## JSTI

## Jurnal Sistem Teknik Industri
**Corresponding author at: Universitas Sumatera Utara, Medan, 20155, Indonesia
E-mail address: rosnani_usu@yahoo.co.id Copyright © 2020 Published by Talenta Publisher, ISSN: 1411-5247 e-ISSN: 2527-9408 Journal Homepage: http://talenta.usu.ac.id/jsti

## Pengukuran  Potensi Pemanfaatan Listrik Tenaga Sinar Matahari di Kabupaten Langkat
R. Ginting 1 , J. Hidayati 2 dan M. Zulfin 3
1,2,3 Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
Abtract . Renewable energy is energy generated from natural sources, such as sunlight, wind, rain, tidal currents, and geothermal, which are renewable or naturally reappear after  use.  The  application  of  alternative  energy  is  still  not  fully  running  well  in  our country.  There  are  many  examples  of  alternative  energy  that  we  can  apply  to  replace the  main  energy  source.  Among  them  is  solar  energy  which  is  certainly  owned  or existed  in  Langkat  district.  The  potential  of  this  energy  must  be  able  to  be  utilized for the benefit of society, especially residents of Langkat own district. To achieve this goal, the  first  thing  to  do  is  to  identify  and  explore  the  natural  potential.  Sunlight measurement  is done by using  a special tool that is Solar Power Meter TM-207. Data obtained  by  direct  measurement  activities  by  directing  the  remote  sensor  on  the  solar power meter to the sun. Then do the reading by looking at the maximum and minimum value through the display screen on the solar power meter.
Abtract Energi  terbarukan  adalah  energi  yang  dihasilkan  dari  sumber-sumber  alami, seperti matahari, angin, hujan, arus pasang surut, dan panas bumi, yang dapat diperbarui atau  muncul  kembali  secara  alami  setelah  digunakan.  Aplikasi  energi  alternatif  masih belum  sepenuhnya  berjalan  dengan  baik  di  negara  kita.  Ada  banyak  contoh  energi alternatif  yang  bisa  kita  terapkan  untuk  menggantikan  sumber  energi  utama. Diantaranya  adalah  energi  matahari  yang  tentunya  dimiliki  atau  ada  di  Kabupaten Langkat.  Potensi  energi  ini  harus  bisa  dimanfaatkan  untuk  kepentingan  masyarakat, terutama  warga  Kabupaten  Langkat  sendiri.  Untuk  mencapai  tujuan  ini,  hal  pertama yang  harus  dilakukan  adalah  mengidentifikasi  dan  mengeksplorasi  potensi  alam. Pengukuran  sinar  matahari  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  khusus  yaitu  Solar Power  Meter  TM-207.  Data  diperoleh  dengan  kegiatan  pengukuran  langsung  dengan mengarahkan  sensor  jarak  jauh  pada  meteran  tenaga  surya  ke  matahari.  Kemudian lakukan  pembacaan  dengan  melihat  nilai  maksimum  dan  minimum  melalui  tampilan layar pada meteran tenaga surya
Received 12 Januari  2020 | Revised 28 Januari 2020 | Accepted 28 Januari 2020

## 1. PENDAHULUAN
Permintaan energi dunia terus meningkat sepanjang sejarah peradaban  umat  manusia. Proyeksi permintaan energi pada tahun 2050 hampir mencapai tiga kali lipat. Tampaknya masalah energi akan  tetap  menjadi  topik  yang  harus  dicarikan  solusinya  secara  bersama-sama.  Pemanfaatan energi  telah  berkembang  dan  meningkat  sesuai  dengan  perkembangan  manusia  itu  sendiri.
Usaha-usaha  untuk  mendapatkan  energi  alternatif  telah  lama  dilakukan  untuk  mengurangi ketergantungan  terhadap  sumber  daya  minyak  bumi.  Pemanfaatan  minyak  bumi  diperkirakan akan  habis  dalam  waktu  yang  tidak  lama  jika  pola  pemakaian  seperti  sekarang  ini  yang  justru semakin meningkat dengan meningkatnya industri maupun transportasi. Selain itu dari berbagai penelitian  telah  didapat  gambaran  bahwa  kualitas  udara  telah  semakin  mengkawatirkan  akibat pembakaran minyak bumi [1].
Energi  merupakan  salah  satu  kebutuhan  utama  dalam  kehidupan  manusia.  Peningkatan kabutuhan  energi  dapat  merupakan  indikator  peningkatan  kemakmuran,  namun  bersamaan dengan  itu  juga  menimbulkan  masalah  dalam  usaha  penyediaannya,  karena  manusia  hanya mengandalkan  energi  fosil  yang  tentunya  persediannya  masih  sangat  terbatas  dan  semakin menipis. Karena tergolong unrenewable , maka akibat dikuras terus - menerus, persediaan energi tersebut  semakin berkurang dan tidak bisa diupayakan kembali  keberadaanya. Sehingga bukan suatu hal yang mustahil jika dimasa-masa yang akan datang akan timbul masalah-masalah yang berkaitan  dengan  krisis  energi.  Untuk  mengantisipasi  persedian  energi  di  masa  yang  akan datang,  sejak  dua  dekade  terakhir  ratusan  pakar  energi  dari  berbagai  Negara  saling  berlomba untuk mengupayakan penemuan-penemuan baru tentang sumber energi alternatif yang tidak saja efisien  tetapi  juga  bernuansa  ramah  lingkungan.  Dan  salah  satu  pilihannya  adalah  sel  surya, walaupun secara efisiensi masih perlu pertimbangan lebih jauh [2]
Matahari  merupakan  sumber  energi  yang  potensial  bagi  kebutuhan  manusia,  dimana  energi tersebut  bisa  didapat  dari  panas  yang  merambat  sampai  permukaan  bumi,  atau  cahaya  yang jatuh sampai permukaan bumi. Dari beberapa penelitian menyatakan bahwa dengan mengubah cahaya matahari terutama intensitas matahari dengan solar sel dapat dibuat sumber energy listrik untuk  konsumsi  manusia.  Pemilihan  sumber  energi  terbarukan  ini  sangat  beralasan  mengingat suplai energi surya dari sinar matahari yang di terima oleh permukaan bumi mencapai mencapai 3 x 1024 joule pertahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh  dunia  saat  ini.  Di  Indonesia  melimpahnya  cahaya  matahari  yang  merata  dan  dapat ditangkap  di  seluruh  kepulauan  Indonesia  hampir  sepanjang  tahun  merupakan  sumber  energi listrik yang sangat potensial [3]
Kabupaten  Langkat  adalah  sebuah  kabupaten  yang  terletak  di  Sumatera  Utara,  Indonesia.  Ibu kotanya  berada  di  Stabat.  Kabupaten  Langkat  secara  administratif  terdiri  dari    20  kecamatan dengan  215  desa  dan  15  kelurahan.  Luas  wilayah  Kabupaten  Daerah  Langkat  adalah  6.263,29 Km2 atau 626.329 Ha, dengan jumlah penduduk 926.069 jiwa.Secara geografis letak Kabupaten Langkat  berada  antara  3014’00”  dan  4013’00”  Lintang  Utara  dan  antara  97052’00”  dan 98045’00” Bujur Timur. Luas
wilayah  Kabupaten  Langkat  6.263,29  km2  atau  8,74  persen  dari  total  luas  Provinsi  Sumatera Utara.  Kabupaten  Langkat  berada  pada  ketinggian  4-105  m  di  atas  permukaan  laut  sehingga sebagiann  besar  wilayahnya  merupakan  daratan  rendah  (Badan  Pusat  Statistik  Kabupaten Langkat [4].
Kabupaten  Langkat  beriklim  tropis  dan  mempunyai  dua  musim  yaitu  musim  kemarau  dan musim  hujan.  Musim  hujan  pertama  mulai  bulan  Agustus  sampai  dengan  bulan  Januari  dan musim kedua pada bulan Maret sampai dengan bulan Mei, sedangkan musim kemarau biasanya pada  bulan  Februari,  Juni  dan  Juli.  Kabupaten  Langkat  mengalami  curah  hujan  sebanyak 3.289,94 mm dengan lama hujan 150,83 hari pada tahun 2012 dengan rata-rata total curah hujan tertinggi terjadi pada bulan November sebesar 408,88 mm dengan hari  hujan  sebanyak 18 hari kemudian  pada  bulan  September  sebesar  376,88  mm  dengan  hari  hujan  sebanyak  15  hari  [5]. Melihat  dari  kondisi  alam  Kabupaten  Langkat  seperti  yang  telah  diuraikan  sebelumnya,  tim peneliti  melihat  adanya  potensi  untuk  pengembangan  energi  alternatif.  Potensi  energi  ini tentunya  harus  bisa  dimanfaatkan  bagi  kapentingan  masyarakat  terutama  penduduk  kabupaten Langkat sendiri. Untuk mencapai tujuan tersebut, tentu yang harus dilakukan pertama kali ialah upaya  untuk  mengindetifikasi  dan  mengeksplorasi  potensi  alam  tersebut.  Potensi  alam  yang telah  mampu  dieksploitasi  tentunya  akan  mampu  menciptakan  kemandirian  energi  bagi masyarakat  setempat  sehingga  mampu  mengurangi  beban  energi  bagi  permerintah.  Selain  itu, keberhasilan  kemandirian  energi  di  Kabupaten  Langkat  juga  dapat  digunakan  sebagai percontohan rencana pembangunan di daeerah lain di seluruh Indonesia [6].

## 2. METODE PENELITIAN
Rancangan penelitian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Tahap  awal  dilakukan  studi  pendahuluan  untuk  mengetahui  kondisi  geografis,  informasi pendukung  yang  diperlukan  serta  studi  literatur  tentang  metode  pemecahan  masalah  yang digunakan dan teori pendukung lainnya.
2. Tahapan selanjutnya adalah pengumpulan data.
Data yang dikumpulkan ada dua jenis yaitu:
a. Data primer berupa pengukuran langsung kondisi geografis meliputi bentang alam dan potensi energi sinar matahari.
b. Data sekunder berupa data yang diperoleh dari badan statistik atau penelitian terdahulu
3. Pengolahan data primer dan sekunder yang telah dikumpulkan.
4. Analisis terhadap hasil pengolahan data.
5. Kesimpulan dan saran diberikan untuk penelitian.
Pengukuran  sinar  matahari  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  khusus  yakni Solar  Power Meter TM-207.  Solar  Power  meter  TM-207  sangat  ideal  untuk  pengukuran  radiasi  matahari yang  dipancarkan  oleh  sinar  matahari  dari  reaksi  fusi  nuklir  yang  menciptakan  energi elektromagnetik[7].  Spektrum  radiasi  matahari  dekat  dengan  tubuh  hitam  dengan  suhu  sekitar 5800 K. Sekitar  setengah dari radiasi berada  pada bagian  gelombang pendek yang  terlihat dari spektrum  elektromagnetik.  Bagian  lainnya  sebagian  besar  berada  di  bagian  inframerah-dekat, dengan  beberapa  di  bagian  ultraviolet  spektrum.  Satuan  ukurannya  adalah  Watt  per  meter persegi  atau  BTU,  pengujian  dan  pengukuran  khasnya  adalah,  aplikasi  meteorologi,  aplikasi
pertanian,  fisika  dan  laboratorium  optik,  pengukuran  radiasi  matahari,  pengukuran  transmisi solar, penelitian tenaga surya, identifikasi jendela berkinerja tinggi, membantu memasang Panel Surya Surya pada sudut kejadian yang optimal, dan Light Intensity Measurement untuk jendela mobil [8] . Data didapatkan dengan  kegiatan  pengukuran langsung yakni dengan mengarahkan remote  sensor pada solar  power  meter ke  arah  matahari.  Kemudian  dilakukan  pembacaan dengan  melihat  nilai  maksimum  dan  minimum  melalui  tampilan  layar  pada solar power  meter [9].  Untuk  pengolahan  data  hasil  pengukuran  sinar  matahari  akan  dilakukan  setelah  seluruh kegiatan  pengukuran  selesai  dilakukan.  Berikut  adalah  gambar  dan  spesifikasi Solar  Power Meter TM-207 [10].
Gambar 1 Solar Power Meter TM-207
Tabel  1 Spesifikasi Solar Power Meter TM-207 Display 3½ digits, 2000 readings Range 2000 W/m2, 634BTU / (ft2xh) Resolution 0.1 W/m2, 0.1 BTU/ (ft2xh) Accuracy Accuracy: Typically within +/- 10W/m2 [+/-3 BTU/ (ft2xh)] or +/- 5% whichever  is  greater  in  sunlight.  Temperature  included  error  +/-  0.38 W/m2 / ºC [+/-0.12 BTU/ (ft2xh)] / ºC] deviation  from 25 ºC. Angular accuracy Cosine corrected Tabel  1 Spesifikasi Solar Power Meter TM-207 Drift < +/-3% per year Over-input Display "OL" Sampling time 0.25 second Operating Temp & Humidity 5C  ~ 40ºC below 80% RH Power supply: 9V battery x1
Berikut adalah gambar dari kegiatan pengukuran sinar matahari.

## Gambar 2 Kegiatan Pengukuran

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Pengukuran lntensitas Matahari dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2 Hasil Pengukuran Intensitas Matahari Kecamatan Kuala (Koordinat: 3 o 30,377’N 98 o 21,977’E Ketinggian :76mpL) No Jam Intensitas Matahari (W/m 2 ) 1 06.00 50 2 07.00 95 3 08.00 112 4 09.00 288
5 10.00 649 6 11.00 742 7 12.00 1019 8 13.00 1003 9 14.00 981 10 15.00 631 11 16.00 424 12 17.00 178
Berdasarkan  hasil  pengukuran  di  Kecamatan  Kuala,  diperoleh  potensi  rata-rata  energy  surya sebesar 514,333 W/m 2 .
Tabel 3 Hasil Pengukuran Intensitas Matahari Kecamatan Sirapit (Koordinat: 3 o 34,721’N 98 o 20,363’E Ketinggian :30 mpL) No Jam Intensitas Matahari (W/m 2 ) 1 06.00 60,6 2 07.00 123 3 08.00 212 4 09.00 388
Tabel 3 Hasil Pengukuran Intensitas Matahari Kecamatan Sirapit (Koordinat: 3 o 34,721’N 98 o 20,363’E Ketinggian :30 mpL) No Jam Intensitas Matahari (W/m 2 ) 5 10.00 695 6 11.00 914 7 12.00 1244 8 13.00 1211 9 14.00 888 10 15.00 537 11 16.00 424 12 17.00 143
Berdasarkan  hasil  pengukuran  di  Kecamatan  Sirapit,  diperoleh  potensi  rata-rata  energy  surya sebesar 569,967 W/m 2 .
Tabel 4 Hasil Pengukuran Intensitas Matahari Kecamatan Bahorok (Koordinat: 3 o 31,039’N 98 o 14,467’E Ketinggian :99 mpL) No Jam Intensitas Matahari (W/m 2 ) 1 06.00 40,9 2 07.00 103 3 08.00 192 4 09.00 280 5 10.00 698 6 11.00 810 7 12.00 1045 8 13.00 991 9 14.00 718 10 15.00 521 11 16.00 354
12 17.00 178
Berdasarkan hasil pengukuran di  Kecamatan Bahorok, diperoleh potensi rata-rata energy surya sebesar 494,2417 W/m 2 .
Tabel 5 Hasil Pengukuran Intensitas Matahari Kecamatan Selesai (Koordinat: 3 o 36,475’N 98 o 25,100’E Ketinggian :28 mpL) No Jam Intensitas Matahari (W/m 2 ) 1 06.00 70,9 2 07.00 182 3 08.00 287 4 09.00 401 5 10.00 690 6 11.00 804 Tabel 5 Hasil Pengukuran Intensitas Matahari Kecamatan Selesai (Koordinat: 3 o 36,475’N 98 o 25,100’E Ketinggian :28 mpL) No Jam Intensitas Matahari (W/m 2 ) 7 12.00 1065 8 13.00 1001 9 14.00 782 10 15.00 545 11 16.00 396 12 17.00 202
Berdasarkan  hasil  pengukuran  di  Kecamatan  Selesai,  diperoleh  potensi  rata-rata  energy  surya sebesar 535,4917 W/m 2 .

## 4. KESIMPULAN
Dari pembahasan dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut bahwa karakteristik potensi energy surya yang berada di Kabupaten Langkat adalah sebagai berikut :
a. Kecamatan Kuala, diperoleh potensi rata-rata energy surya sebesar 514,333 W/m2.
b. Kecamatan Sirapit, diperoleh potensi rata-rata energy surya sebesar 569,967 W/m 2 .
c. Kecamatan Bahorok, diperoleh potensi rata-rata energy surya sebesar 494,2417 W/m 2 .
d. Kecamatan Selesai, diperoleh potensi rata-rata energy surya sebesar 535,4917 W/m 2 .
Penelitian  selanjutnya  disarankan  untuk  mencakup  energi  alternatif  seperti  panas  bumi dan biogas. Penelitian selanjutnya disarankan untuk mengembangkan dengan metode yang lain sehingga hasil perhitungan dapat dibandingkan dengan metode lain.

## Daftar Pustaka
[1] Djoko Adi Widodo, Suryono, Tatyantoro A., Tugino. 2009. Pemberdayaan Energi Matahari Sebagai Energi Listrik Lampu Pengatur Lalu Lintas (Universitas Negeri Semarang)
[2]  Satwiko  Sidopekso,  dan  Anita  Eka  Febtiwiyanti,  2010. Studi  Peningkatan  Output  Modul Surya Dengan Menggunakan Reflektor . Berkala Fisika ISSN : 1410 – 9662 Vol. 12, No. 3, Juli 2010, hal 101 – 104
[3]  Subekti  Yuliananda1,  Gede  Sarya2,  RA  Retno  Hastijanti.  2015.  Pengaruh  Perubahan Intensitas  Matahari  Terhadap  Daya  Keluaran  Panel  Surya.  Jurnal  Pengabdian  LPPM Untag Surabaya Nopember 2015, Vol. 01, No. 02, hal 193 – 202 Badan Pusat Statistik Kabupaten Langkat, 2013
[4]    Djamain,  Martin,  Strategi  Penerapan  Energi  Surya  di  Indonesia,  seminar  Peran  dan Perkembangan Energi Surya Sebagai Energi Alternatif, Universitas Gajayana,2000
[5]    Mahmudsyah  Syariffuddin,  2000,  Teknik  Pembangkitan,  Aplikasi  dan  Perkembangan  Sel Surya  di  Indonesia,  Makalah  seminar  Peran  dan  Perkembangan  Energi  Surya  Sebagai Energi Alternatif, Universitas Gajayana.
[6]` Rhazio,2007, Institut Sains & Teknologi Al-Kamal-Jakarta
[7]  Solarex Corp. Penuntun Ke Teknik Listrik Sinar Surya. PT. Dwieti Utama. Jakarta
[8]    Tim  Fotovoltaik  UPT  LSDE,  BPP  Teknologi.  1995.  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya Penerangan Rumah (SHS).Jurnal.  BPP Teknologi.
[9] Santoso, Danny. 2000. Stategi Aplikasi Sel  Surya (Photovoltaic cells) pada  Perumahan dan Bangunan Komersil. Surabaya.
[10]Jaka,  Elang.  2009. Pengaruh  Daya  RF  Terhadap  Sifat  Listrik  Lapisan  Tipis  aSi:H  yang  di Tumbuhkan Dengan Metode HWC-VHF-PECVD. Skripsi Jurusan Fisika UNJ.