS)  pada  tahun  2018,  sekitar 28,79%  penduduk  Indonesia  bekerja  pada sektor  pertanian  sebagai  pekerjaan  utama. Sektor  pertanian  merupakan  sektor  yang paling  banyak  menyerap  tenaga  kerja  di Indonesia, disusul dengan sektor perdagangan 18,61%,  dan  sektor  industri  14,72%.  Tetapi data  terbaru  menunjukkan  bahwa  sektor pertanian mengalami penurunan dalam beberapa  tahun  terakhir  meskipun  penduduk Indonesia  mayoritas  bekerja  di  sektor pertanian.  BPS  mencatat  sektor  pertanian
tumbuh stagnan alias nyaris tidak bertumbuh sama  sekali  di  kuartal  I  2020.  Nilai  Produk Domestik Bruto (PDB) pertanian pada kuartal I  2020  hanya  tumbuh  0,02%,  melambat  dari kuartal I 2019 yang masih tumbuh 1,82%. Hal inilah  yang  menyebabkan  sektor  pertanian memiliki peran sebagai penyumbang terbesar ketiga dalam struktur PDB Indonesia dengan porsi 12,84% per kuartal I 2020 (BPS, 2020).
Pemerintah  pusat  dan  daerah  tetap berupaya  memprioritaskan  pengembangan sektor pertanian sebagai penyangga ekonomi Indonesia.  Hal  ini  dibuktikan  dengan banyaknya pembukaan lahan untuk pengembangan  pertanian  yang  tersebar  di beberapa  wilayah.  Khususnya  di  wilayah Kalimantan Tengah, pengembangan kawasan tersebut dalam rangka Implementasi program Presiden  Republik  Indonesia  (RI)  yang  akan menjadikan  Kalimantan  Tengah  sebagai Ketahanan Pangan Nasional (Natalia, 2020).
Salah  satu  daerah  sentra  pertanian  di kota Palangka Raya adalah Desa Kalampangan  yang  terletak  21  km  ke  arah utara  Kota  Palangka  Raya.  Kelurahan  ini terdiri dari 3.066 jiwa menempati areal seluas kurang  lebih  lima  ribu  hektar,  merupakan daerah perdesaan yang berhasil. Keberhasilan
Kalampangan ditunjang oleh sektor hortikultura  dan  ternak  sapi.  Menurut  Badan Penelitian  dan  Pengembangan  Pertanian (BPTP)  Kalimantan  Tengah,  nilai  tambah Kalampangan  adalah  bahwa  desa  eks transmigrasi  yang  mulai  dibuka  tahun  1979 dan ditempati mulai tahun 1980 ini dibangun di  atas  tanah  gambut  dalam,  yaitu  gambut dengan  kedalaman  kurang  lebih  4  meter. Lahan  gambut  sendiri  terbentuk  karena adanya  penambahan  bahan  organik  segar yang  lebih  cepat  daripada  perombakannya, sehingga terjadi timbunan organik dari waktu ke waktu (Masganti et al ., 2017).
Sebagai  sentra  pertanian,  mayoritas masyarakat  Desa  Kalampangan  bekerja sebagai  petani  untuk  memenuhi  kebutuhan hidup  sehari-hari  dan  juga  untuk  suplai kebutuhan bahan pangan di wilayah perkotaan Palangka  Raya.  Usaha  tani  di  Kalampangan tidak  mengenal  musim  karena  sayuran (bayam  potong,  jagung  manis,  sawi,  kacang panjang,  kangkung  cabut  dll)  yang  mereka tanam  sepanjang  tahun,  dan  pada  musim kemarau mereka rata-rata telah menggunakan sistem  pompanisasi  menggunakan  air  tanah untuk irigasi lahan pertanian mereka.
Kebutuhan  konsumsi  listrik  dan  BBM untuk  penyiraman  tanaman  tiap-tiap  petani bervariasi,  bergantung  dari  luas  lahan  yang dikelola dan jenis tanaman apa saja yang ada di lahan tersebut. Berdasarkan observasi awal pada kelompok tani, mayoritas lebih memilih menggunakan  pompa  BBM  yang  berbahan bakar diesel atau bensin daripada menggunakan pompa listrik dikarenakan lebih praktis untuk dipindah-pindah dan menjangkau kawasan yang jauh dari instalasi listrik. Jika menggunakan pompa listrik, maka perlu  untuk  membuat  banyak  sumur  bor beserta pemasangan pompa di beberapa titik.
Meningkatnya  konsumsi  energi  listrik dan BBM akan berdampak pada penghasilan yang  didapat  petani.  Pengeluaran  akan semakin membengkak ketika musim kemarau panjang  tiba.  Hal  ini  disebabkan  mahalnya harga  BBM  dan  belum  adanya  Stasiun Pengisian Bahan bakar Umum (SPBU) di desa tersebut. SPBU terdekat berjarak 8 km ke arah
kota Palangka Raya. Sebagai contoh, estimasi untuk  lahan  seluas  1  hektar  penggunaan pompa BBM rata-rata membutuhkan 2-3 liter BBM untuk penyiraman tanaman tiap harinya. Jika diasumsikan harga BBM Rp. 10.000 per liter,  maka  pendapatan  rata-rata  (100-000- 150.000)  tiap  harinya  akan  terpotong  untuk biaya  pembelian  BBM  sebesar  Rp.  20.000. Besarnya  pengeluaran  untuk  BBM  akan memberatkan  petani  karena  masih  butuh biaya untuk operasional lainnya.
Untuk  mengatasi  permasalahan  yang dihadapi  petani,  maka  diperlukan  Teknologi Tepat  Guna  (TTG)  yang  dapat  diterapkan untuk  membantu  menekan  biaya  operasional petani  dan  mengurangi  munculnya  resiko kerusakan  tanaman  ketika  ada  kabut  asap akibat  kebakaran  hutan  dan  lahan.  Pada penerapan program TTG ini produk yang akan diterapkan  ke  petani  melalui  kelompok- kelompok  tani  adalah  pompa  portabel bertenaga  sel  surya.  Keunggulan  inovasi pompa  portabel  adalah  mudah  di  bawa  ke titik-titik sumur bor. Pada saat pompa tersebut tidak  digunakan,  dapat  dengan  mudah disimpan  di  tempat  yang  aman  dari kehilangan.
Energi surya dapat dimanfaatkan sebagai  sumber  energi  untuk  pompa  air  di daerah pedesaan yang sulit mendapatakan air, daerah  terpencil,  pertanian  dan  peternakan. Secara  ekonomis  dalam  pemanfaatan  energi surya  tidak  begitu  membebani  karena  hanya membutuhkan biaya cukup sedikit dibanding dengan energi lain (Ramos dan Ramos, 2009). Kemampuan  sistem  pompa  air  bertenaga  sel surya  sangat  tergantung  pada  intensitas cahaya matahari, keadaan atmosfir bumi yang berawan,  debu,  asap,  uap  air  dan  kecepatan angin di sekitar panel surya (Saputra, 2016).
Berdasarkan permasalahan yang dihadapi  kelompok  tani,  maka  solusi  yang ditawarkan  dalam  kegiatan  pengabdian  ini adalah  memberikan  keterampilan  kepada mitra  kelompok  tani  untuk  (1)  merakit instalasi  pompa  portabel  bertenaga  surya sebagai  alternatif  dari  penggunaan  pompa BBM  untuk  menyiram  tanaman,  dan  (2)
mengoperasikan  serta  melakukan  perawatan pompa portabel bertenaga surya.

## Metode Pelaksanaan

## Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Kegiatan  PKM  dilaksanakan  oleh  tim dosen  Pendidikan  Teknik  Mesin  (PTM) Universitas  Palangka  Raya  yang  terdiri  dari ketua dan dua anggota, serta dibantu oleh tim mahasiswa.  Sedangkan  mitra  kegiatan  PKM adalah  kelompok  tani  “Sepakat  Bersama” yang diketuai oleh Ibu Susilowati.
Pelaksanaan  Kegiatan  PKM  untuk memberikan  solusi  terhadap  permasalahan mitra  dibagi  menjadi  dua  tahap,  yaitu;  (1) pelatihan perakitan teknologi pompa portabel bertenaga surya, dan (2) pelatihan pengoperasian  dan  pemeliharaan  pompa portabel  bertenaga  surya.  Untuk  mengukur tingkat  keberhasilan  dari  kegiatan  pelatihan ini  peserta  diberi  kuesioner  yang  digunakan untuk mengumpulkan data pemahaman mitra tentang  penggunaan  energi  alternatif  berupa pompa  portabel  bertenaga  surya.  Evaluasi dilaksanakan  sebelum  dan  sesudah  kegiatan selesai.

## Deskripsi Teknologi
Teknologi yang akan diterapkan adalah pompa  portabel  untuk  memompa  air  dari sumur  bor  yang  terdapat  di  lahan  gambut dengan menggunakan tenaga surya. Pengertian portabel dimaksudkan agar pompa tersebut  mudah  di  bawa  ke  titik-titik  sumur bor. Sehingga pada saat pompa tersebut tidak di gunakan, dapat dengan mudah di simpan di tempat yang aman dari kehilangan. Dibandingkan  dengan  pompa  BBM,  pompa ini sangat murah dari segi biaya operasional, sehingga  dapat  dipakai  untuk  melakukan pembasahan  lahan  gambut  pada  titik-titik rawan  kebakaran  pada  saat  musim  kemarau tiba.  Dan  juga  dapat  dimanfaatkan  untuk pengairan  sawah  pada  musim  kemarau. Desain  dari  pompa  sel  surya  ini  akan diilustrasikan pada pada Gambar 1.
Gambar 1. Desain Pompa Portabel Sel Surya
Instalasi pompa sel surya menggunakan motor  AC  125  Watt  yang  berfungsi  untuk mengalirkan air  dari  sumur  bor.  Penggunaan material perovskite dan cadmium sebagai panel  surya  bertujuan  untuk  meningkatkan efesiensi solar  cell .  Penambahan  accu digunakan sebagai penyimpanan energi  yang dihasilkan  penel  surya,  jadi  pada  kondisi kurang cahaya pompa masih bisa digunakan.

## Hasil dan Pembahasan

## Perakitan Pompa Portabel Bertenaga Surya
Kegiatan  pertama  dalam  PKM  ini adalah  pelatihan  peraktitan  teknologi  pompa sel surya kepada mitra. Kegiatan ini dilakukan selama  7  hari  yaitu  dimulai  dari  tanggal  6 sampai  dengan  tanggal  13  September  2021. Dengan  dibantu  oleh  tim  dari  mahasiswa, perakitan teknologi pompa sel surya berhasil dilakukan  dengan  baik.  Gambar  berikut memperlihatkan foto proses perakitan teknologi  pompa  sel  surya  yang  dilakukan oleh tim mahasiswa bersama dosen abdimas.
Keterangan: 1. Pipa output
2. Pipa Isap ke sumur bor
3. Pompa AC 125 W
4. Accu
5. Box Electric dan inverter
6. Solar Cell Panel
Gambar 2. Pembuatan rangka
Gambar 3. Instalasi Pompa
Gambar 4. Instalasi Panel Surya Setelah  perakitan  teknologi  pompa  sel surya  berhasil  dilakukan  oleh  tim  abdimas, kemudian  diuji  cobakan  untuk  mengetahui performa  kerja  dari  pompa  sel  surya. Sebagaimana  diketahui  dari  hasil  uji  coba perancangan  pompa  bertenaga  surya  ini diperoleh  daya  200  Wattpeak  (Wp)  dengan debit  aliran  air  0,42  liter/detik.  Berikut  ini disajikan  data  pengisian  baterai  dari  kondisi kosong pada rangkaian paralel.
Tabel 1. Ringkasan Pengisian Daya Baterai Hari ke Durasi (jam) Jumlah (Watt) Rata-rata per- jam (Watt) 1 10 522,87 52,287 2 10 626,31 62,631 3 10 523,29 52,329 Berdasarkan hasil pengamatan, pengisian baterai tidak bisa konstan setiap saat karena tergantung pada energi yang dihasilkan  sel  surya,  intensitas  cahaya matahari  serta  posisi  panel  surya  yang disetting  dalam  3  posisi  sudut  yang  berbeda. Jika  kondisi  cuaca  tidak  stabil,  maka pengisian  baterai  sampai  penuh  memerlukan waktu 23 jam.
Kemudian  perhitungan  kemampuan baterai dalam mensuplai kebutuhan
menjalankan  pompa  terdapat  perbedaan secara  teori  dan  hasil  uji  coba.  Secara  teori baterai  12  V  /  100  Ah  mampu  menyalakan pompa air dengan daya 125 Watt selama 7,68 jam,  sedangkan  berdasarkan  hasil  uji  coba yang telah dilakukan yaitu, dari kondisi penuh dengan  tegangan  13,5  Volt  hingga  pompa mati  drop  ke  11,0  Volt  baterai  mampu menjalankan pompa air selama 5 jam.

## Pelatihan Pengoperasian dan Pemeliharaan Pompa Portabel Bertenaga Surya
Kegiatan kedua dalam PKM ini adalah pelatihan  pengoperasian  dan  pemeliharaan pompa  sel  surya  untuk  memberikan  solusi mitra  yang  belum  bisa  mengoperasikan  dan merawat  pompa  air  portabel  bertenaga  surya dan  masih  bergantung  menggunakan  pompa BBM  sebagai  alat  penyiram  tanaman. Kegiatan  ini  melibatkan  partisipasi  mitra sebagai peserta pelatihan yang terdiri dari dua orang perwakilan kelompok tani.
Kegiatan  pelatihan  pengoperasian  dan perawatan  pompa  sel  surya  dilakukan  pada tanggal  25  September  2021.  Kegiatan  ini bertujuan untuk mentransfer ilmu pengetahuan dan teknologi, serta mendemonstrasikan cara pengoperasian pompa sel surya sebagai alat untuk menyiram tanaman. Setelah kegiatan pelatihan pengoperasian pompa terlaksana, dilanjutkan
kegiatan pelatihan perawatan instalasi pompa sel  surya,  yakni  dilaksanakan  mulai  siang hingga sore hari. Gambar berikut memperlihatkan  foto  kegiatan  tim  abdimas dan peserta.
Gambar 5.  Pengujian performa pompa untuk pengairan jarak jauh
Gambar 6. Proses penyiraman tanaman
Gambar 9. Perawatan instalasi pompa

## Kesimpulan
Kegiatan pengabdian masyarakat tentang pemanfaatan teknologi pompa portabel  tenaga  surya  untuk  sistem  irigasi kebun dapat terlaksana dengan baik. Kegiatan ini  dilaksanakan  oleh  tim  dosen  dan mahasiswa selama beberapa hari, yang terdiri dari  kegiatan;  (1)  pelatihan  merakit  instalasi pompa  portabel  bertenaga  surya  sebagai
alternatif dari penggunaan pompa BBM untuk menyiram tanaman, (2) pelatihan mengoperasikan  dan  melakukan  perawatan pompa portabel bertenaga surya.
Peserta yang berasal dari kelompok tani terlihat dari antusias selama mengikuti proses pelatihan, karena memperoleh wawasan baru tentang  pemanfaatan  energi  surya  sebagai energi  alaternatif  untuk  menyalakan  pompa. Selain  itu,  peserta  juga  diberikan  video tentang  perakitan  dan  pengoperasian  pompa portabel  bertenaga  surya.  Hal  ini  bertujuan agar  proses  transfer  ilmu  pengetahuan  dan teknologi oleh tim abdimas dapat disebarluaskan  ke  masyarakat  tani  di  Desa Kalampangan secara berkelanjutan.

## Ucapkan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada berbagai  pihak  yang  telah  mendukung kegiatan ini. Melalui pendanaan DIPA PNBP Universitas  Palangka  Raya  Tahun  2021, kegiatan  pengabdian  ini  dapat  terlaksana dengan  baik.  Selain  itu,  ucapan  terima  kasih ditujukan  kepada  pihak  Fakultas  Keguruan dan Ilmu Pendidikan yang telah mengkoordinir  kegiatan  dari  tahap  proposal hingga tahap pelaporan.

## Daftar Pustaka
Badan  Pusat  Statistik  (BPS). Keadaan
Angkatan  Kerja  Di  Indonesia  Agustus 2018 . Online ( www.bps.go.id ).
Badan  Pusat  Statistik  (BPS). Keadaan Angkatan  Kerja  Di  Indonesia  Agustus 2019 . Online ( www.bps.go.id ).
Badan  Pusat  Statistik  (BPS). Keadaan Angkatan Kerja Di Indonesia Februari 2020 . Online ( www.bps.go.id ).
Badan  Pusat  Statistik  (BPS). Berita  Resmi Statistik Mei 2020 . Online
( https://www.bps.go.id/ ).
Natalia,  Widia.  (2020). Kalteng Dijadikan Ketahanan  Pangan  Nasional,  Mentan Lakukan  Peninjauan  Di  Desa  Terusan Makmur  Kabupaten  Kapuas .  Media Massa
Online, ( www.mmc.kalteng.go.id ).
Portal  Resmi  Kota  Palangka  Raya.  Online,
( www.palangkaraya.go.id ).
Badan Penelitian
dan Pengembangan Pertanian  (BPTP)  Kalimantan  Tengah.
Online,
( http://kalteng.litbang.pertanian.go.id/ ).
Masganti.,  Anwar,  Khairil.,  dan  Susanti,
Maulia  Aries.  (2017).  Potensi  dan Pemanfaatan  Lahan  Gambut  Dangkal
Untuk  Pertanian. Jurnal  Sumber  Daya Alam , 11(1): 43-52.
Ramos, J.S.,  dan Ramos, H.M. (2009). Solar
Powered  Pumps  to  Supply  Water  for Rural or Isolated Zones: a Case Study. Energy  for  Sustainable  Development . 13(3): 151-158.
Saputra, Rendy. (2016). Perancangan Sistem
Portable  Solar  Water  Pump  pada Kebun Buah dan Sayur . Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Susanto,  Dedi.  (2018). Masihkah  Indonesia Negara Agraris? . Media Massa Online,
( https://news.detik.com/kolom/d- 4304718/masihkah-indonesia-negara- agraris ).