## OPTIMALISASI PEMBANGKIT LISTRIK MATAHARI DENGAN SOLAR TRACKING SYSTEM 4 ARAH
IKHLASSUL AMAL 1 , ANDI M NUR PUTRA 2 , SITTI AMALIA 3, ASNAL EFFENDI *4 Program Studi Teknik Elektro Sarjana, Institut Teknologi Padang 1 , Program Studi Teknologi Rekayasa Listrik *4
Email: asnal.effendi@gmail.com *4
DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v6i1.3303
Abstrak: Penelitian ini membahas tentang optimalsasi penyerapan intensitas cahaya matahari, untuk mendapatkan penyarapan yang optimal maka pengujian dilakukan dengan membandingkan tegangan yang  dihasilkan  oleh  dua  sistem  gerak  pada  solar  tracker  ini  dengan  tingkat  optimal  sistem  gerak menggunakan sensor  LDR di peroleh paling tinggi 1,15% dengan selisih tegangan paling tinggi 2,2 volt,  sehingga  pada  pengujian  didapatkan  hasil  tingkat  ke  optimalan  dari  dua  sistem  yaitu  sistem gerak menggunakan sensor  LDR lebih baik dalam menyerap intensitas cahaya dibandingkan sistem gerak menggunakan sistem penundaan waktu.
Kata kunci: panel surya, efisiensi, solar tracker, tegangan panel surya

## A. Pendahuluan
Energi  listrik  merupakan  kebutuhan  yang  diperlukan  dalam  kemajuan  kehidupan  manusia. Besarnya energi listrik yang digunakan menunjukkan bahwa negara berkembang secara ekonomi [1] [2].  Salah  satu  kendala  yang  berpengaruh  adalah solar  cell hanya  tetap,  menggunakan  cermin sebagai  pemantul  sensor  sehingga  hanya  bisa  memantulkan  cahaya  pada  waktu  tertentu,  tidak bergerak  sehingga  tidak  bisa  menyerap  intensitas  cahaya  matahari  dengan  maksimal  dan  pada  dua arah atau disebut dual axis yaitu arah panel yang dapat bergerak ke arah kanan dan kiri saja dan tidak bisa  mengikuti  cahaya  matahari  kearah  manapun  karena  keterbatasan  arah sehingga  belum  terlihat tingkat  ke  optimalan  solar  tracker  ini  karna  tingkat  efektifitas  dalam  penyerapan  intensitas  cahaya matahari [3][4]. Motor servo untuk menggerakkan solar panel ini agar didapatkan sudut yang sesuai, akan  tetapi  untuk  putaran  motor  servo  ini  bersifat  spontanitas,  ketika  motor  memiliki  beban  yang lebih berat motor servo ini akan cepat rusak [5]
Penelitian dilakukan dalam sistem 4 arah ini terhadap single atau dual axis, sistem GPS  dan pada solar  tracker  dengan  tingkat  efisiensi  hanya  83,4%  [3].  sehingga  pada  penelitian  selanjutnya menggunakan  beberapa  komponen  seperti  sensor intensitas  cahaya  LDR,  DHT11,  ESP32,  Motor Stepper, Baterai dan alat ini juga  dilengkapi dengan sistem monitoring yang terhubung pada IoT [6]. Sebagai  pendukung  untuk  dapat  mengoptimalkan  penggunaan  solar  tracker  ini  di bidang  manapun sesuai kebutuhan.

## B. Metode Penelitian
Penelitian  yang  dilakukan  adalah  menganalisa  data  yang  didapatkan  pada  alat  yang menggunakan  sensor  Tegangan  dan  sensor  Arus  ACS712  dengan  metode  menggunakan Optimalisasi,  untuk  melakukan  pengujian  pada  yaitu  dengan  memanfaatkan  cahaya  matahari  dan suhu dengan sistem gerak agar efisiensi dengan memperhatikan waktu yang ada di lokasi pengujian dengan melakukan pemantauan lokasi yang menggunakan alat rekam data yang berupa IoT ( Intenet of Thing ) yang dapat di akses menggunakan Web dan smartphone android melalui aplikasi, dan juga melihat bagaimana pemakaian daya pada motor stepper yang bersumber tegangan dari batterai. Adapun metode pengujian pada alat Solar tracking system 4 arah ini adalah:
1. Pengujian Tegangan dan arus yang dihasilkan solar cell dengan solar tracker dengan waktu 2. Pengujian Tegangan dan arus yang dihasilkan solar cell dengan solar tracker dengan sensor 3. Pengujian tegangan dan arus yang diserap batrai terhadap pengaruh suhu sekitar pada solar cell

## Fowchart Penelitian

## Gambar 1 Flowchart Penelitia

## Flowchart Alat

## Gambar 2 Flowchart Alat

## Perancangan Elektronika

## Gambar 3 Percancangan Elektronika

## Perancangan Alat Solar Tracker

## Gambar 4 Perancangan Alat Solar Tracker 4 Arah

## C. Hasil dan Pembahasan
Dalam  Penelitian  ini  terdapat  6  hari  pengujian  dengan  alat  ukur  keluaran  tegangan  panel  surya dengan menggunakan dua sistem gerak yaitu delay dan sistem gerak menggunakan sensor intensitas cahaya dan motoring menggunakan Internet of Things yaitu Thinger.io.

## Pengujian Tegangan Panel Surya
Tabel 1 Pengujian Tegangan Solar Tracker Sistem Sensor 20 Januari 2022
Pada Tabel 1 diatas pengukuran intensitas cahaya menggunakan sensor LDR, tegangan terukur pada panel surya terjadi pada jam 13.00 dengan tegangan sebesar 19 Volt dengan nilai intensitas cahaya  sebesar  921  Lux  dan  nilai  suhu
32 Celcius, nilai tegangan terendah terjadi  pada jam 08.00 dengan tegangan 14 Volt dengan nilai intensitas cahaya sebesar 566 Lux.
Tabel 2 Pengujian Tegangan Solar Tracker Sistem Penundaan Waktu 23 Januari 2022
Dari penjabaran tabel 2 diatas pengukuran tegangan keluaran panel surya dengan sistem gerak penundaan  waktu,  tegangan  yang  tertinggi  terukur  pada  jam  13.00  dengan  tegangan  sebesar  19 volt,  dengan  sudut  kemiringan  72  derajat.  Sedangkan nilai  tegangan  terendah  terjadi  pada  jam 08.00 dengan tegangan 13 volt, dengan sudut kemiringan 12 derajat
Gambar 5 Grafik perbandingan Tegangan optimal hari pertama.
Pada  pengujian  tanggal  20  dan  23  Januari  2022  menggunakan  alat  ukur  Tingkat  optimal tegangan  keluaran  panel  surya  yang  dihasilkan  dengan menggunakan  solar  tracker  sistem  sensor terhadap  sistem  delay  terjadi  pada  jam  08.00  sampai  09.00  dan  14.00  sampai  17.00,  dengan tegangan optimal 2,2V dan 86,8% tingkat ke optimalan dari kedua sistem tersebut.
Tabel 3 Pengujian Tegangan Solar Tracker Sistem Penundaan Waktu 21 Januari 2022nilai intensitas cahaya sebesar 891 Lux, nilai tegangan terendah terjadi pada jam 08.00 dengan tegangan 14 Volt dengan nilai intensitas cahaya sebesar 566.
Dari  penjabaran tabel  3 diatas  pengukuran  intensitas  cahaya  menggunakan  sensor  LDR,  tegangan terukur  pada  panel  surya  terjadi  pada  jam  13.00  dengan  tegangan  sebesar  19  Volt  dengan  ukur Tingkat optimal tegangan keluaran  panel surya yang dihasilkan dengan menggunakan solar tracker sistem sensor terhadap sistem delay terjadi pada  jam  08.00  sampai  12.00  dan  14.00  sampai 15.00 dan 17.00, dengan tegangan optimal 1,1V dan 93,4% tingkat keoptimalan dari kedua sistem tersebut.
Tabel 4 Pengujian Tegangan Solar Tracker Sistem Penundaan Waktu 24 Januari 2022
Dari tabel  4 diatas  hasil  pengukuran  tegangan  keluaran  dengan  sistem  gerak  penundaan  waktu, tegangan  yang  tertinggi  terukur  pada  jam  13.00 dengan  tegangan  sebesar  19  volt,  dengan  sudut kemiringan 72 derajat. Sedangkan nilai tegangan terendah terjadi pada jam 08.00 dengan  tegangan 11 volt, dengan sudut kemiringan 12 derajat.

## Gambar 6 Grafik perbandingan Tegangan optimal hari kedua
Tabel 5 Pengujian Tegangan Solar Tracker Sistem Sensor 22 Januari 2022
Dari penjabaran tabel 5 diatas pengukuran intensitas cahaya menggunakan sensor LDR, tegangan terukur  pada  panel  surya  terjadi  pada  jam  12.00  dengan  tegangan  sebesar  19  Volt  dengan  nilai intensitas cahaya sebesar 981  Lux, nilai tegangan terendah terjadi pada jam 08.00 dengan tegangan 14 Volt dengan nilai intensitas cahaya sebesar 432 Lux.
Tabel 6 Pengujian Tegangan Solar Tracker Sistem Penundaan Waktu 25 Januari 2022
Dari  penjabaran tabel  6 hasil  pengukuran tegangan  keluaran  dengan  sistem  gerak  penundaan waktu,  tegangan  yang  tertinggi  terukur  pada  jam 14.00 dengan tegangan sebesar 19 volt, dengan sudut  kemiringan  84  derajat.  Sedangkan  nilai tegangan  terendah  terjadi  pada  jam  08.00  dengan tegangan 8,9 volt dengan sudut kemiringan 12 derajat.
Gambar 7 Grafik perbandingan Tegangan optimal hari ketiga Pada  pengujian  hari  ketiga  menggunakan  alat  ukur  Tingkat  optimal  tegangan  keluaran  panel surya yang dihasilkan dengan menggunakan solar tracker sistem sensor terhadap sistem delay terjadi pada  jam  08.00  sampai  12.00  dan  15.00  sampai  17.00,  dengan  tegangan  optimal  1,3V  dan  92,1% tingkat keoptimalan dari kedua sistem tersebut.
Gambar 8 Grafik perbandingan Tegangan Keseluruhan selama Pengujian solar tracker 2  sistem ini
Gambar 9 Koding untuk Monitoring alat pada IoT
Koding  ini  berfungsi  untuk  menghubungkan  alat  solar  tracker  4  arah  ini  ke  IoT  agar  dapat dimonitoring intensitas cahaya yang diterima oleh sensor LDR ini.
Gambar 10 Tampilan hasil monitoring IoT solar tracker dengan sistem gerak sensor cahaya LDR menggunakan platform Thinger.io
Tabel 7 Akurasi monitoring IoT terhadap sensor cahaya
Pengujian  tingkat  akurasi  pembacaan  IoT  dengan  membandingan  hasil  pembacaan  pada  Lux Meter dengan IoT yaitu memiliki tingkat akurasi 99,34% dan hanya memiliki eror 0,65%, dan untuk tingkat eror IoT ini hanya bergantung kepada jaringan internet.
Analisa  dilakukan  pada solar  tracker menggunakan  dua  sistem  gerak  ini  yaitu  sistem gerak menggunakan  sensor  intensitas  LDR  dan  sistem  delay  yang  diatur  pada  koding  arduino  IDE.  Kita dapat  membuat  analisa  bahwa solar  tracker sistem  menggunakan  sensor  intensitas  cahaya  LDR ini lebih  baik  dalam  menyerap  intensitas  cahaya  matahari  sebesar  93,4%  dibandingkan  dengan penelitian  [4]  yang  hanya  83,4%.  Selanjutnya membandingkan dengan sistem gerak menggunakan sistem gerak penundaan  waktu, karna kita hanya mengatur pada koding untuk setiap jam delay untuk mengarahkan panel surya sehingga panel surya hanya mengarah berdasarkan arah yang telah diatur pada  koding  software arduino  IDE,  sehingga  tidak  selalu  mendapatkan  intensitas  cahaya  yang dibutuhkan panel surya sehingga penyerapan panel surya ini tidak maksimal.

## D. Penutup
1. Solar  Tracker  ini  lebih  baik  dalam  penyerapan  intensitas  cahaya  dari  pada  panel  yang  bersifat dinamis
2. Sistem  gerak  dengan  menggunakan  sensor LDR  lebih  baik  dalam  penyerapan  intensitas  cahaya dari pada sistem gerak menggunakan penundaan waktu.
3. Tegangan  yang  dihasilkan  panel  surya  dengan  menggunakan  sistem  sensor  lebih  baik  dari  pada sistem penundaan waktu.

## Daftar Pustaka
[1] S. Makhija, A. Khatwani, M. F. Khan, V. Goel, And M. M. Roja, “Design & Implementation Of An  Automated  Dual-  Axis  Solar  Tracker  With  Data-Logging,” Proc.  Int.  Conf.  Inven.  Syst. Control. Icisc 2017 , No. 1, Pp. 4–7, 2017, Doi: 10.1109/Icisc.2017.8068708.
[2] R. M. Shahab, “Rancang Bangun Prototipe Sistem Pengendali Pengisian Muatan Baterai Dengan Tenaga Surya Sebagai Catu Daya Base Transceiver Station (Bts) Gsm,” 2010.
[3] N. Verma, M.  Kumar,  And S. Sharma, “Real-Time Solar Tracking System With  Gps,” Proc. - Int. Conf. Artif. Intell. Smart Syst. Icais 2021 , Pp. 783–788, 2021, Doi:
10.1109/Icais50930.2021.9396052.
[4] M. I. M. Fardani, “Perancangan Prototipe 2 Axis Solar Tracker Guna Optimalisasi Output Daya Solar Panel,” Skripsi , 2018.
[5] S. Simatupang, B. Susilo, And M. B. Hermanto, “Rancang Bangun Dan Uji Coba Solar Tracker Pada  Panel  Surya  Berbasis  Mikrokontroler  Atmega16  Designing  ,  Constructing  ,  And Experimental  Solar Tracker  System  On  Solar  Panel  Based  On  Atmega16  Microcontroller,” J. Keteknikan Pertan. Trop. Dan Biosist. , Vol. 1, No. 1, Pp. 55–59, 2013.
[6] E. D.  Widianto,  U.  Alfianto,  And  R.  R. Isnanto, “Robot Beroda Perambat Dinding Berbasis Mikrokontroler  Atmega  2560  Dilengkapi  Kendali  Nirkabel  Dan  Penghindar  Rintangan,” J. Teknol. Dan Sist. Komput. , Vol. 5, No. 2, P. 49, 2017, Doi: 10.14710/Jtsiskom.5.2.2017.49-56.
[7] G.  Mehdi, N.  Ali, S.  Hussain,  A.  A. Zaidi,
A. H. Shah, And M. M. Azeem, “Design And Fabrication Of Automatic Single Axis Solar Tracker For Solar Panel,” 2019 2nd Int. Conf. Comput. Math.  Eng.  Technol. , Pp. 1–4, 2019.
[8] L.  I.  Aini,  “Perancangan  Mobile  Active  Two  Axis  Solar  Tracker  Pada  Photovoltaic Menggunakan Kendali Logika Fuzzy-Pi,” Skripsi , 2017.
[9] J. J. Heckman, R. Pinto, And P. A. Savelyev, “Lampu Taman Otomatis Berbasis Arduino  Uno Bertenaga Surya,” Angew.  Chemie  Int.  Ed.  6(11),  951–952. , Pp. 6–35, 1967.
[10] Ihsan Rifky,  “Mikrokontroler Esp32,” 2021. . [11] Muhammad Uzair,  “Ambient
Light Intensity Sensor Module Bh1750,” 2019. .
[12] Superadmin,  “Sistem  Kerja  Panel  Surya,” Umyteknikelektro.Ac.Id , 2021. .
[13] T. G. M. Siagian, “Rancang Bangun Constant Current Charger Untuk Battery Lifepo4 Berbasis Mikrokontroller Atmega328  Laporan  Tugas  Akhir  Rancang  Bangun  Constant  Current  Charger Untuk Battery Lifepo4 Berbasis Mikrokontroller Atmega328,” 2021.
[14] M. R. Adani, “Mengenal Apa  Itu Internet Of Things Dan Contoh Penerapannya,” 2020.