PERENCANAAN PENYEDIAAN DAYA LISTRIK BERBASIS TENAGA SURYA UNTUK PENERANGAN JALAN UMUM DI KAMPUS UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN
Ashariansyah 1 , Achmad Budiman 2
1,2 Universitas Borneo Tarakan, Tarakan, Kalimantan Utara, Indonesia
1 anshariansyah@borneo.ac.id
2 achmad1177@gmail.com
Abstract—Very  bright,  energy-efficient  and  durable  LED- based  solar  street  lighting  using  solar  cells  as  a  source  that functions  to  receive  sunlight  which  is  then  converted  into electricity  through  the  photovoltaic  process.  This  paper discusses  solar-based  public  street  lighting  planning  that  will be placed on the UBT campus. For planning, it requires solar panel components which include Solar Panels, Solar Modules, Batteries,  Battery  Chargers,  Controllers,  Inverters,  LED Lights  and  UV  LIGHT  METERS.  This  research  is  about  the study  of  PLTS  development  as  a  backup  of  electric  power  in the  area  of  the  Tarakan  University  of  Borneo.  The  results obtained in planning Public street lighting is the measurement of  sunlight  for  one  week.  the  largest  average  measurement  is around 722 W / m2 and the smallest measurement is 678 W / m2. and using supporting device components, namely 200 Wp Module as many as 75 solar panels, led lights load of 40 Watts with a total of 103 lights having a total led load of 4,120 Watts, 100 Ah Batteries as many as 108 units and battery Regulators of 223,17 A and inverters used which is 7,000 W.
Keywords — Solar  Cells,  Solar  Modules,  Battery  Chargers, Controllers, Led Lights, Uv Light Meters.
I ntisari — Lampu  penerangan  jalan  tenaga  matahari  berbasis LED jenis hi- power yang sangat terang, hemat energi dan tahan lama  menggunakan  panel  surya/ solar  cell sebagai  sumber  yang berfungsi  menerima  sinar  matahari  yang  kemudian  diubah menjadi  listrik  melalui  proses photovoltaic .  Tulisan  ini membahas  tentang  perencanaan  penerangan  jalan  umum berbasis tenaga surya  yang akan di tempatkan di kampus UBT. Untuk perencanaannya memerlukan komponen panel surya yang di antaranya adalah Panel Surya, Modul Surya, Baterai, Baterai Charger ,  Controller, Inverter ,  Lampu LED Dan UV LIGHT
METER.  Penelitian  ini  mengenai  kajian  pembangunan  PLTS sebagai  cadangan  daya  listrik  di  daerah  Kampus  universitas Borneo  Tarakan.  Hasil  yang  di  peroleh  dalam  perencanaan Penerangan  jalan  umum  yaitu  pengukuran  cahaya  matahari selama  satu  minggu.  nilai  rata-rata  pengukuran  terbesar  sekitar 722  W/m 2 dan  pengukuran  terkecil  adalah  678  W/m 2 .  dan menggunakan komponen perangkat pendukung yaitu Modul 200 Wp sebanyak 75 panel surya , beban lampu led sebesar 40 Watt dengan  total  103  lampu  memiliki  total  beban  led  4.120  Watt  , Baterai 100 Ah sebanyak 108 unit dan Regulator baterai sebesar 223,17 A serta inverter yang di gunakan yaitu 7.000 W .
Kata  Kunci — Solar  Cell,  Modul  Surya, Battery Charger , Controller , Lampu Led, Uv Light Meter.

## I. PENDAHULUAN
Pemanfatan energi matahari merupakan sumber energi yang  dapat  di  manfaatkan  penerangan  jalan  di  perkotaan
maupun  pedesaan.  Lampu  Jalan  Tenaga  Surya  secara otomatis  dapat  mulai  menyala  pada  sore  hari  dan  padam pada pagi hari dengan perawatan yang mudah dan efisien selama bertahun-tahun.
Secara  keseluruhan  sistem  ini  dirancang  untuk penyediaan  cahaya  penerangan  umum  dengan  sumber energi  terbarukan,  bebas  biaya  perawatan  dan  berumur ekonomis  lama[1].  Dengan  sistem  pemasangan  yang cepat dan mudah, PJU LED Tenaga Surya dapat menjadi solusi yang cepat dalam mengatasi kebutuhan penerangan jalan umum. Penggunaan pembangkit listrik tenaga surya dapat  menjadi  alternafif  untuk  mengatasi  permasalahan tersebut  diatas  karena  potensinya  yang  cukup  besar  di seluruh  daerah  di  Indonesia.  PLTS  dapat  digunakan sebagai  cadangan  suplai  daya  listrik  apabila  terjadi gangguan  pada  suplai  daya  dari  PLN.  PLTS  dapat digunakan langsung maupun melalui penyimpanan seperti baterai.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya
Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya adalah lampu  penerangan  jalan  yang  menggunakan  cahaya matahari sebagai sumber energi listriknya[2]. Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya sangat cocok digunakan untuk jalan-jalan  di  daerah-daerah  yang  belum  terjangkau  oleh listrik PLN dan juga daerah-daerah yang mengalami krisis energi  listrik  terutama  di  daerah  terpencil.  Penerangan Jalan  Tenaga  Surya  merupakan  sebuah  alternatif  yang murah dan hemat untuk digunakan sebagai sumber listrik penerangan  karena  menggunakan  sumber  energi  gratis dan tak terbatas dari alam yaitu energi matahari[3][4].

## B. Energi yang dihasilkan dari Radiasi Matahari
Besarnya energi  yang dihasilkan dari radiasi matahari yang masuk ke modul data ditentukan.
Dengan I r : Intensitas radiasi matahari (watt/m2) P in : Daya input radiasi matahari(Watt). 1000 W/ m 2 : Standart test condition .
Untuk mendapatkan kapasitas daya pada modul, yang diperlukan di dalam perhitungan adalah jumlah jam kerja
bukan besarnya radiasi matahari, dibagi dengan standart test condition yaitu 1000 W/m2[5].

## C. Komponen PLTS
- Solar Cell ( Panel Surya )
- Modul Surya
- Baterai Charger
- Solar PV Controller
- Inverter
- Lampu Led
- Alat Uv Light Meter.
D. Keuntungan  Dan  Rugi  dari  Pembangkit  Listrik Tenaga Surya
1) Keuntungan PLTS
- Cahaya  matahari  merupakan  energi  yang  dapat diperbaharui dan tidak akan habis.
- Pembangkit  listrik  tenaga  surya  merupakan pembangkit yang bersih dan ramah lingkungan.
- Sel surya relative panjang
- Panel  surya  tidak  memberikan  konstribusi terhadap  polusi  suara  dan  bekerja  dengan  sangat diam.
- Jika  berdirinya  PLTS  ini  di  kampus  UBT  bisa  di jadi  kan  bahan  praktikum  yang  berhubungan dengan  kuliah  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya bagi  Mahasiswa  Teknik  khususnya  jurusan Teknik Elektro.
2) Rugi Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Proses  pembangkitan  hanya  dapat  dilakukan  pada siang  hari.  Lebih  buruk  lagi  jika  proses  pembangkitan dilakukan pada  musim penghujan serta bahan pembuatan komponen  pembangkit  listrik  tenaga  surya  masih berharga mahal terutama untuk tipe sel fotovltaik.

## E. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya
1) Mencari  total  beban  pemakaian  per  hari.  persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Total Beban(Wh) = (Daya + 30%) x Lama Pemakaian.
2) Menentukan  ukuran  kapasitas  modul  surya  yang sesuai dengan beban pemakaian.
Jumlah jam kerja matahari :
Dengan : 1000 W/ m 2 = Standart test condition .
Kapasitas modul :
Menghitung jumlah modul yang akan dipakai Jumlah modul :
3) Menentukan kapasitas baterai/ Accu Persamaan yang digunakan adalah :
C = Kapasitas baterai (Ah) Em = Energi total yang harus di suplai (Wh) VB = Tegangan kerja baterai (Volt) DOD = Tingkat kedalaman pengosongan baterai (%) Ƞtotal =Efisensi total sistem photovoltaic (%)
4) Menentukan besar arus battery charger regulator
Dengan :
I maks = Arus Maksimal P maks = Beban Maksimal V s = Tegangan Sistem

## III. METODE PENELITIAN

## A. Tempat dan Waktu pelaksanaan
Pembangunan  PLTS  pada  PJU  di  daerah  Kampus Universitas Borneo Tarakan.

## B. Strategi Pengembangannya
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  yang  baru  yang dilakuan di Kampus universitas Borneo Tarakan sehingga di  perlukan  pengambilan  data  secara  langsung  di  lokasi tempat  penelitian.  Serta  di  lakukan  perhitungan  guna perancangan pembangkit listrik tenaga surya.

## C. Objek Penelitian
Penelitian  ini  membahas  mengenai  PLTS  sebagai cadangan daya listrik pada PJU di daerah Kampus Borneo Tarakan.

## D. Tahap Penelitian
1. Pengumpulan Literatur
2. Studi kasus 3. Pengumpulan Data 4. Analisa Data
5. Kesimpulan
6. Alat Penelitian
7. Uv Light Meter
8. Laptop
E. Diagram Alur Penelitian
Gambar 1. Diagram Alur Penelitian

## F. Teknik dan perencanaan sistem penerangan

## Gambar 2 Perencanaan sistem penerangan
Pada perencanaan dan pembuatan perangkat keras baterai charge  dan  lampu  LED  sebagai  sumber  lampu  untuk kebutuhan beban Penerangan Jalan Umum.
Total daya yang digunakan untuk lampu penerangan jalan umum di areal kampus UBT:
1) Jumlah Titik Tiang : 65 TOT
2) Jumlah Titik Tiang : 19TOG
3) Sudut Stang Ornament :29,772 Derajat
4) Tinggi Tiang : 7 Meter
5) Jumlah total lampu :103 bohlam
6) P total daya lampu : 4.120Watt
7) Iluminasi (Lux) :1,752 Lux
8) Waktu beroperasi : 12 jam - Menyala :Pukul 18.00 WITA
- Padam :Pukul 06.00 WITA
Untuk mengetahui hasil dari total daya lampu maka, P : Watt x ( TOT +( 2 x TOG ) )
: 40 x (65 + ( 2 x 19 ) ) : 40 x 103
: 4.120 Watt
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Mengetahui hasil total daya lampu dan pemakaian
listrik. Untuk mengetahui hasil dari total daya lampu maka, P = Watt x ( TOT +( 2 x TOG ) )
40 x (65 + ( 2 x 19 ) )
40 x 103 =  4.120 Watt
Menentukan Pemakaian Listrik Per Hari
P = (Total beban Watt + 30 % ) x jam pemakaian
( 4.120 W + 30 % ) x 12 jam
( 4.120 W + 1.236 ) x 12 jam
5.356 W x 12 jam = 64.272 Wh

## B. Perencanaan pada Sistem Fotovoltaik
Berdasarkan karakteristik beban dan kondisi yang ada. Perancangan  yang  dilakukan  pada  subbab  ini  terdiri  dari pengukuran radiasi matahari perancangan modul photovoltaic,  perencanaan  baterai,  perancangan  battery control  regulator  perencanaan  inverter,  dan  perencanaan lampu LED. Hasil Pengukuran Radiasi Matahari.
Tabel 1 Nilai rata-rata intensitas cahaya matahari selama satu minggu. No Hari/Tanggal Rata-Rata Intensitas cahaya Matahari (W/m 2 ) Min (w/m 2 ) Max (w/m 2 ) 1 Kamis 27/07/2017 690 728 2 Jumat 28/07/2017 685 788 3 Sabtu 29/07/2017 618 669 4 Minggu 30/07/2017 735 760 5 Senin 31/07/2017 529 572 6 Selasa 01/08/2017 780 817 7 Rabu 02/08/2017 710 721 Rata-rata 678 722
Dan  dari  tabel  diatas  dapat  dilihat  nilai  rata-rata maksimal intensitas cahaya  matahari selama satu  minggu sebesar  722  W/m²  sedangkan  nilai  minimal  intensitas cahaya matahari selama satu minggu adalah 678 W/m 2 .
Keterangan Tabel
Tabel diberi nomor menggunakan angka romawi huruf besar.  Keterangan  tabel  di  tengah  ( centered )  dengan  font biasa berukuran 10 pt dengan huruf besar di awal kalimat. Keterangan  tabel  ditempatkan  dibawah  nomor  Tabel, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.

## C. Menentukan Kapasitas dan Jumlah Modul
Untuk  menentukan  kapasitas  daya  modul  surya diambil  berdasarkan  nilai  rata-rata  pengukuran  energi matahari.
Gambar 3. Panel Surya (Sollar Cell)
Untuk  kondisi  penyinaran  matahari  di  kampus  UBT. dari  nilai  rata-rata  intensitas  matahari  tersebut  kita mencari  nilai  radiasi  matahari  dengan  mengalikan  nilai intensitas cahaya matahari Pada perhitungan menggunakan  nilai intensitas  matahari terendah  selama 9 jam yaitu sekitar jam 08:00 sampai 17:00.
Radiasi matahari = P in x Waktu efektif = 529 W/m 2 x 9 h = 4.761 Wh/m²
Dan  untuk  mencari  jam  kerja  matahari  dapat  dengan membagikan  besaran  nilai  radiasi  matahari  dengan standart test condition yaitu 1.000W/m 2 .
Jumlah jam kerja matahari (h).
Untuk  mencari  besarnya  nilai  kapasitas  yang dibutuhkan  oleh  modul  dapat  dicari  dengan  membagikan besarnya  total  beban  dengan  jumlah  jam  kerja  matahari dan dikalikan dengan faktor penyusutan sebesar 1,1.
Kapasitas modul ( W ) :
Kemudian  setelah  mendapat  besar  kapasitas  modul yang  di  butuhkan    maka  untuk  mencari  jumlah  modul yang  akan  di  pakai  dapat  dihitung  dengan  membagikan
kapasitas modul yang butuhkan dengan daya modul yang di pergunakan.
Jadi,  jumlah  panel  yang  di  pergunakan  sebagai cadangan  daya  pada  pju  untuk  mengantikan  suplai  daya utama  dari  PLN  dengan  beban  daya  sebesar  5.356  watt dalam sejumlah 75 buah panel.

## D. Menentukan Kapasitas dan Jumlah Baterai
Untuk menentukan kapasitas baterai harus mengetahui total  beban  yang  akan  di  tanggung.  dalam  hal  ini  total beban  yang akan di tanggung adalah sebesar 64.272 Wh. Jadi  untuk  menentukan  nilai  kapasitas  baterai  yang  akan digunakan  sebagai  cadangan  daya  adalah  dengan membagikan  beban  total  dengan  tegangan  kerja  pada baterai,  tingkat  kekosongan  baterai  dan  efesiensi  total sistem PV.
Gambar 4. Baterai Menentukan nilai kapasitas baterai :
Untuk  menentukan  jumlah  baterai  yang  akan  di gunakan  maka  dapat  di  cari  dengan  mebagikan  kapasitas baterai yang di butuhkan dengan dengan kapasitas baterai yang di pakai.
Jadi,  jumlah  baterai  yang  digunakan  sebagai  cadangan daya pada Pju adalah sejumlah 108 unit.
Gambar 5. Baterai Charger
Untuk menentukan besaran arus yang akan di gunakan adalah  dengan  menbagikan  daya  modul  yang  di  gunakan dengan tegangan sistem.

## E. Menentukan Inverter yang Dipakai
Spesifikasi  inverter  harus  sesuai  dengan  tegangan kerja  dari  sistem  dan  tegangan  pada  beban  AC. Berdasarkan  tegangan  sistem  maka  tegangan  masuk  dari inverter 48 VDC.
Gambar 6. Inverter
Tegangan  keluaran  dari  inverter  yang  tersambung  ke beban  adalah  220  VAC.Berdasarkan  perhitungan  daya yang diperlukan maka kapasitas inveter yang di gunakan. kapasitas inverter :
= beban total x 1,3 = 5.356 W x 1,3
= 6.962,8= 7.000 W

## V. KESIMPULAN
Kesimpulan dari sebuah penelitian serta hitungan daya dalam PJU-TS di Area kampus UBT.
A. Dalam sebuah perencenaan PJU yang berbasis Tenaga Surya membutuhkan perkiraan Area luas yang kosong dengan panjang 40 meter dan lebar sekitar 40 meter .
B. Dari hasil pengukuran intesitas cahaya matahari dalam satu minggu nilai rata-rata pengukuran terbesar sekitar 722 W/m2 dan pengukuran terkecil adalah 678 W/m2.
C. Dan untuk penyimpanan atau suplai daya sebuah PJU (Penerangan  Jalan  Umum  )  yang  berbasis  Tenaga Surya  maka  di  perlukan  komponen  perangkat
pendukung,  yaitu  Modul  200  Wp  sebanyak  75  panel surya , beban lampu led sebesar 40 Watt dengan total 103  lampu  memiliki  total  beban  led  4.120  Watt  , Baterai  100  Ah  sebanyak  108  unit  dan  Regulator baterai  sebesar  223,17A  serta  inverter  yang  di gunakan yaitu 7.000 W.

## VI. SARAN
Dengan  ada  nya  sebuah  ide  dan  pemikiran perencenaan  mensuplai  daya  tenaga  surya  dari  PJU  di kampus  UBT  serta  melihat  potensi  area  yang  sangat  luas dan  potensi  intesitas  cahaya  matahari  maka  pemanfaatan energi  tenaga  surya  menjadi  sebuah  perencenaan  .  selain itu  dari  penulis  menyadari  memiliki  kekurangan  yang sangat  banyak  maka  bimbingan  serta  lanjutan  penelitian mengenai  PJU  (  Penerangan  Jalan  Umum  )  Berabasis tenaga  Surya  menjadi  sebuah  kelengkapan  bagi  Skripsi yang  berjudul  Perencanaan  Penyediaan  Daya  Listrik Berbasis  Tenaga  Surya  Untuk  Penerangan  Jalan  Umum Di Kampus Universitas Borneo Tarakan.

## REFERENSI
[1]  Donny T B Sihombing, Ir. Surya Tarmizi Kasim Msi Konsentrasi  Teknik  Energi,  Departemen  Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU)
[2]  Gunardi  Yudhi,  “Perancangan  Dan  Pembuatan Pembangkit  Listrik  TenagaMatahari  Untuk  Lampu Penerangan  Jalan”,  Jurusan  Teknik  Elektro
Universitas Mercu Buana Jakarta, 2010.
[3]  Hasnawiya Hasan  “Perancangan Pembangkit  Listrik Tenaga  Surya  Di  Pulau  Saugi”,  Jurusan  Teknik Perkapalan - Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin  Jl.  Perintis  Kemerdekaan  Km.  10 Tamalanrea - Makassar,Sulsel 90245.
[4]  Rusminto  Tjatur  W,  “ Solar  Cell  Sumber  Energi masa  depan  yang  ramah  Lingkungan” ,  Jakarta: Berita Iptek, 2003.
[5]  Suparwiyono (2016) Kajian Penggunaan
pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  Sebagai Cadangan  Daya  Listrik  Pada base  Transceiver Station (BTS)  Pantai  Amal  di  Kota  Tarakan. Tarakan : Universitas Borneo Tarakan.
[6]   Immanuel, David. Pembangkit Listrik Tenaga Surya, diakses pada 26 Maret 2014,
[7]   (2014)  gdm  energy  homepage  on  [Online].  Available: http://gdmenergy.com/datasolusi/penerangan-jalan- Umum-tenaga-suryapjuts-20W-tiang-6m.html
[8]   (2014) indo energi homepage on [online]. Available : http://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan- dan-kelemahan-panelsurya.html