## Analisis Efisiensi Konsumsi Energi Listrik Panel Surya Untuk Warung Umkm dengan Metode Instalasi Atap Langsung
Agung Saputra 1 , dan Andi Firdaus Sudarma 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta
E-mail: Agungsaputra33.as@gmail.com
Abstrak-- Energi  listrik  sangat  penting  untuk  kebutuhan  sehari-hari.  Pemakaian  peralatan  elektronik pada saat ini terus meningkat, maka sangat berpengaruh terhadap konsumsi daya listrik yang besar. Dibutuhkan  energi  alternatif  yang  lebih  ramah  lingkungan,  bersih,  dan  tidak  terbatas,  salah  satunya yaitu energi surya. Pada penelitian ini akan menerapkan pembangkit listrik tenaga surya sebagai atap langsung  pada  warung  UMKM,  kemudian  dilakukan  tahapan  perhitungan  komponen  PLTS,  terlebih dahulu  mengetahui  beban  yang  digunakan  pada  warung  UMKM.  Selanjutnya  melakukan  analisis efisiensi  dari  masing-masing  komponen  PLTS  termasuk  efisiensi  beban,  dan  analisis  ekonominya. Parameter  yang  digunakan  dalam  pengambilan  data  yaitu  input  dan  output  tegangan,  arus  dari produksi PLTS, konsumsi beban, kemudian menghitung biaya Life Cycle Cost (LCC), biaya tarif listrik sistem Levelized Cost of Energy (LCOE), Pay Back Period (PBP), dan kriteria kelayakan investasi Net Present  Value  (NPV).  Hasil  dari  perhitungan  didapatkan  total  beban  pada  warung  UMKM  sebesar 1710  Wh,  maka  dibutuhkan  panel  surya  sebanyak  6  buah  dengan  kapasitas  100  Wp  jenis Polycrystalline, SCC tipe PWM dengan kapasitas 60 A, baterai dengan jenis VLRA 12V 200 Ah, dan Inverter jenis pure sine wave 1000 W. Pengujian selama 7 hari didaptakan efisiensi dari panel surya sebesar 7,92 %, SCC sebesar 70,00 %, baterai 72,35 %, inverter 95,92 %, dan produksi total energi listrik yang dihasilkan PLTS selama 7 hari didapatkan rata-rata sebesar 1,362 kWh dengan konsumsi beban harian rata-rata sebesar 1,392 kWh. Analisis ekonomi didapatkan biaya investasi (LCC) untuk lifetime  sistem  selama  20  tahun  sebesar  Rp.27.645.000,  tarif  LCOE  harga  listrik  sebesar  Rp. 2.781,14/kWh,  dengan  (PBP)  selama  20  tahun,  dan  nilai  dari  NPV  positif  maka  investasi  yang dilakukan dapat dikatakan layak.
Kata kunci: Panel Surya, Efisiensi, PLTS, UMKM, Ekonomi
Abstract-- Electrical energy is very important for daily needs. The use of electronic equipment at this time continues to increase, it greatly affects the consumption of large electrical power. Alternative energy is needed that is more environmentally friendly, clean, and unlimited, one of which is solar energy. In this study, we will apply a solar power plant as a direct roof on the UMKM stall, then the steps for calculating the PLTS component are carried out, first knowing the load used in the UMKM stall. Next, analyze the efficiency of each PV mini-grid component including load efficiency, and analyze its economy. The parameters used in data collection are input and output voltages, currents from PV mini-grid production, load consumption, then calculate the Life Cycle Cost (LCC), the cost of the Levelized Cost of Energy (LCOE) electricity tariff system, Pay Back Period (PBP), and Net Present Value (NPV) investment eligibility criteria. The results of the calculation show that the total load on the UMKM stall is 1710 Wh, so 6 solar panels are needed with a capacity of 100 Wp Polycrystalline type, SCC type PWM with a capacity of 60 A, battery type VLRA 12V 200 Ah, and pure sine wave 1000 inverter. W. Testing for 7 days the efficiency of solar panels is 7.92%, SCC is 69.99%, battery is 72.35%, inverter is 95.92%, and the total production of electrical energy produced by PLTS for 7 days is obtained on average an average of 1.362 kWh with an average daily load consumption of 1.392 kWh. Economic analysis found that the investment cost (LCC) for the system lifetime for 20 years is Rp. 27,645,000, the LCOE tariff for electricity is Rp. 2,781.14/kWh, with (PBP) for 20 years, and the value of the NPV is positive, the investment made can be said to be feasible.
Keywords: Solar panels, Efficiency, PLTS, UMKM, Economy

## 1. PENDAHULUAN
Pada saat ini penggunaan energi listrik sangat penting  untuk  kebutuhan  manusia  sehari-hari,
85% konsumsi energi dunia sekarang bergantung  pada  bahan  bakar  fosil,  sumber utama  emisi  CO2.  Selanjutnya,  industri  bahan bakar  fosil  sebagai  produsen  dan  konsumen
energi  utama  merupakan  kontributor  utama perubahan iklim. Bahan bakar berbasis minyak bumi,  di  sisi  lain,  tidak  terbarukan  dan cadangannya terus-menerus habis [1]. Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar  di  dunia  yang  terletak  di  garis khatulistiwa,  memiliki  potensi  besar  untuk energi  terbarukan  seperti  energi  matahari, angin,  tenaga  air,  dan  energi  laut.  Namun, sumber  energi  yang  melimpah  ini  belum tereksplorasi secara optimal [2].
Penerapan  panel  surya  sudah  cukup  banyak dijadikan  energi  alternatif  untuk  keperluan yang  relevan  tidak  terlalu  membutuhkan  listrik yang  besar  contohnya,  skala  rumah  tangga, lampu jalan, dan taman. Namun saat ini sangat jarang pemanfaatan potensi energi surya pada sector  usaha  mikro  kecil  dan  menengah  atau biasa disebut UMKM [3].
Tempat  umum  seperti  café,  food  court,  taman dan  warung  UMKM  yang  sering  dikunjungi biasanya dilengkapi  payung untuk beristirahat. Penggunaan payung tersebut bisa  bermanfaat dan  menarik  jika  dilengkapi  perlengkapan charger handphone ataupun lampu penerangan untuk digunakan pada malam hari yang  bersumber  dari  panel  surya  dan tersimpan  pada  baterai.  Hal  ini  tentu  sangat berguna  karena  mamanfaatkan  potensi  energi terbarukan  seiring  perkembangan  penerapan panel surya diindonesia [4].
Pemakaian  peralatan  elektronik  pada  saat  ini selalu  meningkat  dalam  pemakaian  sehari- hari,  hal  ini  berpengaruh  terhadap  konsumsi daya  listrik  yang  semakin  besar.  Pada penelitian  (Alham,  et  al.  2021)  melakukan pengaplikasian  panel  surya  sebagai  energi alternatif terhadap  variasi  beban elektrik. Hasil dari  penelitian  tersebut  didapatkan  efisiensi panel  surya  sebesar  5%  saat  pengisian, efisiensi daya inverter pada hari ke-1 64% hari ke-2 sebesar 59%, dan hari ke-3 sebesar 55% dengan  beban  lampu  15W  dan  15W+60W. Namun  dalam  penelitian  tersebut  memiliki kelemahan yaitu beban yang digunakan cukup besar  tidak  sebanding  dengan  produksi  dari sistem PLTS [5].
Penerapan  PLTS  harus  dipastikan  bahwa sistem  tidak  terlalu  besar  atau  terlalukecil. Perhitungan konsumsi energi listrik menjadi hal yang  sangat  penting  dalam  membangun sistem  PLTS  agar  pemilihan  komponen  dari PLTS tersebut sesuai dengan spesifikasi  yang mampu memenuhi kebutuhan konsumsi energi listrik yang digunakan. Demikian juga pentingnya  perhitungan  analisis  ekonomi, karna  jika  produksi  energi  listrik  yang dihasilkan  berlebihan  maka  akan  mengurangi
kelayakan ekonomisnya. Hal ini dilakukan agar produksi  energi  listrik  dari  sistem  sesuai dengan kebutuhan konsumsi energinya, sehingga  diharapkan  investasi  yang  murah dengan keluaran energi yang optimal [6].
Berdasarkan permasalahan tersebut pemanfaatan  panel  surya  untuk  kebutuhan peralatan  listrik  pada  sektor  tempat  umum seperti  kafe,  taman,  dan  warung  skala  usaha mikro  kecil  dan  menengah  (UMKM)  masih jarang  ditemui.  Penerpannya  yang  tidak mudah jadi  penyebab  kurang  diminati  oleh pemilik  usaha  untuk  memanfaatkan  energi alternatif  tenaga  surya.  Penerapan  sistem pembangkit  listrik  tenaga  surya  (PLTS)  harus melakukan  tahapan  penting  yaitu  penentuan konsumsi  beban,  pemilihan  komponen,  serta analisis  dari  segi  keekonomiannya  agar pemanfaatan  energi  alternatif  ini  efisien  dan ekonomis. Tujuan dari penelitian yang dilakukan
Untuk  mengetahui  spesifikasi  yang  sesuai pada  setiap  komponen  sistem  PLTS,  efisiensi dari masing-masing komponen dan mengetahui analisis dari sisi ekonominya.

## 2.  METODOLOGI
Metode  yang  digunakan  pada  penelitian  ini yaitu  metode  eksperimen.  Pada  Gambar  1  di bawah ini menunjukkan tahapan penelitian yang dimulai  dari  studi  liter  studi  literatur,  analisis kebutuhan,  instalasi  sistem  PLTS,  pengujian PLTS, pengumpulan data, pembahasan analisis, dan penulisan laporan.

## Gambar 1. Diagram Alir
2.1. Penjelasan Diagram Alir A.  Studi Literatur
Dalam  tahap  ini  dilakukan pengumpulan  materi dan  literatur  yang  berkaitan  dengan  sistem pembangkit  listrik  tenaga  surya  untuk  dijadikan pedoman  dalam  memecahkan  permasalahan topik  yang  akan  diteliti.  Materi  didapatkan  dari jurnal  dan e-book. Tahap  ini  juga  akan dilakukan survei lokasi, derajat kemiringan pada panel  saat  terpasang  dan  informasi  potensi bayangan yang berpengaruh pada penggunaan sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS).

## B.  Analisis Kebutuhan
Kebutuhan  total  daya  listrik  harian  perlu diketahui terlebih dahulu agar dapat ditentukannya pemilihan komponen panel surya, solar  charge  controller ,  baterai,  dan inverter.

## C.  Instalasi Sistem
Komponen  dari  sistem  sudah  diketahui  maka akan  dilakukannya  instalasi  penyambungan antar  komponen  agar  menjadi  sebuah  sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS).

## D.  Pengujian
Sistem  yang  sudah  terpasang  akan  dilakukan pengujian, pengujian dilakukan dengan mengetahui produksi listrik yang dihasilkan oleh sistem  PLTS  pada  jam  efektif.  Kemudian dilakukan pengujian beban pada saat digunakan malam hari.

## E.  Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  dari  hasil  pengujian  sistem PLTS  berupa  data  produksi  panel  surya,  SCC, baterai, inverter, dan konsumsi beban. Kemudian  dilanjutkan  dengan  pengumpulan data  dari  biaya  investasi  awal  sistem,  biaya operasi dan maintenance , data lifetime komponen, penggantian komponen.

## F.  Pembahasan dan Analisis
Tahap  ini  akan  dilakukan  pembahasan  dan analisis  dimulai  dari  produksi  energi  listrik sistem  PLTS,  penggunaan  beban,  efisiensi masing-masing  komponen  sistem  PLTS,  dan dilanjutkan dengan analisis keekonomiannya.

## 2.2. Lokasi Penelitian
Penelitian  ini  berlokasi  di  daerah  Kebon  Jeruk, Jakarta  Barat  yang  telah  disepakati  oleh  tim. Denah  lokasi  penelitian  seperti  di  tunjukkan pada Gambar 2 dibawah ini.
Gambar 2. Lokasi penelitian

## 2.3. Alat dan Bahan
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam perancangan PLTS ini adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Alat yang digunakan
No.  Alat Fungsi 1. Tang Ampare Sebagai  pengukur  arus dan tegangan AC/DC 2. Solar Power Meter Untuk  mengukur  iradiasi matahari 2. Obeng + - Untuk  mengencangkan baut saat instalasi 3. Tang Potong Digunakan untuk Memotong kabel 4. Watt Meter Untuk mengetahui jumlah watt dan ampere Tabel 2. Bahan yang digunakan No.  Bahan Fungsi 1. Panel  Surya  100 WP Mengkonversi  energi matahari menjadi energi listrik. 2. SCC (Solar Charge Controller) Sebagai Pengontrol Proses  pengisian  dari panel ke baterai 3. Baterai Sebagai penyimpan energi listrik 4. Inverter Merubah  arus  DC  ke AC 5. Kabel PV1-F Sebagai Penyambung antar komponen sistem PLTS 6. Skun Kabel Sebagai  Penghubung kabel ke terminal 7. MCB Pengaman Sistem kelistrikan 8. Box Panel Sebagai pengaman kelistrikan 9. Tape Tape  untuk  melapisi celah antar panel 2.3 Pemilihan Komponen PLTS Berikut  ini  merupakan  perhitungan  dalam menentukan komponen yang sesuai kapasitas.
A.  Panel surya Untuk  menentukan  jumlah  panel/modul  surya yang  disediakan  agar  memenuhi  kebutuhan PLTS  perlu  memperhatikan  konsumsi  harian dan  jam  efektif  penyinaran  matahari.  Untuk perhitungannya  dapat  mengguakan  persamaan sebagai berikut [7].
J P (1) Ket: Pmax  =  Tegangan  maksimal  dari  panel  ( watt peak )
ET= energi total konsumsi harian (watt/jam)
B. Solar charge controller (SCC)
Dalam pemilihan solar charge controller (SCC) perlu  disesuaikan  dengan  arus  (Imp)  keluaran dari array. Untuk  menghitung  kapasitas  SCC dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut [7].
I I (2)
Dimana: Iscc= Kapasitas solar charge controller (A) Isc = Arus hubung singkat keluaran panel (A) = Jumlah modul panel surya
= nilai faktor keamanan 1,25 C.  Baterai
Pengguanaan PLTS off-grid dibutuhkan sebuah  baterai  untuk  menyimpan  energi  yang dihasilkan  oleh  panel  surya.  Adapun  untuk menentukan  kapasitas  baterai  yang  ingin digunakan  dapat  menggunakan  persamaan dibawah ini:
(3)
Setelah  mendapatkan  kapasitas  baterai, maka  menentukan jumlah baterai yang dibutuhkan menggunakan persamaan:
J (4) Dimana: = Kapasitas baterai (Wh)
DoD  =  Kedalaman  kapasitas  baterai  yang dapat dipakai (%)
W= Kebutuhan total beban listrik per hari (Wh) V= Tegangan baterai yang akan digunakan
D.  Inverter Untuk  menghitung  kapasitas  inverter  dapat  di tentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Inverter  =  total  daya  (watt) 1,25 Safety
Factor
(5)

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini  akan  menggunakan  panel surya  berkapasitas  100Wp  yang  dirangkai secara  paralel  dan  baterai  berkapasitas  12V 200Ah  yang  dikonfigurasikan  sistem  PLTS Off- Grid. Penggunaan  konsumsi  listrik  harian  pada warung  UMKM  berdasarkan  label  daya  pada masing-masing  beban  dapat  dilihat  pada  Tabel 3  dan  Gambar  3  untuk  kondisi  beban  pada lokasi.
Tabel 3 . Konsumsi beban harian Keteranga n Ju ml ah Besar an Daya (W) Lama Pemak aian Jam/Ha ri Total Pemak aian Harian (Wh) Lampu 1 1 30 10 300 Lampu 2 1 30 10 300 Lampu 3 1 25 10 250 Lampu 4 1 25 10 250 Lampu 5 1 25 10 250 Lampu 6 1 36 10 360 Total Konsumsi Harian (Wh) 1710
Gambar 3. Beban yang dikonsumsi
Tabel 4. Spesifikasi panel surya Nama Keterangan Model GH100P-36 Rated Maximum Power 100W Voltage at Pmax (Vmp) 18,3V Current at Pmax (Imp) 5,47A Open-Ciruit Voltage (Voc) 22,5V Short-Circuit Current (Isc) 5,91A Normal Operating Cell Temp (NOCT) 47±2 ℃
Maximum System Voltage 1000VDC Maximum Series Fuse Rating 10A Operating Temperature -40to+85 ℃ Application Class Class A Cell Technology Poly-Si Weight 6,9 kg Dimension (mm) 1020*670*30

## 3.1. Pemilihan Komponen PLTS
Berdasarkan  pada  Tabel  3  diketahui  total beban  harian  diwarung  UMKM  sebesar  1710 Wh  selama  10  jam  atau  1,71  kWh.  Maka dibutuhkan  panel  surya  kapasitas  100  Wp polycrystalline sebanyak 6 buah yang dirangkai  secara  paralel  untuk  spesifikasinya dapat  dilihat  pada  Tabel  4,  SCC  dengan  tipe PWM  berkapasitas  60  A,  baterai  dengan  jenis VLRA 12V 200Ah 1 buah, dan inverter dengan jenis pure sine wave kapasitas 1000 W 1 buah. Berikut  ini  Gambar  3  dari  skema  PLTS dan  saat  sudah  terinstalasi  pada  warung UMKM sebagai berikut.
Gambar 3. Skema plts off-grid
Gambar 4. Plts yang sudah terinstalasi

## 3.2. Pengambilan Data PLTS
Data  yang  didapatkan  dari  hasil  pengujian sistem  PLTS  dari  pukul  08.00  sampai  dengan pukul  16.00  selama  7  hari  dimulai  pada tanggal  15  Desember  2021  sampai  21
Desember  2021.  Parameter  meliputi  daya input  dan  output  dari  panel  surya,  SCC, baterai,  inverter,  dan  beban.  Alat  ukur  yang digunakan  menggunakan  tang  ampere  dan watt  meter.  Berikut  ini  tabel  hasil  pengukuran yang telah dilakukan pada Tabel 5.
Tabel 5. Produksi panel dan scc
Tangg al Iradi asi W/m 2 Panel Surya SCC V I W V I W 15/12/2 021 633, 9 16, 98 12, 57 239, 73 12,
74 12, 56 159, 85 16/12/2 021 573, 7 15, 87 11, 23 203, 95 12, 65 11, 22 142, 43 17/12/2 021 538, 1 15, 40 10, 42 185, 15 12,
57 10, 41 131, 75 18/12/2 021 574, 5 16, 12 11, 41 213, 34 12, 65 11, 4 145, 25 19/12/2 021 604, 6 16, 27 12, 72 224, 06 12,
66 12, 71 161, 11 20/12/2 021 611, 2 16, 04 12, 41 221, 79 12,
65 12, 40 157, 19 21/12/2 021 603, 2 16, 05 12, 76 224, 44 12,
65 12, 74 161, 48 Rata- rata 591, 31 16, 10 11, 93 216, 07 12, 65 11, 92 151, 29
Berdasarkan pada Tabel 5 dapat diketahui bahwa  keluaran  daya  rata-rata  panel  surya harian  terendah  pada  tanggal  17  Desember 2021  sebesar  185,15  W  hal  ini  dipengaruhi oleh
kondisi cuaca berawan yang menyebabkan  rendahnya  daya  keluaran  dari panel surya. Sedangakan untuk keluaran daya rata-rata  harian  tertinggi  terjadi  pada  tanggal 21  Desember  2021  sebesar  224,44  W  hal  ini terjadi karena cuaca cerah yang mengakibatkan meningkatnya intensitas cahaya  yang  di  peroleh  panel  surya.  Untuk daya  rata-rata  yang  dihasilkan  panel  surya selama  7  hari  sebesar  216,07  W.  Sedangkan untuk  daya  rata-rata  yang  masuk  ke  SCC untuk  melakukan  pengisian  kebaterai  selama pengujian  7  hari  didapatkan  sebesar  151,29 W. Data  dari  keluaran  panel  surya  sudah didapatkan maka dilanjutkan dengan melakukan  perhitungan  dari  efisiensi  panel surya.  Data  yang  digunakan  dari  rata-rata harian  pengukuran  panel  surya  dapat  dilihat pada Tabel 5 berikut ini perhitungan efisiensinya.
Diketahui  bahwa  luas  panel  surya  yang terpasang yaitu:
Panjang panel = 3,06 m Lebar panel = 1,34 m A = 3,06 m x 1,34 m A = 4,1004 m2
Setelah  mendapatkan  nilai  dari  panjang  panel surya dan lebar panel surya, menghitung daya
masukan  dengan  mengalikan  luas  dari  panel surya  dengan  iradiasi  rata-rata  harian  selama 7 hari. P

## P P
Nilai  dari  masukan  panel  surya  sudah didaptkan  kemudian  dilanjutkan  menghitung daya  keluaran  dari  panel  surya.  Data  yang digunakan  yaitu  rata-rata  tegangan  dan  arus selama  pengukuran  dalam  7  hari  berdsarkan pada Tabel 5 diatas.
P I P P
Daya  masukan  dan  daya  keluaran  sudah didapatkan  dilanjutkan  dengan  menghitung efisiensi dari panel surya berikut ini.
P O
P
Selanjutnya melakukan perhitungan efisiensi  dari  solar  charge  controller  (SCC) data  yang  digunakan  berupa  daya  rata-rata yang  dihasilkan  selama  7  hari  pengukuran dapat ditunjukan pada Tabel 5 berikut ini  hasil perhitungan dari efisiensi SCC.

## P P
Berdasarkan  dari  perhitungan  diatas yang dihasilkan oleh panel surya dari tujuh hari didapatkan  rata-rata  efisiensi  sebesar  7,92  %. Sedangkan untuk efisiensi  SCC  dari  tujuh  hari hasil  pengujian  harian  didaptkan  rata-rata efisiensi sebesar 70,00 %.
Tabel.  6 Pengukuran  rata-rata  harian  inverter & beban
Tangg al Inverter (DC) Beban (AC)
V
I
P (Wa tt) V
I P (Wa tt/Ja
m)
Total kWh
15/12/ 2021 12,56 11,55
145, 07 219 ,42 0,64 139, 8 1,398
16/12/ 2021 12,53 11,55 144, 72 219 ,68 0,63 138, 6 1,386 17/12/ 2021 12,54 11,55 144, 83 219 ,59 0,64 139, 5 1,395 18/12/ 2021 12,56 11,56 145, 19 219 ,76 0,63 139, 3 1,393 19/12/ 2021 12,55 11,56 145, 08 219 ,81 0,63 138, 9 1,389 20/12/ 2021 12,57 11,56 145, 31 219 ,50 0,63 138, 8 1,388 21/12/ 2021 12,58 11,56 145, 42 219 ,73 0,63 139, 3 1,393 Rata- rata 12,56 11,56 145, 09 219 ,64 0,63 139, 16 1,392
Berdasarkan  pada  Tabel  6  pengukuran konsumsi  selama  7  hari  dimulai  dari  pukul 17.00  sampai  dengan  pukul  02.00  didapatkan rata-rata harian penggunaan inverter tegangan sebesar 12,56 V,  untuk rata-rata arus sebesar 11,56  A  dan  daya  rata-rata  sebesar  145,09 Wh.  Sedangkan  untuk  rata-rata  konsumsi beban  selama  7  hari  didapatkan  tegangan sebesar  219,64  V,  untuk  arus  sebesar  0,63  A dan  daya  rata-rata  konsumsi  harian  sebesar 139,16 Wh atau 1,392 kWh.
Berikut  dibawah  ini  perhitungan  efisiensi baterai  dan  inverter  dari  hasil  data  rata-rata pada Tabel 6 sebagai berikut.
Perhitungan efisiensi Baterai perlu diketahui kapasitas pengosongan dengan mengetahui arus rata-rata input dari inverter kemudian dikalikan dengan waktu pemakaian beban. Sedangkan untuk kapasitas pengisian perlu diketahui arus rata-rata keluaran panel yang masuk melalui SCC kemudian mengisi ke baterai dan dikalikan dengan waktu pengisian [8]. Arus pengisian yang digunakan dalam perhitungan ini menggunakan arus tertinggi harian keluaran panel pada tanggal 21 Desember 2021.
(6)
= 72,35 % Efisiensi inverter dapat dinyatakan sebagai perbandingan  antara  daya  keluaran  inverter dan  daya  masukan  inverter.  Daya  masukan inverter  berupa  daya  DC  sedangkan  daya keluarannya adalah daya AC. Efisiensi inverter dapat  menggunakan  persamaan  sebagai berikut [8]:
I P P (7)
= 95,92 %
Setelah  dilakukan  pengujian,  pengukuran dan perhitungan didapatkan hasil efisiensi dari masing-masing  penyusun  komponen  PLTS, dari  analisa  dan  perhitungan,  didapatkan efisiensi  panel  surya  sebesar  7,92  %, solar charge  controller sebesar  69,99  %,  baterai sebesar  72,35  %,  dan  inverter  sebesar  95,92 %.
Produksi  energi  listrik  PLTS  pada warung  UMKM  menghasilkan  total  daya  rata- rata selama 7 hari pengujian didapatkan 1,362 kWh,  Sedangkan  untuk  konsumsi  beban  yang pada  warung  UMKM  rata-rata  total  sebesar 139,16 W dan digunakan selama 10 jam, maka didapatkan  total  konsumsi  beban  harian sebesar 1.391,6 Wh atau 1,392 kWh.

## 3.3  Analisis Aspek Ekonomi
Analisis aspek ekonomi ada beberapa perhitungan  dianataranya  yaitu  melakukan perhitungan  menggunakan  metode  biaya siklus  hidup  atau  disebut life  cycle  cost (LCC) dan  perhitungan  biaya  energi  rata-rata  atau disebut levelized  cost  of  energi (LCOE).  Tarif penjualan listrik yang telah diketahui sebelumnya  digunakan  untuk  menganalisa kelayakan  ekonomi  dengan  parameter,  yaitu Pay  Back  Periode (PBP)  dan Net  Present Value (NPV).
A. Life Cycle Cost (LCC) Life  Cycle  Cost atau  disebut  dengan  biaya siklus  hidup  merupakan  perhitungan  yang mempertimbangkan  total  semua  biaya  pada suatu sistem pembangkit. Biaya yang dipertimbangkan meliputi biaya desain, bangunan,  biaya  operasi  sistem,  investasi awal, biaya perawatan, dan biaya pemiliharaan. Dengan  demikian  life  cycle  cost dapat  dihitung  menggunakan  perasamaan sebagai berikut [9].
L     I     O M N (8)
Dimana: LCC = Biaya Siklus Hidup life cycle cost IC  =  Nilai  saat  ini  dari  biaya  investasi  awal Investment Cost
O&M  =  Biaya  operasi  dan  perawatan  selama umur proyek Operation & Maintenance SV = Biaya pemasangan sistem dan pergantian komponen NRC  =  Biaya  lain  diluar  bahan  bakar  dan pemeliharaan
Berikut  ini  biaya  investasi  yang  diperlukan untuk  membangun  sebuah  sistem  PLTS dengan  konfigurasi Off-Grid dapat  dilihat  pada Tabel 7, Tabel 8 dan Tabel 9 sebagai berikut.
Tabel 7. Biaya awal sistem N o Nama Harga Satuan (Rp) Ju mla h Total Harga (Rp) 1 Panel Surya Rp 500.000 6 Rp 3.000.000 2 Baterai Rp 2.250.000 1 Rp 2.250.000 3 Solar Charge Controller (PWM) Rp 200.000 1 Rp 200.000 4 Inverter Rp 550.000 1 Rp 550.000 5 Kabel + Support Rp 1.500.000 1 Rp 1.500.000 Biaya Investasi Awal Sistem Rp 7.500.000 Biaya Pemasangan Sistem Rp 1.145.000 Total Biaya Investasi Awal Sistem Rp 8.645.000
Tabel 8. Biaya penggantian komponen lifetime sistem 20 tahun
N o Na ma Lifetime (Tahun) Harga Satuan (Rp) Ju mla h Total Harga (Rp) 1 Bat erai 5 Rp 2.250.000 3 Rp 6.750.000 2 SC C 5 Rp 200.000 3 Rp 600.000 3 Inv erte r 5 Rp 550.000 3 Rp 1.650.000 Total Biaya Penggantian Komponen Selama 20 tahun Rp 9.000.000 Tabel 9. Biaya operation dan maintenance
N o Nama Harga Satuan (Rp) Jumla h (Tahun ) Total Harga (Rp) 1 Operation & Maintenan ce Rp 500.000 20 Rp 10.000.00 0 Total Biaya Operation & Maintenance Selama 20 Tahun Rp 10.000.00 0 Jika data dari biaya pada Tabel 7, Tabel 8 dan Tabel 9 maka dilanjutkan untuk menghitung LCC dibawah ini.
L      I  O M L
LCC =    Rp. 27.645.000
Dari perhitungan diatas dapat diketahui life
cycle  cost (LCC)  dengan lifetime sistem  PLTS selama  20  tahun  senilai  Rp.  Rp27.645.000. Hasil  dari  perhitungan  LCC  sudah  diketahui maka selanjutnya akan menghitung penentuan tarif  penjualan  listrik  dari  PLTS  pada  warung UMKM dengan menggunakan metode perhitungan levelized cost of energi (LCOE).
B. Levelized Cost of Energi (LCOE) Levelized  Cost  of  Energy (LCOE)  atau  biaya listrik  rata-rata  adalah  biaya  rata-rata  per  kWh energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  sistem selama jangka waktu tertentu dengan memperhatikan  biaya  siklus  hidup  atau  LCC. LCOE dihitung dengan membagi biaya keseluruhan  sistem  atau  investasi Life  Cycle Cost (LCC) selama umur pakai sistem, dengan total  energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  sistem pembangkit.  Dengan  demikian Levelized  Cost of  Energy dapat  dihitung  menggunakan persamaan sebagai berikut [9].
L O ∑ L (9)
Dimana: LCOE = Harga energi listrik (Rp/kWh) LCC = Biaya siklus hidup Life Cycle Cost Et  =  Total  pembangkitan  energi  listrik  yang dihasilkan (dalam kWh) i = nilai suku bunga yang berlaku (%) t = umur pakai sistem (tahun)
Sistem pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) pada warung UMKM tersebut sebagai parameter  yang  digunakan  untuk  menghitung tarif  penjualan  listrik  PLTS.  Berdasarkan pengujian selama 7 hari  didapatkan total daya yang  di  produksi  oleh  PLTS  per  harinya,  total produksi listrik ini didapatkan dari jumlah daya yang  masuk  ke  SCC  selama  pengukuran  per jam dari jam 08.00 sampai pukul 16.00. berikut dapat  dilihat  total  produksi  listrik  harian  pada tabel di bawah ini.
Tabel 10. Produksi total harian pada plts
Total Produksi Energi Listrik Per Hari Hari Produksi Listrik Satuan Senin 1,439 kWh Selasa 1,282 kWh Rabu 1,186 kWh Kamis 1,307 kWh
Jumat 1,450 kWh Sabtu 1,415 kWh Minggu 1,453 kWh Total 3,906 kWh
Data pada Tabel 10 diatas dapat diketahui jumlah total daya listrik yang di produksi PLTS pada  warung  UMKM  selama  7  hari  sebesar 3,906 kWh. Maka didapatkan rata-rata per hari sebesar  1,362  kWh,  jika  1  tahun  sistem digunakan  maka  menghasilkan  497,007  kWh, sehingga  dapat  diketahui  untuk  produksi energi  listrik  PLTS  pada  warung  UMKM selama lifetime sistem  selama  20  tahun sebesar 9940,14 kWh.
Berikut adalah perhitungan leveized cost of energy (LCOE)  untuk  menentukan  harga  tarif jual listrik PLTS dengan menggunakan persamaan (9) sebagai berikut.
L O ∑ L

## L O

## L O     Rp. 2781,14/kWh
Dari  perhitungan  LCOE  diatas  dapatkan hasil  untuk  tarif  harga  listrik  pembangkit  listrik tenaga surya pada warung UMKM sebesar Rp. 2781,14/kWh.

## C.  Pay Back Period (PBP)
Payback  period adalah  waktu  yang  diperlukan untuk  pengembalian  biaya  investasi  dari proyek yang sedang dikerjakan. Untuk mendapatkan  nilai payback  period dengan cara  membagi  total  biaya  investasi  sistem dengan  pendapatan  yang  dihasilkan  oleh dalam  setahun. Payback  period dihitung dengan menggunakan persamaan berikut [9].
P P I P          P (10) Perhitungan pay  back  period (PBP)  dapat dilakukan  jika  sudah  diketahui  total  biaya investasi keseluruhan sistem dan nilai pendapatan  selama  1  tahun,  yaitu  tarif penjualan  listrik  pada  sistem  PLTS  sebesar Rp.2.781,14/kWh  dikalkulasikan  selama  1 tahun maka didapatkan hasil sebesar
Rp.1.382.245,47. Berikut ini merupakan perhitungan pay back period (PBP) menggunakan persamaan (10) sebagai
berikut.

## I P          P
20,00
Perhitungan  diatas  didapatkan  hasil  untuk mengembalikan  modal  investasi  keseluruhan biaya (LCC) diperlukan waktu selama 20 tahun dengan  tarif  penjualan  listrik  Rp.  2.781,14/ kWh.
D. Net Present Value (NPV) Net Present Value
(NPV) merupakan parameter  yang  digunakan  untuk  menghitung selisih  dari  nilai  investasi  dengan  nilai penerimaan  kas  bersih  menggunakan  suatu tingkat  bunga  yang  berlaku.  Kriteria  penilaian kelayakan  yaitu  apabila  nilai  penerimaan  total pendapatan  kas  bersih  lebih  besar  dari investasi  awal  sistem  investasi  maka  proyek dinyatakan  menguntungkan,  apabila  total pendapatan  kas  bersih  lebih  kecil  dari  nilai investasi  awal  sistem  maka  proyek  tidak menguntungkan. Berikut penilaian dari
parameter Net Present Value [9] .
 Apabila  (NPV  >  0)  maka  investasi yang dilakukan memberikan keuntungan dan layak untuk dijalankan.
 Apabila  (NPV  <  0)  maka  investasi yang dilakukan mengakibatkan kerugian dan tidak layak untuk dijalankan. Net Present Value dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [10]: NP ∑ (11)
Dimana: = Arus kas per tahun dalam periode t = Nilai investasi awal pada tahun ke-0
i = Suku bunga atau discount rate t = Periode investasi
Dengan  biaya  investasi  awal  pembangkit listrik  dilihat dari Tabel  7  tenaga  surya  (PLTS) pada warung UMKM yaitu sebesar Rp.8.645.000  dan  data  pendapatan  pertahun dari  penjualan  energi  yang  diproduksi  oleh
PLTS warung UMKM yaitu sebesar
Rp.1.382.245,47  dengan  tingkat  suku  bunga acuan  kredit  Bank  Indonesia  pada  bulan  Juni tahun 2022 yaitu sebesar 3,5% maka nilai dari NPV  dilakukan  pada  excel  untuk  mengetahui net cash  flow per  tahunnya  setalah  itu dilanjutkan
menggunakan menggunakan persamaan 11 sebagai berikut.
Tabel 11. Net Present Value PLTS Warung UMKM
N o . Biaya Invest asi Awal Kas Masuk Kas keluar Arus Kas Bersih (NCF) Di sc ou nt Fa ct or (3, 5 %) (Presen t Value) Kumula tif PV NCF 0 Rp 8.645.
000 1, 00 -Rp 8.645.0 00,00 1 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 96 62 Rp 852.41 1,08 Rp 852.411 ,08 2 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 93 35 Rp 823.58 5,59 Rp 1.675.9 96,67 3 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 90 19 Rp 795.73 4,86 Rp 2.471.7 31,53 4 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 87 14 Rp 768.82 5,96 Rp 3.240.5 57,49 5 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 84 20 Rp 742.82 7,01 Rp 3.983.3 84,50 6 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 81 35 Rp 717.70 7,26 Rp 4.701.0 91,76 7 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 78 60 Rp 693.43 6,96 Rp 5.394.5 28,72 8 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 75 94 Rp 669.98 7,40 Rp 6.064.5 16,12 9 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 73 37 Rp 647.33 0,83 Rp 6.711.8 46,95 1 0 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 70 89 Rp 625.44 0,41 Rp 7.337.2 87,36 1 1 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 68 49 Rp 604.29 0,25 Rp 7.941.5 77,61 1 2 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 66 18 Rp 583.85 5,32 Rp 8.525.4 32,93 1 3 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 63 94 Rp 564.11 1,42 Rp 9.089.5 44,34 1 4 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 61 78 Rp 545.03 5,18 Rp 9.634.5 79,53 1 5 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 59 69 Rp 526.60 4,04 Rp 10.161. 183,57 1 6 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 57 67 Rp 508.79 6,18 Rp 10.669. 979,75 1 7 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 55 72 Rp 491.59 0,51 Rp 11.161. 570,26 1 8 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 53 84 Rp 474.96 6,68 Rp 11.636. 536,93 1 9 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 52 02 Rp 458.90 5,00 Rp 12.095. 441,94 2 0 Rp 1.382.2 45,47 Rp 500.0 00 Rp 882.245 0, 50 26 Rp 443.38 6,47 Rp 12.538. 828,41
Dari  pengolahan  data  menggunakan  excel pada  Tabel  11  diperoleh present  value  net
cash  flow yang  merupakan  hasil  perhitungan antara  NCF  dengan discount  factor tiap tahunnya  maka  didapatkan  nilai  sebesar Rp.12.538.828,41. Maka dapat diketahui besar nilai NPV sampai tahun ke-20 sebagai berikut.

## NP ∑

## NP
NP    Rp. 3.893.828,41
Berdasarakan  perhitungan  NPV  diatas didapatkan  nilai  sebesar  Rp.  3.893.828,41  hal ini  menunjukan  bahwa  NPV  bernilai  positif (NPV > 0) maka proyek PLTS dapat dikatakan layak.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan dari penelitian ini tentang analisis efisiensi  konsumsi  energi  listrik  panel  surya untuk  warung  UMKM  dengan  metode  instalasi atap  langsung didapatkan  kesimpulan sebagai berikut:
1. Pemasangan  PLTS  diwarung  UMKM didapatkan  beban  harian  sebesar  1710 Wh  selama  10  jam  atau  1,71  kWh.  Maka dibutuhkan panel surya kapasitas 100 Wp polycrystalline sebanyak  6  buah  yang dirangkai  secara  paralel,  SCC  dengan tipe  PWM  berkapasitas  60  A,  baterai dengan  jenis  VLRA  12V  200Ah  1  buah, dan  inverter  dengan  jenis pure  sine  wave kapasitas 1000 W 1 buah.
2. Setelah  dilakukan  pengujian  didapatkan hasil efisiensi dari masing-masing komponen  yaitu,  didapatkan  efisiensi panel surya sebesar 7,92 %, solar charge controller sebesar  70,00  %,  baterai sebesar  72,35  %,  dan  inverter  sebesar 95,92  %.  Sedangankan  untuk  efisiensi penggunaan  panel  surya  pada  warung UMKM sebesar 82,90 %.
3. Dengan  melakukan  perhitungan  metode LCC  dapat  diketahui  total  biaya  selama lifetime sistem  sebesar  Rp.27.645.000
kemudian  nilai  harga  tarif  energi  listrik menggunakan perhitungan LCOE didapatkan nilai sebesar Rp.2.781,14/kWh. Maka untuk pengembalian modal keseluruhan investasi Pay  Back  Period selama  20 tahun  kemudian.  Investasi  untuk  PLTS yang  dilakukan  pada  warung  UMKM dapat dikatakan
layak karena mendapatkan  nilai  NPV  sebesar  Rp.
3.893.828,41  hal  ini  menunjukan  bahwa NPV bernilai positif (NPV > 0).

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A. F. Sudarma, M. Kholil,  S.  Subekti, and I         y   “                        N on  Small  Horizontal  Axis  Wind  Turbine  ( H        P           : N             y ” I    J Dev.,  vol.  11,  no.  12,  2020,  doi: 10.18178/ijesd.2020.11.12.1307.
[2]  I. A. Wibowo and D. Sebayang, “OP IMIZ  ION OF OL  -WIND- DIESEL  HYBRID  POWER  SYSTEM
D  IGN U ING ” I      M       g Mater.,  vol.  1,  no.  1,  pp.  27 –31,  2015, [Online]. Available: www.umb-intl-
journal.com.
[3] M             I   N g          “ Beban Terhubung Solar Menengah g  I        ”  J                   –150, 2019.
[4]  W.  F.  Octavian,  R.  Hidayat,  and  L. N “P       g U   ella Energy  Sebagai  Charger  Handphone P          ”                             –85, 2020.
[5] N               “          P     oltaic  Cell (PV)  Terhadap  Variasi  Beban  Elektrik g        g              ”  J    UNI vol. 5, no. 2, p. 123, 2021.
[6]  A.  R.  Hakim,  W.  Sarwono,  and  L. “P       g
Photovoltaic  untuk  Mesin  Pembuat  Es  di P          P               g ”  J   N
Tek. Elektro dan Teknol. Inf., vol. 7, no. 2, pp. 228 –235, 2018, doi: 10.22146/jnteti.v7i2.427.
[7] M   F   H       “P       g             O G          P     P             gg   ” J Din.  DotCOM,  vol.  8,  no.  1,  pp.  1 –11, 2017.
[8]  B.  D.  Wasistha,  B.  Edward,  M.  Salam, D   I            “           P     g Listrik Tenaga Surya Off Grid di Laboratorium  Teknik  Listrik  Politeknik Negeri Jakarta Abstrak Prosiding Seminar Nasional  Teknik  Elektro  Volume  6  Tahun ”              –8, 2021.
[9]  I.  B.  Ketut  Sugirianta,  I.  Giriantari,  and  I. N      y   K        “              y Solar  Electricity  Rates  using  the  Life Cycle Cost Method (Analisa Keekonomian Tarif  Penjualan  Listrik  Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  1  MWp  Bangli  Dengan M       L      y           ”  M     I Teknol.  Elektro,  vol.  15,  no.  2,  pp.  121 –
126, 2016.
[10]  P.  A.  K.  Ray,  R.  S.  Wibowo,  and  F.  A. P        “       K   y      P      g PLTS 80 KW Pada Sistem Kelistrikan PT. I          K                   ”  J ITS, vol. 10, no. 1, 2021, doi: 10.12962/j23373539.v10i1.59320.